KR100685550B1 - 파장 가변 필터 및 파장 가변 필터의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
해당 파장 가변 필터로부터 출사된 광의 감쇠를 방지할 수 있고, 또한, 여러가지 파장의 광에 대하여 파장 분리가 가능한 파장 가변 필터 및 파장 가변 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다. 제 1 오목부(211)를 갖는 고정 기판(2)과, 개구부(311)를 갖는 가동부(31)를 구비하고 고정 기판(2)에 접합된 가동 기판(3)과, 개구부(311)를 피복하도록 가동부(31)에 접합된 광 투과 기판(4)과, 고정 기판(2)에 마련된 고정 반사막(200)과, 광 투과 기판(4)에 마련되고 간섭용 갭(21)을 거쳐서 고정 반사막(200)과 대향 배치된 가동 반사막(210)과, 가동부(31)를 고정 기판(2)에 대하여 변위시키는 것에 의해, 간섭용 갭(21)의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 고정 반사막(200)과 가동 반사막(210) 사이에서 반사를 반복하여, 간섭용 갭(21)의 간격에 따른 파장의 간섭광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 1을 나타내는 평면도,
도 2는 도 1의 A-A 선에서의 단면도,
도 3은 본 발명의 파장 가변 필터의 동작의 일 예를 설명하는 도면,
도 4는 실시예 1의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 5는 실시예 1의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 6은 실시예 1의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 7은 실시예 1의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 8은 실시예 1의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 9는 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 2를 나타내는 평면도,
도 10은 도 9의 B-B 선에서의 단면도,
도 11은 실시예 2의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 12는 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 3의 가동 기판 및 광 투과 기판을 나타내는 평면도,
도 13은 실시예 3의 파장 가변 필터의 도 12의 C-C 선에서의 단면도,
도 14는 본 발명의 파장 가변 필터의 동작의 일 예를 설명하는 도면,
도 15는 실시예 3의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 16은 실시예 3의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 17은 실시예 3의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 18은 실시예 3의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 19는 실시예 3의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면,
도 20은 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 4의 가동 기판 및 광 투과 기판을 나타내는 평면도,
도 21은 실시예 4의 파장 가변 필터의 도 20의 D-D 선에서의 단면도,
도 22는 실시예 4의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 파장 가변 필터 2 : 고정 기판
20 : 투명 기판 21 : 간섭용 갭
211 : 제 1 오목부 22 : 구동용 갭
220 : 절연막 221 : 제 2 오목부
23 : 구동 전극 24 : 광 입사부
3 : 가동 기판 31 : 가동부
311 : 개구부 32 : 지지부
33 : 고정부 4 : 광 투과 기판
41 : 오목부 5 : 제 2 고정 기판
50 : 투명 기판 51 : 오목부
6 : 마스크층 61 : 레지스트층
63 : 개구 7 : 웨이퍼
71 : 베이스층 72 : SiO2층
73 : 실리콘층 8 : 구동용 갭
9 : 간섭용 갭 10 : 제 1 고정 기판
11 : 오목부 100 : 반사 방지막
110 : 반사 방지막 200 : 고정 반사막
213 : 반사막 210 : 가동 반사막
300 : 광원 L : 광
x : 거리
본 발명은, 파장 가변 필터 및 파장 가변 필터의 제조 방법에 관한 것이다.
각 파장에서의 강도 분포를 조사하는 파장 가변 필터(Optical Tunable Filter)가 알려져 있다.
본 발명에 관한 파장 가변 필터의 관련 특허는 이하와 같은 것이 있다.
<표면 마이크로 매칭에 의한 필터>
종래의 파장 가변 필터의 가변 갭의 두께는, 희생층의 두께에 의해서만 제어된다. 이 방법에 의하면, 희생층의 제막 조건에 의해 두께에 편차가 발생해 버려, 박막과 구동 전극 사이의 쿨롱력이 일정하지 않아, 안정된 구동를 얻을 수 없다는 문제가 있다.
또한, 가동부를 기판의 위에 돌출시킨 구조로 되어있기 때문에, 파장 가변 필터의 두께가 크다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
<SOI 웨이퍼를 이용한 필터>
한편, US6341039에서는, SOI(Silicon0n Insulator) 웨이퍼의 SiO2층을 희생층으로서 이용하여, 가변 갭을 형성하고 있다. 이것에 의하면, 가변 갭을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
그러나, 구동 전극과 가동부 사이에 절연 구조가 형성되어 있지 않기 때문에, 큰 정전 인력이 발생했을 때에, 가동부와 구동 전극이 접착되어버리는 문제가 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).
<양 방식에 공통되는 문제점>
최종적으로 희생층을 릴리스하여 가변 갭을 형성하지만, 릴리스용의 액체를 희생층에 도입하기 위한 릴리스 홀이 필요해진다. 이 때문에, 쿨롱력이 작용하는 면적이 감소되어, 구동 전압이 증가해 버린다고 하는 문제가 있다. 또한, 가변 갭이 작으면, 희생층을 릴리스할 때에 박막과 구동 전극 기판 사이에 물의 표면 장력에 의한 스티킹이라고 불리는 접착 현상 현상이 발생된다. 이 때문에, 희생층을 릴리스하지 않기 위한 구조가 요구되고 있다.
또한, 가동부의 광이 투과하는 부위가 실리콘으로 형성되어 있기 때문에, 적외광의 파장 분리 이외에는, 이용할 수 없다고 하는 문제가 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-174721호 공보
[특허 문헌 2] 미국 특허 제6341039호 명세서
본 발명의 목적은, 해당 파장 가변 필터로부터 출사된 광의 감쇠를 방지할 수 있고, 또한, 여러가지 파장의 광에 대하여 파장 분리가 가능한 파장 가변 필터 및 파장 가변 필터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적은 하기의 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명의 파장 가변 필터는, 제 1 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기 판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 거쳐서 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 여러가지 파장의 광에 대해서도(예컨대, 가시광 등) 파장 분리가 가능해진다. 또한, 가동 반사막이 제 3 기판에 마련되어 있기 때문에, 가동 반사막의 두께(막 두께)를 균일하게 할 수 있고, 따라서 가동 반사막의 막 두께의 불균일에 의한 광의 감쇠를 방지할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터는, 제 1 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 거쳐서 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 가동부에 대향하는 부위에 제 2 오목부를 갖고, 상기 제 2 기판의 상기 제 1 기판과 반대쪽에 접합된 제 4 기판과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시키는 것에 의해, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부 를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 여러가지 파장의 광에 대해서도(예컨대, 가시광 등) 파장 분리가 가능해진다. 또한, 가동 반사막이 제 3 기판에 마련되어 있기 때문에, 가동 반사막의 두께(막 두께)를 균일하게 할 수 있고, 따라서 가동 반사막의 막 두께의 불균일에 의한 광의 감쇠를 방지할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 1 기판은 상기 제 2 기판에 대향하는 면쪽에 제 2 오목부를 갖고, 상기 구동부는 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 해당 구동용 갭을 이용하여, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시키는 것이 바람직하다.
이에 따라, 구조 및 제조 공정을 간이하게 할 수 있고, 또한, 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 2 오목부는 상기 제 1 오목부보다 깊이가 얕은 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 2 오목부에 전극을 마련하고, 쿨롱력에 의해 가동부를 변위시키는 경우에는, 작은 인가 전압으로 가동부를 변위시키는 것이 가능하다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 2 오목부는 상기 제 1 오목부의 외측에 해당 제 1 오목부에 연속하여 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 1 오목부를 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 2 기판은 도전성을 갖고, 상기 제 2 오목부의 바닥부에 구동 전극이 마련되어 있고, 상기 구동부는, 상기 가동부와 상기 구동 전극 사이의 전위차에 의해 발생하는 쿨롱력에 의해 상기 가동부를 변위시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 가동부를 안정적으로 구동할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 구동부는, 상기 클롱력에 의한 인력에 의해서, 상기 구동용 갭을 이용하여 상기 가동부를 상기 간섭용 갭이 감소하는 방향으로 변위시키는 것이 바람직하다.
이에 따라, 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 2 기판과 상기 구동 전극 사이의 적어도 한쪽 면에, 절연 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 2 기판과 상기 구동 전극의 단락을 방지할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 절연 처리는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산질화물로 구성되는 절연물을 피복한 것이 바람직하다.
이에 따라, 간이한 구성으로, 확실한 절연 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 적외광 및 적외광보다 단파장의 광을 투과 가능한 것이 바람직하다.
이에 따라, 적외광 및 적외광보다 단파장의 광의 파장 분리가 가능해진다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 1 기판은 광 투과성을 갖고, 외부로부터의 광은, 상기 제 1 기판을 거쳐서 상기 간섭용 갭에 입사하는 것이 바람직 하다.
이에 따라, 간섭용 갭에 광을 확실하게 입사시키는 것이 가능하다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 1 기판과 대향하는 면쪽에 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 장치의 박형화, 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 1 기판과 대향하는 면쪽에 접합되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 3 기판을 용이하게 접합할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 1 기판과 대향하는 면의 반대쪽 면쪽에 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 가동부와 제 1 기판과의 접촉을 용이하게 방지할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은, 상기 가동부의 상기 제 1 기판과 대향하는 면의 반대쪽 면쪽에 접합되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 3 기판을 용이하게 접합할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 가동 반사막은 상기 개구부 내에 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 장치의 박형화, 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 개구부를 포함하도록 해당 개구부를 덮고 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 간섭을 발생시킨 광 이외의 광이 외부에 출사되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 2 기판은 실리콘으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 도전성을 갖고, 안정적으로 구동이 가능한 가동부를 용이하게 얻을 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 가동부는 평면에서 보아 대략 원형을 이루고 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 가동부를 효율적으로 구동할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 1 기판 및 상기 제 3 기판은, 각각 유리로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 광을 효율적으로 투과시킬 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 유리는, 알칼리성 금속을 함유한 유리인 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 1 기판과 제 2 기판 및 제 2 기판과 제 3 기판이 강고하고, 또한 높은 밀착성을 갖고 접합된 파장 가변 필터를 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 가동부와 상기 지지부는 일체적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 가동부를 효율적으로 구동시킬 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 고정 반사막 및 상기 가동 반사막은 각각 다층막인 것이 바람직하다.
이에 따라, 막 두께를 용이하게 변화시킬 수 있어, 반사막의 제조를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 가동 반사막은, 절연막인 것이 바람직하다.
이에 따라, 별도의 절연막을 마련할 필요가 없어, 구조를 간이하게 할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 1 기판의 상기 간섭용 갭과 반대쪽 면과 상기 제 3 기판의 상기 간섭용 갭과 반대쪽 면에, 각각 반사 방지막을 갖는 것이 바람직하다.
이에 따라, 광의 반사를 억제하여, 광을 효율적으로 투과시킬 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 반사 방지막은 다층막인 것이 바람직하다.
이에 따라, 막 두께를 용이하게 변화시킬 수 있어, 반사 방지막의 제조를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 1 오목부와 상기 제 2 오목부로 둘러싸이는 공간 내에 상기 가동부가 수납되어 있고, 상기 공간이 폐쇄 공간을 구성하고 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 가동부를 안정적으로 구동할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 구동부는, 상기 쿨롱력에 의한 인력에 의해서, 상기 구동용 갭을 이용하여 상기 가동부를 상기 간섭용 갭이 증대하는 방향으로 변위시키는 것이 바람직하다.
이에 따라, 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 가동부와 제 4 기판의 접촉을 용이하게 방지할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 1 오목부쪽에 접합되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 3 기판과 가동부를 용이하게 접합할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 2 오목부쪽에 마련되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 2 오목부쪽에 접합되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 3 기판은 상기 개구부에 대응하는 부위에 제 3 오목부를 갖고, 상기 가동 반사막은, 상기 제 3 기판의 상기 제 3 오목부 내에 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 3 기판과 가동부를 용이하게 접합할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 1 기판과, 상기 제 3 기판과, 상기 제 4 기판은, 각각, 유리로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 광을 효율적으로 투과시키는 것이 가능하다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 유리는 알칼리성 금속을 함유한 유리 인 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 1 기판과 제 2 기판, 제 2 기판과 제 3 기판 및 제 2 기판과 제 4 기판이 강고하고, 또한 높은 밀착성을 갖고 접합된 파장 가변 필터를 얻을 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터에서는, 상기 제 1 기판의 상기 제 1 오목부와 반대쪽 면과 상기 제 4 기판의 상기 제 2 오목부와 반대쪽 면에, 각각 반사 방지막을 갖는 것이 바람직하다.
이에 따라, 광의 반사를 억제하여, 광을 효율적으로 투과시킬 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법은, 한쪽 면에 형성된 제 1 오목부와 제 2 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 거쳐서 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 해당 구동용 갭을 이용하여, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 파장 가변 필터의 제조 방법으로서, 제 1 기판용 기재에 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를 형성하여 상기 제 1 기판을 형성하는 공정과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 상기 고정 반사막을 형성하는 공정과, 제 2 기판용 기재와 상기 제 1 기판을 접합하는 공정과, 상기 제 2 기판용 기재에 대하여 제거 처리를 행하여 소정의 부위를 제거함으로써, 상기 개구부를 갖는 상기 가동부 및 상기 지지부를 형성하여 상기 제 2 기판을 형성하는 공정과, 상기 제 3 기판에 상기 가동 반사막을 형성하는 공정과, 상기 가동부에서의 상기 제 1 기판과 반대쪽의 상기 개구부에 대응하는 부위에, 상기 가동 반사막과 상기 고정 반사막이 서로 대향하도록, 상기 제 3 기판을 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 가시광에 대하여도 파장 분리가 가능하고, 가동 반사막의 두께(막 두께)가 균일한 파장 가변 필터를 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에서는, 상기 제 2 기판용 기재와 상기 제 1 기판의 접합 및 상기 제 3 기판과 상기 가동부의 접합은, 각각, 양극 접합에 의해 실행하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 2 기판용 기재와 제 1 기판 및 제 1 기판과 제 3 기판을 강고하고, 또한 높은 밀착성을 갖고 접합할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에서는, 한쪽 면에 형성된 제 1 오목부와 제 2 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도 록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 거쳐서 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 해당 구동용 갭을 이용하여, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 파장 가변 필터의 제조 방법으로서, 제 1 기판용 기재에 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를 형성하여 상기 제 1 기판을 형성하는 공정과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 상기 고정 반사막을 형성하는 공정과, 상기 제 3 기판에 상기 가동 반사막을 형성하는 공정과, 제 2 기판용 기재의 상기 개구부가 되는 부위에 대응하는 부위에, 상기 가동 반사막이 상기 제 3 기판의 상기 제 2 기판용 기재와 반대쪽에 위치하도록, 상기 제 3 기판을 접합하는 공정과, 상기 제 2 기판용 기재와 상기 제 1 기판을 상기 가동 반사막과 상기 고정 반사막이 서로 대향하도록 접합하는 공정과, 상기 제 2 기판용 기재에 대하여 제거 처리를 행하여 소정의 부위를 제거함으로써, 상기 개구부를 갖는 상기 가동부 및 상기 지지부를 형성하여 상기 제 2 기판을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 가시광에 대하여도 파장 분리가 가능하고, 가동 반사막의 두께(막 두께)가 균일한 파장 가변 필터를 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에서는, 상기 제 2 기판용 기재와 상기 제 3 기판의 접합 및 상기 제 2 기판용 기재와 상기 제 1 기판의 접합은, 각각, 양극 접합에 의해 실행하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 2 기판용 기재와 제 3 기판 및 제 2 기판용 기재와 제 1 기판을 강고하고, 또한 높은 밀착성을 갖고 접합할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에서는, 상기 제 1 기판에, 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를, 각각 에칭법으로 형성하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 정밀도가 높은 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 형성할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법은, 제 1 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 거쳐서 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 가동부에 대향하는 부위에 제 2 오목부를 갖고, 상기 제 2 기판의 상기 제 1 기판과 반대쪽에 접합된 제 4 기판과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시키는 것에 의해, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출 사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터의 제조 방법으로서, 제 4 기판용 기재에 상기 제 2 오목부를 형성하여 상기 제 4 기판을 형성하는 공정과, 제 2 기판용 기재와 상기 제 4 기판을 접합하는 공정과, 상기 제 2 기판용 기재에 대하여 제거 처리를 행하여 소정의 부위를 제거함으로써, 상기 개구부를 갖는 상기 가동부 및 상기 지지부를 형성하여 제 2 기판을 형성하는 공정과, 상기 제 3 기판에 상기 가동 반사막을 형성하는 공정과, 상기 가동부에서의 상기 제 1 기판과 반대쪽의 상기 개구부에 대응하는 부위에, 상기 제 3 기판을 접합하는 공정과, 제 1 기판용 기재에 상기 제 1 오목부를 형성하여 상기 제 1 기판을 형성하는 공정과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 상기 고정 반사막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막이 서로 대향하도록 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 가시광에 대하여도 파장 분리가 가능하고, 가동 반사막의 두께(막 두께)가 균일한 파장 가변 필터를 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에서는, 상기 제 2 기판용 기재와 상기 제 4 기판의 접합, 상기 가동부와 상기 제 3 기판과의 접합 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 접합은, 각각, 양극 접합에 의해 실행하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 2 기판용 기재와 제 1 기판 및 제 1 기판과 제 3 기판을 강고하고, 또한 높은 밀착성을 갖고 접합할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법은, 제 1 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 거쳐서 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 가동부에 대향하는 부위에 제 2 오목부를 갖고, 상기 제 2 기판의 상기 제 1 기판과 반대쪽에 접합된 제 4 기판과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하고, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터의 제조 방법으로서, 제 4 기판용 기재에 상기 제 2 오목부를 형성하여 상기 제 4 기판을 형성하는 공정과, 상기 제 3 기판에 제 3 오목부를 형성하고, 해당 제 3 오목부 내에 상기 가동 반사막을 형성하는 공정과, 제 2 기판용 기재의 상기 개구부가 되는 부위에 대응하는 부위에, 상기 가동 반사막과 상기 제 2 기판용 기재가 대향하도록 상기 제 3 기판을 접합하는 공정과, 제 2 기판용 기재와 상기 제 4 기판을, 상기 제 3 기판과 상기 제 2 오목부가 대향하도록 접합하는 공정과, 상기 제 2 기판용 기재에 대하여 제거 처리를 행하여 소정의 부위를 제거함으로써, 상기 개구부를 갖는 상기 가동부 및 상기 지지부를 형성하여 상기 제 2 기판을 형성하는 공정과, 제 1 기판용 기재에 상기 제 1 오목부를 형성하여 상기 제 1 기판을 형성하는 공정과, 상기 제 1 오목부 의 바닥부에 상기 고정 반사막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막이 서로 대향하도록 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 가시광에 대하여도 파장 분리가 가능하고, 가동 반사막의 두께(막 두께)가 균일한 파장 가변 필터를 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에서는, 상기 제 2 기판용 기재와 상기 제 3 기판의 접합, 상기 제 2 기판용 기재와 상기 제 4 기판의 접합 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 접합은, 각각, 양극 접합에 의해 실행하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 2 기판용 기재와 제 3 기판 및 제 2 기판용 기재와 제 1 기판을 강고하고, 또한 높은 밀착성을 갖고 접합할 수 있다.
본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에서는, 상기 제 1 기판에 상기 제 1 오목부 및 상기 제 4 기판에 상기 제 2 오목부를, 각각 에칭법으로 형성하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 정밀도가 높은 제 1 오목부 및 제 2 오목부를 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 파장 가변 필터 및 파장 가변 필터의 제조 방법을 첨부 도면에 나타내는 바람직한 실시예에 근거하여 상세히 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 1을 나타내는 평면도(상면도), 도 2는 도 1의 A-A 선에서의 단면도, 도 3은 본 발명의 파장 가변 필터의 동작의 일례를 설명하는 도면이다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 2중의 상측을 「상」, 하측을 「하」라고 한다.
파장 가변 필터(1)는, 예컨대, 파장 가변 필터(1) 내로 입사한 광 중, 소정의 주파수에 대응하는 광(간섭광)을 출사시키는 장치로서, 도 2에 도시하는 바와 같이 광 투과성을 갖는 고정 기판(제 1 기판)(2)과, 고정 기판(2)에 대향하여, 도전성 및 광 투과성을 갖는 가동 기판(제 2 기판)(3)과, 광 투과성을 갖는 광 투과 기판(제 3 기판)(4)과, 고정 기판(2)과 가동 기판(3) 사이에 마련된 간섭용 갭(21) 및 구동용 갭(22)을 갖고 있다.
고정 기판(2)은, 가동 기판(3)과 대향하는 면에, 제 1 오목부(211)와 제 1 오목부(211)보다 깊이가 얕은 제 2 오목부(221)를 갖고 있다. 이 제 2 오목부(221)는, 제 1 오목부(211)의 외측에, 제 1 오목부(211)에 연속하여 마련되어 있다.
제 1 오목부(211)의 외형 형상은, 후술하는 가동부(31)의 외형 형상에 대응하고 있고, 본 실시예에서는, 평면에서 보아 대략 원형을 이루고 있다. 제 1 오목부(211)의 치수는 가동부(31)보다 조금 작게 설정되어 있다.
제 2 오목부(221)의 외형 형상은, 가동부(31)의 외형 형상에 대응하고, 본 실시예에서는, 평면에서 보아 대략 원형을 이루고 있다. 제 2 오목부(221)의 치수(외형 크기)는, 가동부(31)보다 조금 크게 설정되어 있다.
제 1 오목부(211)의 바닥부에는, 절연성을 갖고, 광을 효율적으로 반사시키 는 고정 반사막(HR 코팅)(200)이 마련되어 있다. 이 고정 반사막(200)은, 다층막으로 형성되어 있는 고정 반사막(200)은, 평면에서 보아, 적어도 후술하는 개구부(311)의 전체에 겹치도록(고정 반사막(200)을 개구부(311)에 투영했을 때, 개구부(311)에 대응하는 부분 및 근방의 영역에 위치하도록)마련되어 있다.
본 실시예에서는, 고정 반사막(200)과 후술하는 가동 반사막(210) 사이의 공간이 간섭용 갭(21)을 구성하고 있다.
이러한 고정 기판(2)의 구성 재료로서는, 예컨대, 유리로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 특히, 알칼리성 금속을 함유한 유리인 것이 바람직하다.
제 2 오목부(221)의 바닥부에는 도전성을 갖는 구동 전극(23)이 마련되어 있다.
이 구동 전극(23)은, 파장 가변 필터(1)의 외부에서 도전층(도시하지 않음)을 거쳐서 전압을 인가할 수 있도록 구성되어 있다.
구동 전극(23)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 0.1∼5㎛ 정도인 것이 바람직하다.
구동 전극(23)의 표면에는 절연성을 갖는 절연막(220)이 형성되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이 고정 기판(2)의 하면이 광 입사부(24)를 구성하고 있다. 이 광 입사부(24)로부터 고정 기판(2)을 거쳐서 간섭용 갭(21)에 외광이 입사되게 되어 있다. 또한, 광 입사부(24)의 표면(고정 기판(2)의 간섭용 갭(21)과 반대쪽 면)에는 외광(입사광)의 반사를 억제하는 반사 방지막(AR 코팅)(100)이 마련되어 있다.
이러한 고정 기판(2)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 10∼2000㎛ 정도인 것이 바람직하고, 100∼100O㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
또한, 간섭용 갭(21)의 두께(평균)는, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 1∼10O㎛ 정도인 것이 바람직하다.
가동 기판(3)은, 실리콘(Si)으로 구성되어 있고, 중앙부에 배치되어 평면에서 보아 대략 원형 형상을 이루는 가동부(31)와, 가동부(31)를 도 2 중 상하 방향으로 변위(이동) 가능하게 지지하는 지지부(32)와, 고정부(33)를 갖고 있다. 이 가동 기판(3)은, 고정부(33)에 있어서 고정 기판(2)에 고정(접합)되어 있다.
가동부(31)는, 평면에서 보아 대략 원형의 개구부(311)를 갖고 있다. 개구부(311)는, 가동부(31)를 형성하는 원에 대하여 동심원 형상으로 형성되어 있다.
이 개구부(311)는, 간섭용 갭(21)을 거쳐서 제 1 오목부(211)의 상부(제 1 오목부(211)에 대향하는 위치)에 마련되어 있다.
또한, 가동부(31)는 그 외주부(외측부)가 제 2 오목부(221)에 대향하도록 형성되어 있다.
이 제 2 오목부(221) 내의 공간은 구동용 갭(22)이 되는 것이다. 즉, 가동부(31)와, 제 2 오목부(221)가, 구동용 갭(22)을 구성하고 있다.
이 구동용 갭(22)의 두께(평균)는, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 0.5∼20㎛ 정도인 것이 바람직하다.
구동 전극(23)과, 구동용 갭(22)과, 가동부(31)의 외주부에 의해, 쿨롱력에 의해 구동하는 방식의 구동부(액츄에이터)의 주요부가 구성된다.
또, 가동부(31) 및 개구부(311)의 형상은, 도시된 형상으로 특별히 한정되지 않지만, 개구부(311)의 형상은, 가동부(31)의 형상과 대략 동일한 형상을 하고 있는 것이 바람직하다.
가동부(31)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 1∼500㎛ 정도인 것이 바람직하고, 10∼100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다. 가동부(31)의 두께를 상기와 같이 하는 것에 의해, 가동부(31)의 구동 효율을 보다 높게 할 수 있다. 또, 가동부(31)의 구동에 대해서는, 후술한다.
도 1의 중앙 부근에는, 탄성(가요성)을 갖고, 가동부(31)를 변위 가능하게 지지하는 4개의 지지부(32, 32, 32, 32)가, 각각, 가동부(31)와 고정부(33)에 일체적으로 형성되어 있다. 즉, 각 지지부(32)를 거쳐서 가동부(31)가 고정부(33)에 접속되어 있다.
이 지지부(32)는, 가동부(31)의 외주쪽 면에, 개구부에 의해 구획되어 등각도 간격(90° 간격)으로 마련되어 있다.
또, 지지부(32)의 수는 반드시 4개로 한정되지 않고, 예컨대, 2개, 3개, 또는, 5개 이상이더라도 좋다. 또한, 지지부(32)의 형상은, 도시된 것으로 한정되지 않는다.
광 투과 기판(4)은 적외광 및 적외광보다 단파장의 광을 투과 가능한 것이다.
이 광 투과 기판(4)은 개구부(311)에 대응하는 부위에 위치하도록 가동부(31)에 접합되어 있다. 이 경우, 광 투과 기판(4)은, 가동부(31)의 제 1 오목부(211)의 저면과 대향하는 면의 반대쪽 면쪽(도 2 중 상측)에 접합되어 있다(마련되어 있다). 이 광 투과 기판(4)은, 개구부(311)를 포함하도록 개구부(311)를 덮고 있다.
이러한 광 투과 기판(4)의 구성 재료로서는, 예컨대, 고정 기판(2)과 동일한 것이 바람직하다.
이 광 투과 기판(4)의 제 1 오목부(211)쪽(도 2 중 하측)의 표면에는, 광을 효율적으로 반사시키는 가동 반사막(HR 코팅)(210)이 형성되어 있다. 이 가동 반사막(210)은, 간섭용 갭(21)을 거쳐서 고정 반사막(200)에 대하고,, 대향 배치되어 있다. 또한, 가동 반사막(210)은, 개구부(311) 내에 마련되어 있다. 즉, 두께 방향(도 2 중 상하 방향)으로부터 보았을 때, 가동 반사막(210) 전체가 개구부(311) 내에 위치하도록 마련되어 있다.
가동 반사막(210)은, 그 두께(막 두께)가 균일하게 광 투과 기판(4)에 형성되어 있다.
가동 반사막(210)의 구성 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 고정 반사막(200)과 동일한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 가동 반사막(210)은 절연막을 겸하는 것이 바람직하다.
또한, 광 투과 기판(4)의 간섭용 갭(21)과 반대쪽(도 2 중 상측)의 표면에는 반사 방지막(110)이 형성되어 있다. 반사 방지막(110)의 구성 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 반사 방지막(100)과 동일한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성된 파장 가변 필터(1)에 있어서, 상술한 도전층과 고정부(33) 사이에 전압이 인가되면, 구동 전극(23)과 가동부(31)가 반대 극성으로 대전하여 전위차가 발생하고, 양자간에 쿨롱력(정전기력)이 발생된다. 이 쿨롱력에 의한 인력에 의해 구동용 갭(22)을 이용하여, 가동부(31)를 간섭용 갭(21)이 감소하는 방향으로 변위시킴으로써, 가동부(31)는, 제 1 고정 기판(2)에 대하여 변위하여, (도 2 중 아래쪽 방향으로 변위하여) 정지한다.
이 경우, 예컨대, 인가 전압을 연속적, 단계적으로 변화시킴으로써, 가동부(31)를 고정 기판(2)에 대하여 상하 방향의 소정의 위치로 이동시키는 것이 가능하다.
이에 따라, 간섭용 갭(21)의 거리 x를 소정의 거리로 조절(변경)할 수 있어, 후술하는 바와 같이 소정의 파장의 광(간섭광)을 출사시키는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명의 파장 가변 필터의 동작(작용)에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3에 도시하는 바와 같이 광원(300)으로부터 출사된 광 L은 광 입사부(24)로부터 파장 가변 필터(1)로 입사한다. 즉, 광 L은, 반사 방지막(100), 고정 기판(2) 및 고정 반사막(200)을 투과하여, 간섭용 갭(21)에 입사한다.
간섭용 갭(21)에 입사한 광 L은, 고정 반사막(200)과 가동 반사막(210) 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시킨다. 이때, 고정 반사막(200) 및 가동 반사 막(210)에 의해 광 L의 손실을 억제할 수 있다.
상기 광 L의 간섭의 결과, 거리 x에 따른 파장의 광(이하 「간섭광」이라고 함)은, 가동 반사막(210)을 투과하여, 개구부(311), 광 투과 기판(4) 및 반사 방지막(110)을 거쳐서 외부에 출사한다.
이상 설명한 바와 같이, 이 파장 가변 필터(1)에 의하면, 개구부(311) 및 광 투과 기판(4)을 거쳐서 간섭광을 출사시킴으로써, 적외광으로 한정되지 않고, 자외광 및 가시광 등의 적외광보다 단파장의 특정 파장의 광을 분리할 수 있다.
또한, 가동 반사막(210)이, 광 투과 기판(4)에 마련되어 있기 때문에, 가동 반사막(210)의 두께(막 두께)가 균일하며, 가동 반사막(210)은 높은 평탄도를 갖는다. 이에 따라, 파장 가변 필터(1)로부터 출사된 간섭광의 감쇠를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 구동 전극(23)의 표면에 절연막(220)이 형성되어 있기 때문에, 구동 전극(23)과 가동부(31)의 접촉시의 단락을 막을 수 있다.
또한, 반사 방지막(100) 및 반사 방지막(110)을 마련한 것에 의해, 파장 가변 필터(1)에 입사하는 광 및 간섭용 갭(21)으로 간섭한 간섭광의 반사를 억제하여, 광을 효율적으로 투과시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 가동부(31)는 평면에서 보아 대략 원형 형상을 하고 있기 때문에, 가동부(31)를 효율적으로 구동할 수 있다.
다음에, 본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에 대하여, 도 1에 나타내는 파장 가변 필터(1)를 제조하는 경우를 일례로서 설명한다. .
도 4∼도 8은 실시예 1의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면(제조 공정을 모식적으로 도시한 도면)이다. 또, 이하의 설명에서는, 도 4∼도 8 중 상측을「상」, 하측을「하」라고 한다.
이하, 제조 방법에 대하여 설명하지만, 제조 공정을 [1]로부터 [8]의 공정으로 크게 나눠, 순서대로 설명한다.
[1] 고정 기판(2)을 형성하는 공정
먼저, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이 광 투과성을 갖는 투명 기판(제 1 기판용 기재)(20)을 준비한다. 투명 기판(20)에는, 두께가 균일하고, 휨이나 상처가 없는 것이 적합하게 이용된다. 투명 기판(20)의 구성 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 소다 유리, 결정성 유리, 석영 유리, 납 유리, 칼륨 유리, 붕규산 유리, 붕규산 나트륨 유리, 무알칼리 유리 등의 각종 유리 등을 들 수 있지만, 예컨대, 나트륨(Na)과 같은 알칼리성 금속을 함유한 유리가 바람직하다. 이들 유리는, 가동 이온을 포함한 유리이기 때문에, 실리콘(후술하는 실리콘층(73))과의 양극 접합이 가능해진다. 특히, 양극 접합시에는 투명 기판(20)을 가열하기 때문에, 실리콘과 열 팽창 계수가 거의 같은 것이 바람직하다. 이에 따라, 접합 후의 실리콘의 휘어짐이나 처짐을 방지할 수 있다.
이러한 관점으로부터, 소다 유리, 칼륨, 유리, 붕규산 나트륨 유리 등을 이용할 수 있고, 예컨대, 코닝사제의 파이렉스 유리(「파이렉스」는 등록 상표) 등이 적합하게 이용된다.
다음에 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 투명 기판(20)의 상면에 마스크층(6)을 형성(마스킹)한다.
마스크층(6)을 구성하는 재료로서는, 예컨대, Au/Cr, Au/Ti, Pt/Cr, Pt/Ti 등의 금속, 다결정 실리콘(폴리 실리콘), 아몰퍼스 실리콘 등의 실리콘, 질화 실리콘 등을 들 수 있다. 마스크층(6)에 실리콘을 이용하면, 마스크층(6)과 투명 기판(20)의 밀착성이 향상된다. 마스크층(6)에 금속을 이용하면, 형성되는 마스크층(6)의 시인성이 향상된다.
마스크층(6)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.01∼1㎛ 정도로 하는 것이 바람직하고, 0.09∼0.11㎛ 정도로 하는 것이 보다 바람직하다.
마스크층(6)이 얇으면, 투명 기판(20)을 충분히 보호할 수 없는 경우가 있어, 마스크층(6)이 지나치게 두꺼우면, 마스크층(6)의 내부 응력에 의해 마스크층(6)이 벗겨지기 쉬워지는 경우가 있다.
마스크층(6)은, 예컨대, 화학 기상 성막법(CVD 법), 스퍼터링법, 증착법 등의 기상 성막법, 도금법 등에 의해 형성할 수 있다.
다음에, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이 마스크층(6)에 개구(63)를 형성한다.
개구(63)는, 예컨대, 제 2 오목부(221)를 형성하는 위치에 마련한다. 또한, 개구(63)의 형상(평면 형상)은, 형성하는 제 2 오목부(221)의 형상(평면 형상)에 대응시킨다.
이 개구(63)는, 예컨대, 포토리소그래피법에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, 우선, 마스크층(6) 상에, 개구(63)에 대응하는 패턴을 갖는 레지스트층(도 시하지 않음)을 형성한다. 다음에, 이러한 레지스트층을 마스크로 하여 마스크층(6)의 일부를 제거한다. 다음에, 상기 레지스트층을 제거한다. 이에 따라 개구(63)가 형성된다. 또, 마스크층(6)의 일부 제거는, 예컨대, CF 가스, 염소계 가스 등에 의한 드라이 에칭, 불산+초산 수용액, 염산+초산 수용액, 알칼리 수용액 등의 박리액으로의 침지(웨트(wet) 에칭) 등에 의해 실행하는 것이 가능하다. 또, 이하의 각 공정에서의 마스크층의 제거에 대해서도, 동일한 방법을 이용하는 것이 가능하다.
다음에, 도 4(d)에 도시하는 바와 같이 투명 기판(20) 상에 제 2 오목부(221)를 형성한다.
제 2 오목부(221)의 형성 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 드라이 에칭법, 웨트 에칭법 등의 에칭법 등을 들 수 있다. 에칭을 행하는 것에 의해, 투명 기판(20)은, 개구(63)로부터 에칭되어, 원주 형상을 갖는 제 2 오목부(221)가 형성된다.
특히, 웨트 에칭법에 의하면, 보다 이상적인 원주 형상에 가까운 제 2 오목부(221)를 형성할 수 있다. 또, 웨트 에칭을 행할 때의 에칭액으로서는, 예컨대 불산계 에칭액 등이 적합하게 이용된다. 이 때, 에칭액에 글리세린 등의 알콜(특히 다가(多價) 알콜)을 첨가하면, 제 2 오목부(221)의 표면이 매우 매끄러워진다.
다음에, 마스크층(6)을 제거한다.
특히, 투명 기판(20)을 제거액에 침지함으로써 마스크층(6)을 제거하면, 간이한 조작으로, 효율적으로, 마스크층(6)을 제거할 수 있다.
이상에 의해, 도 4(e)에 도시하는 바와 같이 투명 기판(20) 상에, 제 2 오목부(221)가 소정의 위치에 형성된다.
제 1 오목부(211)는, 제 2 오목부(221)와 같이 하여, 제조, 준비할 수 있다. 또한, 제 1 오목부(211)를 제조할 때, 형성하는 개구의 면적, 또는, 에칭 조건(예컨대 에칭 시간, 에칭 온도, 에칭액의 조성 등) 중 적어도 하나를, 제 2 오목부(221)를 제조할 때의 조건과 다른 것으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 제 1 오목부(211)의 제조 조건을 제 2 오목부(221)의 제조 조건과 일부 다르게 하면, 제 2 오목부(221)의 반경과 제 1 오목부(211)의 반경을 다르게 하기 용이해진다.
이상에 의해, 도 5(f)에 도시하는 바와 같이 제 1 오목부(211)와 제 2 오목부(221)가 소정의 위치에 형성된 고정 기판(2)을 얻을 수 있다.
[2] 구동 전극(23)을 형성하는 공정
다음에, 도 5(g)에 도시하는 바와 같이 구동 전극(23)을 형성한다.
구동 전극(23)을 구성하는 재료로서는, 예컨대 Cr, Al, Al합금, Ni, Zn, Ti, Au 등의 금속, 카본이나 티탄 등을 분산, 한 수지, 다결정 실리콘(폴리 실리콘), 아몰퍼스 실리콘 등의 실리콘, ITO와 같은 투명 도전 재료 등을 들 수 있다.
구동 전극(23)은 제 2 오목부(221) 상에 마련된다. 또한, 구동 전극(23)의 형상(평면 형상)은, 형성하는 제 2 오목부(221)의 형상(평면 형상)에 대응하는 것이 바람직하다.
이 구동 전극(23)은, 예컨대, 증착법, 스퍼터법 또는 이온 도금법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 이러한 방법에 포토리소그래피법을 조합시키더라도 좋다. 구체적으로는, 우선, 구동 전극(23)에 대응하는 패턴을 갖는 레지스트층(도시하지 않음)을 형성한다. 이 레지스트층을 구성하는 재료로서는, 예컨대, Cr/Au/Cr 등을 들 수 있다.
다음에, 이러한 레지스트층을 마스크로 하여, 마스크의 일부를 제거한다. 이에 따라, 구동 전극(23)이 형성된다.
[3] 고정 반사막(200)을 형성하는 공정
다음에, 제 1 오목부(211)의 바닥부에 고정 반사막(200)을 형성한다. 이것은, 예컨대 포토리소그래피법에 의해 형성할 수 있다.
구체적으로는, 우선, 도 5(h)에 도시하는 바와 같이 고정 기판(2)의 상면의 소정 부위에 레지스트층(61)을 형성한다.
다음에, 도 6(i)에 도시하는 바와 같이 고정 기판(2)의 상면 전체에 다층막으로 구성되는 반사막(213)을 성막한다. 이 성막 방법으로서는, 예컨대, 화학 기상 성막법(CVD 법), 스퍼터링법, 증착법 등의 기상 성막법 등에 의해 형성하는 것이 가능하다.
다층막의 구성 재료로서는, 예컨대 SiO2(실리콘 산화막), Ta2O5, SiN(실리콘 질화막) 등이 바람직하다. 이들을 이용하는 것에 의해, 매우 높은 반사율을 갖는 반사막이나 매우 낮은 반사율(매우 높은 투과율)을 갖는 반사 방지막를 얻을 수 있 다. 이들을 교대로 적층함으로써, 소정 두께의 다층막을 마련할 수 있다.
다층막의 각 층의 두께, 층수, 재질을 설정(조정)함으로써, 소정 파장의 광을 투과 또는 반사시킬 수 있는 다층막을 형성하는것이 가능하다(특성을 변화시킬 수 있다). 예컨대, 반사막의 경우에는, 각 층의 두께를 설정함으로써 반사율을 조정할 수 있고, 각 층의 층수를 설정함으로써 반사하는 광의 파장을 조정할 수 있다. 이에 따라, 소망하는 특성을 갖는 반사막(213)을 용이하게 형성할 수 있다.
다음에, 도 6(j)에 도시하는 바와 같이 레지스트층(61)을 제거(박리)함으로써(리프트오프), 반사막(213) 중의 소정 부위가 제거되어, 고정 반사막(200)이 형성된다.
또, 고정 반사막(200)의 전체 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 0.1∼12㎛이 바람직하다.
또, 본 제조 방법에서는 구동 전극(23) 상에 레지스트층(61)을 형성하지 않는 것이 바람직하다. 반사막(213)은 절연막을 겸하고 있기 때문에, 레지스트층(61)의 제거 후에, 구동 전극(23)과 가동 기판(3)의 단락을 방지할 수 있는 절연막(220)을 구동 전극(23) 상에 용이하게 형성할 수 있다.
이상에 의해, 제 2 오목부(221)와 제 1 오목부(211)가 형성된 고정 기판(2)과, 고정 기판(2)의 소정 위치에 형성된 구동 전극(23)과 고정 반사막(200)과, 구동 전극(23) 상에 형성된 절연막(220)을 얻을 수 있다.
또, 후술하는 가동 반사막(210), 반사 방지막(100) 및 반사 방지막(110)의 성막에 관해서도, 본 공정 [3]의 방법을 이용하는 것이 가능하다. 또, 반사 방지 막의 경우에는, 각 층의 두께를 설정함으로써 반사 방지율(투과율)을 조정할 수 있고, 각 층의 층수를 설정함으로써 투과하는 광의 파장을 조정할 수 있다.
[4] 웨이퍼(제 2 기판용 기재)(7)와 고정 기판(제 1 기판)(2)을 접합하는 공정
우선, 도 7(k)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(제 2 기판용 기재)(7)를 준비한다. 이 웨이퍼(7)는 표면이 경면으로 할 수 있는 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 웨이퍼(7)로서는, 예컨대 SOI(Silicon 0n Insulator) 기판, SOS(Silicon 0n Sapphire) 기판 등을 이용할 수 있다.
본 제조 공정에 있어서는, 웨이퍼(7)로서 SOI 기판을 사용한다. SOI 기판은 실리콘으로 구성된 베이스층(71), SiO2층(절연층)(72), 실리콘층(활성층)(73)이, 이 순서로 적층된 3층의 적층체(적층 기판)로 구성되어 있다. 이 웨이퍼(7)를 구성하는 각 층 중, 베이스층(71) 및 SiO2층(72)은 제거되는 부분, 실리콘층(73)은 가동 기판(3)에 가공되는 부분이다.
이 웨이퍼(7)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 특히 실리콘층(73)은 10∼100㎛ 정도가 바람직하다. 이러한 웨이퍼(7)를 이용하는 것에 의해 용이하게 가동 기판(3)을 제조할 수 있다.
다음에, 도 7(1)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(7)의 실리콘층(73)측과, 고정 기판(2)의 제 1 오목부(211)가 형성된 면쪽이 대향하도록, 웨이퍼(7)와 고정 기판 (2)을 접합한다.
이 접합은, 예컨대 양극 접합에 의해 실행하는 것이 가능하다. 양극 접합은, 예컨대, 다음과 같이 하여 실행한다. 우선, 고정 기판(2)을 직류 전원의 마이너스 단자(도시하지 않음)에, 웨이퍼(7)를 직류 전원의 플러스 단자(도시하지 않음)에 각각 접속한다. 그리고, 고정 기판(2)을 가열하면서 전압을 인가한다. 이 가열에 의해, 고정 기판(2)중의 Na+가 이동하기 쉬워진다. 이 Na+의 이동에 의해, 고정 기판(2)의 접합면은 마이너스로 대전하고, 웨이퍼(7)의 접합면은 플러스로 대전한다. 이 결과, 고정 기판(2)과 웨이퍼(7)는 강고히 접합된다.
이하, 「양극 접합」을 간단히 「접합」이라고도 칭한다.
[5] 가동 기판(제 2 기판)(3)을 형성하는 공정
다음에, 도 7(m)에 도시하는 바와 같이 에칭이나 연마를 행하여 베이스층(71)을 제거한다. 에칭 방법으로서는, 예컨대, 웨트 에칭, 드라이 에칭이 이용되지만, 드라이 에칭을 이용하는 것이 바람직하다. 어느쪽의 경우도, 베이스층(71)의 제거시 SiO2층(72)이 스토퍼가 되지만, 드라이 에칭은 에칭액을 이용하지 않기 때문에 구동 전극(23)에 대향하고 있는 실리콘층(73)의 손상을 적합하게 막을 수 있다. 이에 따라, 제품 비율이 높은 파장 가변 필터(1)를 제조할 수 있다.
우선, 웨트 에칭의 경우에 대하여 설명한다. 접합된 상태의 웨이퍼(7) 및 고정 기판(2)을, 예컨대, 1∼40 중량% 정도, 바람직하게는 10 중량% 정도의 농도의 KOH 수용액에 넣는다. 이 에칭의 반응식은 다음과 같다.
Si+2KOH+H2O→K2SiO3+2H2
KOH 수용액에 의한 베이스층(71)의 에칭 레이트는 SiO2층(72)의 에칭 레이트보다 상당히 크기 때문에, SiO2층(72)이 에칭의 스토퍼로서 기능한다. 또, 이 공정에서 이용되는 에칭액으로서는, KOH 수용액 이외에, TMAH(tetra-methyl ammonium hydroxide) 수용액, EPD(ethylenediamine-pyrocatechol-diazine) 수용액 또는 히드라진(hydrazine) 수용액 등이 있다. 웨트 에칭에 의하면, 배치 처리(batch processing)가 가능하기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
다음에, 드라이 에칭의 경우에 대하여 설명한다. 접합된 상태의 웨이퍼(7) 및 고정 기판(2)을 챔버 안에 넣는다. 챔버 내에, 예컨대, 압력 390㎩의 XeF2를 60초 동안 도입한다. 이 에칭의 반응식은 다음과 같다.
2 XeF2+Si+2Xe+SiF4
XeF2에 의한 드라이 에칭에 의하면, 베이스층(71)의 에칭 레이트는 SiO2층(72)의 에칭 레이트보다 상당히 크기 때문에, SiO2층(72)이 에칭의 스토퍼로서 기능한다. 이 에칭은 플라즈마에 의한 것이 아니기 때문에, 제거하는 부위 이외의 부위에 손상이 미치지 않는다. 또, XeF2 대신에, 예컨대, CF4나 SF6에 의한 플라즈마 에칭을 이용할 수도 있다.
연마의 방법으로서는, 종래 공지의 것을 이용할 수 있기 때문에 설명을 생략 한다. 이에 따라, 베이스층(71)을 적합하게 제거할 수 있다.
다음에, 도 7(n)에 도시하는 바와 같이 에칭을 행하여 SiO2층(72)을 제거한다. 에칭을 행하는 경우에는, 불산을 포함하는 에칭액을 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, SiO2층(72)을 적합하게 제거할 수 있다.
다음에, 실리콘층(73) 상에, 가동부(31) 및 지지부(32)의 형상(평면 형상)에 대응하는 패턴을 갖는 레지스트층(도시하지 않음)을 형성한다. 다음에, 드라이 에칭법, 특히 ICP 에칭(Inductively-Coupled Plasma Etching)법에 의해, 웨이퍼(7)를 에칭한다. 이에 따라, 도 8(o)에 도시하는 바와 같이 개구부(311)를 갖는 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)가 형성된 가동 기판(3)을 얻을 수 있다.
본 공정에서는, ICP 에칭을 행한다. 즉, 에칭용 가스에 의한 에칭과, 데포지션용 가스에 의한 보호막 형성을, 교대로 반복해서 행하여, 가동부(31)와 지지부(32)를 형성한다.
상기 에칭용 가스로서는, 예컨대, SF6 등을 들 수 있고, 또한, 상기 데포지션용 가스로서는, 예컨대, C4F8 등을 들 수 있다.
이에 따라, 실리콘층(73)만이 에칭되고, 또한, 드라이 에칭이기 때문에, 다른 부위에 영향을 미치지 않고, 가동부(31)와 지지부(32)와 고정부(33)를 정밀도 좋고, 확실하게 형성할 수 있다.
이와 같이, 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)의 형성에 있어서는, 드라이 에칭법, 특히 ICP 에칭을 이용하기 때문에, 특히 가동부(31)를, 용이하고, 확 실하고 또한 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
또, 본 발명에서는, 본 공정에서, 예컨대, RIE(Reactive Ion Etching) 등의 상기와 다른 드라이 에칭법을 이용하여 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)를 형성하더라도 좋고, 또한, 드라이 에칭법 이외의 방법을 이용하여 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)를 형성해도 좋다.
[6]광 투과 기판(4)(제 3 기판)에 가동 반사막(210)을 형성하는 공정
다음에, 도 8(p)에 도시하는 바와 같이 광 투과 기판(4)을 준비한다. 이 광 투과 기판(4)의 구성 재료로서는 상술한 투명 기판(20)과 동일한 것을 들 수 있다.
다음에, 도 8(q)에 도시하는 바와 같이 광 투과 기판(4)의 상면에 가동 반사막(210)을 형성한다. 또, 가동 반사막(210)의 형상(평면 형상)은 가동부(31)의 개구부(311)의 형상에 대응시킨다.
[7]광 투과 기판(4)(제 3 기판)을 가동부(31)에 접합하는 공정
다음에, 도 8(r)에 도시하는 바와 같이 가동 반사막(210)과 고정 반사막(200)이 서로 대향하고, 또한 개구부(311)를 포함하도록, 광 투과 기판(4)을 가동부(31)에 접합한다. 이에 따라, 가동 반사막(210)이 개구부(311)의 내부에 배치된다.
[8] 반사 방지막(100, 110)을 형성하는 공정
그 후, 고정 기판(2)의 하면에 반사 방지막(100)을 형성하고, 광 투과 기판(4)의 상면에 반사 방지막(110)을 형성한다. 또, 반사 방지막(100)의 형성 시기는 특별히 한정되지 않고, 본 공정 [8] 이전의 임의의 공정 중에 형성하더라도 좋다.
이상의 공정에 의해, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같은 파장 가변 필터(1)를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 이 파장 가변 필터(1)의 제조 방법에 의하면, 광 투과 기판(4)의 표면에 가동 반사막(210)을 형성하기 때문에, 가동 반사막(210)의 막 두께의 제어를 용이하고 또한 확실하게 실행할 수 있다. 이에 따라, 가동 반사막(210)의 막 두께의 불균일에 의한 간섭용 갭(21)으로부터 출사된 간섭광의 감쇠를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 가동 기판(3)은 실리콘으로 형성되어 있기 때문에, 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)를 일체적으로 형성할 수 있어, 제조 공정을 간이하게 할 수 있다.
또한, 구동용 갭(22)과 간섭용 갭(21)이 고정 기판(2)(동일 기판)에 마련되어 있기 때문에, 파장 가변 필터(1)의 제조를 간이하게 할 수 있다.
또한, 희생층의 릴리스 공정을 필요로 하지 않기 때문에, 가동부(31)에 릴리스 홀을 형성할 필요가 없어, 가동부(31)의 제조를 간이하게 할 수 있다. 또한, 가동부(31)의(제 2 기판(3)의) 쿨롱력이 작용하는 부위의 면적을 감소시키지 않기 때문에, 가동부(31)와 구동 전극(23) 사이에 인가하는 전압을 낮게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 반사 방지막(100)과, 가동 반사막(210)과 고정 반사막(200)은 절연막으로 구성되어 있다. 이에 따라, 스티킹(가동부(31)와 구동 전극(23)의 부착)의 발생을 막을 수 있어, 확실한 절연 구조를 형성할 수 있다.
상술한 효과에 더하여, 도 1 및 도 2에 나타내는 파장 가변 필터(1)는, 비교적 저렴하게 제조할 수 있다고 하는 이점을 갖고 있다.
(실시예 2)
다음에, 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 2에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 2를 나타내는 평면도(상면도), 도 10은 도 9의 B-B 선에서의 단면도이다.
이하, 실시예 2의 파장 가변 필터(1)에 대하여, 상술한 실시예 1과의 차이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
실시예 2의 파장 가변 필터(1)는 광 투과 기판(4)의 가동부(31)에 접합(설치)되는 위치가 실시예 1과 다르다.
도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이 실시예 2의 파장 가변 필터(1)는, 광 투과 기판(4)이 가동부(31)의 제 1 오목부(211)의 저면과 대향하는 면쪽(도 10 중 하측)에 접합되어 있다(마련되어 있다).
또한, 반사 방지막(110)은 개구부(311) 내에 마련되어 있다. 즉, 두께 방향(도 10 중 상하 방향)으로부터 보았을 때, 반사 방지막(110) 전체가 개구부(311) 내에 위치하도록 마련되어 있다.
이 파장 가변 필터(1)에 의하면, 상술한 실시예 1의 파장 가변 필터(1)와 동 일한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 이 파장 가변 필터(1)에서는 파장 가변 필터(1)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 가동 반사막(210)이 절연막을 겸하고 있기 때문에, 별도의 절연막을 마련할 필요가 없어, 파장 가변 필터(1)의 구조를 간이하게 할 수 있다.
다음에, 실시예 2의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
이하, 제조 방법에 대하여 설명하지만, 실시예 1의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법과의 차이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
도 11, 도 12는, 실시예 2의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 실시예 2의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법은, 공정 [4] 이후가 다른 것 이외에는, 실시예 1의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법과 마찬가지다. 이하, 공정 [4]이후에 대하여 설명한다.
[4] 광 투과 기판(제 3 기판)(4)에 가동 반사막(210)을 형성하는 공정
우선, 도 11(s)에 도시하는 바와 같이 광 투과 기판(4)을 준비한다.
다음에, 도 11(t)에 도시하는 바와 같이 광 투과 기판(4)의 상면에 가동 반사막(210)을 형성한다.
[5] 웨이퍼(제 2 기판용 기재)(7)와 광 투과 기판(4)을 접합하는 공정
다음에, 도 11(u)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(7)의 실리콘층(73)의, 개구 부(311)가 되는 부위에 대응하는 부위에, 광 투과 기판(4)을, 가동 반사막(210)이 광 투과 기판(4)을 거쳐서 웨이퍼(7)의 반대쪽에 위치하도록 접합한다.
[6] 웨이퍼(7)와 고정 기판(2)을 접합하는 공정
다음에, 도 11(v)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(7)와 고정 기판(2)을 가동 반사막(210)과 고정 반사막(200)이 서로 대향하도록 접합한다.
[7] 가동 기판(3)을 형성하는 공정
다음에, 실시예 1의 공정 [5]과 동일한 공정을 하여 웨이퍼(7)로부터 가동 기판(3)을 형성한다.
[8] 반사 방지막(100, 110)을 형성하는 공정
다음에, 실시예 1의 공정 [8]과 같이 하여 반사 방지막(100) 및 반사 방지막(110)을 형성한다.
이상의 공정에 의해 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같은 실시예 2의 파장 가변 필터(1)를 제조할 수 있다.
(실시예 3)
다음에, 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 3에 대하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 3의 가동 기판 및 광 투과 기판 을 나타내는 평면도(상면도), 도 13은 실시예 3의 파장 가변 필터의 도 12의 C-C 선에서의 단면도, 도 14는 본 발명의 파장 가변 필터의 동작의 일례를 설명하는 도면이다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 13 중 상측을 「상」, 하측을 「하」라고 한다.
파장 가변 필터(1)는, 예컨대, 파장 가변 필터(1) 내로 입사한 광 중, 소정의 파장에 대응하는 광(간섭광)을 출사시키는 장치로서, 도 13에 도시하는 바와 같이 광 투과성을 갖는 제 1 고정 기판(제 4 기판)(10)과, 제 1 고정 기판(10)에 대향하여, 도전성을 갖는 가동 기판(제 2 기판)(3)과, 광 투과성을 갖는 광 투과 기판(제 3 기판)(4)과, 광 투과성을 갖는 제 2 고정 기판(제 1 기판)(5)을 갖고 있다.
도 12에 도시하는 바와 같이 가동 기판(3)은, 실리콘(Si)으로 구성되어 있고, 중앙부에 배치되어 평면에서 보아 대략 원형 형상을 이루는 가동부(31)와, 가동부(31)를 도 13 중 상하 방향으로 변위(이동) 가능하게 지지하는 지지부(32)와, 고정부(33)를 갖고 있다. 이 가동 기판(3)은, 고정부(33)의 도 13 중 상측에서, 제 2 고정 기판(5)에 고정(접합)되고, 도 13 중 하측에서, 제 1 고정 기판(10)에 고정(접합)되어 있다.
가동부(31)는, 평면에서 보아 대략 원형의 개구부(311)를 갖고 있다. 개구부(311)는 가동부(31)를 형성하는 원에 대하여 동심원 형상으로 형성되어 있다.
또, 가동부(31) 및 개구부(311)의 형상은 도시된 형상으로 특별히 한정되지 않지만, 개구부(311)의 형상은 가동부(31)의 형상과 대략 동일한 형상을 하고 있는 것이 바람직하다.
가동부(31)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 1∼500㎛ 정도인 것이 바람직하고, 10∼100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다. 가동부(31)의 두께를 상기한 것으로 함으로써, 가동부(31)의 구동 효율을 보다 높게 할 수 있다. 또 가동부(31)의 구동에 대해서는 후술한다.
도 12의 중앙 부근에는, 탄성(가요성)을 갖고,, 가동부(31)를 변위 가능하게 지지하는 4개의 지지부(32, 32, 32, 32)가, 각각, 가동부(31)와 고정부(33)에 일체적으로 형성되어 있다. 즉, 각 지지부(32)를 거쳐서 가동부(31)가 고정부(33)에 접속되어 있다.
이 지지부(32)는, 가동부(31)의 외주측 면에, 개구에 의해 구획되어 등각도 간격(90° 간격)으로 마련되어 있다.
또, 지지부(32)의 수는 반드시 4개로 한정되지 않고, 예컨대, 2개, 3개, 또는, 5개 이상이라도 좋다. 또한, 지지부(32)의 형상은 도시된 것으로 한정되지 않는다.
제 1 고정 기판(10)은 개구부(311)의 하부(개구부(311)에 대향하는 위치)에 오목부(제 2 오목부)(11)를 갖고 있다. 이 오목부(11)의 외형 형상은 가동부(31)의 외형 형상에 대응하고 있고, 본 실시예에서는 평면에서 보아 대략 원형을 이루고 있다. 오목부(11)의 치수(외형 크기)는 가동부(31)보다 조금 크게 설정되어 있다.
이 오목부(11) 내의 공간은 구동용 갭(8)이 되는 것이다. 즉, 가동부(31)와, 오목부(11)가 구동용 갭(8)을 구성하고 있다.
이 구동용 갭(8)의 두께(평균)는, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 0.5∼20㎛ 정도인 것이 바람직하다.
이러한 제 1 고정 기판(10)의 구성 재료로서는, 예컨대, 유리가 바람직하고, 특히, 알칼리성 금속을 함유한 유리인 것이 바람직하다.
제 1 고정 기판(10)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 10∼2000㎛ 정도인 것이 바람직하고, 100∼1000㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
오목부(11)의 바닥부에는, 도전성을 갖는 구동 전극(23)이 마련되어 있다.
이 구동 전극(23)은, 파장 가변 필터(1)의 외부에서 도전층(도시하지 않음)을 거쳐서 전압을 인가할 수 있도록 구성되어 있다.
구동 전극(23)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 0.1∼5㎛ 정도인 것이 바람직하다.
구동 전극(23)과, 구동용 갭(8)과, 가동부(31)의 외주부에서 쿨롱력에 의해 구동하는 방식의 구동부(액츄에이터)의 주요부가 구성된다.
구동 전극(23)의 표면에는 절연 처리가 실시되어 있고, 절연성을 갖는 절연막(220)이 형성되어 있다.
광 투과 기판(4)은 적외광 및 적외광보다 단파장의 광을 투과 가능한 것이다.
이 광 투과 기판(4)은 개구부(311)에 대응하는 부위에 위치하도록 가동부(31)에 접합되어 있다. 이 경우, 광 투과 기판(4)은 가동부(31)의 제 2 고정 기판(5)쪽(도 13 중 상측)에 접합되어 있다(마련되어 있다). 이 광 투과 기판(4)은 개구부(311)를 포함하도록 개구부(311)를 덮고 있다.
이러한 광 투과 기판(4)의 구성 재료로서는, 예컨대, 제 1 고정 기판(10)과 동일한 것이 바람직하다.
광 투과 기판(4)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 100∼1000㎛ 정도인 것이 바람직하고, 100∼500㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
이 광 투과 기판(4)의 제 2 고정 기판(5)쪽(도 13 중 상측)의 표면에는, 광을 효율적으로 반사시키는 가동 반사막(HR 코팅)(210)이 형성되어 있다.
가동 반사막(210)은 그 두께(막 두께)가 균일하게 광 투과 기판(4)에 형성되어 있다.
이 가동 반사막(210)은 절연성을 갖는 다층막으로 구성되어 있다. 즉, 가동 반사막(210)은 절연막을 겸한다.
제 2 고정 기판(5)은 가동 기판(3)의 제 1 고정 기판(10)과 반대쪽에 접합되어 있다. 이 제 2 고정 기판(5)은 개구부(311)와 대향하는 위치에 오목부(제 1 오목부)(51)를 갖고 있다.
오목부(51)의 외형 형상은 가동부(31)의 외형 형상에 대응하고 있고, 본 실시예에서는 평면에서 보아 대략 원형을 이루고 있다. 오목부(51)의 치수는 가동부 (31)보다 조금 크게 설정되어 있는 오목부(51)와 제 1 고정 기판(10)의 오목부(11)로 둘러싸이는 공간 내에 가동부(31)가 수납되어 있고, 이 공간이 폐쇄 공간(밀봉 공간)을 이루고 있다.
이러한 제 2 고정 기판(5)의 구성 재료로서는, 예컨대, 제 1 고정 기판(10)과 동일한 것이 바람직하다.
제 2 고정 기판(5)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 10∼2000㎛ 정도인 것이 바람직하고, 100∼500㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
오목부(51)의 바닥부에는 절연성을 갖고, 광을 효율적으로 반사시키는 고정 반사막(HR 코팅)(200)이 마련되어 있다. 이 고정 반사막(200)은, 예컨대, 가동 반사막(210)과 같이 다층막으로 형성되어 있다.
고정 반사막(200)은, 평면에서 보아, 적어도 개구부(311) 전체에 겹치도록(고정 반사막(200)을 개구부(311)에 투영했을 때, 개구부(311)에 대응하는 부분 및 근방의 영역에 위치하도록) 마련되어 있다. 이 고정 반사막(200)은, 간섭용 갭(9)을 거쳐서 가동 반사막(210)에 대하여, 대향 배치되어 있다.
여기서, 간섭용 갭(9)은 고정 반사막(200)과 가동 반사막(210) 사이의 공간으로 이루어져 있다. 즉, 가동부(31)와, 오목부(51)가, 간섭용 갭(9)을 구성하고 있다.
이러한 제 1 고정 기판(10)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 10∼2000㎛ 정도인 것이 바람직하 고, 100∼10OO㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
또한, 간섭용 갭(9)의 두께(평균)는, 용도 등에 의해 적절히 선택되고, 특별히 한정되지 않지만, 1∼10O㎛ 정도인 것이 바람직하다.
도 13에 도시하는 바와 같이 제 1 고정 기판(10)의 하면이 광 입사부(24)를 구성하고 있다. 이 광 입사부(24)로부터 제 1 고정 기판(10)을 거쳐서 간섭용 갭(9)에 외광이 입사되게 되어 있다.
또한, 광 입사부(24)의 표면(제 1 고정 기판(10)의 오목부(11)와 반대쪽 면)과 제 2 고정 기판(5)의 상면(오목부(51)와 반대쪽 면)은, 각각, 외광(입사광)의 반사를 억제하는 반사 방지막(AR 코팅)(100)과 반사 방지막(110)이 마련되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 파장 가변 필터(1)에 있어서, 상술한 도전층과 고정부(33) 사이에 전압이 인가되면, 구동 전극(23)과 가동부(31)가 반대 극성으로 대전하고, 전위차가 발생하여, 양자간에 쿨롱력(정전기력)이 발생된다. 이 쿨롱력에 의한 인력에 의해, 구동용 갭(8)을 이용하여, 가동부(31)를 간섭용 갭(9)이 증대하는 방향으로 변위시킴으로써, 가동부(31)는 제 1 고정 기판(10)에 대하여 변위하여, (도 13 중 아래쪽 방향으로 변위하여) 정지한다.
이 경우 예컨대, 인가 전압을 연속적, 단계적으로 변화시킴으로써, 가동부(31)를 구동용 갭(8) 내의 상하 방향의 소정 위치로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 간섭용 갭(9)의 거리 x를 소정의 거리로 조절(변경)할 수 있어, 소정 파장의 광(간섭광)을 출사시키는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명의 파장 가변 필터의 동작(작용)에 대하여 도 14를 이용하여 설명한다. 도 14에 도시하는 바와 같이 광원(300)으로부터 출사된 광 L은, 광 입사부(24)로부터 파장 가변 필터(1)에 입사한다. 즉, 광 L은, 반사 방지막(100), 제 1 고정 기판(10), 개구부(311), 광 투과 기판(4) 및 가동 반사막(210)을 투과하고, 간섭용 갭(9)에 입사한다.
간섭용 갭(9)에 입사한 광 L은, 고정 반사막(200)과 가동 반사막(210) 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시킨다. 이때, 고정 반사막(200) 및 가동 반사막(210)에 의해 광 L의 손실을 억제할 수 있다. 상기 광 L의 간섭 결과, 거리 x에 따른 파장의 광(이하, 「간섭광」이라 칭함)은, 고정 반사막(200)을 투과하여, 제 2 고정 기판(5) 및 반사 방지막(110)을 거쳐서 외부로 출사된다.
이상 설명한 바와 같이, 이 파장 가변 필터(1)에 의하면, 개구부(311) 및 광 투과 기판(4)을 거쳐서 간섭광을 출사시킴으로써, 적외광으로 한정되지 않고, 자외광 및 가시광 등의 적외광보다 단파장의 특정 파장의 광을 분리할 수 있다.
또한, 가동 반사막(210)이, 광 투과 기판(4)에 마련되어 있기 때문에, 가동 반사막(210)의 두께(막 두께)가 균일하며, 가동 반사막(210)은 높은 평탄도를 갖는다. 이에 따라, 파장 가변 필터(1)로부터 출사된 간섭광의 감쇠를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 구동 전극(23)의 표면에 절연막(220)이 마련되어 있기 때문에, 구동 전극(23)과 가동부(31)의 접촉시의 단락(short)을 막을 수 있다. 이에 따라, 파장 가변 필터(1)의 신뢰성이 현저히 향상된다.
또한, 반사 방지막(100) 및 반사 방지막(110)을 마련한 것에 의해, 파장 가 변 필터(1)에 입사하는 광 및 간섭용 갭(9)에서 간섭된 간섭광의 반사를 억제하여, 광을 효율적으로 투과시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 가동부(31)는, 평면에서 보아 대략 원형 형상을 하고 있기 때문에, 가동부(31)를 효율적으로 구동할 수 있다.
다음에, 본 발명의 파장 가변 필터의 제조 방법에 대하여, 도 12에 나타내는 파장 가변 필터(1)를 제조하는 경우를 일례로서 설명한다.
도 15∼도 19는, 실시예 3의 파장 가변 필터의 제조 방법을 설명하는 도면(제조 공정을 모식적으로 도시한 도면)이다. 또, 이하의 설명에서는, 도 15∼도 19 중 상측을 「상」, 하측을 「하」라고 칭한다.
이하, 제조 방법에 대하여 설명하지만, 제조 공정을 [1]로부터 [10]의 공정으로 크게 나눠, 순서대로 설명한다.
[1] 제 1 고정 기판(제 4 기판)(2)을 형성하는 공정
우선, 도 15(a)에 도시하는 바와 같이 광 투과성을 갖는 투명 기판(제 4 기판용 기재)(20)을 준비한다. 투명 기판(20)에는, 두께가 균일하고, 휨이나 상처가 없는 것이 적합하게 이용된다. 투명 기판(20)의 구성 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 소다 유리, 결정성 유리, 석영 유리, 납 유리, 칼륨 유리, 붕규산 유리, 붕규산 나트륨 유리, 무알칼리 유리 등의 각종 유리 등을 들 수 있지만, 예컨대, 나트륨(Na)과 같은 알카리 금속을 함유한 유리가 바람직하다. 이들 유리는, 가동 이온을 포함한 유리이기 때문에, 실리콘(후술하는 실리콘층(73))과의 양 극 접합이 가능해진다. 특히, 양극 접합시에는 투명 기판(20)을 가열하기 때문에, 실리콘과 열 팽창 계수가 거의 같은 것이 바람직하다. 이에 따라, 접합 후의 실리콘의 휘어짐이나 처짐을 방지할 수 있다.
이러한 관점에서는, 소다 유리, 칼륨 유리, 붕규산 나트륨 유리 등을 이용할 수 있고, 예컨대, 코닝사제의 파이렉스 유리(「파이렉스」는 등록 상표) 등이 적합하게 이용된다.
다음에, 도 15(b)에 도시하는 바와 같이 투명 기판(20)의 상면에 마스크층(6)을 형성(마스킹)한다.
마스크층(6)을 구성하는 재료로서는, 예컨대, Au/Cr, Au/Ti, Pt/Cr, Pt/Ti 등의 금속, 다결정 실리콘(폴리 실리콘), 아몰퍼스 실리콘 등의 실리콘, 질화 실리콘 등을 들 수 있다. 마스크층(6)에 실리콘을 이용하면, 마스크층(6)과 투명 기판(20)의 밀착성이 향상된다. 마스크층(6)에 금속을 이용하면 형성되는 마스크층(6)의 시인성이 향상된다.
마스크층(6)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.01∼1㎛ 정도로 하는 것이 바람직하고, 0.09∼0.11㎛ 정도로 하는 것이 보다 바람직하다. 마스크층(6)이 지나치게 얇으면, 투명 기판(20)을 충분히 보호할 수 없는 경우가 있고, 마스크층(6)이 지나치게 두꺼우면, 마스크층(6)의 내부 응력에 의해 마스크층(6)이 벗겨지기 쉬워지는 경우가 있다.
마스크층(6)은, 예컨대, 화학 기상 성막법(CVD 법), 스퍼터링법, 증착법 등의 기상 성막법, 도금법 등에 의해 형성할 수 있다.
다음에, 도 15(c)에 도시하는 바와 같이 마스크층(6)에, 개구(63)를 형성한다.
개구(63)는, 예컨대, 오목부(11)를 형성하는 위치에 마련한다. 또한, 개구(63)의 형상(평면 형상)은 형성하는 오목부(11)의 형상(평면 형상)에 대응시킨다.
이 개구(63)는, 예컨대, 포토리소그래피법에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, 우선, 마스크층(6) 상에, 개구(63)에 대응하는 패턴을 갖는 레지스트층(도시하지 않음)을 형성한다. 다음에, 이러한 레지스트층을 마스크로 하여, 마스크층(6)의 일부를 제거한다. 다음에, 상기 레지스트층을 제거한다. 이에 따라, 개구(63)가 형성된다. 또, 마스크층(6)의 일부 제거는, 예컨대, CF 가스, 염소계 가스 등에 의한 드라이 에칭, 불산+초산 수용액, 염산+초산 수용액, 알칼리 수용액 등의 박리액으로의 침지(웨트 에칭) 등에 의해 실행할 수 있다. 또, 이하의 각 공정에서의 마스크층의 제거에 있어서도, 동일한 방법을 이용할 수 있다.
다음에, 도 15(d)에 도시하는 바와 같이 투명 기판(20) 상에 오목부(11)를 형성한다.
오목부(11)의 형성 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 드라이 에칭법, 웨트 에칭법 등의 에칭법 등을 들 수 있다. 에칭을 행하는 것에 의해, 투명 기판(20)은 개구(63)로부터 에칭되어, 원주 형상을 갖는 오목부(11)가 형성된다.
특히, 웨트 에칭법에 의하면, 보다 이상적인 원주 형상에 가까운 오목부(11)를 형성할 수 있다. 또, 웨트 에칭을 행할 때의 에칭액으로서는, 예컨대 불산계 에칭액 등이 적합하게 이용된다. 이 때, 에칭액에 글리세린 등의 알콜(특히 다가 알콜)을 첨가하면, 오목부(11)의 표면이 매우 매끄러워진다.
다음에, 마스크층(6)을 제거한다.
특히, 투명 기판(20)을 제거액에 침지함으로써 마스크층(6)을 제거하면, 간이한 조작으로, 효율적으로, 마스크층(6)을 제거할 수 있다.
이상에 의해, 도 15(e)에 도시하는 바와 같이 오목부(11)가 소정의 위치에 형성된 제 1 고정 기판(10)을 얻을 수 있다.
[2] 구동 전극(23)을 형성하는 공정
다음에, 도 16(f)에 도시하는 바와 같이 오목부(11) 상에 구동 전극(23)을 형성한다.
구동 전극(23)을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 Cr, Al, Al 합금, Ni, Zn, Ti, Au 등의 금속, 카본이나 티탄 등이 분산된 수지, 다결정 실리콘(폴리 실리콘), 아몰퍼스 실리콘 등의 실리콘, ITO와 같은 투명 도전 재료 등을 들 수 있다.
구동 전극(23)의 형상(평면 형상)은, 형성하는 오목부(11)의 형상(평면 형상)에 대응하고 있는 것이 바람직하다.
이 구동 전극(23)은, 예컨대, 증착법, 스퍼터법 또는 이온 도금법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 이러한 방법에 포토 리소그래피법을 조합시키더라도 좋다. 구체적으로는, 우선, 구동 전극(23)에 대응하는 패턴을 갖는 레지스트층(도시하지 않음)을 형성한다. 이 레지스트층을 구성하는 재료로서는, 예컨대, Cr/Au/Cr 등을 들 수 있다.
다음에, 이러한 레지스트층을 마스크로 하여, 마스크의 일부(이전 공정에서 마스크로서 사용된 금속)를 제거한다. 이것에 의해 구동 전극(23)이 형성된다.
다음에, 도 16(g)에 도시하는 바와 같이 CVD 법을 사용하여, 구동 전극(23) 상에 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질소화물(SiNX), 실리콘산 질화물(SiOHN) 등으로 구성되는 절연막(절연물)(220)을 형성한다.
이상에 의해, 오목부(11)가 형성된 제 1 고정 기판(10)과, 제 1 고정 기판(10)의 소정 위치에 형성된 구동 전극(23)과, 구동 전극(23)의 표면에 형성된 절연막(220)을 얻을 수 있다.
[3] 웨이퍼(제 2 기판용 기재)(7)와 제 1 고정 기판(제 4 기판)(2)을 접합하는 공정
우선, 도 16(h)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(7)를 준비한다. 이 웨이퍼(7)는, 표면이 경면으로 될 수 있는 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 웨이퍼(7)로서는, 예컨대 SOI(Silicon 0n Insulator) 기판, SOS(Silicon 0n Sapphire) 기판 등을 이용할 수 있다.
본 제조 공정에서는, 웨이퍼(7)로서 SOI 기판을 사용한다. SOI 기판은 실리콘으로 구성되어 베이스층(71), SiO2층(절연층)(72), 실리콘층(활성층)(73)이, 이 순서로 적층된 3층의 적층체(적층 기판)로 구성되어 있다. 이 웨이퍼(7)를 구성하 는 각 층 중, 베이스층(71) 및 SiO2층(72)은 제거되는 부분, 실리콘층(73)은 가동 기판(3)에 가공되는 부분이다.
이 웨이퍼(7)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 특히 실리콘층(73)은 10∼100㎛ 정도가 바람직하다. 이러한 웨이퍼(7)를 이용하는 것에 의해 용이하게 가동 기판(3)을 제조할 수 있다.
다음에, 도 16(i)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(7)의 실리콘층(73)쪽과, 제 1 고정 기판(10)의 오목부(11)가 형성된 면쪽이 대향하도록, 웨이퍼(7)와 제 1 고정 기판(10)을 접합한다.
이 접합은, 예컨대, 양극 접합에 의해 실행할 수 있다. 양극 접합은, 예컨대, 다음과 같이 하여 실행한다. 우선, 제 1 고정 기판(10)을 직류 전원의 마이너스 단자(도시하지 않음)에, 웨이퍼(7)를 직류 전원의 플러스 단자(도시하지 않음)에 각각 접속한다. 그리고, 제 1 고정 기판(10)을 가열하면서 전압을 인가한다. 이 가열에 의해, 제 1 고정 기판(10) 중의 Na+가 이동하기 쉬워진다. 이 Na+의 이동에 의해, 제 1 고정 기판(10)의 접합면은 마이너스로 대전하고, 웨이퍼(7)의 접합면은 플러스로 대전한다. 이 결과, 제 1 고정 기판(10)과 웨이퍼(7)는 강고히 접합된다.
이하, 「양극 접합」을 간단히 「접합」이라고도 칭한다.
[4] 가동 기판(제 2 기판)(3)을 형성하는 공정
다음에, 도 17(j)에 도시하는 바와 같이 에칭이나 연마를 행하여 베이스층(71)을 제거하는 에칭 방법으로서는, 예컨대, 웨트 에칭, 드라이 에칭이 이용되지만, 드라이 에칭을 이용하는 것이 바람직하다. 어느쪽의 경우에도, 베이스층(71)의 제거시, SiO2층(72)이 스토퍼가 되지만, 드라이 에칭은 에칭액을 이용하지 않기 때문에, 구동 전극(23)에 대향하고 있는 실리콘층(73)의 손상을 적합하게 막을 수 있다. 이에 따라, 제품 비율이 높은 파장 가변 필터(1)를 제조할 수 있다.
우선, 웨트 에칭의 경우에 대하여 설명한다. 접합된 상태의 웨이퍼(7) 및 제 1 고정 기판(10)을, 예컨대, 1∼40 중량% 정도, 바람직하게는 10 중량% 정도의 농도의 KOH 수용액에 넣는다. 이 에칭의 반응식은 다음과 같다.
Si+2KOH+H2O+K2SiO3+2H2
KOH 수용액에 의한 베이스층(71)의 에칭 레이트는 SiO2층(72)의 에칭 레이트보다 상당히 크기 때문에, SiO2층(72)이 에칭의 스토퍼로서 기능한다. 또, 이 공정에서 이용되는 에칭액으로서는, KOH 수용액 이외에, TMAH 수용액, EPD 수용액 또는 히드라진 수용액 등이 있다. 웨트 에칭에 의하면, 배치 처리가 가능하기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
다음에, 드라이 에칭의 경우에 대하여 설명한다. 접합된 상태의 웨이퍼(7) 및 제 1 고정 기판(10)을 챔버 내에 넣는다. 챔버 내에, 예컨대, 압력 390㎩의 XeF2를 60초 동안 도입한다. 이 에칭의 반응식은 다음과 같다.
2 XeF2+Si-+2Xe+SiF4
XeF2에 의한 드라이 에칭에 의하면, 베이스층(71)의 에칭 레이트는 SiO2층(72)의 에칭 레이트보다 상당히 크기 때문에, SiO2층(72)이 에칭의 스토퍼로서 기능한다. 이 에칭은 플라즈마에 의한 것이 아니기 때문에, 제거하는 부위 이외의 부위에 손상이 미치지 않는다. 또, XeF2 대신에, 예컨대, CF4나 SF6에 의한 플라즈마 에칭을 이용할 수도 있다.
연마의 방법으로서는, 종래 공지의 것을 이용할 수 있기 때문에 설명을 생략한다. 이에 따라, 베이스층(71)을 적합하게 제거할 수 있다.
다음에, 도 17(k)에 도시하는 바와 같이 에칭을 행하여 SiO2층(72)을 제거한다. 에칭을 행하는 경우에는, 불산을 포함하는 에칭액을 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, SiO2층(72)을 적합하게 제거할 수 있다.
다음에, 실리콘층(73) 상에, 가동부(31) 및 지지부(32)의 형상(평면 형상)에 대응하는 패턴을 갖는 레지스트층(도시하지 않음)을 형성한다. 다음에, 드라이 에칭법, 특히 ICP 에칭법에 의해, 웨이퍼(7)를 에칭한다. 이에 따라, 도 17(1)에 도시하는 바와 같이 개구부(311)를 갖는 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)가 형성된 가동 기판(3)을 얻을 수 있다.
본 공정에서는 ICP 에칭을 행한다. 즉, 에칭용 가스에 의한 에칭과, 데포지션용 가스에 의한 보호막의 형성을, 교대로 반복해서 행하여, 가동부(31)와 지지부 (32)를 형성한다.
상기 에칭용 가스로서는, 예컨대, SF6 등을 들 수 있고, 또한, 상기 데포지션용 가스로서는, 예컨대, C4F8 등을 들 수 있다.
이에 따라, 실리콘층(73)만이 에칭되고, 또한, 드라이 에칭이기 때문에, 다른 부위에 영향을 미치지 않고, 가동부(31)와 지지부(32)와 고정부(33)를 정밀도 좋고, 확실하게 형성할 수 있다.
이와 같이, 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)의 형성에 있어서는, 드라이 에칭법, 특히 ICP 에칭을 이용하기 때문에, 특히 가동부(31)를, 용이하고, 확실하고 또한 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
또, 본 발명에서는, 본 공정에서, 예컨대, RIE 등의 상기와 다른 드라이 에칭법을 이용하여 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)를 형성하더라도 좋고, 또한, 드라이 에칭법 이외의 방법을 이용하여 가동부(31)와, 지지부(32)와, 고정부(33)를 형성하더라도 좋다.
[5] 광 투과 기판(4)(제 3 기판)에 가동 반사막(210)을 형성하는 공정
다음에, 도 17(m)에 도시하는 바와 같이 광 투과 기판(4)을 준비한다. 이 광 투과 기판(4)의 구성 재료로서는, 상술한 투명 기판(20)과 동일한 것을 들 수 있다.
다음에, 도 17(n)에 도시하는 바와 같이 광 투과 기판(4)의 상면에 가동 반 사막(210)을 형성한다.
구체적으로는, 광 투과 기판(4)의 상면에 다층막으로 구성되는 반사막을 성막한다. 이 성막 방법으로서는, 예컨대, 화학 기상 성막법(CVD 법), 스퍼터링법, 증착법 등의 기상 성막법 등에 의해 형성할 수 있다.
다층막의 구성 재료로서는, 예컨대 실리콘 산화물(SiO2),5산화탄탈(Ta2O5), 실리콘 질화막(SiN) 등이 바람직하다. 이들을 적절히 선택하여 이용하는 것에 의해, 매우 높은 반사율을 갖는 반사막이나 매우 낮은 반사율(매우 높은 투과율)을 갖는 반사 방지막를 얻을 수 있다. 이들을 교대로 적층함으로써, 소정 두께의 다층막을 마련할 수 있다.
다층막의 각 층의 두께, 층수, 재질을 설정(조정)함으로써, 소정의 파장의 광을 투과 또는 반사시킬 수 있는 다층막을 형성할 수 있다(특성을 변화시킬 수 있다). 예컨대, 반사막의 경우에는, 각 층의 두께를 설정함으로써 반사율을 조정할 수 있고, 각 층의 층수를 설정함으로써 반사하는 광의 파장을 조정할 수 있다. 이에 따라, 소망하는 특성을 갖는 가동 반사막(210)을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 가동 반사막(210)의 전체의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 1∼4㎛이 바람직하다.
또, 후술하는 고정 반사막(200), 반사 방지막(100) 및 반사 방지막(110)의 성막에 관해서도, 본 공정 [5]의 방법을 이용할 수 있다. 또, 반사 방지막의 경우에는, 각 층의 두께를 설정함으로써 반사 방지율(투과율)을 조정할 수 있어, 각 층 의 층수를 설정함으로써 투과하는 광의 파장을 조정할 수 있다.
[6] 광 투과 기판(4)(제 3 기판)을 가동부(31)에 접합하는 공정
다음에, 도 18(o)에 도시하는 바와 같이 개구부(311)를 포함하도록, 광 투과 기판(4)을 가동부(31)에 접합한다.
[7] 제 2 고정 기판(제 1 기판)(5)을 형성하는 공정
다음에, 도 18(p)에 도시하는 바와 같이 투명 기판(50)(제 1 기판용 기재)을 준비한다. 이 투명 기판(50)의 구성 재료로서는, 상술한 투명 기판(20)과 동일한 것을 들 수 있다.
다음에, 도 18(q)에 도시하는 바와 같이 투명 기판(50)에 오목부(51)를 형성한다. 오목부(51)는, 오목부(11)와 같이 하여, 제조, 준비할 수 있다. 이에 따라, 제 2 고정 기판(5)을 얻을 수 있다.
[8] 고정 반사막(200)을 형성하는 공정
다음에, 도 18(r)에 도시하는 바와 같이 오목부(51)의 바닥부에 고정 반사막(200)을 형성한다. 또한, 고정 반사막(200)의 전체의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 1∼4㎛이 바람직하다.
[9] 제 2 고정 기판(5)과 가동 기판(3)을 접합하는 공정
다음에, 도 19(s)에 도시된 바와 같이, 제 2 고정 기판(5)과 가동 기판(3)을 고정 반사막(200)과 가동 반사막(210)이 서로 대향하도록 접합한다. 이에 따라, 오목부(11)와 오목부(51)로 둘러싸이는 폐쇄 공간이 형성된다.
이 접합시, 내부를 진공으로 한 상태로 접합하거나(진공 밀봉), 내부를 감압한 상태로 접합하거나(감압 밀봉) 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 가동부(31)의 구동 특성을 보다 안정화시킬 수 있다.
[10] 반사 방지막(100, 110)을 형성하는 공정
그 후, 제 1 고정 기판(10)의 하면에 반사 방지막(100)을 형성하고, 제 2 고정 기판(5)의 상면에 반사 방지막(110)을 형성한다. 또, 반사 방지막(100, 110)의 형성 시기는 특별히 한정되지 않고, 본 공정 [10] 이전의 임의의 공정 중에 형성하더라도 좋다.
이상의 공정에 의해, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같은 파장 가변 필터(1)를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 이 파장 가변 필터(1)의 제조 방법에 의하면, 광 투과 기판(4)의 표면에 가동 반사막(210)을 형성하기 때문에, 가동 반사막(210)의 막 두께의 제어를 용이하고 또한 확실하게 실행할 수 있다. 이에 따라, 가동 반사막(210)의 막 두께의 불균일에 의한 간섭용 갭(9)으로부터 출사된 간섭광의 감쇠를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 가동 기판(3)은 실리콘으로 형성되어 있기 때문에, 가동부(31)와, 지 지부(32)와, 고정부(33)를 일체적으로 형성할 수 있어, 제조 공정을 간이하게 할 수 있다.
또한, 희생층의 릴리스 공정을 필요로 하지 않기 때문에, 가동부(31)에 릴리스 홀을 형성할 필요가 없어, 가동부(31)의 제조를 간이하게 할 수 있다. 또한, 가동부(31)의(제 2 기판(3)의) 쿨롱력이 작용하는 부위의 면적을 감소시키지 않기 때문에, 가동부(31)와 구동 전극(23) 사이에 인가하는 전압을 낮게 할 수 있다.
또한, 구동 전극(23) 상에 절연막(220)을 형성함으로써, 스티킹(가동부(31)와 구동 전극(23)의 부착)의 발생을 막을 수 있어, 확실한 절연 구조를 형성할 수 있다.
또한, 오목부(11)와 오목부(51)로 둘러싸이는 공간이 폐쇄 공간을 이루고 있기 때문에, 가동부(31)의 구동 특성이 향상되어, 안정적으로 된다.
상술한 효과에 더하여, 도 12 및 도 13에 나타내는 파장 가변 필터(1)는 비교적 저렴하게 제조할 수 있다고 하는 이점을 갖고 있다.
(실시예 4)
다음에, 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 4에 대하여 설명한다.
도 20은 본 발명의 파장 가변 필터의 실시예 4의 가동 기판 및 광 투과 기판을 나타내는 평면도(상면도), 도 21은 실시예 4의 파장 가변 필터의 도 20의 D-D 선에서의 단면도이다.
이하, 실시예 4의 파장 가변 필터(1)에 대하여, 상술한 실시예 3과의 차이점 을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.
실시예 4의 파장 가변 필터(1)는 광 투과 기판(4)의 가동부(31)에 접합(설치)되는 위치가 실시예 3과 다르다.
도 20 및 도 21에 도시하는 바와 같이 실시예 4의 파장 가변 필터(1)는, 광 투과 기판(4)이 가동부(31)의 오목부(51)의 저면과 대향하는 면쪽(도 21 중 하측)에 접합되어 있다(마련되어 있다).
또한, 광 투과 기판(4)은, 개구부(311)에 대응하는 부위에 오목부(제 3 오목부)(41)를 갖고, 반사 방지막(110)은 오목부(41) 내에 마련되어 있다. 즉, 두께 방향(도 21 중 상하 방향)으로부터 보았을 때, 반사 방지막(110) 전체가 오목부(41) 내에 위치하도록 마련되어 있다.
이 파장 가변 필터(1)에 의하면 상술한 실시예 3의 파장 가변 필터(1)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 실시예 4의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
이하, 제조 방법에 대하여 설명하지만, 실시예 3의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법과의 차이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
도 22는 실시예 4의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 실시예 4의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법은, 공정 [3] 이후가 다른 것 이외에는, 실시예 3의 파장 가변 필터(1)의 제조 방법과 마찬가지이다. 이하, 공정 [3]이후에 대하여 설명한다.
[3] 광 투과 기판(4)에 가동 반사막(210)을 형성하는 공정
우선, 도 22(a)에 도시하는 바와 같이 광 투과 기판(4)을 준비한다.
다음에, 광 투과 기판(4)의 상면에 에칭을 실시하여 오목부(제 3 오목부)(41)를 형성한다. 다음에, 도 22(b)에 도시하는 바와 같이 오목부(41) 내에 가동 반사막(210)을 형성한다.
[4] 웨이퍼(제 2 기판용 기재)(7)와 광 투과 기판(4)을 접합하는 공정 다음에, 도 22(c)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(7)의 실리콘층(73)의, 개구부(311)가 되는 부위에 대응하는 부위에, 가동 반사막(210)과 실리콘층(73)이 대향하도록 광 투과 기판(4)을 접합한다.
[5] 웨이퍼(7)와 제 1 고정 기판(10)을 접합하는 공정
다음에, 도 22(d)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(7)와 제 1 고정 기판(10)을, 광 투과 기판(4)과 오목부(11)가 서로 대향하도록 접합한다.
[6] 다음에, 실시예 3의 공정 [4]와 동일한 공정을 하여 웨이퍼(7)로부터 가동 기판(3)을 형성한다.
[7]∼[10] 다음에, 실시예 3의 공정 [7]∼[10]과 동일한 공정을 행한다.
이상의 공정에 의해 도 20 및 도 21에 나타내는 바와 같은 실시예 4의 파장 가변 필터(1)를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 파장 가변 필터 및 파장 가변 필터의 제조 방법을, 도시된 실시예에 근거하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니라, 각부의 구성은 동일한 기능을 갖는 임의의 구성의 것으로 치환할 수 있다. 또한, 본 발명에, 다른 임의의 구성물이나 공정이 부가되어 있더라도 좋다.
또한, 본 발명은, 상기 각 실시예 중 임의의 2 이상의 구성(특징)(공정)을 조합시킨 것이라도 좋다.
또, 상기 각 실시예에서는, 반사 방지막(100, 110), 가동 반사막(210) 및 고정 반사막(200)을 다층막으로 형성했지만, 이것으로 한정되지 않고, 반사 방지막(100, 110), 가동 반사막(210) 및 고정 반사막(200)을, 각각, 단층막으로 형성하더라도 좋다. 이 경우, SiOHN(실리콘옥시나이트라이드)를 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 확실한 절연 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 각 실시예에서는, 반사 방지막(100, 110), 가동 반사막(210) 및 고정 반사막(200)이, 절연막을 겸하고 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 예컨대, 절연막을 별도로 마련하더라도 좋다. 그 경우, 열 산화에 의한 SiO2층이나, TEOS-CVD에 의해 형성한 SiO2층 등이 적합하게 이용된다.
또한, 상기 각 실시예에서는, 구동 전극(23)과 가동 기판(3) 중, 구동 전극(23)에만 절연 처리를 행했지만(절연막(220)을 마련했지만), 이것으로 한정되지 않고, 구동 전극(23)과 가동 기판(3)의 양쪽에 절연 처리를 실시하는 것이 바람직하 다. 이때, 가동 기판(3)에서의 절연 처리는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 실리콘산 질화막으로 구성되는 절연막을 가동 기판(3)의 표면에 피복한 것인 것이 바람직하다. 이에 따라, 보다 확실한 절연 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 각 실시예에서는, 구동부의 구성은 쿨롱력을 이용한 구성으로 했지만, 본 발명에서는 이것으로 한정되지 않는다.
또한, 양극 접합면 이외의 각 기판 사이에 별개의 기판(층)이 마련되어 있더라도 좋다.
또한, 상기 각 실시예에서의 제조 방법에서는, 접합의 방법으로서 양극 접합을 이용했지만, 이것으로 한정되지 않고, 예컨대, 가열 가압 접속, 접착제, 저융점 유리에 의해 접합하더라도 좋다.
또한, 본 발명의 파장 가변 필터의 용도는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 피측정물(시료)에 소정의 파장의 적외광을 조사하여 피측정물을 투과한 투과 적외광을 파장 가변 필터에 입사하고, 해당 파장 가변 필터로부터 출사된 간섭광을 측정함으로써, 각 파장에서의 피측정물의 적외광 흡수 스펙트럼을 조사하는 것이 가능한 센서 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 적외광보다 단파장의 광을 투과 가능하기 때문에, UV 흡수 스펙트럼이나, 화상 묘화 디바이스의 검사에도 적용할 수 있다. 또한, 검사시에 예컨대, 피측정물을 설치하는 유로를, 파장 가변 필터에 부설하거나, 파장 가변 필터의 내부, 특히 고정 기판 내에 마련하거나 함으로써, 그 피측정물을 측정하는 조밀한 분석 장치를 실현할 수 있다. 또한, 이 파장 가변 필터로부터 출사하는 간섭 광을 수광하는 포토다이오드 등의 수광 소자나, 그 간섭광을 분석하는 마이크로 컴퓨터 등을 부가할 수도 있다.
또한, 구동 전극(23)과, 가동부(31) 사이의 갭의 용량이나, 구동 전극(23)과, 가동부(31) 사이에 인가하는 전압이나, 파장 가변 필터(1)로부터 출사된 간섭광 등, 각종의 정보에 근거하여 갭량(거리 x)의 검출을 행하여, 그 정보를 상기 마이크로 컴퓨터에 피드백함으로써, 갭량의 설정이나, 가동부의 구동을 정밀도 좋게 실행할 수 있다.
상술한 본 발명에 의하면, 해당 파장 가변 필터로부터 출사된 광의 감쇠를 방지할 수 있고, 또한, 여러가지 파장의 광에 대하여 파장 분리가 가능한 파장 가변 필터 및 파장 가변 필터의 제조 방법을 제공할 수 있다.
Claims (20)
- 제 1 오목부를 갖는 제 1 기판과,상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부(可動部)와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과,상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과,상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과,상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 사이에 두고 대향 배치된 가동 반사막과,상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고,상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 1 기판과 대향하는 쪽 면에 마련되어 있는 파장 가변 필터.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 3 기판은 상기 가동부의 상기 제 1 기판과 대향하는 쪽 면에 접합되어 있는 파장 가변 필터.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 기판의 상기 간섭용 갭과 반대쪽 면과 상기 제 3 기판의 상기 간섭용 갭과 반대쪽 면에, 각각 반사 방지막을 갖는 파장 가변 필터.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제 1 기판은 상기 제 2 기판에 대향하는 쪽 면에 제 2 오목부를 갖고,상기 구동부는 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 해당 구동용 갭을 이용하여 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시키는파장 가변 필터.
- 제 1 오목부를 갖는 제 1 기판과,상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과,상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과,상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과,상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 사이에 두고 대향 배치된 가동 반사막과,상기 가동부에 대향하는 부위에 제 2 오목부를 갖고, 상기 제 2 기판의 상기 제 1 기판과 반대쪽에 접합된 제 4 기판과,상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고,상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 1 기판의 상기 제 1 오목부와 반대쪽 면과 상기 제 4 기판의 상기 제 2 오목부와 반대쪽 면에, 각각 반사 방지막을 갖는 파장 가변 필터.
- 제 1, 2, 6, 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 기판은 도전성을 갖고,상기 제 2 오목부의 바닥부에 구동 전극이 마련되어 있고,상기 구동부는, 상기 가동부와 상기 구동 전극 사이의 전위차에 의해 생기는 쿨롱력에 의해 상기 가동부를 변위시키도록 구성되어 있는 파장 가변 필터.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 2 기판과 상기 구동 전극 사이의 적어도 한쪽 면에, 절연 처리가 실시되어 있는 파장 가변 필터.
- 제 1, 2, 6, 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 3 기판은 적외광 및 적외광보다 단파장의 광을 투과 가능한 것인 파 장 가변 필터.
- 제 1, 2, 6, 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 3 기판은 상기 개구부를 포함하도록 해당 개구부를 덮고 있는 파장 가변 필터.
- 제 1, 2, 6, 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 기판은 실리콘으로 구성되어 있는 파장 가변 필터.
- 제 1, 2, 6, 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가동부는 평면에서 보아 대략 원형을 이루고 있는 파장 가변 필터.
- 제 1, 2, 6, 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가동부와 상기 지지부는 일체적으로 형성되어 있는 파장 가변 필터.
- 제 1, 2, 6, 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고정 반사막 및 상기 가동 반사막은 각각 다층막인 파장 가변 필터.
- 제 1, 2, 6, 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 가동 반사막은 절연막인 파장 가변 필터.
- 한쪽 면에 형성된 제 1 오목부와 제 2 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 사이에 두고 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 해당 구동용 갭을 이용하여, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구 성된 파장 가변 필터의 제조 방법으로서,제 1 기판용 기재에 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를 형성하여 상기 제 1 기판을 형성하는 공정과,상기 제 1 오목부의 바닥부에 상기 고정 반사막을 형성하는 공정과,제 2 기판용 기재와 상기 제 1 기판을 접합하는 공정과,상기 제 2 기판용 기재에 대하여 제거 처리를 행하여 소정의 부위를 제거함으로써, 상기 개구부를 갖는 상기 가동부 및 상기 지지부를 형성하여 상기 제 2 기판을 형성하는 공정과,상기 제 3 기판에 상기 가동 반사막을 형성하는 공정과,상기 가동부에서의 상기 제 1 기판과 반대쪽의 상기 개구부에 대응하는 부위에, 상기 가동 반사막과 상기 고정 반사막이 서로 대향하도록, 상기 제 3 기판을 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터의 제조 방법.
- 한쪽 면에 형성된 제 1 오목부와 제 2 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상 기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 사이에 두고 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 해당 구동용 갭을 이용하여, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 파장 가변 필터의 제조 방법으로서,제 1 기판용 기재에 상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 오목부를 형성하여 상기 제 1 기판을 형성하는 공정과,상기 제 1 오목부의 바닥부에 상기 고정 반사막을 형성하는 공정과,상기 제 3 기판에 상기 가동 반사막을 형성하는 공정과,제 2 기판용 기재의 상기 개구부가 되는 부위에 대응하는 부위에, 상기 가동 반사막이 상기 제 3 기판의 상기 제 2 기판용 기재와 반대쪽에 위치하도록, 상기 제 3 기판을 접합하는 공정과,상기 제 2 기판용 기재와 상기 제 1 기판을 상기 가동 반사막과 상기 고정 반사막이 서로 대향하도록 접합하는 공정과,상기 제 2 기판용 기재에 대하여 제거 처리를 행하여 소정의 부위를 제거함으로써, 상기 개구부를 갖는 상기 가동부 및 상기 지지부를 형성하여 상기 제 2 기판을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터의 제조 방법.
- 제 1 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 사이에 두고 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 가동부에 대향하는 부위에 제 2 오목부를 갖고, 상기 제 2 기판의 상기 제 1 기판과 반대쪽에 접합된 제 4 기판과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터의 제조 방법으로서,제 4 기판용 기재에 상기 제 2 오목부를 형성하여 상기 제 4 기판을 형성하는 공정과,제 2 기판용 기재와 상기 제 4 기판을 접합하는 공정과,상기 제 2 기판용 기재에 대하여 제거 처리를 행하여 소정의 부위를 제거함으로써, 상기 개구부를 갖는 상기 가동부 및 상기 지지부를 형성하여 제 2 기판을 형성하는 공정과,상기 제 3 기판에 상기 가동 반사막을 형성하는 공정과,상기 가동부에서의 상기 제 1 기판과 반대쪽의 상기 개구부에 대응하는 부위에, 상기 제 3 기판을 접합하는 공정과,제 1 기판용 기재에 상기 제 1 오목부를 형성하여 상기 제 1 기판을 형성하는 공정과,상기 제 1 오목부의 바닥부에 상기 고정 반사막을 형성하는 공정과,상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막이 서로 대향하도록 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터의 제조 방법.
- 제 1 오목부를 갖는 제 1 기판과, 상기 제 1 오목부에 대향하는 위치에 개구부를 갖는 가동부와, 해당 가동부를 변위 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 제 1 기판에 접합된 제 2 기판과, 상기 개구부에 대응하는 부위에 위치하도록, 상기 가동부에 접합된 광 투과성을 갖는 제 3 기판과, 상기 제 1 오목부의 바닥부에 마련된 고정 반사막과, 상기 제 3 기판의 상기 제 1 오목부쪽에 마련되고, 상기 고정 반사막에 대하여 간섭용 갭을 사이에 두고 대향 배치된 가동 반사막과, 상기 가동부에 대향하는 부위에 제 2 오목부를 갖고, 상기 제 2 기판의 상기 제 1 기판과 반대쪽에 접합된 제 4 기판과, 상기 제 2 오목부의 바닥부와 상기 제 2 기판 사이에 마련된 구동용 갭을 갖고, 상기 가동부를 상기 제 1 기판에 대하여 변위 시킴으로써, 상기 간섭용 갭의 간격을 변경하는 구동부를 구비하고, 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막 사이에서 반사를 반복하여, 간섭을 발생시켜 상기 간섭용 갭의 간격에 따른 파장의 광을 외부에 출사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터의 제조 방법으로서,제 4 기판용 기재에 상기 제 2 오목부를 형성하여 상기 제 4 기판을 형성하는 공정과,상기 제 3 기판에 제 3 오목부를 형성하고, 해당 제 3 오목부 내에 상기 가동 반사막을 형성하는 공정과,제 2 기판용 기재의 상기 개구부가 되는 부위에 대응하는 부위에, 상기 가동 반사막과 상기 제 2 기판용 기재가 대향하도록 상기 제 3 기판을 접합하는 공정과,제 2 기판용 기재와 상기 제 4 기판을 상기 제 3 기판과 상기 제 2 오목부가 대향하도록 접합하는 공정과,상기 제 2 기판용 기재에 대하여 제거 처리를 행하여 소정의 부위를 제거함으로써, 상기 개구부를 갖는 상기 가동부 및 상기 지지부를 형성하여 제 2 기판을 형성하는 공정과,제 1 기판용 기재에 상기 제 1 오목부를 형성하여 상기 제 1 기판을 형성하는 공정과,상기 제 1 오목부의 바닥부에 상기 고정 반사막을 형성하는 공정과,상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 상기 고정 반사막과 상기 가동 반사막이 서로 대향하도록 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터의 제조 방법.
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