KR102618341B1 - 웨이퍼 - Google Patents

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다카시 가사하라
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히로키 오야마
유미 구라모토
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

웨이퍼는, 기판층과, 이차원으로 배치된 복수의 제1 미러부를 갖는 제1 미러층과, 이차원으로 배치된 복수의 제2 미러부를 갖는 제2 미러층을 구비한다. 유효 에어리어에서는, 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 공극이 형성됨으로써, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부가 구성되어 있다. 기판층의 외부 가장자리를 따라 또한 유효 에어리어를 둘러싸는 더미 에어리어에서는, 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 중간층이 마련됨으로써, 복수의 더미 필터부가 구성되어 있다. 복수의 패브리-페로 간섭 필터부 및 복수의 더미 필터부 각각에서, 적어도 제2 미러부는, 제1 홈에 의해 둘러싸여져 있다.

Description

웨이퍼
본 개시는 패브리-페로(Fabry-Perot) 간섭 필터를 얻기 위한 웨이퍼에 관한 것이다.
종래의 패브리-페로 간섭 필터로서, 기판과, 기판 상에서 공극을 사이에 두고 서로 대향하는 고정 미러 및 가동 미러를 구비하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본특허공표 제2013－506154호 공보
상술한 바와 같은 패브리-페로 간섭 필터는, 미세한 구조체이므로, 패브리-페로 간섭 필터를 제조할 때, 제조 효율 및 수율 양쪽 모두를 향상시키는 것은 곤란하다.
그래서, 본 개시는, 복수의 패브리-페로 간섭 필터를 효율 좋게 또한 수율 좋게 얻는 것을 가능하게 하는 웨이퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼는, 서로 대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기판층과, 제1 표면에 이차원으로 배치된 복수의 제1 미러부를 갖는 제1 미러층과, 제1 미러층 상에 이차원으로 배치된 복수의 제2 미러부를 갖는 제2 미러층을 구비하고, 유효 에어리어(area)에서는, 서로 대향하는 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 공극이 형성됨으로써, 서로 대향하는 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이의 거리가 정전기력에 의해서 변화하는 복수의 패브리-페로(Fabry-Perot) 간섭 필터부가 구성되어 있고, 기판층의 외부 가장자리를 따라 또한 유효 에어리어를 둘러싸는 더미(dummy) 에어리어에서는, 서로 대향하는 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 중간층이 마련됨으로써, 복수의 더미 필터부가 구성되어 있으며, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부 및 복수의 더미 필터부 각각에서, 적어도 제2 미러부는, 기판층과는 반대 측으로 개구되는 제1 홈에 의해 둘러싸여져 있다.
이 웨이퍼에서는, 복수의 패브리-페로 간섭 필터가 되는 복수의 패브리-페로 간섭 필터부가 유효 에어리어에 마련되어 있다. 그 한편으로, 기판층의 외부 가장자리를 따라 또한 유효 에어리어를 둘러싸는 더미 에어리어에 복수의 더미 필터부가 마련되어 있으며, 각 더미 필터부에서는, 서로 대향하는 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 중간층이 마련되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼 전체의 강도가 충분히 확보된다. 그 때문에, 예를 들면, 웨이퍼로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터를 잘라낼 때에 있어서의 웨이퍼의 핸들링이 용이하게 된다. 만일, 각 더미 필터부에서, 서로 대향하는 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 공극이 형성되어 있으면, 예를 들면 파지구(把持具)에 의해서 웨이퍼의 더미 에어리어가 파지되었을 때에, 제2 미러부가 파손되고, 제2 미러부의 파편이 패브리-페로 간섭 필터부에 부착되어, 패브리-페로 간섭 필터부의 외관, 특성 등이 열화(劣化)될 우려가 있다. 이 웨이퍼에서는, 각 더미 필터부에서, 서로 대향하는 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 중간층이 마련되어 있기 때문에, 그러한 사태의 발생이 억제된다. 또, 각 패브리-페로 간섭 필터부에서 적어도 제2 미러부가 제1 홈에 의해 둘러싸여져 있다. 이것에 의해, 웨이퍼로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터를 잘라낼 때에 있어서의 수율이 향상된다. 게다가, 각 더미 필터부에서 적어도 제2 미러부가 제1 홈에 의해 둘러싸여져 있다. 이것에 의해, 더미 에어리어에서 응력이 약해지고, 웨이퍼의 휨이 억제된다. 이상에 의해, 이 웨이퍼는, 복수의 패브리-페로 간섭 필터를 효율 좋게 또한 수율 좋게 얻는 것을 가능하게 한다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼에서는, 제1 홈은, 유효 에어리어 및 더미 에어리어에서 연결되어 있으며, 제1 미러부와 제2 미러부가 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 기판층의 외부 가장자리에 이르고 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 웨이퍼로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터를 잘라낼 때에 있어서의 수율을 더 향상시킬 수 있음과 아울러, 웨이퍼의 휨을 보다 확실히 억제할 수 있다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼는, 제2 표면에 마련된 응력 조정층을 더 구비하며, 응력 조정층에는, 기판층과는 반대 측으로 개구되는 제2 홈이 형성되어 있고, 제2 홈은, 제1 홈에 대응하도록 형성되어 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 웨이퍼로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터를 잘라낼 때에 있어서의 수율을 더 향상시킬 수 있음과 아울러, 웨이퍼의 휨을 보다 확실히 억제할 수 있다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼에서는, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부 및 복수의 더미 필터부는, 제1 미러부와 제2 미러부와 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 기판층의 중심을 통과하고 또한 서로 직교하는 제1 직선 및 제2 직선 각각에 대해 대칭이되도록 배치되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 웨이퍼 전체의 휨을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼에서는, 기판층의 내부에는, 제1 홈에 대응하도록 개질 영역이 형성되어 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 개질 영역으로부터 기판층의 두께 방향으로 균열을 신장시켜, 웨이퍼로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터를 용이하게 또한 정밀하게 잘라낼 수 있다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼는, 기판층의 제2 표면 측에 붙여진 익스팬드(expand) 테이프를 더 구비해도 괜찮다. 이것에 의해, 기판층의 내부에 개질 영역이 형성된 상태라도, 웨이퍼를 용이하게 핸들링할 수 있다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼에서는, 더미 에어리어의 일부에서는, 적어도 제2 미러부의 일부가 제거됨으로써, 미러 제거부가 구성되어 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 예를 들면, 각 패브리-페로 간섭 필터부에 대응하는 부분에서, 서로 대향하는 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 에칭에 의해서 공극을 형성하기 위해, 제2 미러부에 복수의 관통공을 형성하는 경우에, 미러 제거부에 대응하는 부분에서, 제2 미러부의 제거 상태를 모니터함으로써, 각 패브리-페로 간섭 필터부에 대응하는 부분에서, 제2 미러부에 복수의 관통공을 확실히 형성할 수 있다. 따라서, 웨이퍼는, 서로 대향하는 제1 미러부와 제2 미러부와의 사이에 공극이 확실히 형성된 복수의 패브리-페로 간섭 필터부를 구비하는 것이 된다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼에서는, 미러 제거부에서, 적어도 제1 미러부는, 제1 홈에 의해 둘러싸여져 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 미러 제거부에서도 응력이 약해지기 때문에, 웨이퍼의 휨이 억제된다.
본 개시의 일 측면의 웨이퍼에서는, 미러 제거부는, 더미 에어리어에서 기판층의 외부 가장자리를 따르도록 복수 마련되어 있으며, 제1 홈은, 유효 에어리어 및 더미 에어리어에서 연결되어 있으며, 제1 미러부와 제2 미러부가 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 기판층의 외부 가장자리에 이르고 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부의 외측에 복수의 더미 필터부가 배치되고, 복수의 더미 필터부의 외측에 복수의 미러 제거부가 배치되며, 게다가, 제1 홈에도 연결되고 또한 기판층의 외부 가장자리에 이르고 있기 때문에, 웨이퍼 전체의 응력 밸런스가 개선되어, 웨이퍼의 휨이 보다 확실히 억제된다.
본 개시에 의하면, 복수의 패브리-페로 간섭 필터를 효율 좋게 또한 수율 좋게 얻는 것을 가능하게 하는 웨이퍼를 제공할 수 있다.
도 1은, 일 실시 형태의 웨이퍼로부터 잘라내어진 패브리-페로 간섭 필터의 평면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내어지는 패브리-페로 간섭 필터의 저면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내어지는 III－III선을 따른 패브리-페로 간섭 필터의 단면도이다.
도 4는, 일 실시 형태의 웨이퍼로부터 잘라내어진 더미 필터의 단면도이다.
도 5는, 일 실시 형태의 웨이퍼의 평면도이다.
도 6은, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼의 일부의 확대 평면도이다.
도 7은, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼의 패브리-페로 간섭 필터부 및 더미 필터부의 단면도이다.
도 8은, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼로부터 패브리-페로 간섭 필터를 잘라내는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는, 도 5에 나타내어지는 웨이퍼로부터 패브리-페로 간섭 필터를 잘라내는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 16은, 패브리-페로 간섭 필터를 구비하는 광 검출 장치의 단면도이다.
도 17은, 변형예의 웨이퍼의 평면도이다.
도 18은, 도 17에 나타내어지는 웨이퍼의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 19는, 도 17에 나타내어지는 웨이퍼의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 본 개시의 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.
［패브리-페로 간섭 필터 및 더미 필터의 구성］
일 실시 형태의 웨이퍼의 구성의 설명에 앞서, 해당 웨이퍼로부터 잘라내어진 패브리-페로 간섭 필터 및 더미 필터의 구성에 대해 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 패브리-페로 간섭 필터(1)는, 기판(11)을 구비하고 있다. 기판(11)은, 서로 대향하는 제1 표면(11a) 및 제2 표면(11b)을 가지고 있다. 제1 표면(11a)에는, 반사 방지층(21), 제1 적층체(22), 중간층(23) 및 제2 적층체(24)가, 이 순서로 적층되어 있다. 제1 적층체(22)와 제2 적층체(24)와의 사이에는, 틀 모양의 중간층(23)에 의해서 공극(S)(에어 갭)이 획정(劃定)되어 있다.
제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우(평면에서 볼 때)에서의 각 부의 형상 및 위치 관계는, 다음과 같다. 기판(11)의 외부 가장자리는, 예를 들면, 1변의 길이가 수백 μm ~ 수 mm 정도의 직사각형 모양이다. 기판(11)의 외부 가장자리 및 제2 적층체(24)의 외부 가장자리는, 서로 일치하고 있다. 반사 방지층(21)의 외부 가장자리, 제1 적층체(22)의 외부 가장자리 및 중간층(23)의 외부 가장자리는, 서로 일치하고 있다. 기판(11)은, 중간층(23)의 외부 가장자리보다도 공극(S)의 중심에 대해 외측에 위치하는 외부 가장자리부(11c)를 가지고 있다. 외부 가장자리부(11c)는 예를 들면, 틀 모양이며, 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 중간층(23)을 둘러싸고 있다. 공극(S)은 예를 들면, 원형 모양이다.
패브리-페로 간섭 필터(1)는, 그 중앙부에 획정된 광 투과 영역(1a)에서, 소정의 파장을 갖는 광을 투과시킨다. 광 투과 영역(1a)은, 예를 들면, 원기둥 모양의 영역이다. 기판(11)은 예를 들면, 실리콘, 석영 또는 유리 등으로 이루어진다. 기판(11)이 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 반사 방지층(21) 및 중간층(23)은, 예를 들면, 산화 실리콘으로 이루어진다. 중간층(23)의 두께는, 예를 들면, 수십 nm ~ 수십 μm이다.
제1 적층체(22) 중 광 투과 영역(1a)에 대응하는 부분은, 제1 미러부(31)로서 기능한다. 제1 미러부(31)는, 고정 미러이다. 제1 미러부(31)는, 반사 방지층(21)을 사이에 두고 제1 표면(11a)에 배치되어 있다. 제1 적층체(22)는, 복수의 폴리 실리콘층(25)과 복수의 질화 실리콘층(26)이 한 층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 패브리-페로 간섭 필터(1)에서는, 폴리 실리콘층(25a), 질화 실리콘층(26a), 폴리 실리콘층(25b), 질화 실리콘층(26b) 및 폴리 실리콘층(25c)이, 이 순서로 반사 방지층(21) 상에 적층되어 있다. 제1 미러부(31)를 구성하는 폴리 실리콘층(25) 및 질화 실리콘층(26) 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배(整數倍)인 것이 바람직하다. 또한, 제1 미러부(31)는, 반사 방지층(21)을 사이에 두지 않고 제1 표면(11a) 상에 직접 배치되어도 괜찮다.
제2 적층체(24) 중 광 투과 영역(1a)에 대응하는 부분은, 제2 미러부(32)로서 기능한다. 제2 미러부(32)는, 가동 미러이다. 제2 미러부(32)는, 제1 미러부(31)에 대해서 기판(11)과는 반대 측에서 공극(S)을 사이에 두고 제1 미러부(31)와 대향하고 있다. 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)가 서로 대향하는 방향은, 제1 표면(11a)에 수직인 방향에 평행이다. 제2 적층체(24)는, 반사 방지층(21), 제1 적층체(22) 및 중간층(23)을 사이에 두고 제1 표면(11a)에 배치되어 있다. 제2 적층체(24)는, 복수의 폴리 실리콘층(27)과 복수의 질화 실리콘층(28)이 한 층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 패브리-페로 간섭 필터(1)에서는, 폴리 실리콘층(27a), 질화 실리콘층(28a), 폴리 실리콘층(27b), 질화 실리콘층(28b) 및 폴리 실리콘층(27c)이, 이 순서로 중간층(23) 상에 적층되어 있다. 제2 미러부(32)를 구성하는 폴리 실리콘층(27) 및 질화 실리콘층(28) 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다.
또한, 제1 적층체(22) 및 제2 적층체(24)에서는, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이 이용되어도 괜찮다. 또, 제1 적층체(22) 및 제2 적층체(24)를 구성하는 각 층의 재료로서는, 산화 티타늄, 산화 탄탈, 산화 지르코늄, 플루오르화 마그네슘, 산화 알루미늄, 플루오르화 칼슘, 실리콘, 게르마늄, 황화 아연 등이 이용되어도 괜찮다. 또, 여기에서는, 제1 미러부(31)의 공극(S) 측의 표면(폴리 실리콘층(25c)의 표면)과, 제2 미러부(32)의 공극(S) 측의 표면(폴리 실리콘층(27a)의 표면)은, 공극(S)을 사이에 두고 직접적으로 대향하고 있다. 다만, 제1 미러부(31)의 공극(S) 측의 표면 및 제2 미러부(32)의 공극(S) 측의 표면에, (미러를 구성하지 않은) 전극층, 보호층 등이 형성되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)는, 그들 층을 사이에 개재시킨 상태에서, 공극(S)을 사이에 두고 서로 대향하게 된다. 환언하면, 이러한 경우라도, 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 공극(S)을 사이에 둔 대향은 실현될 수 있다.
제2 적층체(24)에서 공극(S)에 대응하는 부분(제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 공극(S)과 겹치는 부분)에는, 복수의 관통공(24b)이 형성되어 있다. 각 관통공(24b)은, 제2 적층체(24)의 중간층(23)과는 반대 측의 표면(24a)으로부터 공극(S)에 이르고 있다. 복수의 관통공(24b)은, 제2 미러부(32)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않을 정도로 형성되어 있다. 복수의 관통공(24b)은, 에칭에 의해서 중간층(23)의 일부를 제거하여 공극(S)을 형성하기 위해서 이용된다.
제2 적층체(24)는, 제2 미러부(32)에 더하여, 피복부(33)와, 둘레 가장자리부(34)를 더 가지고 있다. 제2 미러부(32), 피복부(33) 및 둘레 가장자리부(34)는, 서로 동일한 적층 구조의 일부를 가지고 또한 서로 연속되도록, 일체적으로 형성되어 있다. 피복부(33)는, 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 제2 미러부(32)를 둘러싸고 있다. 피복부(33)는, 중간층(23)의 기판(11)과는 반대 측의 표면(23a), 및 중간층(23)의 측면(23b)(외측의 측면, 즉, 공극(S) 측과는 반대 측의 측면), 제1 적층체(22)의 측면(22a) 및 반사 방지층(21)의 측면(21a)을 피복하고 있으며, 제1 표면(11a)에 이르고 있다. 즉, 피복부(33)는, 중간층(23)의 외부 가장자리, 제1 적층체(22)의 외부 가장자리 및 반사 방지층(21)의 외부 가장자리를 피복하고 있다.
둘레 가장자리부(34)는, 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 피복부(33)를 둘러싸고 있다. 둘레 가장자리부(34)는, 외부 가장자리부(11c)에서의 제1 표면(11a) 상에 위치하고 있다. 둘레 가장자리부(34)의 외부 가장자리는, 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 기판(11)의 외부 가장자리와 일치하고 있다. 둘레 가장자리부(34)는, 외부 가장자리부(11c)의 외부 가장자리를 따라서 박화(薄化)되어 있다. 즉, 둘레 가장자리부(34) 중 외부 가장자리부(11c)의 외부 가장자리를 따르는 부분은, 둘레 가장자리부(34) 중 외부 가장자리를 따르는 부분을 제외한 다른 부분과 비교해서 얇게 되어 있다. 패브리-페로 간섭 필터(1)에서는, 둘레 가장자리부(34)는, 제2 적층체(24)를 구성하는 폴리 실리콘층(27) 및 질화 실리콘층(28)의 일부가 제거되어 있는 것에 의해서 박화되어 있다. 둘레 가장자리부(34)는, 피복부(33)에 연속되는 비박화부(非薄化部)(34a)와, 비박화부(34a)를 둘러싸는 박화부(34b)를 가지고 있다. 박화부(34b)에서는, 제1 표면(11a) 상에 직접 마련된 폴리 실리콘층(27a) 이외의 폴리 실리콘층(27) 및 질화 실리콘층(28)이 제거되어 있다.
제1 표면(11a)으로부터 비박화부(34a)의 기판(11)과는 반대 측의 표면(34c)까지의 높이는, 제1 표면(11a)으로부터 중간층(23)의 표면(23a)까지의 높이보다도 낮다. 제1 표면(11a)으로부터 비박화부(34a)의 표면(34c)까지의 높이는, 예를 들면, 100nm~5000nm이다. 제1 표면(11a)으로부터 중간층(23)의 표면(23a)까지의 높이는, 예를 들면 500nm~20000nm이다. 박화부(34b)의 폭(제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에서의 비박화부(34a)의 외부 가장자리와 외부 가장자리부(11c)의 외부 가장자리와의 사이의 거리)은, 기판(11)의 두께의 0.01배 이상이다. 박화부(34b)의 폭은, 예를 들면 5μm~400μm이다. 기판(11)의 두께는, 예를 들면 500μm~800μm이다.
제1 미러부(31)에는, 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 광 투과 영역(1a)을 둘러싸도록 제1 전극(12)이 형성되어 있다. 제1 전극(12)은, 폴리 실리콘층(25c)에 불순물을 도핑(doping)하여 저저항화함으로써 형성되어 있다. 제1 미러부(31)에는, 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 광 투과 영역(1a)을 포함하도록 제2 전극(13)이 형성되어 있다. 제2 전극(13)은, 폴리 실리콘층(25c)에 불순물을 도핑하여 저저항화함으로써 형성되어 있다. 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에, 제2 전극(13)의 크기는, 광 투과 영역(1a) 전체를 포함하는 크기인 것이 바람직하지만, 광 투과 영역(1a)의 크기와 대략 동일해도 좋다.
제2 미러부(32)에는, 제3 전극(14)이 형성되어 있다. 제3 전극(14)은, 공극(S)을 사이에 두고 제1 전극(12) 및 제2 전극(13)과 대향하고 있다. 제3 전극(14)은, 폴리 실리콘층(27a)에 불순물을 도핑하여 저저항화함으로써 형성되어 있다.
한 쌍의 단자(15)는, 광 투과 영역(1a)을 사이에 두고 대향하도록 마련되어 있다. 각 단자(15)는, 제2 적층체(24)의 표면(24a)으로부터 제1 적층체(22)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 단자(15)는, 배선(12a)을 매개로 하여 제1 전극(12)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 단자(15)는, 예를 들면, 알루미늄 또는 그 합금 등의 금속막에 의해서 형성되어 있다.
한 쌍의 단자(16)는, 광 투과 영역(1a)을 사이에 두고 대향하도록 마련되어 있다. 각 단자(16)는, 제2 적층체(24)의 표면(24a)으로부터 제1 적층체(22)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 단자(16)는, 배선(13a)을 매개로 하여 제2 전극(13)과 전기적으로 접속되어 있음과 아울러, 배선(14a)을 매개로 하여 제3 전극(14)과 전기적으로 접속되어 있다. 단자(16)는, 예를 들면, 알루미늄 또는 그 합금 등의 금속막에 의해서 형성되어 있다. 한 쌍의 단자(15)가 대향하는 방향과 한 쌍의 단자(16)가 대향하는 방향은, 직교하고 있다(도 1 참조).
제1 적층체(22)의 표면(22b)에는, 복수의 트렌치(trench)(17, 18)가 마련되어 있다. 트렌치(17)는, 배선(13a)에서의 단자(16)와의 접속 부분을 둘러싸도록 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(17)는, 제1 전극(12)과 배선(13a)을 전기적으로 절연하고 있다. 트렌치(18)는, 제1 전극(12)의 내부 가장자리를 따라서 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(18)는, 제1 전극(12)과 제1 전극(12)의 내측의 영역(제2 전극(13))을 전기적으로 절연하고 있다. 각 트렌치(17, 18) 내의 영역은, 절연 재료라도, 공극이라도 괜찮다.
제2 적층체(24)의 표면(24a)에는, 트렌치(19)가 마련되어 있다. 트렌치(19)는, 단자(15)를 둘러싸도록 고리 모양으로 연장하고 있다. 트렌치(19)는, 단자(15)와 제3 전극(14)을 전기적으로 절연하고 있다. 트렌치(19) 내의 영역은, 절연 재료라도, 공극이라도 괜찮다.
기판(11)의 제2 표면(11b)에는, 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)가, 이 순서로 적층되어 있다. 반사 방지층(41) 및 중간층(43)은, 각각, 반사 방지층(21) 및 중간층(23)과 동일한 구성을 가지고 있다. 제3 적층체(42) 및 제4 적층체(44)는, 각각, 기판(11)을 기준으로 하여 제1 적층체(22) 및 제2 적층체(24)와 대칭의 적층 구조를 가지고 있다. 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)는, 기판(11)의 휨을 억제하는 기능을 가지고 있다.
제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)는, 외부 가장자리부(11c)의 외부 가장자리를 따라서 박화되어 있다. 즉, 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44) 중 외부 가장자리부(11c)의 외부 가장자리를 따르는 부분은, 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44) 중 외부 가장자리를 따르는 부분을 제외한 다른 부분과 비교해서 얇게 되어 있다. 패브리-페로 간섭 필터(1)에서는, 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)는, 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 박화부(34b)와 겹치는 부분에서 제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44) 전부가 제거되어 있음으로써 박화되어 있다.
제3 적층체(42), 중간층(43) 및 제4 적층체(44)에는, 제1 표면(11a)에 수직인 방향으로부터 본 경우에 광 투과 영역(1a)을 포함하도록 개구(40a)가 마련되어 있다. 개구(40a)는, 광 투과 영역(1a)의 크기와 대략 동일한 지름을 가지고 있다. 개구(40a)는, 광 출사 측으로 개구되어 있다. 개구(40a)의 저면은, 반사 방지층(41)에 이르고 있다.
제4 적층체(44)의 광 출사 측의 표면에는, 차광층(45)이 형성되어 있다. 차광층(45)은, 예를 들면 알루미늄 등으로 구성된다. 차광층(45)의 표면 및 개구(40a)의 내면에는, 보호층(46)이 형성되어 있다. 보호층(46)은, 제3 적층체(42), 중간층(43), 제4 적층체(44) 및 차광층(45)의 외부 가장자리를 피복함과 아울러, 외부 가장자리부(11c) 상의 반사 방지층(41)을 피복하고 있다. 보호층(46)은, 예를 들면 산화 알루미늄으로 이루어진다. 또한, 보호층(46)의 두께를 1nm~100nm(바람직하게는, 30nm 정도)로 함으로써, 보호층(46)에 의한 광학적인 영향을 무시할 수 있다.
이상과 같이 구성된 패브리-페로 간섭 필터(1)에서는, 한 쌍의 단자(15, 16)를 통해서 제1 전극(12)과 제3 전극(14)과의 사이에 전압이 인가되면, 해당 전압에 따른 정전기력이 제1 전극(12)과 제3 전극(14)과의 사이에 발생한다. 해당 정전기력에 의해서, 제2 미러부(32)가, 기판(11)에 고정된 제1 미러부(31) 측으로 끌어당겨져, 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이의 거리가 조정된다. 이와 같이, 패브리-페로 간섭 필터(1)에서는, 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이의 거리가 정전기력에 의해서 변화된다.
패브리-페로 간섭 필터(1)를 투과하는 광의 파장은, 광 투과 영역(1a)에서의 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이의 거리에 의존한다. 따라서, 제1 전극(12)과 제3 전극(14)과의 사이에 인가되는 전압을 조정함으로써, 투과하는 광의 파장을 적절히 선택할 수 있다. 이때, 제2 전극(13)은, 제3 전극(14)과 동전위이다. 따라서, 제2 전극(13)은, 광 투과 영역(1a)에서 제1 미러부(31) 및 제2 미러부(32)를 평탄하게 유지하기 위한 보상 전극으로서 기능한다.
패브리-페로 간섭 필터(1)에서는, 예를 들면, 패브리-페로 간섭 필터(1)에 인가되는 전압을 변화시키면서(즉, 패브리-페로 간섭 필터(1)에서 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이의 거리를 변화시키면서), 패브리-페로 간섭 필터(1)의 광 투과 영역(1a)을 투과한 광을 광 검출기에 의해서 검출함으로써, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
도 4에 나타내어지는 바와 같이, 더미 필터(2)는, 제2 적층체(24)에 복수의 관통공(24b)이 형성되어 있지 않은 점, 및 중간층(23)에 공극(S)이 형성되어 있지 않은 점에서, 상술한 패브리-페로 간섭 필터(1)와 서로 다르다. 더미 필터(2)에서는, 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 중간층(23)이 마련되어 있다. 즉, 제2 미러부(32)는, 공극(S) 상에 떠 있지 않고, 중간층(23)의 표면(23a)에 배치되어 있다.
［웨이퍼의 구성］
다음으로, 일 실시 형태의 웨이퍼의 구성에 대해 설명한다. 도 5 및 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 웨이퍼(100)는, 기판층(110)을 구비하고 있다. 기판층(110)은, 예를 들면, 직경이 150mm 또는 200mm 정도의 원판 모양의 형상을 나타내고 있고, 그 일부에 오리엔테이션 플랫(OF)이 형성되어 있다. 기판층(110)은, 예를 들면, 실리콘, 석영 또는 유리 등으로 이루어진다. 이하, 기판층(110)의 두께 방향으로부터 본 경우에 기판층(110)의 중심을 통과하고 또한 오리엔테이션 플랫(OF)에 평행한 가상 직선을 제1 직선(3)이라고 하며, 기판층(110)의 두께 방향으로부터 본 경우에 기판층(110)의 중심을 통과하고 또한 오리엔테이션 플랫(OF)에 수직인 가상 직선을 제2 직선(4)이라고 한다.
웨이퍼(100)에는, 유효 에어리어(101) 및 더미 에어리어(102)가 마련되어 있다. 더미 에어리어(102)는, 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)(즉, 웨이퍼(100)의 외부 가장자리(100a))를 따른 에어리어다. 유효 에어리어(101)는, 더미 에어리어(102)의 내측의 에어리어다. 더미 에어리어(102)는, 기판층(110)의 두께 방향으로부터 본 경우에 유효 에어리어(101)를 둘러싸고 있다. 더미 에어리어(102)는, 유효 에어리어(101)에 인접하고 있다.
유효 에어리어(101)에는, 이차원으로 배치된 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)가 마련되어 있다. 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)는, 유효 에어리어(101) 전체에 마련되어 있다. 더미 에어리어(102)에는, 이차원으로 배치된 복수의 더미 필터부(2A)가 마련되어 있다. 복수의 더미 필터부(2A)는, 더미 에어리어(102) 중 한 쌍의 에어리어(102a)를 제외한 에어리어에 마련되어 있다. 일방의 에어리어(102a)는, 오리엔테이션 플랫(OF)을 따른 에어리어다. 타방의 에어리어(102a)는, 기판층(110)의 외부 가장자리(110c) 중 오리엔테이션 플랫(OF)과는 반대 측의 부분을 따른 에어리어다. 유효 에어리어(101)와 더미 에어리어(102)와의 경계 부분에서, 패브리-페로 간섭 필터부(1A)와 더미 필터부(2A)는, 인접하고 있다. 기판층(110)의 두께 방향으로부터 본 경우에, 패브리-페로 간섭 필터부(1A)의 외형과 더미 필터부(2A)의 외형은, 동일하다. 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A) 및 복수의 더미 필터부(2A)는, 서로 직교하는 제1 직선(3) 및 제2 직선(4) 각각에 대해 대칭이 되도록, 배치되어 있다. 또한, 복수의 더미 필터부(2A)는, 더미 에어리어(102) 전체에 마련되어 있어도 괜찮다. 또, 복수의 더미 필터부(2A)는, 더미 에어리어(102) 중 어느 일방의 에어리어(102a)를 제외한 에어리어에 마련되어 있어도 괜찮다.
복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)는, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)가 될 예정인 부분이다. 복수의 더미 필터부(2A)는, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 더미 필터(2)가 될 예정인 부분이다. 기판층(110)의 두께 방향으로부터 본 경우에, 복수의 라인(5)은, 오리엔테이션 플랫(OF)에 평행한 방향을 따르도록 연장되어 있으며, 복수의 라인(5)은, 오리엔테이션 플랫(OF)에 수직인 방향을 따르도록 연장되어 있다. 일 예로서, 기판층(110)의 두께 방향으로부터 본 경우에 각 필터부(1A, 2A)가 직사각형 모양을 나타낼 때에는, 각 필터부(1A, 2A)는, 이차원 매트릭스 모양으로 배치되고, 복수의 라인(5)은, 서로 인접하는 필터부(1A, 1A) 사이, 서로 인접하는 필터부(1A, 2A) 사이, 및 서로 인접하는 필터부(2A, 2A) 사이를 통과하도록 격자 모양으로 설정된다.
도 7의 (a)는, 패브리-페로 간섭 필터부(1A)의 단면도이며, 도 7의 (b)는, 더미 필터부(2A)의 단면도이다. 도 7의 (a) 및 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 기판층(110)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 기판(11)이 될 예정인 층이다. 기판층(110)은, 서로 대향하는 제1 표면(110a) 및 제2 표면(110b)을 가지고 있다. 기판층(110)의 제1 표면(110a)에는, 반사 방지층(210)이 마련되어 있다. 반사 방지층(210)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 반사 방지층(21)이 될 예정인 층이다. 기판층(110)의 제2 표면(110b)에는, 반사 방지층(410)이 마련되어 있다. 반사 방지층(410)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 반사 방지층(41)이 될 예정인 층이다.
반사 방지층(210) 상에는, 디바이스층(200)이 마련되어 있다. 디바이스층(200)은, 제1 미러층(220)과, 중간층(230)과, 제2 미러층(240)을 가지고 있다. 제1 미러층(220)은, 복수의 제1 미러부(31)를 갖는 층으로서, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 제1 적층체(22)가 될 예정인 층이다. 복수의 제1 미러부(31)는, 반사 방지층(210)을 사이에 두고 기판층(110)의 제1 표면(110a)에 이차원으로 배치되어 있다. 중간층(230)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 중간층(23)이 될 예정인 층이다. 제2 미러층(240)은, 복수의 제2 미러부(32)를 갖는 층으로서, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 제2 적층체(24)가 될 예정인 층이다. 복수의 제2 미러부(32)는, 중간층(23)을 사이에 두고 제1 미러층(220) 상에 이차원으로 배치되어 있다.
반사 방지층(410) 상에는, 응력 조정층(400)이 마련되어 있다. 즉, 응력 조정층(400)은, 반사 방지층(410)을 사이에 두고 기판층(110)의 제2 표면(110b)에 마련되어 있다. 응력 조정층(400)은, 복수의 층(420, 430, 440)을 가지고 있다. 층(420)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 제3 적층체(42)가 될 예정인 층이다. 층(430)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 중간층(43)이 될 예정인 층이다. 층(440)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 제4 적층체(44)가 될 예정인 층이다.
응력 조정층(400) 상에는, 차광층(450) 및 보호층(460)이 마련되어 있다. 차광층(450)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 차광층(45)이 될 예정인 층이다. 보호층(460)은, 웨이퍼(100)가 각 라인(5)을 따라서 절단됨으로써, 복수의 보호층(46)이 될 예정인 층이다.
도 7의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에서는, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 공극(S)이 형성되어 있다. 즉, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에서는, 중간층(23)이 공극(S)을 획정하고 있고, 제2 미러부(32)가 공극(S) 상에 떠 있다. 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에는, 상술한 패브리-페로 간섭 필터(1)의 구성과 마찬가지로, 제1 전극(12), 제2 전극(13), 제3 전극(14), 복수의 단자(15, 16), 및 개구(40a) 등에 관한 구성이 마련되어 있다. 따라서, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)가 웨이퍼(100) 모양 그대로라도, 한 쌍의 단자(15, 16)를 통해서 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 전압이 인가되면, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이의 거리가 정전기력에 의해서 변화된다.
도 7의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 각 더미 필터부(2A)에서는, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 중간층(23)이 마련된다. 즉, 더미 필터부(2A)에서는, 중간층(23)이 공극(S)을 획정하고 있지 않고, 제2 미러부(32)가 중간층(23)의 표면(23a)에 배치되어 있다. 따라서, 각 더미 필터부(2A)에는, 상술한 더미 필터(2)의 구성과 마찬가지로, 제1 전극(12), 제2 전극(13), 제3 전극(14), 복수의 단자(15, 16), 및 개구(40a) 등에 관한 구성이 마련되어 있기는 하지만, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이의 거리는 변화되지 않는다. 또한, 각 더미 필터부(2A)에는, 제1 전극(12), 제2 전극(13), 제3 전극(14), 복수의 단자(15, 16)(각 단자(15, 16)를 구성하는 알루미늄 등의 금속막, 각 단자(15, 16)를 배치하기 위한 관통공 등) 및 개구(40a) 등에 관한 구성이 마련되어 있지 않아도 좋다.
도 6 및 도 7의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 디바이스층(200)에는, 기판층(110)과는 반대 측으로 개구되는 제1 홈(290)이 형성되어 있다. 제1 홈(290)은, 각 라인(5)을 따라서 형성되어 있다. 제1 홈(290)은, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A) 및 각 더미 필터부(2A)에서, 제1 미러부(31), 중간층(23) 및 제2 미러부(32)를 둘러싸고 있다. 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에서, 제1 미러부(31), 중간층(23) 및 제2 미러부(32)는, 고리 모양으로 연속되는 제1 홈(290)에 의해서 둘러싸여져 있다. 마찬가지로, 각 더미 필터부(2A)에서, 제1 미러부(31), 중간층(23) 및 제2 미러부(32)는, 고리 모양으로 연속되는 제1 홈(290)에 의해서 둘러싸여져 있다. 서로 인접하는 필터부(1A, 1A), 서로 인접하는 필터부(1A, 2A), 및 서로 인접하는 필터부(2A, 2A)에 주목하면, 제1 홈(290)은, 일방의 필터부의 둘레 가장자리부(34) 및 타방의 필터부의 둘레 가장자리부(34) 상의 영역에 대응하고 있다. 제1 홈(290)은, 유효 에어리어(101) 및 더미 에어리어(102)에서 연결되어 있고, 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)가 서로 대향하는 방향(이하, 간단하게 「대향 방향」이라고 함)으로부터 본 경우에 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)에 이르고 있다. 또한, 제1 홈(290)은, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A) 및 각 더미 필터부(2A)에서, 적어도 제2 미러부(32)를 둘러싸고 있으면 좋다. 이 경우, 대향 방향에서의 제2 미러부(32) 전부가 제1 홈(290)에 의해서 둘러싸여져 있을 필요는 없고, 대향 방향에서의 제2 미러부(32)의 적어도 일부가 제1 홈(290)에 의해서 둘러싸여져 있으면 좋다.
도 7의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 응력 조정층(400)에는, 기판층(110)과는 반대 측으로 개구되는 제2 홈(470)이 형성되어 있다. 제2 홈(470)은, 각 라인(5)을 따라서 형성되어 있다. 즉, 제2 홈(470)은, 제1 홈(290)에 대응하도록 형성되어 있다. 여기서, 제2 홈(470)이 제1 홈(290)에 대응한다는 것은, 대향 방향으로부터 본 경우에 제2 홈(470)이 제1 홈(290)과 겹치는 것을 의미한다. 따라서, 제2 홈(470)은, 유효 에어리어(101) 및 더미 에어리어(102)에서 연결되어 있으며, 대향 방향으로부터 본 경우에 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)에 이르고 있다.
［웨이퍼의 제조 방법］
다음으로, 웨이퍼(100)의 제조 방법에 대해서, 도 8~도 13을 참조하여 설명한다. 도 8~도 13에서, (a)는, 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분의 단면도이며, (b)는, 더미 필터부(2A)에 대응하는 부분의 단면도이다.
먼저, 도 8에 나타내어지는 바와 같이, 기판층(110)의 제1 표면(110a)에 반사 방지층(210)을 형성함과 아울러, 기판층(110)의 제2 표면(110b)에 반사 방지층(410)을 형성한다. 이어서, 각 반사 방지층(210, 410) 상에, 복수의 폴리 실리콘층 및 복수의 질화 실리콘층을 교호로 적층함으로써, 반사 방지층(210) 상에 제1 미러층(220)을 형성함과 아울러, 반사 방지층(410) 상에 층(420)을 형성한다.
제1 미러층(220)을 형성할 때에는, 에칭에 의해서, 반사 방지층(210)의 표면이 노출되도록, 제1 미러층(220) 중 각 라인(5)을 따른 부분을 제거한다. 또, 불순물 도핑에 의해서, 제1 미러층(220)에서의 소정의 폴리 실리콘층을 부분적으로 저저항화함으로써, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 제1 전극(12), 제2 전극(13) 및 배선(12a, 13a)을 형성한다. 게다가, 에칭에 의해서, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 제1 미러층(220)의 표면에 트렌치(17, 18)를 형성한다.
이어서, 도 9에 나타내어지는 바와 같이, 제1 미러층(220) 상, 및 노출된 반사 방지층(210)의 표면에, 중간층(230)을 형성함과 아울러, 층(420) 상에 층(430)을 형성한다. 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서는, 중간층(230)은, 공극(S)(도 3 참조)에 대응하는 제거 예정부(50)를 포함하고 있다. 이어서, 에칭에 의해서, 기판층(110)의 제1 표면(110a)이 노출되도록, 중간층(230) 및 반사 방지층(210) 중 각 라인(5)을 따른 부분을 제거한다. 또, 해당 에칭에 의해서, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 중간층(230) 중 각 단자(15, 16)(도 3 참조)에 대응하는 부분에 공극을 형성한다.
이어서, 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 기판층(110)의 제1 표면(110a) 측 및 제2 표면(110b) 측 각각에서, 복수의 폴리 실리콘층 및 복수의 질화 실리콘층을 교호로 적층함으로써, 중간층(230) 상, 및 노출된 기판층(110)의 제1 표면(110a)에, 제2 미러층(240)을 형성함과 아울러, 층(430) 상에 층(440)을 형성한다.
제2 미러층(240)을 형성할 때에는, 라인(5)을 따라서 서로 대향하는 중간층(230)의 측면(230a), 제1 미러층(220)의 측면(220a) 및 반사 방지층(210)의 측면(210a)을, 제2 미러층(240)에 의해 피복한다. 또, 불순물 도핑에 의해서, 제2 미러층(240)에서의 소정의 폴리 실리콘층을 부분적으로 저저항화함으로써, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 제3 전극(14) 및 배선(14a)을 형성한다.
이어서, 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 에칭에 의해서, 제2 미러층(240)이 포함하는 폴리 실리콘층(27a)(도 3 참조)(즉, 가장 제1 표면(110a) 측에 위치하는 폴리 실리콘층)의 표면이 노출되도록, 제2 미러층(240) 중 각 라인(5)을 따른 부분을 박화한다. 또, 해당 에칭에 의해서, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 제2 미러층(240) 중 각 단자(15, 16)(도 3 참조)에 대응하는 부분에 공극을 형성한다. 이어서, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 해당 공극에 각 단자(15, 16)를 형성하고, 각 단자(15)와 배선(12a)을 접속함과 아울러, 각 단자(16)와 배선(13a) 및 배선(14a) 각각을 접속한다.
여기까지, 기판층(110)의 제1 표면(110a)에, 반사 방지층(210) 및 디바이스층(200)이 형성됨과 아울러, 디바이스층(200)에 제1 홈(290)이 형성된다. 제1 홈(290)은, 디바이스층(200)이 각 라인(5)을 따라서 부분적으로 박화된 영역이다.
이어서, 도 12의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서는, 에칭에 의해서, 제2 적층체(24)의 표면(24a)으로부터 제거 예정부(50)에 이르는 복수의 관통공(24b)을 제2 적층체(24)에 형성한다. 이때, 도 12의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 각 더미 필터부(2A)에 대응하는 부분에서는, 복수의 관통공(24b)을 제2 적층체(24)에 형성하지 않는다. 이어서, 도 12에 나타내어지는 바와 같이, 층(440) 상에 차광층(450)을 형성한다. 이어서, 에칭에 의해서, 반사 방지층(410)의 표면이 노출되도록, 차광층(450) 및 응력 조정층(400)(즉, 층(420, 430, 440)) 중 각 라인(5)을 따른 부분을 제거한다. 또, 해당 에칭에 의해서, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 개구(40a)를 형성한다. 이어서, 차광층(450) 상, 노출된 반사 방지층(410)의 표면, 및 개구(40a)의 내면, 제2 홈(470)에 면하는 응력 조정층(400)의 측면에, 보호층(460)을 형성한다.
여기까지, 기판층(110)의 제2 표면(110b)에, 반사 방지층(410), 응력 조정층(400), 차광층(450) 및 보호층(460)이 형성됨과 아울러, 응력 조정층(400)에 제2 홈(470)이 형성된다. 제2 홈(470)은, 응력 조정층(400)이 각 라인(5)을 따라서 부분적으로 박화된 영역이다.
이어서, 도 13의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서는, 복수의 관통공(24b)을 통한 에칭(예를 들면 플루오르화 수소산 가스를 이용한 기상 에칭)에 의해서, 중간층(230)으로부터 복수의 제거 예정부(50)를 일제히 제거한다. 이것에 의해, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서는, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 공극(S)을 형성한다. 이때, 도 13의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 각 더미 필터부(2A)에 대응하는 부분에서는, 복수의 관통공(24b)이 제2 적층체(24)에 형성되어 있지 않기 때문에, 중간층(230)에 공극(S)이 형성되지 않는다.
이상에 의해, 유효 에어리어(101)에서는, 도 7의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 공극(S)이 형성됨으로써 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)가 구성된다. 한편, 더미 에어리어(102)에서는, 도 7의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 중간층(23)이 마련됨으로써, 복수의 더미 필터부(2A)가 구성된다.
［패브리-페로 간섭 필터의 제조 방법］
다음으로, 웨이퍼(100)로부터 패브리-페로 간섭 필터(1)를 잘라내는 방법(패브리-페로 간섭 필터(1)의 제조 방법)에 대해서, 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다. 도 14 및 도 15에서, (a)는, 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분의 단면도이며, (b)는, 더미 필터부(2A)에 대응하는 부분의 단면도이다.
먼저, 도 14에 나타내어지는 바와 같이, 보호층(460) 상에(즉, 제2 표면(110b) 측에) 익스팬드 테이프(60)를 붙인다. 이어서, 제2 표면(110b) 측에 익스팬드 테이프(60)가 붙여진 상태에서, 익스팬드 테이프(60)와는 반대 측으로부터 레이저광(L)을 조사하고, 레이저광(L)의 집광점(集光点)을 기판층(110)의 내부에 위치시키면서, 레이저광(L)의 집광점을 각 라인(5)을 따라서 상대적으로 이동시킨다. 즉, 익스팬드 테이프(60)와는 반대 측으로부터, 제1 홈(290)에서 노출된 폴리 실리콘층의 표면을 통해서, 기판층(110)에 레이저광(L)을 입사시킨다.
그리고, 이 레이저광(L)의 조사에 의해서, 각 라인(5)을 따라서 기판층(110)의 내부에 개질(改質) 영역(7)을 형성한다. 개질 영역(7)은, 밀도, 굴절률, 기계적 강도, 그 외의 물리적 특성이 주위와는 다른 상태로 된 영역으로서, 기판층(110)의 두께 방향으로 신장하는 균열의 기점(起点)이 되는 영역이다. 개질 영역(7)으로서는, 예를 들면, 용융 처리 영역(일단 용융 후 재고화된 영역, 용융 상태 중의 영역 및 용융으로부터 재고화되는 상태 중의 영역 중 적어도 어느 하나를 의미함), 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역 등이 있으며, 이들이 혼재된 영역도 있다. 게다가, 개질 영역(7)으로서는, 기판층(110)의 재료에서 개질 영역(7)의 밀도가 비개질 영역의 밀도와 비교하여 변화된 영역, 격자 결함이 형성된 영역 등이 있다. 기판층(110)의 재료가 단결정 실리콘인 경우, 개질 영역(7)은, 고전위 밀도 영역이라고도 할 수 있다. 또한, 각 라인(5)에 대해서 기판층(110)의 두께 방향으로 배열되는 개질 영역(7)의 열수(列數)는, 기판층(110)의 두께에 의해서 적절히 조정된다.
이어서, 도 15에 나타내어지는 바와 같이, 제2 표면(110b) 측에 붙여진 익스팬드 테이프(60)를 확장시킴으로써, 기판층(110)의 내부에 형성된 개질 영역(7)으로부터 기판층(110)의 두께 방향으로 균열을 신장시켜, 각 라인(5)을 따라서 기판층(110)을 복수의 기판(11)으로 절단한다. 이때, 제1 홈(290)에서 제2 미러층(240)의 폴리 실리콘층이 각 라인(5)을 따라서 절단됨과 아울러, 제2 홈(470)에서 반사 방지층(410) 및 보호층(460)이 각 라인(5)을 따라서 절단된다. 이것에 의해, 익스팬드 테이프(60) 상에서 서로 이간된 상태에 있는 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1) 및 복수의 더미 필터(2)를 얻는다.
［광 검출 장치의 구성］
다음으로, 패브리-페로 간섭 필터(1)를 구비하는 광 검출 장치(10)의 구성에 대해 설명한다. 도 16에 나타내어지는 바와 같이, 광 검출 장치(10)는, 패키지(71)를 구비하고 있다. 패키지(71)는, 스템(72)과, 캡(73)을 가지는 CAN 패키지이다. 캡(73)은, 측벽(74) 및 천벽(天壁)(75)에 의해서 일체적으로 구성되어 있다. 스템(72) 및 캡(73)은, 금속재료에 의해 형성되어 있으며, 서로 기밀하게 접합되어 있다. 금속재료에 의해 형성된 패키지(71)에서, 측벽(74)의 형상은, 라인(9)을 중심선으로 하는 원통 모양이다. 스템(72) 및 천벽(75)은, 라인(9)에 평행한 방향에서 서로 대향하고 있고, 측벽(74)의 양단을 각각 막고 있다.
스템(72)의 내면(72a)에는, 배선 기판(76)이 고정되어 있다. 배선 기판(76)의 기판 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 배선 기판(76)에는, 광 검출기(77)(광 검출부), 및 서미스터(thermistor) 등의 온도 검출기(도시 생략)가 실장되어 있다. 광 검출기(77)는, 라인(9) 상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 광 검출기(77)는, 그 수광부(受光部)의 중심선이 라인(9)에 일치하도록 배치되어 있다. 광 검출기(77)는, 예를 들면, InGaAs 등이 이용된 양자형 센서, 서모파일(thermopile) 또는 보로미터(borometer) 등이 이용된 열형 센서 등의 적외선 검출기이다. 자외, 가시, 근적외의 각 파장역의 광을 검출하는 경우에는, 광 검출기(77)로서, 예를 들면, 실리콘 포토다이오드 등을 이용할 수 있다. 또한, 광 검출기(77)에는, 하나의 수광부가 마련되어 있어도 괜찮고, 혹은, 복수의 수광부가 어레이 모양으로 마련되어 있어도 괜찮다. 게다가, 복수의 광 검출기(77)가 배선 기판(76)에 실장되어 있어도 괜찮다. 온도 검출기는, 패브리-페로 간섭 필터(1)의 온도 변화를 검출할 수 있도록, 예를 들면 패브리-페로 간섭 필터(1)에 근접한 위치에 배치되어도 괜찮다.
배선 기판(76) 상에는, 복수의 스페이서(78)가 고정되어 있다. 각 스페이서(78)의 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 복수의 스페이서(78) 상에는, 패브리-페로 간섭 필터(1)가 예를 들면 접착제에 의해서 고정되어 있다. 패브리-페로 간섭 필터(1)는, 라인(9) 상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 패브리-페로 간섭 필터(1)는, 광 투과 영역(1a)의 중심선이 라인(9)에 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 스페이서(78)는, 배선 기판(76)에 일체적으로 구성되어 있어도 괜찮다. 또, 패브리-페로 간섭 필터(1)는, 복수의 스페이서(78)에 의해서가 아니라, 하나의 스페이서(78)에 의해서 지지되어 있어도 괜찮다.
스템(72)에는, 복수의 리드핀(81)이 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 각 리드핀(81)은, 스템(72)과의 사이의 전기적인 절연성 및 기밀성이 유지된 상태에서, 스템(72)을 관통하고 있다. 각 리드핀(81)에는, 배선 기판(76)에 마련된 전극 패드, 광 검출기(77)의 단자, 온도 검출기의 단자, 및 패브리-페로 간섭 필터(1)의 단자 각각이, 와이어(82)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 광 검출기(77), 온도 검출기 및 패브리-페로 간섭 필터(1)는, 배선 기판(76)을 매개로 하여 각 리드핀(81)에 전기적으로 접속되어 있어도 괜찮다. 예를 들면, 각각의 단자와 배선 기판(76)에 마련된 전극 패드가 전기적으로 접속되고, 전극 패드와 각 리드핀(81)이 와이어(82)에 의해서 접속되어 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 광 검출기(77), 온도 검출기, 및 패브리-페로 간섭 필터(1) 각각에 대한 전기신호의 입출력 등이 가능하다.
패키지(71)에는, 개구(71a)가 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 개구(71a)는, 그 중심선이 라인(9)에 일치하도록 캡(73)의 천벽(75)에 형성되어 있다. 라인(9)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 개구(71a)의 형상은, 원 형상이다. 천벽(75)의 내면(75a)에는, 개구(71a)를 막도록 광 투과 부재(83)가 배치되어 있다. 광 투과 부재(83)는, 천벽(75)의 내면(75a)에 기밀 접합되어 있다. 광 투과 부재(83)는, 라인(9)에 평행한 방향에서 서로 대향하는 광 입사면(83a) 및 광 출사면(내면)(83b), 그리고 측면(83c)을 가지고 있다. 광 투과 부재(83)의 광 입사면(83a)은, 개구(71a)에서 천벽(75)의 외면과 대략 면일(面一, 단차가 없음)로 되어 있다. 광 투과 부재(83)의 측면(83c)은, 패키지(71)의 측벽(74)의 내면(74a)에 접촉하고 있다. 즉, 광 투과 부재(83)는, 개구(71a) 내 및 측벽(74)의 내면(74a)에 이르고 있다. 이러한 광 투과 부재(83)는, 개구(71a)를 하측으로 한 상태에서 캡(73)의 내측에 유리 펠릿(pellet)을 배치하고, 그 유리 펠릿을 용융시킴으로써 형성된다. 즉, 광 투과 부재(83)는 융착 유리에 의해 형성되어 있다.
광 투과 부재(83)의 광 출사면(83b)에는, 접착 부재(85)에 의해서, 밴드 패스 필터(84)가 고정되어 있다. 즉, 접착 부재(85)는, 천벽(75)의 내면(75a)에 접합된 광 투과 부재(83)를 매개로 하여, 천벽(75)의 내면(75a)에 대해서 밴드 패스 필터(84)를 고정하고 있다. 밴드 패스 필터(84)는, 광 투과 부재(83)를 투과한 광 중에, 광 검출 장치(10)의 측정 파장 범위의 광(소정의 파장 범위의 광으로서, 패브리-페로 간섭 필터(1)의 광 투과 영역(1a)에 입사시켜야 할 광)을 선택적으로 투과시킨다(즉, 해당 파장 범위의 광만을 투과시킨다). 밴드 패스 필터(84)의 형상은, 사각형 판 모양이다. 보다 구체적으로는, 밴드 패스 필터(84)는, 라인(9)과 평행한 방향에서 서로 대향하는 광 입사면(84a) 및 광 출사면(84b), 그리고 4개의 측면(84c)을 가지고 있다. 밴드 패스 필터(84)는, 광 투과성 재료(예를 들면, 실리콘, 유리 등)에 의해서 사각형 판 모양으로 형성된 광 투과 부재의 표면에, 유전체 다층막(예를 들면, TiO2, Ta2O5 등의 고굴절 재료와, SiO2, MgF2 등의 저굴절 재료와의 조합으로 이루어지는 다층막)이 형성된 것이다.
접착 부재(85)는, 밴드 패스 필터(84)의 광 입사면(84a)의 전(全)영역에 배치된 제1 부분(85a)을 가지고 있다. 즉, 제1 부분(85a)은, 접착 부재(85) 중에, 서로 대향하는 광 투과 부재(83)의 광 출사면(83b)과 밴드 패스 필터(84)의 광 입사면(84a)과의 사이에 배치된 부분이다. 게다가, 접착 부재(85)는, 라인(9)에 평행한 방향으로부터 본 경우에 밴드 패스 필터(84)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출된 제2 부분(85b)을 가지고 있다. 제2 부분(85b)은, 측벽(74)의 내면(74a)에 이르고 있으며, 측벽(74)의 내면(74a)에 접촉하고 있다. 또, 제2 부분(85b)은, 밴드 패스 필터(84)의 측면(84c)에 접촉하고 있다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(10)에서는, 외부로부터, 개구(71a), 광 투과 부재(83) 및 접착 부재(85)를 거쳐서, 광이 밴드 패스 필터(84)에 입사하면, 소정의 파장 범위의 광이 선택적으로 투과시켜진다. 밴드 패스 필터(84)를 투과한 광이 패브리-페로 간섭 필터(1)의 광 투과 영역(1a)에 입사하면, 소정의 파장 범위의 광 중 소정의 파장의 광이 선택적으로 투과시켜진다. 패브리-페로 간섭 필터(1)의 광 투과 영역(1a)을 투과한 광은, 광 검출기(77)의 수광부에 입사하여, 광 검출기(77)에 의해서 검출된다. 즉, 광 검출기(77)는, 패브리-페로 간섭 필터(1)를 투과한 광을 전기신호로 변환하여 출력한다. 예를 들면, 광 검출기(77)는, 수광부에 입사되는 광의 강도에 따른 크기의 전기신호를 출력한다.
［웨이퍼에 의한 작용 및 효과］
웨이퍼(100)는, 이하와 같이, 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)를 효율 좋게 또한 수율 좋게 얻는 것을 가능하게 한다.
웨이퍼(100)에서는, 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)가 되는 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)가 유효 에어리어(101)에 마련되어 있다. 그 한편으로, 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)을 따르고, 또한 유효 에어리어(101)을 둘러싸는 더미 에어리어(102)에 복수의 더미 필터부(2A)가 마련되어 있으며, 각 더미 필터부(2A)에서는, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 중간층(23)이 마련되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(100) 전체의 강도가 충분히 확보된다. 그 때문에, 예를 들면 웨이퍼(100)로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)를 잘라낼 때에 있어서의 웨이퍼(100)의 핸들링이 용이하게 된다. 또, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)가 웨이퍼(100)의 상태 그대로라도, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)가 패브리-페로 간섭 필터(1)와 동일하게 동작하기 때문에, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)의 각종 특성을 검사하는 것이 가능한데, 그러한 검사를 실시할 때에 있어서의 웨이퍼(100)의 핸들링도 용이하게 된다. 만일, 각 더미 필터부(2A)에서, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 공극(S)이 형성되어 있으면, 예를 들면 파지구에 의해서 웨이퍼(100)의 더미 에어리어(102)이 파지되었을 때에, 제2 미러부(32)가 파손되고, 제2 미러부(32)의 파편이 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 부착되어, 패브리-페로 간섭 필터부(1A)의 외관, 특성 등이 열화될 우려가 있다. 웨이퍼(100)에서는, 각 더미 필터부(2A)에서, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 중간층(23)이 마련되어 있기 때문에, 그러한 사태의 발생이 억제된다.
또, 웨이퍼(100)에서는, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에서 적어도 제2 미러부(32)가 제1 홈(290)에 의해 둘러싸여져 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(100)로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)를 잘라낼 때에 있어서의 수율이 향상된다. 만일, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에서 적어도 제2 미러부(32)가 제1 홈(290)에 의해 둘러싸여져 있지 않으면 웨이퍼(100)로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)를 잘라낼 때에 디바이스층(200)의 절단면에서 막이 벗겨져, 치핑(chipping) 등이 발생되기 쉬워지고, 패브리-페로 간섭 필터부(1A)의 외관, 특성 등이 열화될 우려가 있다.
또, 웨이퍼(100)에서는, 각 더미 필터부(2A)에서 적어도 제2 미러부(32)가 제1 홈(290)에 의해 둘러싸여져 있다. 만일, 각 더미 필터부(2A)에서 적어도 제2 미러부(32)가 제1 홈(290)에 의해 둘러싸여 있지 않으면, 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 공극이 형성되어 있지 않기 때문에 각 더미 필터부(2A)에서 응력이 모이기 쉬워지고, 그 결과, 웨이퍼(100)가 휘어질 우려가 있다. 웨이퍼(100)에서는, 각 더미 필터부(2A)에서 적어도 제2 미러부(32)가 제1 홈(290)에 의해 둘러싸여져 있기 때문에, 더미 에어리어(102)에서 응력이 약해져, 웨이퍼(100)의 휨이 억제된다. 또, 만일, 각 더미 필터부(2A)에서 적어도 제2 미러부(32)가 제1 홈(290)에 의해 둘러싸여 있지 않으면, 웨이퍼(100)로부터 복수의 더미 필터(2)를 잘라낼 때에 디바이스층(200)의 절단면에서 막이 벗겨져, 치핑 등이 발생하기 쉬워지고, 그 결과, 그들 파편이 패브리-페로 간섭 필터(1)에 부착되어, 패브리-페로 간섭 필터(1)의 외관, 특성 등이 열화될 우려가 있다. 웨이퍼(100)에서는, 각 더미 필터부(2A)에서 적어도 제2 미러부(32)가 제1 홈(290)에 의해 둘러싸여져 있기 때문에, 그러한 사태의 발생이 억제된다.
또, 웨이퍼(100)에서는, 제1 홈(290)이, 유효 에어리어(101) 및 더미 에어리어(102)에서 연결되어 있으며, 대향 방향으로부터 본 경우에 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)에 이르고 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(100)로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)를 잘라낼 때에 있어서의 수율을 더 향상시킬 수 있음과 아울러, 웨이퍼(100)의 휨을 보다 확실히 억제할 수 있다.
또, 웨이퍼(100)에서는, 기판층(110)의 제2 표면(110b)에 응력 조정층(400)이 마련되어 있으며, 응력 조정층(400)에, 제1 홈(290)에 대응하도록 제2 홈(470)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(100)로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)를 잘라낼 때에 있어서의 수율을 더 향상시킬 수 있음과 아울러, 웨이퍼(100)의 휨을 보다 확실히 억제할 수 있다. 만일, 응력 조정층(400)에, 제1 홈(290)에 대응하도록 제2 홈(470)이 형성되어 있지 않으면 웨이퍼(100)로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1) 및 복수의 더미 필터(2)를 잘라낼 때에 응력 조정층(400)의 절단면에서 막이 벗겨져, 치핑 등이 발생되기 쉬워지고, 패브리-페로 간섭 필터(1)의 외관, 특성 등이 열화될 우려가 있다. 웨이퍼(100)에서는, 응력 조정층(400)에, 제1 홈(290)에 대응하도록 제2 홈(470)이 형성되어 있기 때문에, 그러한 사태의 발생이 억제된다.
또, 웨이퍼(100)에서는, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A) 및 복수의 더미 필터부(2A)가, 서로 직교하는 제1 직선(3) 및 제2 직선(4) 각각에 대해서 대칭이 되도록 배치되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(100) 전체의 휨을 보다 확실히 억제할 수 있다.
또, 웨이퍼(100)의 제조 방법에서는, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)가 웨이퍼(100) 상태인 채로, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에서 공극(S)이 형성된다. 이것에 의해, 공극(S)의 형성이 개개의 칩 레벨로 실시되는 경우에 비해, 매우 효율 좋게, 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 공극(S)을 형성할 수 있다. 게다가, 유효 에어리어(101)에서는, 이차원으로 배치된 복수의 제거 예정부(50)에 대해서 중간층(230)의 에칭이 동시에 실시되는 등, 기판층(110) 내의 임의의 기판(11)에 대응하는 부분과, 그것을 둘러싸는 주위의 기판(11)에 대응하는 부분에서, 동시에 프로세스가 진행되기 때문에, 기판층(110)의 면 내에서의 응력의 편향을 적게 할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(100)의 제조 방법에 의하면, 품질이 높은 패브리-페로 간섭 필터(1)를 안정되게 양산하는 것을 가능하게 하는 웨이퍼(100)를 얻을 수 있다.
또, 레이저광(L)의 조사에 의해서, 각 라인(5)을 따라서 기판층(110)의 내부에 개질 영역(7)을 형성함으로써, 각 라인(5)을 따라서 웨이퍼(100)를 절단하는 것은, 다음의 이유에 의해, 패브리-페로 간섭 필터(1)를 제조하는데 있어서 매우 유효하다. 즉, 레이저광(L)을 이용한 웨이퍼(100)의 절단에서는, 물이 불필요하기 때문에, 공극(S) 상에 뜬 제2 미러부(32)가 수압에 의해서 파손되거나, 공극(S) 내에 물이 침입하여 스티킹(sticking)(제2 미러부(32)가 제1 미러부(31)에 접촉하여 움직이지 않게 되는 현상)이 발생하거나 하지 않는다. 따라서, 레이저광(L)을 이용한 웨이퍼(100)의 절단은, 패브리-페로 간섭 필터(1)를 제조하는데 있어서 매우 유효하다.
［변형예］
이상, 본 개시의 일 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 개시는, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 각 구성의 재료 및 형상에는, 상술한 재료 및 형상에 한정되지 않고, 여러가지 재료 및 형상을 채용할 수 있다. 웨이퍼(100)에서는, 기판층(110)의 두께 방향으로부터 본 경우에, 패브리-페로 간섭 필터부(1A)의 외형과 더미 필터부(2A)의 외형이 동일하지 않아도 좋다. 또, 웨이퍼(100)로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)를 잘라낼 때에는, 모든 더미 필터부(2A)를 잘라내지 않아도 괜찮다(즉, 모든 더미 필터부(2A)를 개편화(個片化)하지 않아도 괜찮다).
또, 도 14에 나타내어지는 바와 같이, 웨이퍼(100)에서는, 기판층(110)의 내부에, 제1 홈(290)에 대응하도록 개질 영역(7)이 형성되어 있어도 괜찮다. 여기서, 개질 영역(7)이 제1 홈(290)에 대응한다는 것은, 대향 방향으로부터 본 경우에 개질 영역(7)이 제1 홈(290)과 겹치는 것을 의미하며, 특히, 개질 영역(7)이 각 라인(5)을 따라서 형성되어 있는 상태를 의미한다. 이것에 의해, 개질 영역(7)으로부터 기판층(110)의 두께 방향으로 균열을 신장시켜, 웨이퍼(100)로부터 복수의 패브리-페로 간섭 필터(1)를 용이하게 또한 정밀하게 잘라낼 수 있다. 이 경우, 기판층(110)의 제2 표면(110b) 측에 익스팬드 테이프(60)가 붙여져 있어도 괜찮다. 이때, 웨이퍼(100)에 붙여진 익스팬드 테이프(60)의 외부 가장자리부는, 고리 모양의 프레임에 의해서 유지된다. 이것에 의해, 기판층(110)의 내부에 개질 영역(7)이 형성된 상태라도, 웨이퍼(100)를 용이하게 핸들링할 수 있다. 또한, 기판층(110)의 내부에 개질 영역(7)이 형성된 웨이퍼(100)에서는, 개질 영역(7)으로부터 예기치 않은 균열이 신장될 우려가 있다. 웨이퍼(100)에서는, 더미 에어리어(102) 중 한 쌍의 에어리어(102a)에, 복수의 더미 필터부(2A) 그리고 제1 홈(290) 및 제2 홈(470)이 마련되어 있지 않기 때문에, 균열의 발생이 억제됨과 아울러, 만일 균열이 진전했다고 해도 균열의 신장이 한 쌍의 에어리어(102a)에 의해서 정지시켜진다.
또, 도 17에 나타내어지는 바와 같이, 더미 에어리어(102)의 일부에서 미러 제거부(2X)가 구성되어 있어도 괜찮다. 미러 제거부(2X)는, 제2 미러부(32) 및 중간층(23)이 마련되어 있지 않고 제1 미러부(31)의 표면이 노출됨으로써, 구성되어 있다(도 19의 (b) 참조). 즉, 미러 제거부(2X)는, 제2 미러부(32) 및 중간층(23)이 마련되어 있지 않다는 점에서, 더미 필터부(2A)와 서로 다르다. 도 17에 나타내어지는 웨이퍼(100)에서는, 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)을 따른 고리 모양의 영역(도 17에서 파선의 외측의 영역)에 복수의 미러 제거부(2X)가 마련되어 있다. 또한, 미러 제거부(2X)는, 제2 미러부(32) 및 중간층(23) 전부가 제거됨으로써 구성되어 있는 것에 한정되지 않는다. 미러 제거부(2X)는, 적어도 제2 미러부(32)의 일부가 제거됨으로써 구성되어 있어도 괜찮다. 즉, 미러 제거부(2X)에서는, 제2 미러부(32)에서의 제1 미러부(31)와는 반대 측의 표면으로부터의 일부가 층 모양으로 제거됨으로써, 제1 미러부(31) 상에 층이 마련되어 있지 않거나, 혹은, 제1 미러부(31) 상의 층이 박화되어 있다. 또, 미러 제거부(2X)에서는, 기판층(110)의 제1 표면(110a) 측의 적층체 뿐만 아니라, 기판층(110)의 제2 표면(110b) 측의 적층체도 박화되어 있어도 괜찮다. 예를 들면, 응력 조정층(400)이 마련되어 있지 않거나, 혹은, 응력 조정층(400)이 박화되어 있어도 괜찮다.
도 17에 나타내어지는 웨이퍼(100)에서는, 더미 에어리어(102)의 일부에서, 적어도 제2 미러부(32)의 일부가 제거됨으로써, 미러 제거부(2X)가 구성되어 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 에칭에 의해서 공극(S)을 형성하기 위해, 제2 미러부(32)에 복수의 관통공(24b)을 형성하는 경우에, 미러 제거부(2X)에 대응하는 부분에서, 제2 미러부(32)의 제거 상태를 모니터함으로써, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서, 제2 미러부(32)에 복수의 관통공(24b)을 확실히 형성할 수 있다(상세는 후술함). 따라서, 웨이퍼(100)는, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 공극(S)이 확실히 형성된 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)를 구비하게 된다.
또, 도 17에 나타내어지는 웨이퍼(100)에서는, 미러 제거부(2X)에서, 적어도 제1 미러부(31)가 제1 홈(290)에 의해 둘러싸여져 있다. 이것에 의해, 미러 제거부(2X)에서도 응력이 약해지기 때문에, 웨이퍼(100)의 휨이 억제된다.
또, 도 17에 나타내어지는 웨이퍼(100)에서는, 미러 제거부(2X)가, 더미 에어리어(102)에서 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)를 따르도록 복수 마련되어 있으며, 제1 홈(290)이, 유효 에어리어(101) 및 더미 에어리어(102)에서 연결되어 있으며, 대향 방향으로부터 본 경우에 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)에 이르고 있다. 일 예로서, 복수의 미러 제거부(2X)는, 외부 가장자리(110c)를 따라서 연속적으로 늘어섬으로써, 에어리어를 구성하고 있고, 해당 에어리어는, 대향 방향으로부터 본 경우에, 유효 에어리어(101), 및 더미 에어리어(102) 중 해당 에어리어를 제외한 에어리어를 둘러싸고 있다. 이것에 의해, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)의 외측에 복수의 더미 필터부(2A)가 배치되고, 복수의 더미 필터부(2A)의 외측에 복수의 미러 제거부(2X)가 배치되게 되며, 게다가, 제1 홈(290)도 연결되고 또한 기판층(110)의 외부 가장자리(110c)에 이르고 있기 때문에, 웨이퍼(100) 전체의 응력 밸런스가 개선되어, 웨이퍼(100)의 휨이 보다 확실히 억제된다.
도 17에 나타내어지는 웨이퍼(100)의 제조 방법의 일 예에 대해 설명한다. 먼저, 도 8 내지 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 기판층(110)의 제1 표면(110a)에, 반사 방지층(210) 및 디바이스층(200)을 형성함과 아울러, 디바이스층(200)에 제1 홈(290)을 형성한다. 다만, 복수의 미러 제거부(2X)를 마련하는 영역(여기에서는, 도 17에서 파선의 외측의 영역)에서는, 제1 전극(12), 제2 전극(13), 제3 전극(14), 복수의 단자(15, 16)(각 단자(15, 16)를 구성하는 알루미늄 등의 금속막, 각 단자(15, 16)를 배치하기 위한 관통공 등) 및 개구(40a) 등에 관한 구성을 마련할 필요는 없다.
이어서, 도 18의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서는, 에칭에 의해서, 제2 적층체(24)의 표면(24a)으로부터 제거 예정부(50)에 이르는 복수의 관통공(24b)을 제2 적층체(24)에 형성한다. 그 한편으로, 도 18의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 각 미러 제거부(2X)에 대응하는 부분에서는, 마스크를 제거해 두고, 에칭에 의해서 제2 적층체(24)를 제거한다. 이때, 에칭 완료의 타이밍을 판단하기 위해서, 각 미러 제거부(2X)에 대응하는 부분에서 플라스마의 발광 스펙트럼(에칭되어 있는 층의 재료에 의존한 특정 파장의 발광)을 모니터한다.
각 미러 제거부(2X)에 대응하는 부분에서 플라스마의 발광 스펙트럼을 모니터하는 것은, 다음의 이유에 의한다. 즉, 각 관통공(24b)은, 제2 미러부(32)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않을 정도의 크기로 형성되기 때문에, 각 관통공(24b)에 대응하는 부분으로부터 방출되는 플라스마의 발광 스펙트럼을 모니터해도, 그 강도 변화를 알기 어렵다. 그래서, 동일한 제2 적층체(24)가 마련된 각 미러 제거부(2X)에 대응하는 부분에서 플라스마의 발광 스펙트럼을 모니터함으로써, 에칭 완료의 타이밍을 정확하게 판단하여, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서 제2 적층체(24)에 복수의 관통공(24b)을 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 또한, 각 더미 필터부(2A)에 대응하는 부분에서는, 상술한 바와 같이, 제2 적층체(24)에 복수의 관통공(24b)을 형성하지 않는다(도 12의 (b) 참조).
이어서, 도 18에 나타내어지는 바와 같이, 층(440) 상에 차광층(450)을 형성한다. 이어서, 에칭에 의해서, 반사 방지층(410)의 표면이 노출되도록, 차광층(450) 및 응력 조정층(400)(즉, 층(420, 430, 440)) 중 각 라인(5)을 따른 부분을 제거한다. 또, 해당 에칭에 의해서, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 개구(40a)를 형성한다. 이어서, 차광층(450) 상, 노출된 반사 방지층(410)의 표면, 및 개구(40a)의 내면, 제2 홈(470)에 면하는 응력 조정층(400)의 측면에, 보호층(460)을 형성한다.
이어서, 도 19의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서는, 복수의 관통공(24b)을 통한 에칭(예를 들면 플루오르화 수소산 가스를 이용한 기상 에칭)에 의해서, 중간층(230)으로부터 복수의 제거 예정부(50)를 일제히 제거한다. 이것에 의해, 각 패브리-페로 간섭 필터부(1A)에 대응하는 부분에서는, 기판(11)에 대응하는 부분마다, 공극(S)을 형성한다. 이때, 도 19의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 각 미러 제거부(2X)에 대응하는 부분에서는, 제2 적층체(24)가 제거되어 있기 때문에, 중간층(23)이 제거되어 제1 미러부(31)의 표면이 노출된다. 또한, 각 더미 필터부(2A)에 대응하는 부분에서는, 상술한 바와 같이, 복수의 관통공(24b)이 제2 적층체(24)에 형성되어 있지 않기 때문에, 중간층(230)에 공극(S)이 형성되어 있지 않다(도 13의 (b) 참조).
이상에 의해, 유효 에어리어(101)에서는, 도 7의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 공극(S)이 형성됨으로써, 복수의 패브리-페로 간섭 필터부(1A)가 구성된다. 또, 더미 에어리어(102)에서는, 도 7의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 서로 대향하는 제1 미러부(31)와 제2 미러부(32)와의 사이에 중간층(23)이 마련됨으로써, 복수의 더미 필터부(2A)가 구성된다. 게다가, 더미 에어리어(102)의 일부에서는, 도 19의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 제2 미러부(32) 및 중간층(23)이 마련되지 않고 제1 미러부(31)의 표면이 노출시켜짐으로써, 미러 제거부(2X)가 구성된다.
1 - 패브리-페로 간섭 필터 1A - 패브리-페로 간섭 필터부
2 - 더미 필터 2A - 더미 필터부
2X - 미러 제거부 3 - 제1 직선
4 - 제2 직선 7 - 개질 영역
23 - 중간층 31 - 제1 미러부
32 - 제2 미러부 60 - 익스팬드 테이프
100 - 웨이퍼 101 - 유효 에어리어
102 - 더미 에어리어 110 - 기판층
110a - 제1 표면 110b - 제2 표면
110c - 외부 가장자리 220 - 제1 미러층
240 - 제2 미러층 290 - 제1 홈
400 - 응력 조정층 470 - 제2 홈
S - 공극

Claims (13)

  1. 서로 대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 기판층과,
    상기 제1 표면에 이차원으로 배치된 복수의 제1 미러부를 갖는 제1 미러층과,
    상기 제1 미러층 상에 이차원으로 배치된 복수의 제2 미러부를 갖는 제2 미러층을 구비하고,
    유효 에어리어(area)에서는, 서로 대향하는 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부와의 사이에 공극이 형성됨으로써, 서로 대향하는 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부와의 사이의 거리가 정전기력에 의해서 변화하는 복수의 패브리-페로(Fabry-Perot) 간섭 필터부가 구성되어 있고,
    상기 기판층의 외부 가장자리를 따라 또한 상기 유효 에어리어를 둘러싸는 더미(dummy) 에어리어에서는, 서로 대향하는 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부와의 사이에 중간층이 마련됨으로써, 복수의 더미 필터부가 구성되어 있으며,
    상기 복수의 패브리-페로 간섭 필터부 및 상기 복수의 더미 필터부 각각에서, 적어도 상기 제2 미러부는, 상기 기판층과는 반대 측으로 개구되는 제1 홈에 의해 둘러싸여져 있는 웨이퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 홈은, 상기 유효 에어리어 및 상기 더미 에어리어에서 연결되어 있으며, 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부가 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 상기 기판층의 상기 외부 가장자리에 이르고 있는 웨이퍼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 표면에 마련된 응력 조정층을 더 구비하며,
    상기 응력 조정층에는, 상기 기판층과는 반대 측으로 개구되는 제2 홈이 형성되어 있고,
    상기 제2 홈은, 상기 제1 홈에 대응하도록 형성되어 있는 웨이퍼.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 표면에 마련된 응력 조정층을 더 구비하며,
    상기 응력 조정층에는, 상기 기판층과는 반대 측으로 개구되는 제2 홈이 형성되어 있고,
    상기 제2 홈은, 상기 제1 홈에 대응하도록 형성되어 있는 웨이퍼.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 패브리-페로 간섭 필터부 및 상기 복수의 더미 필터부는, 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부가 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 상기 기판층의 중심을 통과하고 또한 서로 직교하는 제1 직선 및 제2 직선 각각에 대해 대칭이 되도록 배치되어 있는 웨이퍼.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 패브리-페로 간섭 필터부 및 상기 복수의 더미 필터부는, 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부가 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 상기 기판층의 중심을 통과하고 또한 서로 직교하는 제1 직선 및 제2 직선 각각에 대해 대칭이 되도록 배치되어 있는 웨이퍼.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 패브리-페로 간섭 필터부 및 상기 복수의 더미 필터부는, 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부가 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 상기 기판층의 중심을 통과하고 또한 서로 직교하는 제1 직선 및 제2 직선 각각에 대해 대칭이 되도록 배치되어 있는 웨이퍼.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 패브리-페로 간섭 필터부 및 상기 복수의 더미 필터부는, 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부가 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 상기 기판층의 중심을 통과하고 또한 서로 직교하는 제1 직선 및 제2 직선 각각에 대해 대칭이 되도록 배치되어 있는 웨이퍼.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판층의 내부에는, 상기 제1 홈에 대응하도록 개질 영역이 형성되어 있는 웨이퍼.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 기판층의 상기 제2 표면 측에 부착된 익스팬드(expand) 테이프를 더 구비하는 웨이퍼.
  11. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 더미 에어리어의 일부에서는, 적어도 상기 제2 미러부의 일부가 제거됨으로써, 미러 제거부가 구성되어 있는 웨이퍼.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 미러 제거부에서, 적어도 상기 제1 미러부는 상기 제1 홈에 의해 둘러싸여져 있는 웨이퍼.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 미러 제거부는, 상기 더미 에어리어에서 상기 기판층의 외부 가장자리를 따르도록 복수 마련되어 있으며,
    상기 제1 홈은, 상기 유효 에어리어 및 상기 더미 에어리어에서 연결되어 있으며, 상기 제1 미러부와 상기 제2 미러부가 서로 대향하는 방향으로부터 본 경우에 상기 기판층의 상기 외부 가장자리에 이르고 있는 웨이퍼.
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