JP2012068059A - ファブリペロー干渉計の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分光領域の変形を抑制して分解能を向上することができ、且つ、製品ごとの分解能のばらつきを低減することのできるファブリペロー干渉計の製造方法を提供する。
【解決手段】可動ミラー構造体を形成する工程として、第１高屈折率層を犠牲層上に形成する工程と、第１低屈折率層を、第１高屈折率層上における分光領域の可動ミラー形成位置及び周辺領域に形成する工程と、第２高屈折率層を、第１低屈折率層を含んで第１高屈折率層を覆うように形成する工程と、エッチングにより、周辺領域の第１低屈折率層上に位置する第２高屈折率層の少なくとも一部を、第１低屈折率層をエッチングストッパとして除去する工程と、エッチングにより、第２高屈折率層の除去された部分を介して、周辺領域の第１低屈折率層を除去する工程と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、固定ミラー構造体と可動ミラー構造体とがギャップを介して対向配置され、可動ミラー構造体のギャップを架橋する部分がメンブレンとされるファブリペロー干渉計の製造方法に関するものである。

例えば特許文献１に示されるように、ＭＥＭＳ(MicroElectro Mechanical Systems)技術を利用したファブリペロー干渉計が提案されている。

特許文献１に示されるファブリペロー干渉計では、高屈折率層の間に低屈折率層を部分的に配置してなる一対のミラー構造体が、絶縁膜に設けたギャップ（空隙）を介して対向配置されており、絶縁膜に支持された一方のミラー構造体（以下、可動ミラー構造体と示す）のうち、ギャップを架橋する部分が可動可能なメンブレンとなっている。また、各ミラー構造体において、高屈折率層の間に低屈折率層が介在された部分が光学多層膜構造のミラーとなっており、可動ミラー構造体のメンブレンのうち、ミラーが形成された分光領域（透過領域）を取り囲む周辺領域では、低屈折率層が存在せず、高屈折率層同士が接触している。

特開２００８−１３４３８８号公報

上記したファブリペロー干渉計では、各ミラー構造体の電極間に印加した電圧に基づいて生じる静電気力により、エアギャップ上に架橋された可動ミラー構造体のメンブレンを変位させ、エアギャップにおけるミラー間の対向距離に応じた波長の光を選択的に透過させるようになっている。したがって、透過波長の半値幅（ＦＷＨＭ）を抑制する、すなわち分解能を向上するには、ミラーが形成された分光領域の変形を抑制し、分光領域をできるだけ平坦としたままメンブレンを撓ませることが好ましい。

このように、分光領域の変形を抑制するには、メンブレンにおける周辺領域の膜厚を薄くして剛性を低下させ、周辺領域を変形しやすくすることが考えられる。しかしながら、周辺領域は、例えば多結晶シリコンからなる高屈折率層同士が接触する領域であるため、単にエッチングすることでメンブレンの周辺領域の膜厚を薄くすると膜厚を精度良く制御することができず、製品ごとの膜厚ばらつきが大きくなってしまう。すなわち、製品ごとの分解能のばらつきが大きくなってしまう。

本発明は上記問題点に鑑み、分光領域の変形を抑制して分解能を向上することができ、且つ、製品ごとの分解能のばらつきを低減することのできるファブリペロー干渉計の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、以下に記載のファブリペロー干渉計の製造方法は、
光学多層膜構造の固定ミラーを分光領域に有する固定ミラー構造体を、基板の一面上に形成する工程と、
犠牲層を、固定ミラー構造体の基板と反対の面上に形成する工程と、
光学多層膜構造の可動ミラーを分光領域に有する可動ミラー構造体を、犠牲層上に形成する工程と、
エッチングにより、分光領域及び該分光領域の周辺領域に対応する犠牲層の部分に、固定ミラー構造体と可動ミラー構造体とを対向させる空隙を設け、該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとする工程と、備える。

そして、請求項１に記載の発明は、可動ミラー構造体を形成する工程として、
第１高屈折率層を、犠牲層上に形成する第１高屈折率層形成工程と、
第１高屈折率層よりも屈折率の低い第１低屈折率層を、第１高屈折率層上における、分光領域の可動ミラー形成位置及び周辺領域に形成する第１低屈折率層形成工程と、
第１低屈折率層よりも屈折率の高い第２高屈折率層を、第１低屈折率層を含んで第１高屈折率層を覆うように形成し、分光領域に第１高屈折率層、第１低屈折率層、及び第２高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第２高屈折率層形成工程と、
エッチングにより、周辺領域の第１低屈折率層上に位置する第２高屈折率層の少なくとも一部を、第１低屈折率層をエッチングストッパとして除去する第２高屈折率層除去工程と、
エッチングにより、第２高屈折率層の除去された部分を介して、周辺領域の第１低屈折率層を除去する第１低屈折率層除去工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、周辺領域における第１低屈折率層を除去した部分を、第１高屈折率層と第２高屈折率層との間に空気層が介在された構造、又は、第１高屈折率層の単層のみが存在する構造とすることができる。したがって、第１高屈折率層と第２高屈折率層とが接する従来の構造に比べて、メンブレンにおける周辺領域の剛性を低くし、周辺領域を変形しやすくすることができる。これにより、分光領域の変形を抑制することができる。

また、周辺領域における第２高屈折率層の除去では、周辺領域に形成した第１低屈折率層をエッチングストッパとして、周辺領域の第１低屈折率層上に位置する第２高屈折率層の少なくとも一部を除去する。また、第２高屈折率層の除去された部分を介して、周辺領域の第１低屈折率層を選択的に除去するので、所定厚さの部分を除去することができる。したがって、製品ごとの膜厚ばらつきを抑制し、ひいては製品ごとの分解能のばらつきを抑制することができる。

以上から、本発明によれば、分光領域の変形を抑制して分解能を向上することができ、且つ、製品ごとの分解能のばらつきを低減することのできる。

請求項２に記載のように、可動ミラー構造体は、分光領域及び周辺領域の少なくとも一方に、第１高屈折率層及び第２高屈折率層が互い接してなる接触部分と、該接触部分を貫通する犠牲層エッチング用の貫通孔を有し、
第２高屈折率層除去工程において、エッチングにより、周辺領域の第１低屈折率層上に位置する第２高屈折率層の少なくとも一部を除去するとともに、犠牲層エッチング用の貫通孔を接触部分に形成することが好ましい。

これによれば、第２高屈折率層の除去と犠牲層エッチング用の貫通孔の形成を同時に行うので、製造工程を簡素化することができる。

請求項３に記載のように、可動ミラー構造体は、分光領域及び周辺領域の少なくとも一方に、第１高屈折率層及び第２高屈折率層が互い接してなる接触部分と、該接触部分を貫通する犠牲層エッチング用の貫通孔を有し、
第１低屈折率層は、犠牲層と同一材料からなり、
第２高屈折率層形成工程後であって第１低屈折率層除去工程の前に、犠牲層エッチング用の貫通孔を接触部分に形成し、
第１低屈折率層除去工程において、周辺領域の第１低屈折率層を除去するとともに、犠牲層に空隙を設けて該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとすることが好ましい。

これによれば、犠牲層のエッチングと第１低屈折率層の除去を同時に行うので、製造工程を簡素化することができる。

請求項４に記載のように、固定ミラーは、基板の一面側から、第３高屈折率層、該第３高屈折率層よりも屈折率の低い第２低屈折率層、該第２低屈折率層よりも屈折率の高い第４高屈折率層からなり、
第２低屈折率層は、第２低屈折率層及び犠牲層と同一材料からなり、
固定ミラー構造体の形成工程において、第２低屈折率層上に位置する第４高屈折率層に、第２低屈折率層エッチング用の貫通孔を形成し、
第２高屈折率層形成工程後であって第１低屈折率層除去工程の前に、犠牲層エッチング用の貫通孔を接触部分に形成するとともに、分光領域の第１低屈折率層上に位置する第２高屈折率層に、第１低屈折率層エッチング用の貫通孔を形成し、
第１低屈折率層除去工程において、周辺領域の第１低屈折率層、犠牲層、分光領域における第１低屈折率層及び第２低屈折率層をエッチングしても良い。

これによれば、周辺領域の第１低屈折率層、犠牲層、分光領域における第１低屈折率層及び第２低屈折率層を、同時にエッチングするので、第１低屈折率層及び第２低屈折率層として空気層を有するエアミラー構造の可動ミラー及び固定ミラーを備えたファブリペロー干渉計を、簡素な製造工程で形成することができる。

また、可動ミラー及び固定ミラーがエアミラー構造であり、高屈折率層と低屈折率層としての空気層とのｎ比（高屈折率層の屈折率／低屈折率層の屈折率）が大きいので、高反射な帯域が広いミラー、ひいては分光帯域の広いファブリペロー干渉計とすることができる。

請求項５に記載のように、固定ミラーは、基板の一面側から、第３高屈折率層、該第３高屈折率層よりも屈折率の低い第２低屈折率層、該第２低屈折率層よりも屈折率の高い第４高屈折率層からなり、第１高屈折率層、第２高屈折率層、第３高屈折率層、及び第４高屈折率層はシリコンを含む半導体薄膜からなり、
固定ミラー構造体を形成する工程において、二酸化シリコンからなる第２低屈折率層を形成し、
犠牲層を形成する工程において、二酸化シリコンからなる犠牲層を形成し、
第１低屈折率層形成工程において、二酸化シリコンからなる第１低屈折率層を形成しても良い。

これによれば、エアミラー構造以外の可動ミラー及び固定ミラーを備えたファブリペロー干渉計を形成することもできる。また、エアミラー構造の可動ミラー及び固定ミラーを備えたファブリペロー干渉計を、簡素な製造工程で形成することができる。

請求項６に記載のように、可動ミラー構造体を形成する工程において、第１高屈折率層の膜厚を第２高屈折率層の膜厚よりも薄く形成すると良い。これによれば、メンブレンにおける周辺領域の剛性をより低くして、周辺領域を変形しやすくすることができる。

次に、請求項７に記載のファブリペロー干渉計の製造方法は、可動ミラー構造体を形成する工程として、
シリコンを含む半導体薄膜からなる第１高屈折率層を、犠牲層上に形成する第１高屈折率層形成工程と、
第１高屈折率層よりも屈折率の低い第１低屈折率層を、第１高屈折率層上における、分光領域の可動ミラー形成位置に形成する第１低屈折率層形成工程と、
シリコンを含む半導体薄膜からなり、第１低屈折率層よりも屈折率が高い第２高屈折率層を、第１低屈折率層を含んで第１高屈折率層を覆うように形成し、分光領域に第１高屈折率層、第１低屈折率層、及び第２高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第２高屈折率層形成工程と、
第２高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する周辺領域の部分を熱酸化して、第２高屈折率層の露出面から所定深さのシリコン部分を二酸化シリコンとする熱酸化工程と、
エッチングにより、周辺領域の二酸化シリコンの部分を除去する二酸化シリコン除去工程と、を含むことを特徴とする。

このように、熱酸化してなる周辺領域の二酸化シリコンの部分を除去するため、二酸化シリコンが除去された部分の膜厚を薄くすることができる。したがって、第１高屈折率層と第２高屈折率層とが接する従来の構造に比べて、メンブレンにおける周辺領域の剛性を低くし、周辺領域を変形しやすくすることができる。これにより、分光領域の変形を抑制することができる。

また、エッチングレートの差を利用して、周辺領域のうち、熱酸化してなる二酸化シリコンの部分を選択的に除去するので、製品ごとの膜厚ばらつきを抑制し、ひいては製品ごとの分解能のばらつきを抑制することができる。以上から、本発明によれば、分光領域の変形を抑制して分解能を向上することができ、且つ、製品ごとの分解能のばらつきを低減することができる。

また、本発明では、熱酸化の熱量（温度、加熱時間）によって、第２高屈折率層の露出面からの二酸化シリコンの深さを制御することができる。したがって、周辺領域の膜厚を任意で調整することが可能である。例えば、第２高屈折率層の露出面から第１高屈折率層の所定深さの部分までを二酸化シリコンとし、除去することもできる。

請求項８に記載のように、可動ミラー構造体は、分光領域及び周辺領域の少なくとも一方に、第１高屈折率層及び第２高屈折率層が互い接してなる接触部分と、該接触部分を貫通する犠牲層エッチング用の貫通孔を有し、
犠牲層は、二酸化シリコンからなり、
第２高屈折率層形成工程後であって第１低屈折率層除去工程の前に、犠牲層エッチング用の貫通孔を接触部分に形成し、
二酸化シリコン除去工程において、周辺領域の二酸化シリコンを除去するとともに、犠牲層に空隙を設けて該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとすることが好ましい。

これによれば、熱酸化による二酸化シリコン部分の除去と犠牲層のエッチングを同時に行うので、製造工程を簡素化することができる。

請求項９に記載のように、第２高屈折率層形成工程後であって熱酸化工程の前に、第２高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する周辺領域の部分に不純物を注入する注入工程を備え、
注入工程では、熱酸化により二酸化シリコンとする周辺領域の部分のうち、分光領域側の端部から所定の範囲には不純物を注入せず、所定の範囲を除く領域に不純物を注入するようにしても良い。

不純物濃度が高いほど、二酸化シリコンの成膜レートが早くなる。すなわち、不純物を注入した部分は、注入しない部分に比べて熱酸化されやすくなる。したがって、本発明によれば、周辺領域において、分光領域から離れるほど膜厚が薄くすることができる。これにより、分光領域を平坦としつつメンブレンを撓ませやすくなる。

次に、請求項１０に記載の発明は、可動ミラー構造体を形成する工程として、
第１高屈折率層を、犠牲層上に形成する第１高屈折率層形成工程と、
第１高屈折率層よりも屈折率の低い第１低屈折率層を、第１高屈折率層上における、分光領域の可動ミラー形成位置に形成する第１低屈折率層形成工程と、
第１低屈折率層よりも屈折率が高い第２高屈折率層を、第１低屈折率層を含んで第１高屈折率層を覆うように形成し、分光領域に第１高屈折率層、第１低屈折率層、及び第２高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第２高屈折率層形成工程と、
第２高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する周辺領域の部分に不純物を注入して、第２高屈折率層の露出面から所定深さの部分をアモルファスとするアモルファス化工程と、
エッチングにより、周辺領域のアモルファスの部分を除去するアモルファス除去工程と、を含むことを特徴とする。

このように、周辺領域のアモルファス部分を除去するため、アモルファスが除去された部分の膜厚を薄くすることができる。したがって、第１高屈折率層と第２高屈折率層とが接する従来の構造に比べて、メンブレンにおける周辺領域の剛性を低くし、周辺領域を変形しやすくすることができる。これにより、分光領域の変形を抑制することができる。

また、エッチングレートの差を利用して、周辺領域のうち、アモルファスの部分を選択的に除去するので、製品ごとの膜厚ばらつきを抑制し、ひいては製品ごとの分解能のばらつきを抑制することができる。以上から、本発明によれば、分光領域の変形を抑制して分解能を向上することができ、且つ、製品ごとの分解能のばらつきを低減することができる。

また、本発明では、不純物注入の飛程により、第２高屈折率層の露出面からのアモルファスの深さを制御することができる。したがって、周辺領域の膜厚を任意で調整することが可能である。

第１実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ファブリペロー干渉計の製造工程を示す断面図である。 第２実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ファブリペロー干渉計の製造工程を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ファブリペロー干渉計の製造工程の変形例を示す断面図である。 ファブリペロー干渉計の製造工程の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。
（第１実施形態）
本実施形態では、光学多層膜構造のミラーＭ１，Ｍ２を有するファブリペロー干渉計１００の一例として、エアミラーを有するファブリペロー干渉計を示す。このようなエアミラー構造のファブリペロー干渉計１００については、本出願人による特開２００８−１３４３８８号公報に示されているため、ミラーＭ１，Ｍ２などの詳細構造については説明を割愛し、異なる部分を重点的に説明する。

また、空隙の変化方向（電圧を印加した際のメンブレンＭＥＭの変位方向）、換言すれば基板１０に対する固定ミラー構造体３０の積層方向、を単に変位方向と示す。また、変位方向に垂直な方向を単に垂直方向と示す。また、平面形状とは、特に断りのない限り、上記垂直方向に沿う形状を示すものとする。

また、ミラーＭ１，Ｍ２の対向領域を分光領域Ｓ１とし、可動ミラー構造体７０のメンブレンＭＥＭに対応する領域であって、分光領域Ｓ１を除く領域を周辺領域Ｘ１とする。この周辺領域Ｘ１は、垂直方向に沿う少なくとも一方向において分光領域Ｓ１を挟むように設けられれば良く、本実施形態では、図１に示すように、分光領域Ｓ１を取り囲むように周辺領域Ｘ１が設定されている。また、図１においては、便宜上、エッチング用の貫通孔を省略して図示している。

図２に示すように、本実施形態に係るファブリペロー干渉計１００では、基板１０として、例えば単結晶シリコンからなる平面矩形状の半導体基板を採用している。この基板１０の一面側表層には、不純物がドーピングされてなる吸収領域１１が、垂直方向において、固定ミラーＭ１及び可動ミラーＭ２による分光領域Ｓ１を除く領域に選択的に設けられている。これにより、分光領域外での光の透過を抑制するようになっている。また、基板１０の一面上には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜１２が略均一の厚みをもって形成されている。そして、絶縁膜１２を介して、基板１０の一面上に固定ミラー構造体３０が配置されている。

固定ミラー構造体３０は、空気よりも屈折率の高い材料、例えばシリコン及びゲルマニウムの少なくとも一方を含む半導体薄膜からなり、基板１０の一面全面に絶縁膜１２を介して積層された高屈折率下層３１と、該高屈折率下層３１に同じくシリコンなどの高屈折率材料からなり、高屈折率下層３１上に積層された高屈折率上層３２とにより構成されている。本実施形態においては、高屈折率層３１，３２が、ともにポリシリコンからなる。なお、高屈折率下層３１が特許請求の範囲に記載の第３高屈折率層に相当し、高屈折率上層３２が特許請求の範囲に記載の第４高屈折率層に相当する。

そして、分光領域Ｓ１における高屈折率下層３１と高屈折率上層３２との間には、低屈折率層としての空気層３３が介在され、この部分が実際にミラーとして機能する光学多層膜構造の固定ミラーＭ１となっている。このように、固定ミラーＭ１は空気層３３が介在されたエアミラーとなっている。また、固定ミラーＭ１は、高屈折率下層３１に高屈折率上層３２が接してなる連結部Ｃ１により、複数個に分割（細分化）されており、各固定ミラーＭ１は連結部Ｃ１によって互いに連結されている。

本実施形態では、固定ミラー構造体３０と可動ミラー構造体７０とで、各ミラーＭ１，Ｍ２と各連結部Ｃ１，Ｃ２のレイアウトがそれぞれ一致している。なお、連結部Ｃ１は、隣接する固定ミラーＭ１間において、高屈折率下層３１と高屈折率上層３２とが接触する部分である。

なお、図４に示す符号３４は、固定ミラー構造体３０において、固定ミラーＭ１における空気層３３の上面を覆う高屈折率上層３２の部分に形成された貫通孔であり、この貫通孔３４を介してエッチングすることで、空気層３３が形成される。この貫通孔３４は、細分化された各ミラーＭ１にそれぞれ形成されている。

上記した複数の固定ミラーＭ１は、平面円形状のメンブレンＭＥＭの中央領域に形成された可動ミラーＭ２に対向して形成されている。また、固定ミラー構造体３０において、分光領域Ｓ１を除く領域には、少なくとも空隙ＡＧ側の高屈折率上層３２に、ｐ導電型又はｎ導電型の不純物が導入されて第１電極３５が形成されている。本実施形態では、ポリシリコンからなる高屈折率上層３２に硼素（Ｂ）がイオン注入されてｐ導電型の第１電極３５が形成されている。

また、メンブレンＭＥＭ、すなわち分光領域Ｓ１及び周辺領域Ｘ１、を除く領域には、高屈折率上層３２上にＡｕ／Ｃｒ等からなるパッド３６が形成されている。このパッド３６は、高屈折率上層３２に形成された不純物の拡散層よりなる第１電極３５とオーミック接触されている。

また、本実施形態では、図２に示すように、分光領域Ｓ１を除く領域の高屈折率下層３１と高屈折率上層３２との間に、低屈折率層３７としての二酸化シリコン層が介在されている。分光領域Ｓ１を除く領域は、ミラーとしての機能を有さなくとも良いので、高屈折率下層３１に高屈折率上層３２が接してなる構造を採用することもできる。

この固定ミラー構造体３０における高屈折率上層３２上の、メンブレンＭＥＭと対向する部分を除く部位には、空隙ＡＧを有する犠牲層５０が配置されている。この犠牲層５０は、固定ミラー構造体３０上に可動ミラー構造体７０を支持するとともに、固定ミラー構造体３０と可動ミラー構造体７０との間に、空隙ＡＧを構成するためのスペーサとしての機能を果たすものである。本実施形態では、犠牲層５０が二酸化シリコンからなり、犠牲層５０における可動ミラー構造体７０のメンブレンＭＥＭに対応する中央部位がくり抜かれて空隙ＡＧとされた構造となっている。また、メンブレンＭＥＭよりも外側の部位にも、パッド３６を形成するための開口部５１が形成されている。

可動ミラー構造体７０は、空気よりも屈折率の高い材料、例えばシリコン及びゲルマニウムの少なくとも一方を含む半導体薄膜からなり、空隙ＡＧを架橋して犠牲層５０の表面上に配置された高屈折率下層７１と、該高屈折率下層７１に同じくシリコンなどの高屈折率材料からなり、高屈折率下層７１上に積層された高屈折率上層７２とにより構成されている。本実施形態においては、高屈折率層７１，７２が、ともにポリシリコンからなる。なお、高屈折率下層７１が特許請求の範囲に記載の第１高屈折率層に相当し、高屈折率上層７２が特許請求の範囲に記載の第２高屈折率層に相当する。

そして、分光領域Ｓ１における高屈折率下層７１と高屈折率上層７２との間には、低屈折率層としての空気層７３が介在され、この部分が実際にミラーとして機能する光学多層膜構造の可動ミラーＭ２となっている。このように、可動ミラーＭ２も空気層７３が介在されたエアミラーとなっている。この可動ミラーＭ２を構成する高屈折率下層７１の空隙ＡＧ側表面と、上記した固定ミラーＭ１を構成する高屈折率上層３２の空隙ＡＧ側表面とは、電極３５，７５に電圧が印加されない状態で略平行となっている。

また、可動ミラーＭ２も、高屈折率下層７１に高屈折率上層７２が接してなる連結部Ｃ２により、図１に示すように、複数個（本実施形態では１９個）に分割（細分化）されており、各可動ミラーＭ２は連結部Ｃ２によって互いに連結されている。なお、連結部Ｃ２は、隣接する可動ミラーＭ２間において、高屈折率下層７１と高屈折率上層７２とが接触する部分である。

なお、図２に示す符号７４は、可動ミラー構造体７０において、可動ミラーＭ２における空気層７３の上面を覆う高屈折率上層７２の部分に形成された貫通孔であり、この貫通孔７４を介してエッチングすることで、空気層７３が形成される。この貫通孔７４は、細分化された各ミラーＭ２にそれぞれ形成されている。

上記した複数の可動ミラーＭ２は、連結部Ｃ２とともに、メンブレンＭＥＭの中央領域に形成されている。また、可動ミラー構造体７０において、分光領域Ｓ１を除く領域には、少なくとも空隙ＡＧ側の高屈折率下層７１に、ｐ導電型又はｎ導電型の不純物が導入されて第２電極７５が形成されている。本実施形態では、ポリシリコンからなる高屈折率下層７１に硼素（Ｂ）がイオン注入されてｐ導電型の第２電極７５が形成されている。そして、可動ミラーＭ２及び連結部Ｃ２の形成された分光領域と、該分光領域を取り囲む周辺領域Ｘ１とにより、上記したメンブレンＭＥＭが構成されている。

また、メンブレンＭＥＭ、すなわち分光領域Ｓ１及び周辺領域Ｘ１、を除く領域には、高屈折率上層７２に開口部７６が設けられ、この開口部７６内であって高屈折率下層７２上にＡｕ／Ｃｒ等からなるパッド７７が形成されている。このパッド７７は、高屈折率下層７１に形成された不純物の拡散層よりなる第２電極７５とオーミック接触されている。

また、図２に示す符号７８は、可動ミラー構造体７０のメンブレンＭＥＭのうち、可動ミラーＭ２を除く部分に形成された貫通孔であり、この貫通孔７８を介して犠牲層５０及び固定ミラーＭ１の低屈折率層をエッチングする。この貫通孔７８は、メンブレンＭＥＭの周辺領域Ｘ１だけでなく、分光領域Ｓ１における連結部Ｃ１にも形成される。

また、本実施形態では、図２に示すように、可動ミラー構造体７０のメンブレンＭＥＭのうち、周辺領域Ｘ１の一部の高屈折率上層７２が除去されて、高屈折率上層７２が除去された部分が高屈折率下層７１のみの構造となっている。すなわち、メンブレンＭＥＭのうち、周辺領域Ｘ１が薄膜化されている。本実施形態では、周辺領域Ｘ１のうち、貫通孔７８が形成された部分で高屈折率下層７１に高屈折率上層７２が接しており、貫通孔７８が形成された部分を除く部分の殆どで、高屈折率上層７２が除去されている。なお、メンブレンＭＥＭを除く領域では、高屈折率下層７１に高屈折率上層７２が接している。

このように、ミラー構造体３０，７０を構成する高屈折率層３１，３２，７１，７２として、ポリシリコンを採用すると、波長２〜１０μｍ程度の赤外光に対して透明であるので、赤外線ガス検出器の波長選択フィルターとして好適である。なお、ポリシリコン以外にも、ポリゲルマニウムやポリシリコンゲルマニウムなど、シリコン及びゲルマニウムの少なくとも一方を含む半導体薄膜を採用すると、同様の効果を期待することができる。

加えて、上記したように、ミラーＭ１，Ｍ２の低屈折率層として空気層３３，７３を採用すると、高屈折率層の屈折率ｎＨ（例えばＳｉでは３．４５、Ｇｅでは４）と低屈折率層の屈折率ｎＬ（空気では１）とのｎ比（ｎＨ／ｎＬ）を大きく（例えば３．３以上と）して、上記した波長２〜１０μｍ程度の赤外光を選択的に透過させることのできるファブリペロー干渉計１００を安価に実現することができる。

次に、上記したファブリペロー干渉計１００の製造方法について、図３を用いて説明する。なお、図３では、便宜上、上記したファブリペロー干渉計１００を簡略化して図示している。

先ず、図３（ａ）に示すように、基板１０として、単結晶シリコンからなる半導体基板を準備し、基板１０の一面側表層のうち、ミラーＭ１，Ｍ２による分光領域Ｓ１を除く部分に、硼素（Ｂ）などの不純物を導入して吸収領域１１を形成する。次いで、基板１０の一面全面に、二酸化シリコンなどからなる絶縁膜１２を均一に堆積形成する。

そして、絶縁膜１２上に、ポリシリコンなどからなる高屈折率下層３１、二酸化シリコンなどからなる低屈折率層３７の順に、堆積形成する。次いで、低屈折率層３７の表面にレジストなどからなるマスク（図示略）を形成し、該マスクを介して低屈折率層３７をエッチング（例えばＲＩＥなどの異方性のドライエッチング）し、低屈折率層３７をパターニングする。このパターニングされた低屈折率層３７のうち、分光領域Ｓ１の低屈折率層３７は、後にエッチングされて、固定ミラーＭ１の空気層３３となる。本実施形態では、分光領域Ｓ１を除く領域の殆ど全域に、低屈折率層３７を形成する。このため、後に犠牲層５０を形成する際に、平坦性を確保しやすくなる。

次に、マスクを除去し、低屈折率層３７を覆うように、高屈折率下層３１上に、ポリシリコンなどからなる高屈折率上層３２を堆積形成する。そして、高屈折率上層３２の表面にマスク（図示略）を形成し、該マスクを介して、分光領域Ｓ１の低屈折率層３７上に位置する高屈折率上層３２の一部に、低屈折率層３７に達する貫通孔３４を形成する。このマスクを除去した後、高屈折率上層３２の表面に新たなマスクを形成し、該マスクを介して、少なくとも高屈折率上層３２に不純物をイオン注入する。このイオン注入では、固定ミラーＭ１となる領域に不純物が存在すると、光が不純物によって吸収されることとなるため、分光領域Ｓ１を除く領域にのみに選択的に不純物をイオン注入する。このイオン注入により、第１電極３５が形成される。

次に、マスクを除去し、図３（ｂ）に示すように、高屈折率膜上層３２の表面全面に、例えば二酸化シリコンからなる犠牲層５０を堆積形成する。これにより、貫通孔３４内にも犠牲層５０が配置される。犠牲増５０の構成材料としては、電気絶縁材料であれば特に限定されるものではないが、好ましくは低屈折率層３７と同一材料とすると良い。犠牲層５０の膜厚は、電圧が印加されない初期状態での、固定ミラー構造体３０と可動ミラー構造体７０（メンブレンＭＥＭ）との対向距離と等しい厚さとする。

次いで、必要に応じて、犠牲層５０の表面を平坦化処理し、犠牲層５０の表面全面に、ポリシリコンなどからなる高屈折率下層７１を堆積形成する。この高屈折率下層７１の形成が、特許請求の範囲に記載の第１高屈折率層形成工程に相当する。

そして、高屈折率下層７１の表面に形成したマスクを介して、高屈折率下層７１に不純物をイオン注入する。このイオン注入では、可動ミラーＭ２となる領域に不純物が存在すると、光が不純物によって吸収されることとなるため、分光領域Ｓ１を除く領域にのみに選択的に不純物をイオン注入する。このイオン注入により、第２電極７５が形成される。

次いで、二酸化シリコンなどからなる低屈折率層７９を堆積形成する。この低屈折率層７９が、特許請求の範囲に記載の第１低屈折率層に相当する。そして、低屈折率層７９の表面に、レジストなどからなるマスク（図示略）を形成し、該マスクを介して低屈折率層７９をエッチングする。これにより、可動ミラーＭ２となる部分７９ａ（以下、低屈折率層７９ａと示す）と、周辺領域Ｘ１に対応する部分７９ｂ（以下、低屈折率層７９ｂと示す）に、低屈折率層７９を選択的に残す。低屈折率層７９の構成材料としては、電気絶縁材料であれば特に限定されるものではないが、好ましくは犠牲層５０と同一材料とすると良い。

次に、マスクを除去後、パターニングされた低屈折率層７９を覆うように、高屈折率下層７１上に、ポリシリコンなどからなる高屈折率上層７２を堆積形成する。この高屈折率上層７２の形成が、特許請求の範囲に記載の第２高屈折率層形成工程に相当する。そして、高屈折率上層７２の表面に新たなマスクを形成し、図３（ｃ）に示すように、高屈折率層７１，７２を、エッチングにより選択的に除去する。これにより、高屈折率層７１，７２を貫通する、犠牲層エッチング用の貫通孔７８が形成される。また、低屈折率層７９ａ上における高屈折率上層７２の一部に、低屈折率層７９ａに達する貫通孔７４が形成される。また、開口部５１の形成部分に開口部５１ａが形成されるとともに、開口部７６も形成される。さらには、低屈折率層７９ｂ上における高屈折率上層７２の少なくとも一部を、低屈折率層７９ｂをエッチングストッパとして除去し、開口部８０を形成する。この高屈折率上層７２の除去が、特許請求の範囲に記載の第２高屈折率層除去工程に相当する。

ここで、低屈折率層７９ｂ上における高屈折率上層７２の除去については、少なくともエッチングにより後工程で低屈折率層７９ｂを除去できる程度、であれば良い。しかしながら、周辺領域Ｘ１は分光に寄与しない領域であるので、メンブレンＭＥＭにおける周辺領域Ｘ１の薄膜化の観点から、低屈折率層７９ｂ上の高屈折率上層７２をできる限り除去するほうが良い。本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、低屈折率層７９ｂ上の高屈折率上層７２を殆ど除去する。すなわち、低屈折率層７９ｂとほぼ一致する開口部８０を形成する。

次いで、図３（ｄ）に示すように、貫通孔７８を通じて、犠牲層５０における空隙ＡＧを形成すべき部位をエッチングして空隙ＡＧを形成する。このとき、貫通孔３４，７４を介して、分光領域Ｓ１における低屈折率層３７及び低屈折率層７９ａをエッチングし、これら低屈折率層３７，７９ａを除去して空気層３３,７３を形成する。さらには、開口部８０を介して、周辺領域Ｘ１における低屈折率層７９ｂをエッチングし、低屈折率層７９ｂを除去する。この低屈折率層７９ｂの除去が、特許請求の範囲に記載の第１低屈折率層除去工程に相当する。これにより、周辺領域Ｘ１において、低屈折率層７９ｂを除去した部分の剛性が低くなる。

本実施形態では、これらエッチングが、フッ酸（ＨＦ）の気相エッチング乃至液相エッチングにより同一工程で実施される。このエッチングにより、犠牲層５０に空隙ＡＧが形成される。また、空気層３３，７３が形成されてエアミラー構造のミラーＭ１，Ｍ２となる。そして、開口部５１、パッド３６，７７の形成を経て、図３（ｄ）に示すファブリペロー干渉計１００を得ることができる。

次に、本実施形態に係るファブリペロー干渉計１００の製造方法の特徴部分の効果について説明する。

本実施形態では、メンブレンＭＥＭを有する可動ミラー構造体７０の周辺領域Ｘ１において、高屈折率層７１，７２間に低屈折率層７９ｂを介在させた後、低屈折率層７９ｂをエッチングストッパとして低屈折率層７９ｂ上の高屈折率上層７２を除去する。そして除去してなる高屈折率上層７２の開口部８０を介して、周辺領域Ｘ１の低屈折率層７９ｂを選択的に除去する。したがって、メンブレンＭＥＭの周辺領域Ｘ１を、高屈折率上層７２と低屈折率層７９ｂの厚さ分除去し、薄膜化することができる。このため、製品ごとの膜厚ばらつきを抑制し、ひいては製品ごとの分解能のばらつきを抑制することができる。

また、低屈折率層７９ｂの除去により、周辺領域Ｘ１の低屈折率層７９ｂ除去部分を、高屈折率下層７１の単層のみが存在する構造、又は、高屈折率下層７１と高屈折率上層７２との間に空気層が介在された構造とすることができる。したがって、高屈折率層７１，７２同士が接する従来の構造に比べて、メンブレンＭＥＭにおける周辺領域Ｘ１の剛性を低くし、周辺領域Ｘ１を変形しやすくすることができる。これにより、分光領域Ｓ１の変形を抑制し、分光領域Ｓ１をできるだけ平坦としたままメンブレンＭＥＭを変形させることができる。

以上から、本実施形態に示す製造方法によれば、分光領域Ｓ１の変形を抑制して分解能を向上することができ、且つ、製品ごとの分解能のばらつきを低減することができる。

また、本実施形態では、第２高屈折率層除去工程において、エッチングにより、周辺領域Ｘ１の低屈折率層７９ｂ上に位置する高屈折率上層７２の少なくとも一部を除去するとともに、犠牲層エッチング用の貫通孔７８を形成する。このように、高屈折率上層７２の除去（開口部８０の形成）と貫通孔７８の形成を同時に行うと、製造工程を簡素化することができる。特に本実施形態では、第２高屈折率層除去工程において、エッチングにより、分光領域Ｓ１の低屈折率層７９ａ上に位置する高屈折率上層７２に、低屈折率層７９ａエッチング用の貫通孔７４も形成する。したがって、製造工程をさらに簡素化することができる。しかしながら、低屈折率層７９ｂ上に位置する高屈折率上層７２の除去と貫通孔７８，７４の形成を異なるタイミング（工程）で行うこともできる。

また、本実施形態では、低屈折率層７９（低屈折率層７９ｂ）と犠牲層５０がともに同一材料（二酸化シリコン）からなり、低屈折率層除去工程において、周辺領域Ｘ１の低屈折率層７９ｂを除去するとともに、犠牲層５０に空隙ＡＧを設けて該空隙ＡＧを架橋する可動ミラー構造体７０の部分を可動可能なメンブレンＭＥＭとする。このように、犠牲層５０のエッチングと低屈折率層７９ｂの除去を同時に行うと、製造工程を簡素化することができる。

特に本実施形態では、低屈折率層除去工程において、分光領域Ｓ１における低屈折率層３７，７９ａも除去し、光学多層膜構造のミラーＭ１，Ｍ２をエアミラーとする。したがって、製造工程をさらに簡素化することができる。また、可動ミラーＭ２及び固定ミラーＭ１がエアミラーとなるので、高反射な帯域が広いミラーＭ１，Ｍ２、ひいては分光帯域の広いファブリペロー干渉計１００とすることができる。なお、低屈折率層７９ｂの除去と犠牲層５０、低屈折率層３７，７９ａの除去を異なるタイミング（工程）で行うこともできる。

なお、本実施形態では、分光領域Ｓ１における低屈折率層３７及び低屈折率層７９ａを除去することで、エアミラー構造のミラーＭ１，Ｍ２とする例を示した。しかしながら、二酸化シリコンなどからなる低屈折率層３７及び低屈折率層７９ａを除去せず残して、光学多層膜構造のミラーＭ１，Ｍ２としても良い。

また、本実施形態では、可動ミラー構造体７０を構成する高屈折率下層７１と高屈折率上層７２の膜厚の関係については特に言及しなかった。しかしながら、高屈折率下層７１の膜厚を高屈折率上層７２の膜厚よりも薄く形成すると、例えば高屈折率層７１，７２が同じ厚さの場合に比べて、メンブレンＭＥＭにおける周辺領域Ｘ１の剛性をより低くすることができる。すなわち、周辺領域Ｘ１を変形しやすくすることができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、メンブレンＭＥＭにおいて、周辺領域Ｘ１に低屈折率層７９ｂを形成することで、低屈折率層７９ｂ上の高屈折率上層７２と該低屈折率層７９ｂを選択的に除去できるようにし、もって周辺領域Ｘ１を精度良く薄膜化する例を示した。

これに対し、本実施形態では、低屈折率層７９ｂを形成せずに、周辺領域Ｘ１の高屈折率層７１，７２の一部を変質させ、変質させた部分を選択的にエッチングして除去することで、周辺領域Ｘ１の薄膜化を図る点を特徴とする。

図４に示すように、本実施形態に係るファブリペロー干渉計１００は、第１実施形態に示したファブリペロー干渉計１００とほぼ同じ構造を有している。異なる点は、周辺領域Ｘ１において、高屈折率上層７２が高屈折率下層７１から離反する方向に持ち上がった部分を有さない点である。また、高屈折率層３１，３２，７１，７２が、シリコンを含む半導体薄膜（具体的にはポリシリコン）からなる。

次に、本実施形態に係るファブリペロー干渉計１００の製造方法について、図５を用いて説明する。なお、図５では、便宜上、上記したファブリペロー干渉計１００を簡略化して図示している。

基板１０の準備から、高屈折率下層７１へのイオン注入（第２電極７５形成）までは、第１実施形態と同じである。

次いで、図５（ａ）に示すように、二酸化シリコンからなる低屈折率層７９を堆積形成し、パターニングする。本実施形態では、周辺領域Ｘ１には形成せず、可動ミラーＭ２となる部分のみに低屈折率層７９を選択的に残す。したがって、周辺領域Ｘ１では、高屈折率下層７１に高屈折率上層７２が接した構造となる。

次に、パターニングされた低屈折率層７９を覆うように、高屈折率下層７１上に、ポリシリコンからなる高屈折率上層７２を堆積形成する。そして、高屈折率上層７２の表面に、シリコン窒化膜などからなる熱酸化用のマスク８１を形成し、マスク８１の開口部８１ａから露出する周辺領域Ｘ１の部分を熱酸化する。この熱酸化では、図５（ｂ）に示すように、高屈折率下層７１及び高屈折率上層７２のポリシリコンのうち、高屈折率上層７２の露出面から所定深さを二酸化シリコンの部分８２とする。例えば、高屈折率上層７２の一部のみを二酸化シリコンとしても良いし、高屈折率下層７１の一部まで二酸化シリコンとしても良い。本実施形態では、高屈折率下層７１は二酸化シリコンとせず、高屈折率上層７２を二酸化シリコンとする。

次いで、高屈折率層７１，７２を、エッチングにより選択的に除去する。これにより、高屈折率層７１，７２を貫通する、犠牲層エッチング用の貫通孔７８が形成される。また、低屈折率層７９上における高屈折率上層７２の一部に、低屈折率層７９に達する貫通孔７４が形成される。また、開口部５１の形成部分に開口部５１ａが形成されるとともに、開口部７６も形成される。

次いで、図５（ｃ）に示すように、貫通孔７８を通じて、犠牲層５０における空隙ＡＧを形成すべき部位をエッチングして空隙ＡＧを形成する。このとき、貫通孔３４，７４を介して、分光領域Ｓ１における低屈折率層３７及び低屈折率層７９をエッチングし、これら低屈折率層３７，７９を除去して空気層３３,７３を形成する。さらには、周辺領域Ｘ１の二酸化シリコン部分８２を、周辺のポリシリコンに対して選択的に除去する。この二酸化シリコン部分８２の除去が、特許請求の範囲に記載の二酸化シリコン除去工程に相当する。これにより、周辺領域Ｘ１において、二酸化シリコン部分８２を除去した部分の剛性が低くなる。

本実施形態では、これらエッチングが、フッ酸（ＨＦ）の気相エッチング乃至液相エッチングにより同一工程で実施される。このエッチングにより、犠牲層５０に空隙ＡＧが形成される。また、空気層３３，７３が形成されてエアミラー構造のミラーＭ１，Ｍ２となる。そして、開口部５１、パッド３６，７７の形成を経て、図５（ｃ）に示すファブリペロー干渉計１００を得ることができる。

次に、本実施形態に係るファブリペロー干渉計１００の製造方法の特徴部分の効果について説明する。

本実施形態では、メンブレンＭＥＭの周辺領域Ｘ１のうち、除去したい部分を熱酸化により二酸化シリコン部分８２とし、この二酸化シリコン部分８２を選択的に除去するため、製品ごとの膜厚ばらつきを抑制し、ひいては製品ごとの分解能のばらつきを抑制することができる。

また、メンブレンＭＥＭの周辺領域Ｘ１において、二酸化シリコン部分８２が除去された部分の膜厚を薄くすることができるので、高屈折率層７１，７２が接する従来の構造に比べて、メンブレンＭＥＭにおける周辺領域Ｘ１の剛性を低くし、周辺領域Ｘ１を変形しやすくすることができる。これにより、分光領域Ｓ１の変形を抑制し、分光領域Ｓ１をできるだけ平坦としたままメンブレンＭＥＭを変形させることができる。

以上から、本実施形態によれば、分光領域Ｓ１の変形を抑制して分解能を向上することができ、且つ、製品ごとの分解能のばらつきを低減することができる。

また、本実施形態によれば、熱酸化の熱量（温度、加熱時間）により、高屈折率上層７２の露出面からの二酸化シリコン部分８２の深さを制御することができる。したがって、周辺領域Ｘ１の膜厚を任意で調整することができる。

また、本実施形態では、二酸化シリコン除去工程において、エッチングにより、周辺領域Ｘ１の二酸化シリコン部分８２を除去するとともに、犠牲層５０に空隙ＡＧを設けて該空隙ＡＧを架橋する可動ミラー構造体７０の部分を可動可能なメンブレンＭＥＭとする。このように、熱酸化による二酸化シリコン部分８２の除去と犠牲層５０のエッチングを同時に行うので、製造工程を簡素化することができる。

なお、本実施形態では、熱酸化する前に、高屈折率上層７２の形成後であって熱酸化の前に、周辺領域Ｘ１に対し、高屈折率上層７２側からイオン注入せず、熱酸化を行う例を示した。しかしながら、図６（ａ）に示すように、高屈折率上層７２の形成後であって熱酸化の前に、高屈折率上層７２上にマスク８３を形成し、該マスク８３の開口部８３ａから露出する周辺領域Ｘ１の部分に不純物を注入して、不純物注入領域８４を形成する。そして、不純物注入後、図６（ｂ）に示すように、マスク８１の開口部８１ａから露出する周辺領域Ｘ１の部分を熱酸化することもできる。不純物濃度が高いほど、熱酸化による二酸化シリコンの成膜レートが早くなる。すなわち、不純物を注入した部分は、注入しない部分に比べて熱酸化されやすくなる。したがって、図６（ａ）に示す不純物注入用のマスク８３の、分光領域Ｓ１を覆う部分の長さＬ１を、図６（ｂ）に示す熱酸化用のマスク８１の、分光領域Ｓ１を覆う部分の長さＬ２よりも長くしても良い。このように、二酸化シリコン部分８２とする部分のうち、分光領域Ｓ１側の端部から所定の範囲には不純物を注入せず、所定の範囲を除く領域に不純物を注入するようにすると、図６（ｂ）に示すように、熱酸化による二酸化シリコン部分８２を、分光領域Ｓ１に近い部分８２ａで薄く、分光領域Ｓ１から離れた部分８２ｂで厚くすることができる。したがって、二酸化シリコン部分８２を除去した状態で、図６（ｃ）に示すように、メンブレンＭＥＭの周辺領域Ｘ１の膜厚を、分光領域Ｓ１に近い部分８５ａで厚く、分光領域Ｓ１から離れた部分８５ｂで薄くすることができる。すなわち、周辺領域Ｘ１において、分光領域Ｓ１から離れるほど膜厚が薄くすることができる。これにより、分光領域Ｓ１を平坦としつつメンブレンＭＥＭを撓ませやすくすることができる。

また、本実施形態では、熱酸化により、周辺領域Ｘ１のポリシリコンの一部を二酸化シリコンとし、二酸化シリコン部分８２を選択的に除去することで、周辺領域Ｘ１の薄膜化を図る例を示した。しかしながら、高屈折率上層７２の形成後、図７に示すように、高屈折率上層７２上にマスク８６を形成し、該マスク８６の開口部８６ａから露出する周辺領域Ｘ１の部分に不純物を注入して、高屈折率上層７２の露出面から所定深さの部分をアモルファス部分８７とする。そして、エッチングにより、周辺領域Ｘ１のアモルファス部分８７を選択的に除去しても良い。なお、アモルファス部分８６の形成範囲は、二酸化シリコン部分８２と同じである。

このように、メンブレンＭＥＭの周辺領域Ｘ１のうち、除去したい部分をイオン注入によりアモルファス部分８６とし、このアモルファス部分８６を選択的に除去するため、製品ごとの膜厚ばらつきを抑制し、ひいては製品ごとの分解能のばらつきを抑制することができる。また、メンブレンＭＥＭの周辺領域Ｘ１において、アモルファス部分８６が除去された部分の膜厚を薄くすることができるので、高屈折率層７１，７２が接する従来の構造に比べて、メンブレンＭＥＭにおける周辺領域Ｘ１の剛性を低くし、周辺領域Ｘ１を変形しやすくすることができる。これにより、分光領域Ｓ１の変形を抑制し、分光領域Ｓ１をできるだけ平坦としたままメンブレンＭＥＭを変形させることができる。また、イオン注入の飛程により、アモルファス部分８６の深さを制御することができる。したがって、熱酸化同様、周辺領域Ｘ１の膜厚を任意で調整することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、各ミラーＭ１，Ｍ２の平面形状が六角形である例を示した。しかしながら、上記平面形状に特に限定されるものではない。

本実施形態では、各ミラーＭ１，Ｍ２が連結部Ｃ１，Ｃ２により細分化されている例を示した。しかしながら、ミラーＭ１，Ｍ２を、それぞれ１つのミラーとしても良い。

本実施形態では、基板１０として、一面に絶縁膜１２の形成された半導体基板の例を示した。しかしながら、基板１０としては上記例に限定されるものではなく、ガラスなどの絶縁基板を採用することも可能である。その場合、絶縁膜１２を不要とすることができる。

本実施形態では、光学多層膜構造のミラーＭ１，Ｍ２として、低屈折率層３７，７９（７９ａ）としての二酸化シリコンを除去することで、低屈折率層３３，７３としての空気層を有するエアミラーの例を示した。しかしながら、ミラーＭ１，Ｍ２の構成は上記例に限定されるものではない。低屈折率層３７，７９（７９ａ）としての二酸化シリコンを除去せずに、低屈折率層３７，７９（７９ａ）を有する光学多層膜構造のミラーＭ１，Ｍ２としても良い。なお、第１実施形態に示す構成では、周辺領域Ｘ１にも低屈折率層７９（７９ｂ）を形成し、該低屈折率層７９（７９ｂ）をエッチングストッパとして高屈折率上層７２を除去する。したがって、低屈折率層７９としては、高屈折率上層７２をエッチングする際のストッパとなり得るものであって、高屈折率上層７２のエッチング後、周辺領域Ｘ１の低屈折率層７９（７９ｂ）を選択的に除去できるものであれば採用することができる。固定ミラー構造体３０側の低屈折率層については、特に限定されるものではない。また、第２実施形態についても、固定ミラー構造体３０及び可動ミラー構造体７０で低屈折率層は特に限定されず、空気層３３，７３に代えて、二酸化シリコンなどの固体、液体、空気以外の気体、ゾル、ゲル、真空などを採用しても良い。

１０・・・基板
３０・・・固定ミラー構造体
５０・・・犠牲層
７０・・・可動ミラー構造体
７１・・・高屈折率下層（第１高屈折率層）
７２・・・高屈折率上層（第２高屈折率層）
７９ｂ・・・低屈折率層（第１低屈折率層）
８２・・・二酸化シリコン部分
８７・・・アモルファス部分
１００・・・ファブリペロー干渉計
ＡＧ・・・空隙
Ｍ１，Ｍ２・・・ミラー（固定ミラー，可動ミラー）
ＭＥＭ・・・メンブレン
Ｓ１・・・分光領域
Ｘ１・・・周辺領域

Claims (10)

1. 光学多層膜構造の固定ミラーを分光領域に有する固定ミラー構造体を、基板の一面上に形成する工程と、
   犠牲層を、前記固定ミラー構造体の前記基板と反対の面上に形成する工程と、
   光学多層膜構造の可動ミラーを前記分光領域に有する可動ミラー構造体を、前記犠牲層上に形成する工程と、
   エッチングにより、前記分光領域及び該分光領域の周辺領域に対応する前記犠牲層の部分に、前記固定ミラー構造体と前記可動ミラー構造体とを対向させる空隙を設け、該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとする工程と、備えたファブリペロー干渉計の製造方法であって、
   前記可動ミラー構造体を形成する工程として、
   第１高屈折率層を、前記犠牲層上に形成する第１高屈折率層形成工程と、
   前記第１高屈折率層よりも屈折率の低い第１低屈折率層を、前記第１高屈折率層上における、前記分光領域の可動ミラー形成位置及び前記周辺領域に形成する第１低屈折率層形成工程と、
   前記第１低屈折率層よりも屈折率の高い第２高屈折率層を、前記第１低屈折率層を含んで前記第１高屈折率層を覆うように形成し、前記分光領域に前記第１高屈折率層、前記第１低屈折率層、及び前記第２高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第２高屈折率層形成工程と、
   エッチングにより、前記周辺領域の第１低屈折率層上に位置する第２高屈折率層の少なくとも一部を、前記第１低屈折率層をエッチングストッパとして除去する第２高屈折率層除去工程と、
   エッチングにより、前記第２高屈折率層の除去された部分を介して、前記周辺領域の第１低屈折率層を除去する第１低屈折率層除去工程と、を含むことを特徴とするファブリペロー干渉計の製造方法。
2. 前記可動ミラー構造体は、前記分光領域及び前記周辺領域の少なくとも一方に、前記第１高屈折率層及び前記第２高屈折率層が互い接してなる接触部分と、該接触部分を貫通する犠牲層エッチング用の貫通孔を有し、
   前記第２高屈折率層除去工程において、エッチングにより、前記周辺領域の第１低屈折率層上に位置する第２高屈折率層の少なくとも一部を除去するとともに、前記犠牲層エッチング用の貫通孔を前記接触部分に形成することを特徴とする請求項１に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。
3. 前記可動ミラー構造体は、前記分光領域及び前記周辺領域の少なくとも一方に、前記第１高屈折率層及び前記第２高屈折率層が互い接してなる接触部分と、該接触部分を貫通する犠牲層エッチング用の貫通孔を有し、
   前記第１低屈折率層は、前記犠牲層と同一材料からなり、
   前記第２高屈折率層形成工程後であって第１低屈折率層除去工程の前に、前記犠牲層エッチング用の貫通孔を前記接触部分に形成し、
   前記第１低屈折率層除去工程において、前記周辺領域の第１低屈折率層を除去するとともに、前記犠牲層に空隙を設けて該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。
4. 前記固定ミラーは、前記基板の一面側から、第３高屈折率層、該第３高屈折率層よりも屈折率の低い第２低屈折率層、該第２低屈折率層よりも屈折率の高い第４高屈折率層からなり、
   前記第２低屈折率層は、前記第２低屈折率層及び前記犠牲層と同一材料からなり、
   前記固定ミラー構造体の形成工程において、前記第２低屈折率層上に位置する第４高屈折率層に、第２低屈折率層エッチング用の貫通孔を形成し、
   前記第２高屈折率層形成工程後であって第１低屈折率層除去工程の前に、前記犠牲層エッチング用の貫通孔を前記接触部分に形成するとともに、前記分光領域の第１低屈折率層上に位置する第２高屈折率層に、第１低屈折率層エッチング用の貫通孔を形成し、
   前記第１低屈折率層除去工程において、前記周辺領域の第１低屈折率層、前記犠牲層、前記分光領域における第１低屈折率層及び第２低屈折率層をエッチングすることを特徴とする請求項３に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。
5. 前記固定ミラーは、前記基板の一面側から、第３高屈折率層、該第３高屈折率層よりも屈折率の低い第２低屈折率層、該第２低屈折率層よりも屈折率の高い第４高屈折率層からなり、
   前記第１高屈折率層、前記第２高屈折率層、前記第３高屈折率層、及び前記第４高屈折率層はシリコンを含む半導体薄膜からなり、
   前記固定ミラー構造体を形成する工程において、二酸化シリコンからなる前記第２低屈折率層を形成し、
   前記犠牲層を形成する工程において、二酸化シリコンからなる前記犠牲層を形成し、
   前記第１低屈折率層形成工程において、二酸化シリコンからなる前記第１低屈折率層を形成することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。
6. 前記可動ミラー構造体を形成する工程において、前記第１高屈折率層の膜厚を前記第２高屈折率層の膜厚よりも薄く形成することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。
7. 光学多層膜構造の固定ミラーを分光領域に有する固定ミラー構造体を、基板の一面上に形成する工程と、
   犠牲層を、前記固定ミラー構造体の前記基板と反対の面上に形成する工程と、
   光学多層膜構造の可動ミラーを前記分光領域に有する可動ミラー構造体を、前記犠牲層上に形成する工程と、
   エッチングにより、前記分光領域及び該分光領域の周辺領域に対応する前記犠牲層の部分に、前記固定ミラー構造体と前記可動ミラー構造体とを対向させる空隙を設け、該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとする工程と、備えたファブリペロー干渉計の製造方法であって、
   前記可動ミラー構造体を形成する工程として、
   シリコンを含む半導体薄膜からなる第１高屈折率層を、前記犠牲層上に形成する第１高屈折率層形成工程と、
   前記第１高屈折率層よりも屈折率の低い第１低屈折率層を、前記第１高屈折率層上における、前記分光領域の可動ミラー形成位置に形成する第１低屈折率層形成工程と、
   シリコンを含む半導体薄膜からなり、前記第１低屈折率層よりも屈折率が高い第２高屈折率層を、前記第１低屈折率層を含んで前記第１高屈折率層を覆うように形成し、前記分光領域に前記第１高屈折率層、前記第１低屈折率層、及び前記第２高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第２高屈折率層形成工程と、
   前記第２高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する前記周辺領域の部分を熱酸化して、前記第２高屈折率層の露出面から所定深さのシリコン部分を二酸化シリコンとする熱酸化工程と、
   エッチングにより、前記周辺領域の二酸化シリコンの部分を除去する二酸化シリコン除去工程と、を含むことを特徴とするファブリペロー干渉計の製造方法。
8. 前記可動ミラー構造体は、前記分光領域及び前記周辺領域の少なくとも一方に、前記第１高屈折率層及び前記第２高屈折率層が互い接してなる接触部分と、該接触部分を貫通する犠牲層エッチング用の貫通孔を有し、
   前記犠牲層は、二酸化シリコンからなり、
   前記第２高屈折率層形成工程後であって第１低屈折率層除去工程の前に、前記犠牲層エッチング用の貫通孔を前記接触部分に形成し、
   前記二酸化シリコン除去工程において、前記周辺領域の二酸化シリコンを除去するとともに、前記犠牲層に空隙を設けて該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとすることを特徴とする請求項７に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。
9. 前記第２高屈折率層形成工程後であって前記熱酸化工程の前に、前記第２高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する前記周辺領域の部分に不純物を注入する注入工程を備え、
   前記注入工程では、前記熱酸化により二酸化シリコンとする周辺領域の部分のうち、前記分光領域側の端部から所定の範囲には前記不純物を注入せず、前記所定の範囲を除く領域に前記不純物を注入することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。
10. 光学多層膜構造の固定ミラーを分光領域に有する固定ミラー構造体を、基板の一面上に形成する工程と、
    犠牲層を、前記固定ミラー構造体の前記基板と反対の面上に形成する工程と、
    光学多層膜構造の可動ミラーを前記分光領域に有する可動ミラー構造体を、前記犠牲層上に形成する工程と、
    エッチングにより、前記分光領域及び該分光領域の周辺領域に対応する前記犠牲層の部分に、前記固定ミラー構造体と前記可動ミラー構造体とを対向させる空隙を設け、該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとする工程と、備えたファブリペロー干渉計の製造方法であって、
    前記可動ミラー構造体を形成する工程として、
    第１高屈折率層を、前記犠牲層上に形成する第１高屈折率層形成工程と、
    前記第１高屈折率層よりも屈折率の低い第１低屈折率層を、前記第１高屈折率層上における、前記分光領域の可動ミラー形成位置に形成する第１低屈折率層形成工程と、
    前記第１低屈折率層よりも屈折率が高い第２高屈折率層を、前記第１低屈折率層を含んで前記第１高屈折率層を覆うように形成し、前記分光領域に前記第１高屈折率層、前記第１低屈折率層、及び前記第２高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第２高屈折率層形成工程と、
    前記第２高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する前記周辺領域の部分に不純物を注入して、前記第２高屈折率層の露出面から所定深さの部分をアモルファスとするアモルファス化工程と、
    エッチングにより、前記周辺領域のアモルファスの部分を除去するアモルファス除去工程と、を含むことを特徴とするファブリペロー干渉計の製造方法。

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