CN1719302A - 可调波长滤波器及其制造方法、以及检测装置 - Google Patents

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CN1719302A
CN1719302A CNA2005100835558A CN200510083555A CN1719302A CN 1719302 A CN1719302 A CN 1719302A CN A2005100835558 A CNA2005100835558 A CN A2005100835558A CN 200510083555 A CN200510083555 A CN 200510083555A CN 1719302 A CN1719302 A CN 1719302A
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中村亮介
村田昭浩
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    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
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Abstract

本发明提供一种不必除去牺牲层便可形成且可使波长短于红外光的光分离的可调波长滤波器及其制造方法。可调波长滤波器(1)具有：固定基板(2)，其至少对可见光具有光透过性；和可动基板(3)，其由硅构成。可动基板(3)具有：可动部(31)、将可动部(31)支撑为能向Z方向位移的支撑部、和向可动部(31)通电的通电部(33)，且在可动部(31)的大致中央形成了圆柱形状的光透过部(36)。光透过部(36)由至少对可见光具有光透过性的材料构成。

Description

可调波长滤波器及其制造方法、以及检测装置
技术领域
本发明涉及可以分离光的波长的可调波长滤波器及其制造方法以及检测装置。
背景技术
已经提出了以下各种滤波器(例如，专利文献1、2)，使2个反射镜(反射膜)相隔规定长度的间隙相面对，并在此之间使光多次反射，则根据间隙的长度，仅有特定波段的光透过(波长分离)。可调波长滤波器通过改变该间隙的长度，可以选择透过的光的波段，并且通过微加工(macromachining)实现可利用通过在2个反射镜之间施加电压而产生的静电力(库仑力)来改变间隙的长度的结构。
专利文献1所示的滤波器为通过表面微加工技术形成的滤波器，且在形成于基板上的固定镜和固定电极上形成牺牲层，并形成可动镜和可动电极覆盖牺牲层之后，通过蚀刻法除去牺牲层而形成间隙。因此，间隙的长度可由牺牲层的膜厚所决定，从而具有根据牺牲层的形成条件而容易使间隙的长度零散偏离的问题。若间隙的长度零散偏离，则施加规定电压时产生的库仑力零散偏离，从而难以将间隙的长度设定为所期望的值。
另一方面，专利文献2所示的滤波器将作为SOI(Silicon On Insulator)基板的埋入氧化膜的二氧化硅(SiO2)层当作牺牲层而形成了间隙，因此可以高精度地形成间隙。然而，由于可动镜和配备于固定镜的驱动电极之间未被绝缘，因而在施加了较大的驱动电压时，会出现因库仑力而可动镜被吸引到驱动电极上的称作粘膜现象的现象。
进而，专利文献1和2中的任一种情况都在形成于牺牲层上面的可动镜等上形成了用于导入蚀刻液而除去牺牲层的孔(释放孔)。因此，由于可动镜侧的电极的面积减少该释放孔所对应的量，故为产生规定的库仑力，需要提高驱动电压，从而耗电增大。并且，在所需的间隙的长度较短时，除去牺牲层后进行清洗时，会有出现因水的表面张力造成的粘膜现象的弊端。因此，希望提供一种具有不必除去牺牲层便可形成的结构的可调波长滤波器。
进而，上述专利文献1和2所示的滤波器在光的透过路径上由于具有硅，因此存在可分离的光被限制为红外光的问题。
专利文献1：特开2002-174721号公报；
专利文献2：美国专利第6341039号说明书。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种不必除去牺牲层便可形成，且可分离比红外光短的波长的光的可调波长滤波器及其制造方法、以及检测装置。
本发明提供一种可调波长滤波器，包括：固定基板，其具有固定反射膜且可使短于红外光的波长的光透过；可动基板，其具有配备可动反射膜的可动部且使所述可动反射膜和所述固定反射膜相隔规定长度的间隙相面对地配置在所述固定基板上；和驱动部，其通过使所述可动部相对于所述固定基板发生位移，改变所述间隙的长度；使从外部入射到所述间隙内的光通过在所述可动反射膜和所述固定反射膜反复反射，从而将对应于所述间隙长度的波长的光能够射出到外部，其特征在于，所述可动部在具有所述可动反射膜的部位具有光透过部，该透过部可使短于红外光的波长的光透过，用于与外部进行光的入射和射出。
由此，因具有可使可见光等波长短于红外光的光透过的光透过部，故可分离波长短于红外光的光的波长。
本发明提供另一种可调波长滤波器，包括：固定基板，其第1凹部和第2凹部形成于1个面上，且使波长短于红外光的光透过；可动基板，其具有可动部，并使所述可动部与所述第1和第2凹部的底面相面对地配置在所述固定基板上，且具有导电性；可动反射膜，其配备于所述可动部的与所述第1和第2凹部的底面相面对的面上；固定反射膜，其在所述第1凹部的底面与所述可动反射膜相隔第1间隙而配置；和驱动电极，在所述第2凹部的底面与所述可动部相隔第2间隙而配置，并且通过与所述可动部的电位差产生的库仑力，使所述可动部相对所述固定基板发生位移，从而改变所述第1间隙的长度；使从外部入射到所述第1间隙内的光通过所述可动反射膜和所述固定反射膜反复反射，从而可使所述第1间隙的长度对应的波长的光射出到外部，其特征在于，所述可动部在具有所述可动反射膜的部位具有光透过部，该透过部可使短于红外光的波长的光透过，用于与外部进行光的入射和射出。
由此，因具有可使可见光等波长短于红外光的光透过的光透过部，故可分离波长短于红外光的光的波长。
在该可调波长滤波器中，优选在所述可动部的与所述驱动电极相面对的部位和所述驱动电极的与所述可动部相面对的部位的至少一个形成绝缘膜。
由此，因在所述可动部的与所述驱动电极相面对的部位和所述驱动电极的与所述可动部相面对的部位的至少一个形成绝缘膜，故即使在可动部和驱动电极间作用了过大的库仑力时，也能够抑制引起可动部和驱动电极粘贴的现象。
在该可调波长滤波器中，优选在所述光透过部的具有所述可动反射膜的面的相反面和所述固定基板的具有所述固定反射膜的面的相反面中的至少一个配备反射防止膜。
由此，抑制光入射时的反射，可有效地从外部取入光。
在该可调波长滤波器中，优选所述固定基板由包括可动离子的玻璃构成。
由此，可通过阳极接合，接合固定基板和可动基板。即，由于不必介入胶粘剂等其他部件便能接合，因而提高了第1间隙的精度，且能够高精度地设定分离波长。
在该可调波长滤波器中，优选所述光透过部由可使波长短于红外光的光透过的玻璃构成。
由此，不仅能分离波长短于红外光的波长，还可根据溅射法容易地形成光透过部。
在该可调波长滤波器中，优选所述光透过部由使波长短于红外光的光透过的硅橡胶构成。
由此，不仅能分离波长短于红外光的波长，还可根据模制法容易地形成光透过部。
在该可调波长滤波器中，优选所述可动基板由硅构成。
由此，可通过半导体制造处理容易地制造可动基板。
本发明提供一种可调波长滤波器的制造方法，所述可调波长滤波器包括：固定基板，其具有固定反射膜且可使短于红外光的波长的光透过；可动基板，其具有配备可动反射膜的可动部且使所述可动反射膜和所述固定反射膜相隔规定长度的间隙相面对地配置在所述固定基板上；和驱动部，其通过使所述可动部相对于所述固定基板发生位移，改变所述间隙的长度；使从外部入射到所述间隙内的光通过在所述可动反射膜和所述固定反射膜反复反射，从而将对应于所述间隙长度的波长的光能够射出到外部，其特征在于，所述制造方法包括：形成具有所述固定反射膜的所述固定基板的工序；和将作为用于形成所述可动基板的基本材料的具有所述可动反射膜的所述基本材料与所述固定基板接合，使所述可动反射膜和所述固定反射膜相隔所述间隙相面对的工序；然后，具有在所述固定基板上形成所述可动基板的工序，所述可动基板在所述可动部中具有可使波长短于红外光的波长的光透过的光透过部。
由此，由于将具有可动反射膜的基本材料接合在固定基板上，使可动反射膜和固定反射膜相隔间隙而相面对，因而无需为形成间隙而除去牺牲层的工序。进而，由此，无需具备释放孔，因此可有效利用库仑力。
进而，由此，因具有可使可见光等波长短于红外光的光透过的光透过部，故可分离波长短于红外光的光的波长。
本发明提供另一种可调波长滤波器的制造方法，所述可调波长滤波器包括：固定基板，其第1凹部和第2凹部形成于1个面上，且使波长短于红外光的光透过；可动基板，其具有可动部，并使所述可动部与所述第1和第2凹部的底面相面对地配置在所述固定基板上，且具有导电性；可动反射膜，其配备于所述可动部的与所述第1和第2凹部的底面相面对的面上；固定反射膜，其在所述第1凹部的底面与所述可动反射膜相隔第1间隙而配置；和驱动电极，在所述第2凹部的底面与所述可动部相隔第2间隙而配置，并且通过与所述可动部的电位差产生的库仑力，使所述可动部相对所述固定基板发生位移，从而改变所述第1间隙的长度；使从外部入射到所述第1间隙内的光通过所述可动反射膜和所述固定反射膜反复反射，从而可使所述第1间隙的长度对应的波长的光射出到外部，其特征在于，所述制造方法包括：在所述固定基板上形成所述第1和第2凹部的工序；在所述第2凹部的底面上形成所述驱动电极的工序；和在所述第1凹部的底面上形成所述固定反射膜的工序，然后，具有在所述固定基板上形成所述可动基板的工序，所述可动基板在所述可动部中具有可使波长短于红外光的波长的光透过的光透过部。
由此，在固定基板上形成第1和第2凹部，在各底面上形成固定反射膜和驱动电极后，在固定基板上形成可动基板。因此，无需为形成第1和第2间隙而除去牺牲层的工序。进而，由此，无需具备释放孔，因此可有效利用库仑力。
进而，由此，因可分开制造固定基板和可动基板，故可容易地在可动部和驱动电极之间形成用于防止两者粘贴的绝缘膜。
进而，由此，因具有可使可见光等波长短于红外光的光透过的光透过部，故可分离波长短于红外光的光的波长。
在该可调波长滤波器的制造方法中，优选所述固定基板由玻璃构成，而所述第1凹部通过蚀刻法形成。
由此，由于第1凹部通过能以高精度形成的玻璃的蚀刻法形成，因而能高精度地形成第1间隙。结果，能够高精度地设定分离波长。
在该可调波长滤波器的制造方法中，优选所述固定基板由玻璃构成，而所述第2凹部通过蚀刻法形成。
由此，由于第2凹部通过能以高精度形成的玻璃的蚀刻法形成，因而能高精度地形成第2间隙。结果，能够高精度地控制库仑力。
在该可调波长滤波器的制造方法中，优选具有在所述可动部的与所述驱动电极相面对的部位和所述驱动电极的与所述可动部相面对的部位中的至少一个上形成绝缘膜的工序。
由此，在所述可动部的与所述驱动电极相面对的部位、和所述驱动电极的与所述可动部相面对的部位中的至少一个形成绝缘膜，因此即使在可动部和驱动电极间作用了过大的库仑力，也能够抑制在可动部和驱动电极引起粘贴的现象。
在该可调波长滤波器的制造方法中，优选在所述固定基板上形成所述可动基板的工序，利用具有底层、形成于所述底层上的绝缘层和成为形成于所述绝缘层上的所述可动基板的活性层的基本材料，具有：将所述基本材料接合在所述固定基板上的工序；将所述绝缘层作为阻挡层而除去所述底层的工序；和除去所述绝缘层的工序。
由此，由于将绝缘层作为阻挡层除去了底层，因而能抑制除去底层时活性层受到破坏。结果，因可动基板即可动部的厚度的精度提高，故能稳定地驱动可动部，且不仅能准确地控制第1间隙的可变量，还能提高制造成品率。
在该可调波长滤波器的制造方法中，优选所述光透过部通过下述工序被形成：在所述基本材料的所述活性层上形成用于形成所述光透过部的开口部分的工序；和在所述开口部分上溅射可使波长短于红外光的光的玻璃的工序。
由此，不仅能分离波长短于红外光的光的波长，还可通过溅射法容易地形成光透过部。
在该可调波长滤波器的制造方法中，优选所述光透过部通过下述工序被形成：在所述基本材料的所述活性层上形成用于形成所述光透过部的开口部分的工序；和在所述开口部分流入可使波长短于红外光的光的硅橡胶的工序。
由此，不仅能分离波长短于红外光的光的波长，还可通过模制法容易地形成光透过部。
本发明提供一种检测装置，其特征在于，具有以上所述的可调波长滤波器。
由此，由于可调波长滤波器具有可使波长短于红外光的光透过的光透过部，因而检测装置的检测对象不会被限制在红外光。
附图说明
图1为表示第1实施方式的可调波长滤波器的俯视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
图4(a)～(c)为表示可调波长滤波器的制造方法的剖视图。
图5(a)～(c)为表示可调波长滤波器的制造方法的剖视图。
图6(a)～(c)为表示可调波长滤波器的制造方法的剖视图。
图7(a)、(b)为表示可调波长滤波器的制造方法的剖视图。
图8(a)～(c)为表示可调波长滤波器的制造方法的剖视图。
图9(a)～(c)为表示可调波长滤波器的制造方法的剖视图。
图10(a)、(b)为表示可调波长滤波器的制造方法的剖视图。
图11(a)～(c)为表示可调波长滤波器的制造方法的剖视图。
图12为表示第2实施方式的检测装置的构成图。
图中：1-可调波长滤波器，2-固定基板，3-可动基板，21-第1凹部，22-第2凹部，23-导电层，23a-驱动电极，24a-固定反射膜，24b-绝缘膜，25-第1反射防止膜，31-可动部，32-支撑部，33-导电部，34-可动反射膜，35-第2反射防止膜，36-光透过部，36a-开口部分，60-作为基本材料的SOI基板，61-作为底层的第1Si层，62-作为绝缘层的SiO2层，63-作为活性层的第2Si层，100-检测装置
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，参照附图对本发明的第1实施方式的可调波长滤波器进行说明。图1为表示第1实施方式的可调波长滤波器的俯视图，图2为图1的A-A剖视图，图3为图1的B-B剖视图。
如图1～图3所示，可调波长滤波器1具有：固定基板2、和由硅构成的可动基板3，可动基板3接合在固定基板2的上面2a。
固定基板2由至少对可见光具有光透过性的材料构成，例如由各种玻璃等构成。在本实施方式中，使用为Corning公司造的硼硅酸钠玻璃的Pyrex(注册商标)玻璃#7740。Pyrex(注册商标)玻璃因含有作为可动离子的钠(Na)离子，故适于与由硅构成的可动基板3的阳极接合，进而，#7740的热膨胀系数大致与硅相等，因此不会因阳极接合时的加热过程而施加过大的应力。
固定基板2的厚度根据构成材料和用途等适当地决定，并没有特别限定，在本实施方式中大约为500μm。
在固定基板2的上面(与可动基板3相面对的面)2a形成了筒状的2个凹部21、22。在本实施方式中，2个凹部21、22一体形成，而第1凹部21设在第2凹部22的底面的大致中央。第1和第2凹部21、22自固定基板2的上面2a的深度可根据用途等适当选择，并没有特别限定，在本实施方式中，将第1凹部21的深度设为约15μm，第2凹部22的深度设为约4μm。
在第2凹部22的底面和固定基板2的上面2a形成了导电层23。导电层23具有：以圆环状形成于第2凹部22的底面的驱动电极23a、经过第2凹部22的侧面使固定基板2的上面2a分别向±X方向延伸的2根布线23b、形成于各布线23b的端部且用于从外部施加电压的端子23c，并且，这些形成为一体。
导电层23具有导电性，例如由ITO(Indium Tin Oxide)等透明导电材料，或Au或Cr等金属构成。导电层23的厚度可根据构成材料和用途等适当选择，并没有特别限定，优选在0.1～5μm左右。在驱动电极23a和布线23b的上面设置有绝缘膜24b，从而防止与可动基板3的短路。
在第1凹部21的底面设置有具有绝缘性且有效地反射光的固定反射膜(HR层)24a，而在固定基板2的下面2b设置有抑制光反射的第1反射防止膜(AR层)25。在本实施方式中，固定反射膜24a和第1反射防止膜25由层叠SiO2膜和Ta2O5膜等的多层膜形成，且形成于驱动电极23a和布线23b上面的绝缘膜24b具有与固定反射膜24a相同的材料构成。
可动基板3由硅构成，且具有导电性。可动基板3具有：配置于大致中央的大致圆柱形的可动部31、可支撑可动部31向Z方向位移的支撑部32、和向可动部31通电的通电部33，而这些各部31、32、33形成为一体。
可动部31的直径大于第1凹部21的直径，且小于第2凹部22的直径，而其厚度根据构成材料和用途等适当选择，并没有特别限定，在本实施方式中，约为10μm。
在可动部31的下面(与第1凹部21的底面相面对的面)的大致整个面上设置有具有绝缘性且有效反射光的可动反射膜(HR层)34，而在其相反面(可动部31的上面)的大致整个面上设置有抑制光的反射的第2反射防止膜(AR层)35。可动反射膜34和第2反射防止膜35与固定反射膜24a和第1反射防止膜25一样由多层膜形成。
在可动部31和通电部33之间形成了环状的开口部分32a，可动部31通过横截开口部分32a的4个支撑部32固定在通电部33上。支撑部32宽度较窄，且与其它部位相比，可挠性较高。另外，在本实施方式中，支撑部32以90°间隔配置了4个，但支撑部32的个数不一定限于4个，例如也可为2个、3个、或5个以上。
此外，在通电部33上形成了用于露出固定基板2上的端子23c的开口部分33a，从而可从上面侧与端子23c通电。
在此，在可动部31的大致中央，在可动反射膜34和第2反射防止膜35之间形成了圆柱形状的光透过部36。光透过部36由至少对可见光具有光透过性的材料构成，在本发明中，使用了与固定基板2相同的Pyrex(注册商标)玻璃。
如上述构成的可动基板3以可动部31的周边部与驱动电极23a相面对的方式接合在固定基板2的上面2a。在这种状态下，固定反射膜24a和可动反射膜34相隔规定的间隔(第1间隔)相面对，且驱动电极23a和可动部31相隔包括绝缘膜24b和具有绝缘性的可动反射膜34的规定间隔(第2间隙)相面对。
在如上述构成的可调波长滤波器1中，若在固定基板2上的端子23c和可动基板3的通电部33之间施加电压，则在驱动电极23a和可动部31之间产生了电位差，从而发生使两者相互吸引的库仑力。可动部31被可挠性较好的支撑部32所支撑，因此通过该库仑力向-Z方向位移，并在与施加电压对应的规定位置静止。即，通过改变施加电压，使可动部31相对固定基板2移动到±Z方向的规定位置上，从而可以将固定反射膜24a和可动反射膜34的间隔(第1间隙的长度)d调节(变换)至所期望的间隔。在此，驱动电极23a作为使可动部31相对固定基板2位移的驱动部发挥功能。
接着，利用图2对本发明的可调波长滤波器的作用进行说明。
如图2所示，例如，从固定基板2的上面侧入射的光L透过第2反射防止膜35、光透过部36和可动反射膜34，入射到由可动反射膜34和固定反射膜24相夹的第1间隙内。
入射到第1间隙内的光L在固定反射膜24a和可动反射膜34之间反复反射，并且根据各反射膜24a、34的反射率，透过反射膜24a、34。在此，在第1间隙内包括了反射次数不同的多个光波，且这些相互干涉，仅有相位一致的波长透过。相位一致的波长依赖于第1间隙的长度d，因此通过调整长度d，可选择透过的光的波长。透过了固定反射膜24a的光，透过固定基板2和第1反射防止膜25出射到外部，用于具有特定波长的光的强度测量等。
另外，在本实施方式中，虽然从上面侧(第2反射防止膜35侧)入射光，但也可从下面侧(第1反射防止膜25侧)入射光。并且，出射光侧不限于入射光侧的相反侧，也可利用从光入射侧出射的光。
接着，参照附图对于本实施方式的可调波长滤波器1的制造方法进行说明。图4～图11为表示本实施方式的可调波长滤波器1的制造方法的剖视图，表示图1的A-A剖面所对应的剖面。
该制造方法具有：(1)固定基板的加工工序、(2)SOI基板的加工工序、(3)固定基板和SOI基板的接合工序、和(4)可动基板的加工工序。下面，依次对各工序进行说明。
(1)固定基板的加工工序
如图4(a)所示，在固定基板2的上面2a形成掩模层51。作为构成掩模层51的材料可采用例如为Cr/Au等金属膜。掩模层51的厚度没有特别限定，优选为0.01～1μm左右，更优选为0.09～0.11μm左右。若掩模层51过薄，会出现无法充分保护固定基板2的情况，而若掩模层51过厚，会出现由于掩模层51内部应力而使掩模层51容易剥落的情况。在本实施方式中，在掩模层51通过溅射法形成Cr/Au膜，Cr、Au各自的厚度为0.03μm、0.07μm。
接着，如图4(b)所示，在掩模层51上形成用于形成第2凹部22的开口部分51a。开口部分51a例如可通过光刻法形成。具体讲，在掩模层51上形成具有与开口部分51a对应的图案的保护层(未图示)，并将该保护层当作掩模，除去掩模层51的一部分之后，通过除去保护层而形成开口部分51a。另外，除去掩模层51的一部分则通过湿式蚀刻法等进行。
接着，如图4(c)所示，通过湿式蚀刻法蚀刻固定基板2，形成第2凹部22。作为蚀刻液例如可采用氟酸水溶液等。另外，第2凹部22的形成方法不限于湿式蚀刻法，也可采用干式蚀刻法等其他蚀刻法。
接着，通过蚀刻法除去掩模层51后，与形成第2凹部22的相同道理形成第1凹部21。具体讲，在固定基板2上形成掩模层52，且如图5(a)所示，形成用于形成第1凹部21的开口部分52a。接着，如图5(b)所示，通过湿式蚀刻法蚀刻第2凹部22的底面22a，形成第1凹部21。然后，如图5(c)所示，通过以蚀刻法除去掩模层52，获得具有第1和第2凹部的固定基板2。
接着，如图6(a)所示，形成由驱动电极23a、布线23b和端子23c构成的导电层23。作为构成导电层23的材料可采用例如Cr、Al等金属膜或如ITO的透明导电材料等。导电层23的厚度例如优选为0.1～0.2μm。
为形成该导电层23，通过蒸镀法、溅射法、和离子度法等形成金属膜之后，通过光刻法和蚀刻法进行图案化。
接着，在第1凹部21的底面和驱动电极23a和布线23b的表面上分别形成固定反射膜24a和绝缘膜24b。在本实施方式中，固定反射膜24a和绝缘膜24b具有相同的材料构成，且同时形成这些膜。具体讲，如图6(b)所示，在固定基板2的上面2a形成保护层53，并通过光刻法和蚀刻法等图案化，除去形成固定反射膜24a和绝缘膜24b的部位的保护层53之后，通过蒸镀法等交互形成SiO2膜和Ta2O5膜等，形成多层膜54。
接着，通过喷射法除去保护层53和形成在保护层53上的多层膜54，则如图6(c)所示，在第1凹部21的底面和驱动电极23a以及布线23b的表面上分别形成固定反射膜24a和绝缘膜24b。然后，在固定基板2的下面2b形成由同样的多层膜构成的第1反射防止膜25。在此，固定反射膜24a和第1反射防止膜25可通过调整各层的厚度、层数、材质等，选择反射膜或反射防止膜，或者选择反射率和反射·透过的波长。并且，固定反射膜24a的厚度例如优选为0.1～12μm。
(2)SOI基板的加工工序
在本实施方式中，作为用于形成由硅构成的可动基板3的基本材料采用了SOI基板。
如图7(a)所示，SOI基板60由第1Si层(底层)61、为埋入氧化膜的SiO2层(绝缘层)62、和第2Si层(活性层)63等层叠体构成。SOI基板60的厚度没有特别限定，在本实施方式中，采用了第1Si层61约为500μm、SiO2层62约为4μm、第2Si层63约为10μm的SOI基板60。
首先，如图7(b)所示，在第2Si层63上通过光刻法和蚀刻法形成用于形成光透过部36的开口部分36a。
接着，如图8(a)所示，在第2Si层63上形成了保护层71。具体讲，在第2Si层63上和通过开口部分36a露出的SiO2层62上形成保护层71后，通过光刻法和蚀刻法等图案化，除去SiO2层62上的保护层。接着，如图8(b)所示，在开口部分36a内和保护层71上，通过溅射法形成由Pyrex(注册商标)玻璃构成的玻璃层72。然后，通过喷射法，除去保护层71和形成在保护层71上的玻璃层72后，如图8(c)所示，在开口部分36a内形成由Pyrex(注册商标)玻璃构成的光透过部36。
接着，如图9(a)所示，在第2Si层63上形成保护层73，且通过光刻法和蚀刻法等图案化，形成用于形成可动反射膜34的开口部分34a。接着，如图9(b)所示，在开口部分34a内和保护层73上形成具有与固定反射膜24a相同构成的多层膜74。然后，通过喷射法，除去保护层73和形成在保护层73上的多层膜74后，如图9(c)所示，形成了可动反射膜34。
(3)固定基板和SOI基板的接合工序
如图10(a)所示，让在固定基板2的形成了第1和第2凹部21、22的面(上面2a)和SOI基板60的第2Si层63相面对的状态下，通过阳极接合，使固定基板2和SOI基板60接合。
当通过阳极接合进行接合时，例如分别将固定基板2连接到未图示的直流电源的负极端子，将第2Si层63连接到未图示的直流电源的正极端子。然后，边加热固定基板2边施加电压，则因这种加热，固定基板中的Na离子容易移动。根据该Na离子的移动，固定基板2的接合面带负电，而第2Si层63的接合面带正电。结果，固定基板2和SOI基板60被牢固地接合。
另外，由于在固定基板2的上面2a形成了布线23b和绝缘膜24b，因此在实际上阳极接合的部位，在SOI基板60和固定基板2之间产生缝隙，但当布线23b和绝缘膜24b的厚度较薄时，可根据SOI基板60和固定基板2的可挠性接合。另一方面，当布线23b和绝缘膜24b的厚度较厚时，也可在固定基板2的上面2a的形成布线23b和绝缘膜24b的部位设置沟槽，使布线23b和绝缘膜24b不从固定基板2的上面2a突出。
(4)可动基板的加工工序
接着，除去第Si层61。作为除去的方法可采用湿式蚀刻法、干式蚀刻法、和研磨法等，但任一种情况中，SiO2层62起着阻挡层的作用，因此可防止对第2Si层63造成损坏。
当进行湿式蚀刻时，作为蚀刻液刻采用如KOH水溶液。KOH水溶液的浓度优选为1～40重量％，更优选为5～20重量％。利用该蚀刻法的反应式如下，
。
在此，由于KOH水溶液中的Si蚀刻率比SiO2的蚀刻率大很多，因此可使SiO2层62起到阻挡层的作用。另外，作为其他的蚀刻液，可采用TMAH(四甲基氢氧化胺)水溶液、EPD(乙二胺-邻苯二酚-二嗪)水溶液、或肼水溶液等。湿式蚀刻法可以批量处理，因此可提高生产效率。
另一方面，当进行干式蚀刻时，作为蚀刻气体，例如采用XeF2，并以390Mpa的压力导入60秒钟左右。利用该蚀刻法的反应式如下，
。
在此，当采用XeF2进行干式蚀刻时，也因Si的蚀刻率比SiO2的蚀刻率大很多，故可使SiO2层62起阻挡层的作用。另外，该蚀刻因未利用等离子体，故可抑制对其它部位的损坏。也可采用CF4和SF6的等离子体蚀刻法代替XeF2。
接着，例如通过利用氟酸水溶液等的湿式蚀刻等除去SiO2层62，则如图10(b)所示，形成于第2Si层63的光透过部36露出到上面。
接着，如图11(a)所示，在第2Si层63上形成保护层81，通过光刻法和蚀刻法等图案化，并在光透过部36上形成用于形成第2反射防止膜35的开口部分35a。接着，在开口部分35a内和保护层81上形成具有与第1反射防止膜25相同构成的多层膜82。然后，通过喷射法，除去保护层81和形成于保护层81上的多层膜82后，如图11(b)所示，形成了第2反射防止膜35。
接着，如图11(c)所示，在第2Si层63上形成保护层83，并通过光刻法和蚀刻法等，进行与可动部31、支撑部32、导电部33的形状对应的图案化。然后，通过各向异性蚀刻，对第2Si层63进行蚀刻，形成开口部分32a、33a，在通过利用氧等离子体的灰化等除去保护层83后，如图2所示，在固定基板2上形成了可动基板3。
如上所述，根据本实施方式的可调滤波器1及其制造方法，可获得如下效果。
(1)根据本实施方式的可调波长滤波器1，因可调波长滤波器具有可使波长短于红外光的光透过的光透过部36，故可分离波长短于红外光的光的波长。
(2)根据本实施方式的可调波长滤波器1，在可动部31的与驱动电极23a相面对的部位和在驱动电极23a的与可动部31相面对的部位形成了绝缘膜(分别为可动反射膜34和绝缘膜24b)，因此即使在可动部31和驱动电极23b间作用了过大的库仑力时，也可抑制可动部31和驱动电极23a引起粘贴的现象。
(3)根据本实施方式的可调波长滤波器1，在固定基板2的与具有固定反射膜24a的面相反的面和光透过部36的与具有可动反射膜34的面相反的面上分别具有第1和第2反射防止膜25、35，因此抑制了光入射时的反射，从而可有效地从外部取入光。
(4)根据本实施方式的可调波长滤波器1，因固定基板2由包括作为可动离子的Na离子的玻璃构成，故可通过阳极接合，接合固定基板2和SOI基板60(可动基板3)。即，不必介入粘接剂等其他部件便可接合，因此提高了第1间隙的精度，从而可高精度地设定分离波长。
(5)根据本实施方式的可调波长滤波器1，光透过部36采用了可使波长短于红外光的光透过的玻璃，因此，通过溅射法，可容易地形成光透过部36。
(6)根据本实施方式的可调波长滤波器1，因可动基板3由硅构成，故可通过半导体制造处理容易地制造可动基板3。
(7)根据本实施方式的可调波长滤波器1，在固定基板2上形成第1和第2凹部21、22，在各底面上形成固定反射膜24a和驱动电极23a之后，在固定基板2上形成可动基板3。因此，无需为形成第1和第2间隙而除去牺牲层的工序。进而，由此，因无需具有释放孔，故可有效利用库仑力。
(8)根据本实施方式的可调波长滤波器1，因对固定基板2和用于形成可动基板3的SOI基板分别加工，故可容易地在可动部31和驱动电极23a之间形成用于防止两者粘贴的绝缘膜24b。
(9)根据本实施方式的可调波长滤波器1，固定基板2由玻璃构成，且第1凹部21通过能以高精度形成的玻璃的蚀刻形成，因此可高精度地形成第1间隙。结果，可高精度地设定分离波长。
(10)根据本实施方式的可调波长滤波器1，固定基板2由玻璃构成，且第2凹部22通过能以高精度形成的玻璃的蚀刻形成，因此可高精度地形成第2间隙。结果，可高精度地控制库仑力。
(11)根据本实施方式的可调波长滤波器1的制造方法，在除去第1Si层61时，将SiO2层62作为阻挡层，因此可抑制成为可动基板3的第2Si层63受到损坏。结果，提高了可动基板3即可动部31的厚度的精度，因此可稳定地驱动可动部31，且不仅能准确地控制第1间隙的可变量，还可提高制造成品率。
(第2实施方式)
参照附图对本发明的第2实施方式进行说明。图12为具有第1实施方式的可调波长滤波器1的检测装置的构成图。
如图12所示，检测装置100具有：光入射部101、可调波长滤波器1、和检测部102。从光入射部101入射的光L通过可调波长滤波器1分离波长，使仅有规定波长的光入射到检测部102。
根据本实施方式的检测装置100，因可调波长滤波器1具有使波长短于红外光的光透过的光透过部36(参照图2)，故检测装置100的检测对象不限于红外光。
(变形例)
另外，本发明的实施方式也可进行如下变形。
·在上述实施方式的可调波长滤波器1中，光透过部36虽然形成为具有与可动基板3大致相同的厚度(参照图2)，光透过部36的厚度并不限定于此，可以比可动基板3厚，也可以薄。
·在上述实施方式的可调波长滤波器1中，由多层膜构成了固定反射膜24a、可动反射膜34、第1和第2反射防止膜25、35，但也可由单层膜构成这些。
·在上述实施方式的可调波长滤波器1中，驱动可动部31的驱动部的构成为利用了库仑力，但也可利用电磁力和压电效果等。
·在上述实施方式的可调波长滤波器1的制造方法中，通过喷射法形成了固定反射膜24a、可动反射膜34和第2反射防止膜35，但也可通过利用了掩模硬化的蚀刻法等形成。
·在上述实施方式的可调波长滤波器1的制造方法中，覆盖驱动电极23a和布线23b的绝缘膜24b与固定反射膜24a具有相同的材料构成，且同时形成了这些膜，但也可采用不同于固定反射膜24a的部件而分别形成。例如，还可在驱动电极23a和布线23b上配备SiO2层。进而，绝缘膜24b也可配备于可动基板3侧。例如，也可在可动基板3与固定基板2接合的面侧，通过热氧化和TEOS(四乙基原硅酸盐)-CVD(化学气相沉积)，形成SiO2层。
·在上述实施方式的可调波长滤波器1的制造方法中，作为用于形成可动基板3的基本材料，使用了SOI基板60，但可以使用例如硅基板单体和SOS(蓝宝石上硅)基板、或将表面形成了SiO2层的2张硅基板贴合成SiO2层彼此相向的基板等。
·在上述实施方式的可调波长滤波器1的制造方法中，作为接合SOI基板60和固定基板2的方法采用了阳极接合，但接合方法不限于此，例如还可通过粘接剂和低熔点玻璃接合。
·在上述实施方式的可调波长滤波器1中，光透过部36通过Pyrex(注册商标)玻璃构成，但光透过部36的构成不限于此，也可采用例如PDMS(聚二甲基硅氧烷)等可使波长短于红外光的波长的光透过的硅橡胶等。
由此，例如使硅橡胶注入开口部分36a(参照图7(b))后，通过加热硬化可形成光透过部36，从而可容易地形成光透过部36。
·上述实施方式的可调波长滤波器1的用途没有特别限定，例如可用于UV吸收频谱和图像描绘设备的检查等。此时，通过在可调波长滤波器1的上面侧或下面侧设置注入非测量物(流体)的流路(沟槽)，可使装置小型化。
此外，也可在可调波长滤波器1上附加接受来自可调滤波器的出射光的光敏元件和用于分析出射光的微机等。进而，若设置检测第1间隙和第2间隙的长度的检测机构，可通过将其检测结果反馈到上述微机上，高精度地设定分离波长以及利用库仑力进行驱动。

Claims (17)

1.一种可调波长滤波器，包括：
固定基板，其具有固定反射膜且可使短于红外光的波长的光透过；
可动基板，其具有配备可动反射膜的可动部且使所述可动反射膜和所述固定反射膜相隔规定长度的间隙相面对地配置在所述固定基板上；和
驱动部，其通过使所述可动部相对于所述固定基板发生位移，改变所述间隙的长度；
使从外部入射到所述间隙内的光通过在所述可动反射膜和所述固定反射膜反复反射，从而将对应于所述间隙长度的波长的光能够射出到外部，其特征在于，
所述可动部在具有所述可动反射膜的部位具有光透过部，该透过部可使短于红外光的波长的光透过，用于与外部进行光的入射和射出。
2.一种可调波长滤波器，包括：
固定基板，其第1凹部和第2凹部形成于1个面上，且使波长短于红外光的光透过；
可动基板，其具有可动部，并使所述可动部与所述第1和第2凹部的底面相面对地配置在所述固定基板上，且具有导电性；
可动反射膜，其配备于所述可动部的与所述第1和第2凹部的底面相面对的面上；
固定反射膜，其在所述第1凹部的底面与所述可动反射膜相隔第1间隙而配置；和
驱动电极，在所述第2凹部的底面与所述可动部相隔第2间隙而配置，并且通过与所述可动部的电位差产生的库仑力，使所述可动部相对所述固定基板发生位移，从而改变所述第1间隙的长度；
使从外部入射到所述第1间隙内的光通过所述可动反射膜和所述固定反射膜反复反射，从而可使所述第1间隙的长度对应的波长的光射出到外部，其特征在于，
所述可动部在具有所述可动反射膜的部位具有光透过部，该透过部可使短于红外光的波长的光透过，用于与外部进行光的入射和射出。
3.如权利要求2所述的可调波长滤波器，其中，在所述可动部的与所述驱动电极相面对的部位和所述驱动电极的与所述可动部相面对的部位的至少一个形成绝缘膜。
4.如权利要求1～3中任一项所述的可调波长滤波器，其中，在所述光透过部的具有所述可动反射膜的面的相反面和所述固定基板的具有所述固定反射膜的面的相反面中的至少一个配备反射防止膜。
5.如权利要求1～4中任一项所述的可调波长滤波器，其中，所述固定基板由包括可动离子的玻璃构成。
6.如权利要求1～5中任一项所述的可调波长滤波器，其中，所述光透过部由可使波长短于红外光的光透过的玻璃构成。
7.如权利要求1～5中任一项所述的可调波长滤波器，其中，所述光透过部由使波长短于红外光的光透过的硅橡胶构成。
8.如权利要求1～7中任一项所述的可调波长滤波器，其中，所述可动基板由硅构成。
9.一种可调波长滤波器的制造方法，所述可调波长滤波器包括：
固定基板，其具有固定反射膜且可使短于红外光的波长的光透过；
可动基板，其具有配备可动反射膜的可动部且使所述可动反射膜和所述固定反射膜相隔规定长度的间隙相面对地配置在所述固定基板上；和
驱动部，其通过使所述可动部相对于所述固定基板发生位移，改变所述间隙的长度；
使从外部入射到所述间隙内的光通过在所述可动反射膜和所述固定反射膜反复反射，从而将对应于所述间隙长度的波长的光能够射出到外部，其特征在于，所述制造方法包括：
形成具有所述固定反射膜的所述固定基板的工序；和
将作为用于形成所述可动基板的基本材料的具有所述可动反射膜的所述基本材料与所述固定基板接合，使所述可动反射膜和所述固定反射膜相隔所述间隙相面对的工序；
然后，具有在所述固定基板上形成所述可动基板的工序，所述可动基板在所述可动部中具有可使波长短于红外光的波长的光透过的光透过部。
10.一种可调波长滤波器的制造方法，所述可调波长滤波器包括：
固定基板，其第1凹部和第2凹部形成于1个面上，且使波长短于红外光的光透过；
可动基板，其具有可动部，并使所述可动部与所述第1和第2凹部的底面相面对地配置在所述固定基板上，且具有导电性；
可动反射膜，其配备于所述可动部的与所述第1和第2凹部的底面相面对的面上；
固定反射膜，其在所述第1凹部的底面与所述可动反射膜相隔第1间隙而配置；和
驱动电极，在所述第2凹部的底面与所述可动部相隔第2间隙而配置，并且通过与所述可动部的电位差产生的库仑力，使所述可动部相对所述固定基板发生位移，从而改变所述第1间隙的长度；
使从外部入射到所述第1间隙内的光通过所述可动反射膜和所述固定反射膜反复反射，从而可使所述第1间隙的长度对应的波长的光射出到外部，其特征在于，所述制造方法包括：
在所述固定基板上形成所述第1和第2凹部的工序；
在所述第2凹部的底面上形成所述驱动电极的工序；和
在所述第1凹部的底面上形成所述固定反射膜的工序，
然后，具有在所述固定基板上形成所述可动基板的工序，所述可动基板在所述可动部中具有可使波长短于红外光的波长的光透过的光透过部。
11.如权利要求10所述的可调波长滤波器的制造方法，其中，所述固定基板由玻璃构成，而所述第1凹部通过蚀刻法形成。
12.如权利要求10或11所述的可调波长滤波器的制造方法，其中，所述固定基板由玻璃构成，而所述第2凹部通过蚀刻法形成。
13.如权利要求10～12中任一项所述的可调波长滤波器的制造方法，其中，具有在所述可动部的与所述驱动电极相面对的部位和所述驱动电极的与所述可动部相面对的部位中的至少一个上形成绝缘膜的工序。
14.如权利要求9～13中任一项所述的可调波长滤波器的制造方法，其中，在所述固定基板上形成所述可动基板的工序，利用具有底层、形成于所述底层上的绝缘层和成为形成于所述绝缘层上的所述可动基板的活性层的基本材料，具有：
将所述基本材料接合在所述固定基板上的工序；
将所述绝缘层作为阻挡层而除去所述底层的工序；和
除去所述绝缘层的工序。
15.如权利要求9～14中任一项所述的可调波长滤波器的制造方法，其中，所述光透过部通过下述工序被形成：
在所述基本材料的所述活性层上形成用于形成所述光透过部的开口部分的工序；和
在所述开口部分上溅射可使波长短于红外光的光的玻璃的工序。
16.如权利要求9～14中任一项所述的可调波长滤波器的制造方法，其中，所述光透过部通过下述工序被形成：
在所述基本材料的所述活性层上形成用于形成所述光透过部的开口部分的工序；和
在所述开口部分流入可使波长短于红外光的光的硅橡胶的工序。
17.一种检测装置，其特征在于，具有权利要求1～8所述的可调波长滤波器。
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