(57)【要約】  本発明は、ワークに対しスパッタマスクを容易に且つ精度良く位置合わせすることができ、複数のフィルター部を構成する光学フィルターを容易に且つ精度良く形成することができる光学フィルターの製造方法を提供することを課題としている。  本発明は、受光素子アレイ１５上にスペーサー層６１を成膜するスペーサー層成膜工程と、スペーサー層６１上にマスク層６２を成膜するマスク層成膜工程と、マスク層６２に、複数の開口部３３を形成する開口部形成工程と、スペーサー層６１の、複数の開口部３３に対応する部分を除去する部分除去工程と、誘電体多層膜１６ａを、マスク層６２を介して受光素子アレイ１５上に気相成長させる多層膜成長工程と、を実行することを特徴とする。
2016088216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィルター部を構成する光学フィルターをワーク上に形成する光学フィルターの製造方法であって、
前記ワーク上にスペーサー層を成膜するスペーサー層成膜工程と、
成膜した前記スペーサー層上にマスク層を成膜するマスク層成膜工程と、
成膜した前記マスク層に、前記複数のフィルター部に対応し且つ開口率が相違する複数の開口部を形成する開口部形成工程と、
成膜した前記スペーサー層の、前記複数の開口部に対応する部分を除去する部分除去工程と、
前記部分除去工程の後に、フィルター層を、前記複数の開口部を形成した前記マスク層を介して前記ワーク上に気相成長させるフィルター層成長工程と、を実行することを特徴とする光学フィルターの製造方法。
【請求項２】
前記部分除去工程では、前記複数の開口部を形成した前記マスク層を介して、前記スペーサー層にアッシング処理またはドライエッチング処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項３】
前記フィルター層成長工程の後に、前記マスク層および前記スペーサー層を除去するマスク除去工程を、更に実行することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項４】
前記フィルター層成長工程の後に、前記マスク層および前記スペーサー層のうち、前記マスク層のみを除去するマスク除去工程を、更に実行することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項５】
前記各開口部は、遮蔽部と開口とを交互に複数並設して前記開口率を構成していることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項６】
前記並設方向における前記開口の開口幅は、前記フィルター層成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚を超える大きさであることを特徴とする請求項５に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項７】
前記マスク層成膜工程によって成膜する前記マスク層の厚さは、前記フィルター層成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚の３分の１以上であり、且つ前記並設方向における前記開口の開口幅以下であることを特徴とする請求項５に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項８】
前記スペーサー層成膜工程によって成膜する前記スペーサー層の厚さは、前記並設方向における前記開口の形成ピッチ以上であり、且つ２００μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項９】
前記マスク層成膜工程の時に前記マスク層の材料が入りこんで前記マスク層にアライメントマークが凹設される穴部を、前記スペーサー層に形成する穴部形成工程を、更に実行し、
前記開口部形成工程では、凹設された前記アライメントマークを基準として、前記複数の開口部を形成することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項１０】
前記開口部形成工程では、フォトリソグラフィプロセスにより、前記複数の開口部を形成することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過特性が異なる複数のフィルター部を一体に構成する光学フィルターの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の光学フィルターの製造方法として、各フィルター部に対応する位置の開口率が異なるマスク部材を用い、当該マスク部材を介してワーク上に誘電体多層膜を気相成長させて、当該誘電体多層膜から成る透過波長可変干渉フィルターを製造するものが知られている（特許文献１参照）。この製造方法の実施例では、受光素子アレイとは別に形成した上記マスク部材を、受光素子アレイ上に固定配置した状態で、スパッタリング処理を行う。これにより、各位置で膜厚が異なる誘電体多層膜を形成する。このような構成により、マスク部材を回転または移動させることなく、複数のフィルター部を構成する透過波長可変干渉フィルターを形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３３７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の製造方法では、受光素子アレイにマスク部材を固定配置する際、形成する各フィルター部の位置が受光素子アレイの各受光部に対しズレてしまうのを避けるため、ワークに対しマスク部材を高精度でアライメントする必要があった。しかしながら、このような機械的アライメントを精度良く行うには、高価な特段のアライメント機構が必要である。その結果、上記従来の製造方法では、光学フィルターの製造コストが増大してしまうという問題があった。【０００５】
本発明は、ワークに対しスパッタマスクを容易に且つ精度良く位置合わせすることができ、複数のフィルター部を構成する光学フィルターを容易に且つ精度良く形成することができる光学フィルターの製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学フィルターの製造方法は、複数のフィルター部を構成する光学フィルターをワーク上に形成する光学フィルターの製造方法であって、ワーク上にスペーサー層を成膜するスペーサー層成膜工程と、成膜したスペーサー層上にマスク層を成膜するマスク層成膜工程と、成膜したマスク層に、複数のフィルター部に対応し且つ開口率が相違する複数の開口部を形成する開口部形成工程と、成膜したスペーサー層の、複数の開口部に対応する部分を除去する部分除去工程と、部分除去工程の後に、フィルター層を、複数の開口部を形成したマスク層を介してワーク上に気相成長させるフィルター層成長工程と、を実行することを特徴とする。【０００７】
この場合、部分除去工程では、複数の開口部を形成したマスク層を介して、スペーサー層にアッシング処理またはドライエッチング処理を行うことが好ましい。なお、スペーサー層がレジストのような有機材料の場合には、アッシング処理を行う。【０００８】
上記の光学フィルターの製造方法において、フィルター層成長工程の後に、マスク層およびスペーサー層を除去するマスク除去工程を、更に実行することが好ましい。【０００９】
上記の光学フィルターの製造方法において、フィルター層成長工程の後に、マスク層およびスペーサー層のうち、マスク層のみを除去するマスク除去工程を、更に実行することが好ましい。【００１０】
一方、各開口部は、遮蔽部と開口とを交互に複数並設して上記開口率を構成していることが好ましい。【００１１】
この場合、並設方向における開口の開口幅Ｓは、フィルター層成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚Ｄを超える大きさであることが好ましい。なお、「非遮蔽で成膜される膜厚Ｄ」とは、「スパッタマスク無しで成膜される膜厚」である。また、当該膜厚Ｄは、「フィルター層成長工程においてマスク層上に成膜される膜厚」と同値である。【００１２】
また、マスク層成膜工程によって成膜するマスク層の厚さＴは、フィルター層成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚Ｄの３分の１以上であり、且つ並設方向における開口の開口幅Ｓ以下であることが好ましい。【００１３】
さらに、スペーサー層成膜工程によって成膜するスペーサー層の厚さＨは、並設方向における開口の形成ピッチ以上であり、且つ２００μｍ以下であることが好ましい。【００１４】
一方、マスク層成膜工程の時にマスク層の材料が入りこんでマスク層にアライメントマークが凹設される穴部を、スペーサー層に形成する穴部形成工程を、更に実行し、開口部形成工程では、凹設されたアライメントマークを基準として、複数の開口部を形成することが好ましい。【００１５】
また、開口部形成工程では、フォトリソグラフィプロセスにより、複数の開口部を形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る分光器を模式的に示した構成図である。
【図２】透過波長可変干渉フィルターを示した模式図である。
【図３】透過波長可変干渉フィルターの製造動作を説明するための説明図である。
【図４】マスク形成工程で形成するスパッタマスクを示した模式図である。
【図５】マスク形成工程を説明するための説明図である。
【図６】第２実施形態におけるマスク形成工程を説明するための説明図である。
【図７】（ａ）は、開口箇所が５つのマスク本体の厚さＴを変更したときの膜厚分布のシミュレーション結果を示したグラフであり、（ｂ）ないし（ｄ）は、形成ピッチを変更したときの膜厚分布のシミュレーション結果を示したグラフである。
【図８】透過波長可変干渉フィルターの変形例を示した模式図である。
【図９】受光素子アレイの変形例を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る光学フィルターの製造方法について説明する。実施形態では、光学フィルターとして透過波長可変干渉フィルターを製造する透過波長可変干渉フィルターの製造方法を例示する。本製造方法は、分光器に内蔵される透過波長可変干渉フィルターを製造（形成）するものである。そこで、まず、透過波長可変干渉フィルターの製造方法について説明する前に、透過波長可変干渉フィルターおよびこれを内蔵する分光器について説明する。この分光器１は、非可動型で、可視光線領域を１８分割した１８個の波長域の強度分布（光の電磁波スペクトル）を測定する分析装置である。すなわち、入射光（検査光）における１８色各色の波長の強度分布を測定する光強度分布測定装置である。
【００１８】
図１に示すように、分光器１は、入射口１１ａを形成する遮光構造を有した入射部１１と、入射口１１ａからの入射光を拡散する拡散板１２と、拡散した入射光を偏向する導光板１３と、偏向した入射光を平行光にするコリメーターレンズアレイ１４と、当該平行光を受光する１８個の受光素子２５を成す受光素子アレイ１５と、１８個の受光素子２５上に形成された透過波長可変干渉フィルター（光学フィルター）１６と、１８個の受光素子２５の各出力値（光電流値）に基づいて、各波長の強度分布を測定する制御部１７と、を備えている。入射口１１ａからの入射光は、拡散板１２により拡散された後、導光板１３により偏向され、コリメーターレンズアレイ１４および透過波長可変干渉フィルター１６を介して、１８個の受光素子２５に導かれる。この導かれた光が受光素子２５により光電流値に変換され、制御部１７により、この各光電流値に基づき、各波長の強度分布が測定される。
【００１９】
受光素子アレイ１５は、フォトダイオードアレイで構成されており、Ｐ＋基板２１と、Ｐ＋基板２１上に配設されたＰ−ＥＰＩ層２２と、Ｐ−ＥＰＩ層２２上に形成されたＮ−ＥＰＩ層２３と、Ｎ−ＥＰＩ層２３上に横並びに形成された複数のＮ＋層２４と、を有している。これらによって、受光素子アレイ１５は、Ｎ＋層２４毎の１８個の受光素子（受光部）２５を構成している。各受光素子２５は、受光した光を変換して光電流値（出力値）を得る光電変換素子となっている。
【００２０】
図２に示すように、透過波長可変干渉フィルター１６は、高屈折材料（例えばＴｉＯ２）と低屈折材料（例えばＳｉＯ２）とを交互に複数積層した誘電体多層膜（フィルター層）１６ａで構成されている。当該誘電体多層膜１６ａは、受光素子２５の並び方向に向かって段階的に厚く形成されている。この各位置で厚さが異なる当該誘電体多層膜１６ａにより、透過ピークが異なる１８個のフィルター部２８を一体に構成している。すなわち、誘電体多層膜１６ａの厚さの異なる各部分が、１８個のフィルター部２８として機能する。
【００２１】
１８個のフィルター部２８は、１８個の受光素子２５にそれぞれ対応しており、１８個の受光素子２５の受光面上にそれぞれ形成された状態となっている。また、誘電体多層膜１６ａの膜厚は、フィルター部２８毎にそれぞれで均一になるように形成されており、各フィルター部の表面が、各受光素子２５の受光面に対し平行になるように形成されている。そして、各フィルター部２８は、対応する各受光素子２５に受光される光に干渉し、当該光を各透過特性でフィルタリングする。これによって、各受光素子２５は、各フィルター部２８でフィルタリングされた光を受光する構成となっている。
【００２２】
次に図３を参照して、本発明の製造方法を適用した透過波長可変干渉フィルター１６の製造動作について説明する。本製造動作は、受光素子アレイ１５（ワーク）上に誘電体多層膜１６ａを形成することで、受光素子アレイ１５上に透過波長可変干渉フィルター１６を形成するものである。
【００２３】
図３に示すように、本製造動作では、まず、マスク形成工程を行う（図３（ｂ）参照）。マスク形成工程では、微細加工プロセス（半導体製造プロセス）によって、受光素子アレイ１５上に、スパッタマスク３０を形成する。このスパッタマスク３０は、遮蔽部分となるマスク本体３１と、受光素子アレイ１５に対しマスク本体３１を所定の離間距離だけ離間させるスペーサー３２と、を備えたものであり、マスク本体３１は、各フィルター部２８（各受光素子２５）に対応する位置に、開口率（透過率）が異なる複数の開口部３３を有したものである。このスパッタマスク３０およびマスク形成工程の詳細については、後述する。
【００２４】
マスク形成工程が終了したら、多層膜成長工程（フィルター層成長工程）を行う（図３（ｃ）参照）。多層膜成長工程では、マスク形成工程により形成したスパッタマスク３０を介して、スパッタリング処理を行うことで、受光素子アレイ１５上に誘電体多層膜１６ａを形成する。すなわち、多層膜成長工程では、スパッタ装置によって、スパッタマスク３０を介して誘電体多層膜１６ａを受光素子アレイ上に気相成長させる。スパッタリング処理では、マスク本体３１の各開口部３３の開口率が相違するため、各受光素子２５に対して異なる遮蔽率で気相成長材料が成膜される。その結果、各受光素子２５上に、異なる膜厚で気相成長材料が成膜される。このスパッタリング処理を、高屈折材料および低屈折材料で交互に繰り返し行うことで、受光素子アレイ１５上に、図２に示すような階段状の誘電体多層膜１６ａが成膜され、１８個のフィルター部２８を構成する透過波長可変干渉フィルター１６が形成される。
【００２５】
多層膜成長工程が終了したら、マスク除去工程を行う（図３（ｄ）参照）。マスク除去工程では、溶解液等により、受光素子アレイ１５上のスパッタマスク３０を除去する（リフトオフ）。すなわち、マスク本体３１を構成する後述のマスク層６２と、スペーサー３２を構成する後述のスペーサー層６１と、を除去する。これによって、本製造動作を終了する。
【００２６】
次に図４（ａ）および図５を参照して、スパッタマスク３０およびマスク形成工程の詳細について説明する。上記したように、マスク形成工程で形成するスパッタマスク３０は、遮蔽部分となるマスク本体３１と、受光素子アレイ１５に対しマスク本体３１を所定の離間距離だけ離間させるスペーサー３２と、を備えている。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、マスク本体３１は、Ｓｉ（シリコン）で構成されると共に、各フィルター部２８（各受光素子２５）に対応する位置に、開口率が異なる複数（１８個）の開口部３３を有している。上記したように、当該各開口部の開口率が、多層膜成長工程における気相成長材料の遮蔽率となり、これによって、受光素子アレイ１５の各位置における気相成長材料の蓄積量が調整され、各フィルター部２８の膜厚が調整される。この膜厚制御によって、各受光素子上の各フィルター部の透過特性が決定する構成となっている。各開口部３３は、遮蔽部４１と開口４２とを交互に複数並設して上記各開口率を構成している。
【００２８】
本実施形態では、上記並設方向における各遮蔽部４１の幅Ｌは、１０μｍで固定とする。これに対し、各開口部３３において、上記並設方向における各開口の開口幅Ｓを調整する（相違させる）ことで、上記開口率を構成している。ただし、各開口４２の開口幅Ｓは、多層膜成長工程において、非遮蔽で成膜される膜厚Ｄを超える大きさとする。
【００２９】
一方、マスク本体３１の厚さＴは、多層膜成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚Ｄの３分の１以上とし、且つ開口４２の上記開口幅Ｓ以下とする。すなわち、複数の開口部３３における最小の開口幅Ｓ以下とする。例えば、マスク本体３１の厚さＴは、１μｍ以上１０μｍ以下とする。
【００３０】
スペーサー３２は、フォトレジストで構成されている。また、スペーサー３２の高さＨは、マスク本体３１の上記並設方向における開口４２の形成ピッチ（Ｓ＋Ｌ）以上とし、且つ２００μｍ以下とする。すなわち、複数の開口部３３における最大の形成ピッチ（Ｓ＋Ｌ）以上とする。例えば、スペーサー３２の高さＨは、１０μｍ以上１００μｍ以下とする。このスペーサー３２の高さＨは、受光素子アレイ１５に対しマスク本体３１を離間させる上記離間距離となる。
【００３１】
なお、スペーサー３２の表面には、マスク本体３１にアライメントマーク３４を形成するための穴部５１が形成されている。詳細は後述するが、マスク本体３１を構成する後述のマスク層６２を成膜する際、マスク層６２の材料が当該穴部５１に入りこむ。これによって、マスク層６２にアライメントマーク３４が凹設され、マスク本体３１にアライメントマーク３４が形成される。
【００３２】
次に図５を参照して、マスク形成工程の詳細について説明する。図５に示すように、マスク形成工程では、まず、露光装置によって、受光素子アレイ１５上にスペーサー層６１を成膜する（スペーサー層成膜工程）。具体的には、受光素子アレイ１５の表面に対し、１５μｍ厚のフォトレジスト（ネガ型）の塗布と、当該フォトレジストへの全面露光とを２回繰り返す（図５（ｂ）および（ｃ）参照）。その後、上記穴部５１を形成すべく、１５μｍ厚のフォトレジスト（ネガ型）を塗布した後、当該フォトレジストに対し、穴部５１を形成するフォトマスクを用いた露光処理を行い、その後、現像処理およびベーク処理を行う（穴部形成工程）（図５（ｄ）参照）。これによって、穴部５１が形成された４０μｍ厚のスペーサー層６１が形成される。なお、穴部５１を形成するフォトマスクを用いた露光処理は、受光素子アレイ１５上に形成された図外のアライメントマークを基準として行う。また、ここで成膜するスペーサー層６１の厚さは、スペーサー３２の高さＨとなるため、当該スペーサー層６１の厚さは、開口４２の形成ピッチ（Ｓ＋Ｌ）以上、且つ２００μｍ以下に設定されている。
【００３３】
スペーサー層６１を成膜（形成）したら、スパッタ装置によって、スペーサー層６１上にマスク層６２を成膜する（マスク層成膜工程）（図５（ｅ）参照）。すなわち、スペーサー層６１に対しスパッタリング処理を行うことで、スペーサー層６１の表面全域にＳｉを気相成長させ、Ｓｉで構成された２μｍ厚のマスク層６２を成膜する。このとき、上記穴部５１に気相成長材料（Ｓｉ）が入りこみ、マスク層６２にアライメントマーク３４が凹設される。なお、ここで成膜するマスク層６２の厚さは、マスク本体３１の厚さＴとなるため、当該マスク層６２の厚さは、多層膜成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚Ｄの３分の１以上、且つ上記開口幅Ｓ以下に設定されている。
【００３４】
マスク層６２を成膜したら、フォトレジストプロセスによって、マスク層６２に上記複数の開口部３３を形成する（開口部形成工程）（図５（ｆ）参照）。具体的には、露光装置によって、マスク層６２上にフォトレジストを塗布した後、上記複数の開口部３３形成用のレジストパターンを形成するフォトマスクを介して露光処理を行い、その後、現像処理を行う。これにより、複数の開口部３３を形成するレジストパターンを形成する。そして、エッチング装置によって、深堀り反応性イオンエッチング（Ｄｅｅｐ  ＲＩＥ）で、形成したレジストパターンを介してエッチング処理を行った後、溶解液等によってレジストパターンを除去する。これによって、マスク層６２に複数の開口部３３が形成され、マスク本体３１が形成される。なお、レジストパターンを形成するフォトマスクを介した露光処理は、マスク層６２に凹設されたアライメントマーク３４を基準として行う。すなわち、本工程では、アライメントマーク３４を基準として、マスク層６２に複数の開口部３３を形成する。
【００３５】
マスク本体３１（開口部３３を形成したマスク層６２）を形成したら、マスク本体３１を介してスペーサー層６１に対し長時間（例えば１０時間以上）のアッシング処理を行う（図５（ｇ）参照）。このアッシング処理によって、スペーサー層６１の、複数の開口部３３に対応する部分を除去する（部分除去工程）。これによって、各開口部３３と受光素子アレイ１５（各受光素子２５）との間に空隙が形成される。これにより、スペーサー３２が形成され、マスク本体３１およびスペーサー３２から成るスパッタマスク３０が形成される。これによって、マスク形成工程が終了する。このように形成されたスパッタマスク３０を介して、すなわち複数の開口部３３を形成したマスク層６２を介して、誘電体多層膜１６ａを受光素子アレイ１５上に気相成長させることで、受光素子アレイ１５上に透過波長可変干渉フィルター１６が形成される。
【００３６】
次に図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る透過波長可変干渉フィルター１６の製造方法について、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。第２実施形態の本製造方法は、マスク形成工程において、スペーサー層６１を成膜するのに、ドライフィルムレジストを用いたものである。
【００３７】
図６に示すように、第２実施形態のマスク形成工程では、スペーサー層６１の成膜において、まず、受光素子アレイ１５の表面上に、４０μｍ厚のドライフィルムレジスト（ネガ型）を付加する（図６（ｂ）参照）。その後、全厚を露光する露光量の半分の露光量だけ、上記穴部５１を形成するフォトマスクを用いた露光処理を行った後、残り半分の露光量だけ、全面露光処理を行う（図６（ｃ）参照）。その後、現像処理およびベーク処理を行う（図６（ｄ）参照）。これによって、穴部５１が形成されたスペーサー層６１が形成される。
【００３８】
以上の各実施形態の構成によれば、スペーサー層６１を成膜するスペーサー層成膜工程と、マスク層６２を成膜するマスク層成膜工程と、マスク層６２に複数の開口部３３を形成する開口部形成工程と、スペーサー層６１の複数の開口部３３に対応する部分を除去する部分除去工程と、を行うことで、スパッタマスク３０を形成する構成であるため、微小加工プロセス（半導体製造プロセス）によって、スパッタマスク３０を形成することができる。これにより、微小加工プロセスの中で、受光素子アレイ１５に対するスパッタマスク３０の位置合わせを行うことができる。そのため、スパッタマスク３０を機械的にアライメントするのに比して、受光素子アレイ１５に対しスパッタマスク３０を容易に且つ精度良く位置合わせすることができる。ゆえに、複数のフィルター部２８を構成する透過波長可変干渉フィルター１６を容易に且つ精度良く形成することができる。
【００３９】
また、スペーサー層６１をフォトレジストで構成することにより、部分除去工程およびマスク除去工程を容易に行うことができる。
【００４０】
さらに、マスク本体３１（複数の開口部３３を形成したマスク層６２）をアッシングマスクとして利用し、部分除去工程を、マスク本体３１を介したアッシング処理により実現することで、部分除去工程をより容易に行うことができる。すなわち、複数の開口部３３と受光素子アレイ１５（複数の受光素子２５）との間の空隙を、容易に形成することができる。
【００４１】
また、各開口４２の開口幅Ｓを、多層膜成長工程において、非遮蔽で成膜される膜厚を超える大きさとすることで、多層膜成長工程において、図４（ｂ）のように、各開口４２の内面に気相成長材料が成膜されたとしても、滞りなく誘電体多層膜１６ａを気相成長させることができる。すなわち、多層膜成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚を「Ｄ」とし、多層膜成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚に対する各開口４２の内面に成膜される膜厚の割合を「ｃ」としたとき、
Ｓ−２ｃ×Ｄ＞０
を満たせば、滞りなく誘電体多層膜１６ａを気相成長させることができる。これを変形すると、
Ｄ／Ｓ＜１／２ｃ
となる。そして、「ｃ」を、一般的な数値である０．５とすると、
Ｄ／Ｓ＜１
となり、これを変形すると、
Ｓ＞Ｄ
となる。このように、各開口４２の開口幅Ｓを、多層膜成長工程において、非遮蔽で成膜される膜厚Ｄを超える大きさとすることで、滞りなく誘電体多層膜１６ａを気相成長させることができる。
【００４２】
さらに、マスク本体３１（マスク層６２）の厚さを、多層膜成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚Ｄの３分の１以上とし、且つ開口４２の開口幅Ｓ以下とすることで、成膜の内部応力でマスク本体３１が破壊されることなく、且つ各フィルター部における誘電体多層膜１６ａの膜厚を均一に形成することができる。すなわち、スペーサー３２の高さＨを３０μｍとし、開口４２の開口幅Ｓを１０μｍとし、遮蔽部４１の幅Ｌを１０μｍとして、且つ多層膜成長工程における非遮蔽時の膜厚分布をｃｏｓ５θと仮定して開口箇所５つでシミュレーションしたところ、図７（ａ）に示すような膜厚分布のシミュレーション結果が得られた。同図のように、マスク本体３１の厚さＴを、１０μｍ以下、すなわち開口４２の開口幅Ｓ以下にすると、誘電体多層膜１６ａの膜厚を均一に形成することができることが分かる。そして、これに加えて、成膜の内部応力でマスク本体３１が破壊されない、多層膜成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚Ｄの３分の１以上とすることで、成膜の内部応力でマスク本体３１が破壊されることなく、且つ各フィルター部２８における誘電体多層膜１６ａの膜厚を均一に形成することができる。
【００４３】
またさらに、スペーサー３２の高さＨ（スペーサー層６１の厚さ）を、開口４２の形成ピッチ（Ｓ＋Ｌ）以上とすることで、各フィルター部２８における誘電体多層膜１６ａの膜厚をより均一に形成することができる。すなわち、スペーサー３２の高さＨを３０μｍとし、マスク本体３１の厚さＴを０μｍとし、且つ多層膜成長工程における非遮蔽時の膜厚分布をｃｏｓ５θと仮定してシミュレーションしたところ、図７（ｂ）ないし（ｄ）に示すような膜厚分布のシミュレーション結果が得られた。同図のように、開口４２の形成ピッチ（Ｓ＋Ｌ）を、３０μｍ以下、すなわちスペーサー３２の高さＨ以下にすると、誘電体多層膜１６ａの膜厚を均一に形成することができる。よって、スペーサー３２の高さＨを、開口４２の形成ピッチ（Ｓ＋Ｌ）以上とすることで、各フィルター部２８における誘電体多層膜１６ａの膜厚をより均一に形成することができる。
また、スペーサー３２の高さＨを、２００μｍ以下とすることで、例えばドライフィルムレジストにより、スペーサー層６１を不備無く成膜することができ、誘電体多層膜１６ａの膜厚をより均一に形成することができる。
【００４４】
なお、上記各実施形態においては、マスク形成工程において、複数の開口部３３を形成するときのレジストパターンの除去と、スペーサー層６１の部分除去（開口部３３に対応する部分の除去）と、を別々に行う構成であったが、これらを一体のアッシング処理で行う構成であっても良い。
【００４５】
また、上記各実施形態においては、マスク除去工程において、マスク層６２およびスペーサー層６１を除去する構成であったが、マスク除去工程において、マスク層６２およびスペーサー層６１のうち、マスク層６２のみを除去し、スペーサー層６１を残す構成であっても良い。
【００４６】
さらに、上記各実施形態においては、多層膜成長工程において、スパッタリング処理により、誘電体多層膜１６ａを気相成長させる構成であったが、蒸着処理により、誘電体多層膜１６ａを気相成長させる構成であっても良い。
【００４７】
またさらに、上記各実施形態においては、マスク形成工程において、マスク本体３１を介したアッシング処理により、スペーサー層６１の部分除去（開口部３３に対応する部分の除去）を行う構成であったが、マスク本体３１を介したドライエッチング処理により、スペーサー層６１の部分除去を行う構成であっても良い。
【００４８】
また、上記各実施形態においては、誘電体多層膜１６ａを、受光素子２５の並び方向に向かって段階的に厚く形成した。すなわち、各フィルター部２８の膜厚を、その並び順で厚くしていく構成であったが、各フィルター部２８の膜厚が、それぞれで均一であれば、これに限るものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、並び順を無視して、任意のフィルター部２８の膜厚を、任意の厚さにする構成であっても良い。すなわち、所望する各透過特性のフィルター部２８を、順不同で形成する構成であっても良い。また、図８（ｂ）に示すように、上記製造動作により、誘電体多層膜１６ａを、受光素子２５の並び方向で傾斜状に徐々に厚く形成する構成であっても良い。
【００４９】
さらに、上記各実施形態においては、複数の受光素子２５を横並びに配設する構成であったが、これに限るものではない。例えば、図９（ａ）に示すように、複数の受光素子２５をマトリクス状に配設する構成であっても良い。また、例えば、図９（ｂ）に示すように、複数の受光素子２５を、環状に並べて配設する構成であっても良い。かかる場合、複数の受光素子２５の配置に合わせて誘電体多層膜１６ａを形成する構成とする。すなわち、複数の受光素子２５の配置に合わせて、複数のフィルター部２８をマトリクス状や環状に並べて形成する構成とする。よって、マスク本体３１の複数の開口部３３をマトリクス状や環状に並べて形成する構成する。
【００５０】
また、上記各実施形態においては、受光素子アレイ１５をワークとし、受光素子アレイ１５上に透過波長可変干渉フィルター１６を形成する構成であったが、これに限るものではない。例えば、ガラス基板をワークとし、ガラス基板上に透過波長可変干渉フィルター１６を形成する構成であっても良い。
【００５１】
さらに、上記各実施形態においては、透過波長可変干渉フィルター１６の製造方法に、本発明を適用したが、複数のフィルター部２８を有する光学フィルターの製造方法であれば、他の光学フィルターの製造方法に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１５：受光素子アレイ、  １６：透過波長可変干渉フィルター、  ２８：フィルター部、  ３３：開口部、  ３４：アライメントマーク、  ４１：遮蔽部、  ４２：開口、  ５１：穴部、  ６１：スペーサー層、  ６２：マスク層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016088216.tif 000008
【図７】
2016088216.tif 000009
【図８】
2016088216.tif 000010
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年5月12日(2017.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィルター部を構成する光学フィルターの製造方法であって、
前記複数のフィルター部に対応し且つ開口率が相違する複数の開口部が形成されたマスクを介して、フィルター層を、ワーク上に気相成長させる気相成長工程を実行し、
前記各開口部は、遮蔽部と開口とを交互に複数並設して前記開口率を構成し、
前記複数の開口部の前記各開口は、前記並設方向における開口幅が、前記気相成長工程における前記気相成長を非遮蔽で行ったときに成膜される膜厚を超える大きさであることを特徴とする光学フィルターの製造方法。
【請求項２】
前記気相成長工程の前に、前記マスクを前記ワーク上に形成するマスク形成工程を、更に実行し、
前記マスク形成工程では、
前記ワーク上にスペーサー層を成膜するスペーサー層成膜工程と、
成膜した前記スペーサー層上にマスク層を成膜するマスク層成膜工程と、
成膜した前記マスク層に、前記複数の開口部を形成する開口部形成工程と、
成膜した前記スペーサー層の、前記複数の開口部に対応する部分を除去する部分除去工程と、を実行することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項３】
前記部分除去工程では、前記複数の開口部を形成した前記マスク層を介して、前記スペーサー層にアッシング処理またはドライエッチング処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項４】
前記気相成長工程の後に、前記マスク層および前記スペーサー層を除去するマスク除去工程を、更に実行することを特徴とする請求項２に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項５】
前記気相成長工程の後に、前記マスク層および前記スペーサー層のうち、前記マスク層のみを除去するマスク除去工程を、更に実行することを特徴とする請求項２に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項６】
前記マスク層成膜工程によって成膜する前記マスク層の厚さは、前記気相成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚の３分の１以上であり、且つ前記並設方向における前記開口の開口幅以下であることを特徴とする請求項２に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項７】
前記スペーサー層成膜工程によって成膜する前記スペーサー層の厚さは、前記並設方向における前記開口の形成ピッチ以上であり、且つ２００μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項８】
前記マスク形成工程では、前記マスク層成膜工程の時に前記マスク層の材料が入りこんで前記マスク層にアライメントマークが凹設される穴部を、前記スペーサー層に形成する穴部形成工程を、更に実行し、
前記開口部形成工程では、凹設された前記アライメントマークを基準として、前記複数の開口部を形成することを特徴とする請求項２に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項９】
前記開口部形成工程では、フォトリソグラフィプロセスにより、前記複数の開口部を形成することを特徴とする請求項２に記載の光学フィルターの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の光学フィルターの製造方法は、複数のフィルター部を構成する光学フィルターの製造方法であって、複数のフィルター部に対応し且つ開口率が相違する複数の開口部が形成されたマスクを介して、フィルター層を、ワーク上に気相成長させる気相成長工程を実行し、各開口部は、遮蔽部と開口とを交互に複数並設して開口率を構成し、複数の開口部の各開口は、並設方向における開口幅が、気相成長工程における気相成長を非遮蔽で行ったときに成膜される膜厚Ｄを超える大きさであることを特徴とする。
この場合、気相成長工程の前に、マスクをワーク上に形成するマスク形成工程を、更に実行し、マスク形成工程では、ワーク上にスペーサー層を成膜するスペーサー層成膜工程と、成膜したスペーサー層上にマスク層を成膜するマスク層成膜工程と、成膜したマスク層に、複数の開口部を形成する開口部形成工程と、成膜したスペーサー層の、複数の開口部に対応する部分を除去する部分除去工程と、を実行することが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記の光学フィルターの製造方法において、気相成長工程の後に、マスク層およびスペーサー層を除去するマスク除去工程を、更に実行することが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の光学フィルターの製造方法において、気相成長工程の後に、マスク層およびスペーサー層のうち、マスク層のみを除去するマスク除去工程を、更に実行することが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
なお、「非遮蔽で成膜される膜厚Ｄ」とは、「スパッタマスク無しで成膜される膜厚」である。また、当該膜厚Ｄは、「フィルター層成長工程においてマスク層上に成膜される膜厚」と同値である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、マスク層成膜工程によって成膜するマスク層の厚さＴは、気相成長工程において非遮蔽で成膜される膜厚Ｄの３分の１以上であり、且つ並設方向における開口の開口幅Ｓ以下であることが好ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
一方、マスク形成工程では、マスク層成膜工程の時にマスク層の材料が入りこんでマスク層にアライメントマークが凹設される穴部を、スペーサー層に形成する穴部形成工程を、更に実行し、開口部形成工程では、凹設されたアライメントマークを基準として、複数の開口部を形成することが好ましい。
【国際調査報告】
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