(57)【要約】【課題】高反射帯域が広い光学多層膜ミラーおよびそれを備えたファブリペロー干渉計を提供する。【解決手段】第２、第４高屈折率膜５、９の壁面、つまり第１、第２低屈折率層４、８を貫通して第２、第４高屈折率膜５、９のうち第１、第２低屈折率層４、８の上面を覆う部分を支えるような補強部を設ける。これにより、第１、第２低屈折率層４、８の機械的な強度が不足しても、それにより第２、第４高屈折率膜５、９が反る等の問題が発生しなくなる。したがって、第１〜第４高屈折率膜３、５、７、９や第１、第２低屈折率層４、８の材料の選択により、高ｎ比を達成した場合にも、第２、第４高屈折率膜５、９が反る等の問題が発生しないため、高反射帯域が広い光学多層膜ミラーを備えたファブリペロー干渉計とすることが可能となる。【選択図】図１
2008134388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１）上に下側ミラー（Ｍ１）が配置されると共に、該下側ミラーと対応する位置において、該下側ミラーからギャップ（Ａｇ）を介して配置された上側ミラー（Ｍ２）とを有してなる光学多層膜ミラーであって、
前記下側ミラーは、前記基板の上に形成された第１屈折率の第１高屈折率膜（３）と、前記第１高屈折率膜のうち該下側ミラーと対応する場所に配置され、前記第１屈折率よりも低い第２屈折率の第１低屈折率層（４）と、前記第１低屈折率層を覆うように形成された第２高屈折率膜（５）とを有すると共に、前記第１低屈折率層を貫通して前記第１高屈折率膜まで達し、前記第２高屈折率膜のうち前記第１低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部（５ａ、３０）を有して構成され、
前記上側ミラーは、前記基板の上に形成された第１屈折率の第３高屈折率膜（７）と、前記第３高屈折率膜のうち該上側ミラーと対応する場所に配置され、前記第２屈折率の第２低屈折率層（８）と、前記第２低屈折率層を覆うように形成された第４高屈折率膜（９）とを有すると共に、前記第２低屈折率層を貫通して前記第３高屈折率膜まで達し、前記第４高屈折率膜のうち前記第２低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部（９ａ、３１）を有して構成されていることを特徴とする光学多層膜ミラー。
【請求項２】
前記第１、第２低屈折率層は、気体、液体、真空、ゾルもしくはゲルのいずれか１つの形態により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項３】
前記第１、第２低屈折率層は、空気であることを特徴とする請求項１に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項４】
前記下側ミラーでは、前記第１低屈折率層を貫通して前記第２高屈折率膜が前記第１高屈折率膜まで達しており、該下側ミラーの前記補強部は、前記第２高屈折率膜のうち前記第１低屈折率層の上面に位置する部分から前記第１高屈折率膜まで達している部分（５ａ）にて構成され、
前記上側ミラーでは、前記第２低屈折率層を貫通して前記第４高屈折率膜が前記第３高屈折率膜まで達しており、該上側ミラーの前記補強部は、前記第４高屈折率膜のうち前記第２低屈折率層の上面に位置する部分から前記第３高屈折率膜まで達している部分（９ａ）にて構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光学多層膜ミラー。
【請求項５】
前記下側ミラーでは、前記第１低屈折率層が複数個に分割されることで細分化されており、前記第２高屈折率膜のうち細分化された前記第１低屈折率層の側面に位置する部分にて、該下側ミラーの前記補強部が構成されており、
前記上側ミラーでは、前記第２低屈折率層が複数個に分割されることで細分化されており、前記第４高屈折率膜のうち細分化された前記第２低屈折率層の側面に位置する部分にて、該上側ミラーの前記補強部が構成されていることを特徴とする請求項４に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項６】
前記下側ミラーでは、前記第１低屈折率層を貫通して前記第２高屈折率膜から前記第１高屈折率膜まで達する第１メタル層（３０）が形成され、該第１メタル層により該下側ミラーの前記補強部が構成され、
前記上側ミラーでは、前記第２低屈折率層を貫通して前記第４高屈折率膜から前記第３高屈折率膜まで達する第２メタル層（３１）が形成され、該第２メタル層により該上側ミラーの前記補強部が構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光学多層膜ミラー。
【請求項７】
前記下側ミラーでは、前記第１低屈折率層が複数個に分割されることで細分化され、該細分化された前記第１低屈折率層の側面が前記第１メタル層（３０）にて覆われた構成とされており、
前記上側ミラーでは、前記第２低屈折率層が複数個に分割されることで細分化され、該細分化された前記第２低屈折率層の側面がメタル層（３１）にて覆われた構成とされていることを特徴とする請求項６に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項８】
前記下側ミラーの前記補強部と前記上側ミラーの前記補強部は、上面レイアウトが一致していることを特徴とする請求項５または７に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項９】
前記下側ミラーでは、前記第１低屈折率層は上面形状が同じ多角形に分割されて複数個に細分化され、
前記上側ミラーでは、前記第２低屈折率層は上面形状が前記第１低屈折率層と同じ多角形に分割されて複数個に細分化されていることを特徴とする請求項８に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１０】
前記第１低屈折率層および前記第２低屈折率層は、多角錐台形状とされていることを特徴とする請求項９に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１１】
前記第２高屈折率膜のうち前記第１低屈折率層の側面に位置する部分が前記第１高屈折率膜に対して為す角度が４５°であり、前記第４高屈折率膜のうち前記第２低屈折率層の側面に位置する部分が前記第３高屈折率膜に対して為す角度が４５°であることを特徴とする請求項１０に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１２】
前記第１低屈折率層および前記第２低屈折率層は、多角柱形状とされていることを特徴とする請求項９に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１３】
前記第１低屈折率層および前記第２低屈折率層は、上面形状が六角形に細分化されており、該細分化された前記第１低屈折率層および前記第２低屈折率層がハニカム状に配置されていることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１４】
前記下側ミラーには、前記細分化された前記第１低屈折率層の隣接し合う３つを１組として、該１組の前記第１低屈折率層が形作る六角形の３つの角部が集中する点に１つのみ、前記第２高屈折率膜を貫通し、前記第１低屈折率層に繋がる孔（Ｍ１ｂ）が形成されており、
前記上側ミラーには、前記細分化された前記第２低屈折率層の隣接し合う３つを１組として、該１組の前記第２低屈折率層が形作る六角形の３つの角部が集中する点に１つのみ、前記第４高屈折率膜および前記第３高屈折率膜を貫通し、前記第２低屈折率層に繋がる孔（Ｍ２ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１５】
前記下側ミラーの前記孔と前記上側ミラーの前記孔は、上面レイアウトが一致していないことを特徴とする請求項１４に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１６】
前記下側ミラーの前記孔は上面形状が円形を成しており、該孔の直径は、該下側ミラーの前記補強部の幅よりも大きくされ、
前記上側ミラーの前記孔は上面形状が円形を成しており、該孔の直径は、該上側ミラーの前記補強部の幅よりも大きくされていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１７】
前記第１屈折率の前記第２屈折率に対する比が３．４以上であることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１８】
前記第１〜第４高屈折率膜はＧｅまたはＳｉにて構成されていることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の光学多層膜ミラー。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の光学多層膜ミラーを備え、前記第１、第２高屈折率膜が前記下側ミラーとなる領域よりも外周にも形成されており、かつ、前記第３、第４高屈折率膜が前記上側ミラーとなる領域よりも外周にも形成されることでメンブレン（Ｍｅｎ）が構成されており、
前記下側ミラーに備えられる前記第２高屈折率膜に対して電圧を印加する第１電極（１１）と、
前記上側ミラーに備えられる前記第４高屈折率膜に対して電圧を印加する第２電極（１２）と、を有し、
前記第１電極および前記第２電極の電位に基づいて発生する静電引力により前記上側ミラーと前記下側ミラーとの間隔が変化するように構成されたファブリペロー干渉計。
【請求項２０】
前記第２高屈折率膜には、該第２高屈折率膜のうちの前記下側ミラーとなる領域の外周部および前記下側ミラーの前記補強部と対応する領域にのみ不純物がドーピングされた配線部とされ、該配線部と前記第１電極とが接続されており、
前記第４高屈折率膜には、該第４高屈折率膜のうちの前記上側ミラーとなる領域の外周および前記上側ミラーの前記補強部と対応する領域にのみ不純物がドーピングされた配線部とされ、該配線部と前記第２電極とが接続されていることを特徴とする請求項１９に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項２１】
前記第３、第４高屈折率膜のうち、前記上側ミラーの外周の位置に、前記ギャップに繋がる孔（１３）が形成されていることを特徴とする請求項１９または２０に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項２２】
前記第３、第４高屈折率膜のうち、前記上側ミラーの外周の位置に形成された前記孔は、複数個形成されており、該複数個の孔同士のピッチが等しくされていることを特徴とする請求項２１に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項２３】
前記第３、第４高屈折率膜のうち、前記上側ミラーの外周の位置に形成された前記孔は、前記光学多層膜ミラーを中心として、同ピッチで配置された複数の同心円の円上に配置されていることを特徴とする請求項２２に記載のファブリペロー干渉計。
【請求項２４】
第１屈折率の第１高屈折率膜（３、７）と、前記第１高屈折率膜のうちミラー（Ｍ１、Ｍ２）なる部分と対応する場所に配置され、前記第１屈折率よりも低い第２屈折率の第１低屈折率層（４、８）と、前記第１低屈折率層を覆うように形成された第２高屈折率膜（５、９）とを有すると共に、前記第１低屈折率層を貫通して前記第１高屈折率膜まで達し、前記第２高屈折率膜のうち前記第１低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部（５ａ、９ａ、３０、３１）を有して構成されてなる光学多層膜ミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高反射帯域が広い光学多層膜ミラーおよびそれを備えたファブリペロー干渉計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、光学多層膜を用いて高反射ミラーを構成したファブリペロー干渉計が提案されている。ファブリペロー干渉計は、下側ミラーと上側ミラーとを有し、これら下側ミラーと上側ミラーが例えばエアギャップを介して対向配置された構造とされる。そして、特許文献１では、下側のミラーを基板の上にシリコン酸化膜とＰｏｌｙ−Ｓｉ層を交番的に積層することにより形成すると共に、上側のミラーをシリコン層と酸化物層を交番的に積層することにより形成することで、光学多層膜を用いた高反射ミラーを実現している。
【特許文献１】特許第３４５７３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示すように光学多層膜を用いて高反射ミラーを構成する場合、図１２（ａ）に示す反射率の波長依存性の特性図から分かるように、光学多層膜は反射率の波長依存性が大きいため、ミラーの高反射な帯域が狭くなる。そして、図１２（ｂ）に示す波長とＦＰ透過率との関係を示した図に表されるように、ファブリペロー干渉計の分光帯域はミラーの高反射領域に対応しているため、高反射帯域が狭いミラーで形成するファブリペロー干渉計では分光帯域が狭くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、高反射帯域が広い光学多層膜ミラーおよびそれを備えたファブリペロー干渉計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するために、本発明者らは以下の検討を行った。
【０００６】
高屈折率と低屈折率の膜を積層した光学多層膜により形成される光学多層膜ミラーでは、高反射帯域は高屈折率ｎHと低屈折率ｎLの屈折率比（ｎ比）に依存する。この光学多層膜ミラーの高屈折率帯域の屈折率比依存性（ｎ比（ｎH／ｎL）に対する帯域ΔＷ）は、図１３のような特性となり、ｎ比を大きくすればするほど帯域ΔＷが拡大する。したがって、例えば、図１２（ａ）に示したように、ミラーの高反射帯域の波長が３〜９μｍとなる場合を考えてみると、その帯域ΔＷは６μｍ以上となり、ｎ比は約３．３以上が必要になる。
【０００７】
ここで、半導体工程で使える材料で、尚且つ３〜９μｍの波長に対して透明な高屈折率材料としては、Ｇｅ（屈折率＝４）、Ｓｉ（屈折率＝３．４５）がある。一方、低屈折率な材料としては、ＳｉＯ2（屈折率＝１．４４）、ＳｉＮ（屈折率＝２）がある。しかしながら、ここに示した高屈折率材料と低屈折率材料との組み合わせでは、高ｎ比を達成することができない。
【０００８】
そこで、本発明者らは、ＳｉＯ2（屈折率＝１．４４）よりもさらに屈折率の低い材料、例えば空気（屈折率＝１）や真空などを低屈折率材料として採用することで、高ｎ比（例えば、ｎ比３．４以上）を得ることが可能となり、高反射帯域が広い光学多層膜ミラーを得ることできると結論付けた。
【０００９】
しかしながら、空気や真空のような低屈折率材料を積層膜の一部として採用する場合、その低屈折率材料の層の機械的な強度が不足し、低屈折率材料の上層に配置される膜が反る等の問題が懸念される。
【００１０】
そこで、本発明では、下側ミラー（Ｍ１）は、基板の上に形成された第１屈折率の第１高屈折率膜（３）と、第１高屈折率膜のうち該下側ミラーと対応する場所に配置され、第１屈折率よりも低い第２屈折率の第１低屈折率層（４）と、第１低屈折率層を覆うように形成された第２高屈折率膜（５）とを有すると共に、第１低屈折率層を貫通して第１高屈折率膜まで達し、第２高屈折率膜のうち第１低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部（５ａ、３０）を有して構成され、上側ミラー（Ｍ２）は、基板の上に形成された第１屈折率の第３高屈折率膜（７）と、第３高屈折率膜のうち該上側ミラーと対応する場所に配置され、第２屈折率の第２低屈折率層（８）と、第２低屈折率層を覆うように形成された第４高屈折率膜（９）とを有すると共に、第２低屈折率層を貫通して第３高屈折率膜まで達し、第４高屈折率膜のうち第２低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部（９ａ、３１）を有して構成されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、下側ミラーには、第２高屈折率膜のうち第１低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部を設け、上側ミラーには、第４高屈折率膜のうち第２低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部を設けるようにしている。このため、第１、第２低屈折率層の機械的な強度が不足しても、各補強部により、第２、第４高屈折率膜が反る等の問題が発生しないようにすることができる。したがって、例えば、第１〜第４高屈折率膜や第１、第２低屈折率層の材料の選択により、高ｎ比を達成した場合にも、第２、第４高屈折率膜が反る等の問題が発生しないため、高反射帯域が広い光学多層膜ミラーを備えたファブリペロー干渉計とすることが可能となる。
【００１２】
このような構成では、第１、第２低屈折率層は、気体、液体、真空、ゾルもしくはゲルのいずれか１つの形態により構成される。例えば、第１、第２低屈折率層を空気とすることができる。
【００１３】
また、上記構成において、下側ミラーでは、第１低屈折率層を貫通して第２高屈折率膜が第１高屈折率膜まで達するようにし、第２高屈折率膜のうち第１低屈折率層の上面に位置する部分から第１高屈折率膜まで達している部分（５ａ）にて該下側ミラーの補強部を構成することができる。同様に、上側ミラーでは、第２低屈折率層を貫通して第４高屈折率膜が第３高屈折率膜まで達するようにし、第４高屈折率膜のうち第２低屈折率層の上面に位置する部分から第３高屈折率膜まで達している部分（９ａ）にて上側ミラーの補強部を構成することができる。
【００１４】
このように、第２高屈折率膜や第４高屈折率膜の一部により補強部を構成すれば、構造の簡略化を図ることが可能になる。これにより、例えば、光学多層膜ミラーを製造する際に、補強部のみを形成するために必要な工程を無くすことができる。
【００１５】
この場合、下側ミラーでは、第１低屈折率層が複数個に分割されることで細分化されるようにし、第２高屈折率膜のうち細分化された第１低屈折率層の側面に位置する部分にて、該下側ミラーの補強部を構成することができる。同様に、上側ミラーでは、第２低屈折率層が複数個に分割されることで細分化されるようにし、第４高屈折率膜のうち細分化された第２低屈折率層の側面に位置する部分にて、該上側ミラーの補強部を構成することができる。
【００１６】
一方、下側ミラーでは、第１低屈折率層を貫通して第２高屈折率膜から第１高屈折率膜まで達する第１メタル層（３０）を形成し、該第１メタル層により該下側ミラーの補強部が構成されるようにしても良い。同様に、上側ミラーでは、第２低屈折率層を貫通して第４高屈折率膜から第３高屈折率膜まで達する第２メタル層（３１）を形成し、該第２メタル層により該上側ミラーの補強部が構成されるようにすることができる。
【００１７】
この場合、下側ミラーでは、第１低屈折率層が複数個に分割されることで細分化されるようにし、該細分化された第１低屈折率層の側面が第１メタル層（３０）にて覆われた構成とすることができる。同様に、上側ミラーでは、第２低屈折率層が複数個に分割されることで細分化され、該細分化された第２低屈折率層の側面がメタル層（３１）にて覆われた構成とすることができる。
【００１８】
これらの構造では、下側ミラーの補強部と上側ミラーの補強部の上面レイアウトを一致させると好ましい。このように、これらの上面レイアウトを一致させると、上側ミラーのミラーとして働く部分を透過した光が下側ミラーのミラーとして働く部分に効率的に入射されるようにできる。
【００１９】
例えば、下側ミラーにおいて、第１低屈折率層を上面形状が同じ多角形に分割して複数個に細分化する場合、上側ミラーにおいても、第２低屈折率層を上面形状が第１低屈折率層と同じ多角形に分割して複数個に細分化することで、下側ミラーの補強部と上側ミラーの補強部の上面レイアウトを一致させることができる。
【００２０】
この場合、例えば、第１低屈折率層および第２低屈折率層を多角錐台形状とすることができる。このように、第１低屈折率層および第２低屈折率層を多角錐台形状とすれば、前記第２高屈折率膜のうち前記第１低屈折率層の側面に位置する部分を前記第１高屈折率膜に対して傾斜した形状にできる。これにより、補強部に対してかかる応力を低減でき、第２、第４高屈折率膜の反りを抑制することが可能となる。この場合、第２高屈折率膜のうち第１低屈折率層の側面に位置する部分が第１高屈折率膜に対して為す角度を４５°とすることで、その効果を最も得ることが可能となる。同様に、第１低屈折率層および第２低屈折率層を多角柱形状としても良い。
【００２１】
また、このように第１低屈折率層および第２低屈折率層の上面形状を多角形に細分化する場合、これらを六角形で細分化し、細分化された第１低屈折率層および第２低屈折率層がハニカム状に配置されるようにすると良い。このようなハニカム状にすると、光学多層膜ミラーとされる領域の面積に対してミラーとして働く部分の面積、つまり面積効率が良いため、他の多角錐台状や多角柱状とする場合よりも好ましい。
【００２２】
この場合、下側ミラーには、細分化された第１低屈折率層の隣接し合う３つを１組として、該１組の第１低屈折率層が形作る六角形の３つの角部が集中する点に１つのみ、第２高屈折率膜を貫通し、第１低屈折率層に繋がる孔（Ｍ１ｂ）が形成されるようにし、上側ミラーにも、細分化された第２低屈折率層の隣接し合う３つを１組として、該１組の第２低屈折率層が形作る六角形の３つの角部が集中する点に１つのみ、第４高屈折率膜および第３高屈折率膜を貫通し、第２低屈折率層に繋がる孔（Ｍ２ｂ）が形成されるようにすると、少ない孔数で全ての第１、第２低屈折率層に繋がる孔を構成することが可能となる。
【００２３】
また、この場合、下側ミラーの孔と上側ミラーの孔の上面レイアウトが一致していないようにすると好ましい。このようにすれば、上側ミラーの孔から入り込んだ光を下側ミラーのミラーとして働かない部分にて遮断、散乱させることが可能となる。
【００２４】
このような下側ミラーの孔や上側ミラーの孔は、上面形状を円形とすることができる。その場合、各孔の直径が該下側ミラーの補強部の幅よりも大きくされるようにすれば、各孔が第１、第２低屈折率層に繋がるような構成とすることが可能となる。
【００２５】
なお、上記第１〜第４高屈折率膜と第１、第２低屈折率層は、それぞれ第１屈折率とそれよりも低い第２屈折率の材質で構成されることになるが、第１屈折率と第２屈折率の比が３．４以上となる高ｎ比のものに上記構造を採用すると、より広い高反射率の光学多層膜ミラーとすることが可能となる。例えば、第１〜第４高屈折率膜はＧｅまたはＳｉで構成し、上述したように第１、第２低屈折率層を空気で構成することができる。
【００２６】
以上、本発明を光学多層膜ミラーの発明として記載したが、本発明をこのような光学多層膜ミラーを備えたファブリペロー干渉計として把握することも可能である。すなわち、上述した特徴を有する光学多層膜ミラーを備え、第１、第２高屈折率膜が下側ミラーとなる領域よりも外周においても形成されており、かつ、第３、第４高屈折率膜が上側ミラーとなる領域よりも外周においても形成されることでメンブレン（Ｍｅｎ）が構成され、さらに、下側ミラーに備えられる第２高屈折率膜に対して電圧を印加する第１電極（１１）と、上側ミラーに備えられる第４高屈折率膜に対して電圧を印加する第２電極（１２）と、を有し、第１電極および第２電極の電位に基づいて発生する静電引力により上側ミラーと下側ミラーとの間隔が変化するように構成されたファブリペロー干渉計とすることができる。
【００２７】
この場合、第２高屈折率膜のうちの下側ミラーとなる領域の外周部および下側ミラーの補強部と対応する領域にのみ不純物がドーピングされた配線部を構成し、この配線部と第１電極とを接続すると共に、第４高屈折率膜のうちの上側ミラーとなる領域の外周および上側ミラーの補強部と対応する領域にのみ不純物がドーピングされた配線部を構成し、この配線部と第２電極とを接続すると好ましい。これは、不純物がドーピングされると光が吸収されるためであり、ミラーとして働く部分には不純物が導入されない方が好ましい。なお、配線部を構成するものではないが、第１低屈折率層に繋がる孔（Ｍ１ｂ）が形成された位置において、不要な光の透過を阻止するために、第１高屈折率膜のうち第１低屈折率層に繋がる孔と対応する場所に不純物をドーピングすることも可能である。
【００２８】
また、第３、第４高屈折率膜のうち、上側ミラーの外周の位置に、ギャップに繋がる孔（１３）を形成することで、ギャップを形成する際のエッチング時に、この孔を通じてエッチングを行うことが可能となる。
【００２９】
この場合、第３、第４高屈折率膜のうち、上側ミラーの外周の位置に形成された孔を複数個形成し、該複数個の孔同士のピッチが等しくなるようにすると良い。このようにすれば、均一な量エッチングを行えば良いため、効率良くメンブレンＭｅｎを作成することが可能となる。例えば、第３、第４高屈折率膜のうち、上側ミラーの外周の位置に形成された孔が、光学多層膜ミラーを中心として、同ピッチで配置された複数の同心円の円上に配置されるようにすると良い。さらに、上側ミラーの外周の位置だけでなく、上側ミラーの内部に形成される孔（Ｍ２ｂ）、つまり第２低屈折率層に繋がる孔に関しても、外周に形成される孔とピッチを等しくすると好ましい。
【００３０】
また、同様に、本発明を下側ミラーおよび上側ミラーを備えた光学多層膜ミラーの発明として記載したが、本発明を少なくとも１つのミラーを有した光学多層膜ミラーとして把握することも可能である。
【００３１】
この場合、光学多層膜ミラーは、第１屈折率の第１高屈折率膜（３、７）と、第１高屈折率膜のうちミラー（Ｍ１、Ｍ２）なる部分と対応する場所に配置され、第１屈折率よりも低い第２屈折率の第１低屈折率層（４、８）と、第１低屈折率層を覆うように形成された第２高屈折率膜（５、９）とを有すると共に、第１低屈折率層を貫通して第１高屈折率膜まで達し、第２高屈折率膜のうち第１低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部（５ａ、９ａ、３０、３１）を有した構成とされる。
【００３２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態が適用された光学多層膜ミラーを有するファブリペロー干渉計の模式的な断面構成を示したものである。また、図２は、図１に示すファブリペロー干渉計のうちの光学多層ミラーの上面レイアウトを示した図である。ファブリペロー干渉計には、メンブレンＭｅｎの中央位置において、下側ミラーＭ１と上側ミラーＭ２とがエアギャップＡｇを介して対向配置された光学積層膜ミラーが備えられているが、図２は、このうちの下側ミラーＭ１と上側ミラーＭ２それぞれの上面レイアウトを示したものである。また、図３は、図１とは別断面において、光学多層ミラーを部分的に拡大した断面図であり、図２（ａ）、（ｂ）のＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面と対応している。以下、これらの図を参照して、本実施形態のファブリペロー干渉計について説明する。
【００３５】
図１に示すように、例えばシリコン基板からなる半導体基板１の表面全面に、シリコン酸化膜等で構成された絶縁膜２が形成されている。この絶縁膜２を介して、半導体基板１上の全面にＰｏｌｙ−Ｓｉ等で構成された第１屈折率の第１高屈折率膜３が形成されている。
【００３６】
第１高屈折率膜３のうち、光学積層膜ミラーとなる領域には、例えば空気層で構成された第１屈折率よりも低い第２屈折率の第１低屈折率層４が形成されている。そして、この第１低屈折率層４の上を含めて第１高屈折率膜３の表面には、例えばＰｏｌｙ−Ｓｉ等で構成された第１屈折率の第２高屈折率膜５が積層されている。すなわち、第１低屈折率層４は、第１高屈折率膜３と第２高屈折率膜５の間に挟まれた構成とされている。
【００３７】
第１低屈折率層４は、第２高屈折率膜５によって上面が覆われると共に側面が囲まれた構造となっている。第２高屈折率膜５のうち、第１低屈折率層４の側面を囲む部分５ａは第１低屈折率層４の補強部として機能するものであり、機械的な強度が不足する第１低屈折率層４の変形を抑制する。具体的には、本実施形態の場合、第１低屈折率層４は複数個に細分化されるように分割されており、図２（ａ）に示すように、分割されたそれぞれの上面形状が六角形状を為し、複数の第１低屈折率層４がハニカム（蜂の巣）状に配置されている。すなわち、第２高屈折率膜５のうち第１低屈折率層４の上面および側面を囲む部分５ａと第１高屈折率膜３とにより六角錐台状の空間が形成され、この空間内が第１低屈折率層４とされている。
【００３８】
そして、第２高屈折率膜５のうち六角錐台の側面に位置する部分５ａが第１低屈折率層４の補強部となる。この第２高屈折率膜５の補強部は、図３の断面において、第１高屈折率膜３に対して傾斜しており、その角度が４５°とされている。このように、補強部を傾斜させることにより、補強部に対してかかる応力、例えば第２高屈折率膜５のうちの六角錐台の上面に位置する部分の自重により掛かる応力が低減され、第２高屈折率膜５の反りを抑制することが可能となる。特に、その角度を４５°とすることで、その効果を最も得ることが可能となる。
【００３９】
このような第１、第２高屈折率膜３、５および第１低屈折率層４により、下側ミラーＭ１が構成されており、第２高屈折率膜５のうち第１低屈折率層４の上面に位置する部分において光を透過させると共に、第２高屈折率膜５のうち第１低屈折率層４の側面に位置する部分５ａにおいて光を透過させない（あまり透過させない）ようになっている。このうち、光を透過させる部分それぞれがミラーＭ１ａとなる。すなわち、細分化された複数個の第１低屈折率層４それぞれによるミラーＭ１ａの集合体により下側ミラーＭ１が構成される。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、各ミラーＭ１ａを構成する六角形（すなわち、第１低屈折率層４の上面にて構成する六角形）の相対する２つの角を結ぶ対角線の長さＬ１は、隣接するミラーＭ１ａの間隔（すなわち、第２高屈折率膜５のうちの補強部を構成する部分５ａの幅）Ｌ２よりも大きくされている。さらに、角を結ぶ対角線だけでなく、各ミラーＭ１ａを構成する六角形の相対する２辺の間の距離も間隔Ｌ２より大きくされている。
【００４１】
また、図２（ａ）に示すように、隣接する３つのミラーＭ１ａを１組として、各組それぞれに１つずつの孔Ｍ１ｂが形成されている。各孔Ｍ１ｂは、各組を構成する３つのミラーＭ１ａの３つの角部、つまり各ミラーＭ１ａを形作る六角形の３つの角部が集中する点において、図３に示すように第２高屈折率膜５が部分的に除去されることで形成されており、この孔Ｍ１ｂにて第１低屈折率層４が配置される空間とエアギャップＡｇとが連通させられている。このような配置とすることで、少ない孔数で全ての第１低屈折率層４に繋がる孔Ｍ１ｂとすることが可能となる。
【００４２】
なお、第２高屈折率膜５や第１高屈折率膜３には、図示しないが不純物がドーピングされた拡散層による配線層が備えられており、下側ミラーＭ１用の電極（以下、下部電極という）１１への電圧がこの配線層を通じて印加されることで、第２高屈折率膜５および第１高屈折率膜３の電位を調整できるようになっている。
【００４３】
さらに、第２高屈折率膜５の上面には、下側ミラーＭ１およびその周辺を避けるように、例えばシリコン酸化膜で構成された絶縁膜６が形成されている。そして、この絶縁膜６の表面および下側ミラーＭ１やその周辺と対向する位置までほぼ全域に渡って、第１屈折率の第３高屈折率膜７および第４高屈折率膜９が形成されていると共に、その中央位置において第２屈折率の第２低屈折率層８が形成されている。これらのうち、絶縁膜６の表面ではない領域、すなわち下側ミラーＭ１やその周辺と対向する位置がメンブレンＭｅｎとなる。なお、メンブレンＭｅｎは、実際には図１に示す断面図よりも広い範囲とされ、下側ミラーＭ１および上側ミラーＭ２にて構成される光学多層膜ミラーは、メンブレンＭｅｎの一部の領域にのみ形成されているが、図１では便宜上、縮尺を変えた図としてある。
【００４４】
具体的には、第３高屈折率膜７のうち、光学積層膜ミラーとなる領域には、例えば空気層で構成された第２低屈折率層８が形成されている。そして、この第２低屈折率層８の上を含めて第３高屈折率膜７の表面には、例えばＰｏｌｙ−Ｓｉ等で構成された第４高屈折率膜９が積層されている。すなわち、第２低屈折率層８は、第３高屈折率膜７と第４高屈折率膜９の間に挟まれた構成とされている。
【００４５】
第２低屈折率層８は、第４高屈折率膜９によって上面が覆われると共に側面が囲まれた構造となっている。第４高屈折率膜９のうち、第２低屈折率層８の側面を囲む部分９ａは第２低屈折率層８の補強部として機能するものであり、機械的な強度が不足する第２低屈折率層８の変形を抑制する。具体的には、本実施形態の場合、第２低屈折率層８は複数個に細分化されるように分割されており、図２（ｂ）に示すように、分割されたそれぞれの上面形状が六角形状を為し、複数の第２低屈折率層８がハニカム（蜂の巣）状に配置されている。すなわち、第４高屈折率膜９のうち第２低屈折率層８の上面および側面を囲む部分９ａと第３高屈折率膜７とにより六角錐台状の空間が形成され、この空間内が第２低屈折率層８とされている。
【００４６】
そして、第４高屈折率膜９のうち六角錐台の側面に位置する部分９ａが第２低屈折率層８の補強部となる。この第４高屈折率膜９の補強部は、図３の断面において、第３高屈折率膜７に対する傾斜しており、その角度が４５°とされている。このように、補強部を傾斜させることにより、補強部に対してかかる応力、例えば第４高屈折率膜９のうちの六角錐台の上面に位置する部分の自重により掛かる応力が低減され、第４高屈折率膜９の反りを抑制することが可能となる。特に、その角度を４５°とすることで、その効果を最も得ることが可能となる。
【００４７】
このような第３、第４高屈折率膜７、９および第２低屈折率層８により、上側ミラーＭ２が構成されており、第４高屈折率膜９のうち第２低屈折率層８の上面に位置する部分において光を透過させると共に、第４高屈折率膜９のうち第２低屈折率層８の側面に位置する部分９ａにおいて光を透過させない（あまり透過させない）ようになっている。このうち、光を透過させる部分それぞれがミラーＭ２ａとなる。すなわち、細分化された複数個の第２低屈折率層８それぞれによるミラーＭ２ａの集合体により上側ミラーＭ２が構成される。
【００４８】
このように構成される上側ミラーＭ２は、下側ミラーＭ１と上面レイアウトが一致させられている。すなわち、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、第２低屈折率層８および第４高屈折率膜９のハニカム状の上面レイアウトは、第１低屈折率層４および第２高屈折率膜５のハニカム状の上面レイアウトと同様となっている。これにより、上側ミラーＭ２のミラーとして働く部分を透過した光が下側ミラーＭ１のミラーとして働く部分に効率的に入射されるようにできる。
【００４９】
そして、図２（ｂ）に示すように、各ミラーＭ２ａを構成する六角形（すなわち、第２低屈折率層８の上面にて構成する六角形）の相対する２つの角を結ぶ対角線の長さＬ３は、隣接するミラーＭ２ａの間隔（すなわち、第４高屈折率膜９のうちの補強部を構成する部分９ａの幅）Ｌ４よりも大きくされている。さらに、角を結ぶ対角線だけでなく、各ミラーＭ２ａを構成する六角形の相対する２辺の間の距離も間隔Ｌ４より大きくされている。これにより、補強部の面積が大きくなり過ぎることで、光学多層膜ミラーとされる領域の面積に対してミラーとして働く部分の面積、つまり面積効率が悪くなることを防止することができる。
【００５０】
また、図２（ｂ）に示すように、隣接する３つのミラーＭ２ａを１組として、各組それぞれに１つずつの孔Ｍ２ｂが形成されている。具体的には、隣接する３つのミラーＭ２ａを１組として、各組それぞれに１つずつの孔Ｍ２ｂが形成されている。各孔Ｍ２ｂは、各組を構成する３つのミラーＭ２ａの３つの角部、つまり各ミラーＭ２ａを形作る六角形の３つの角部が集中する点において、第３、第４高屈折率膜７、９が部分的に除去されることで形成されており、この孔Ｍ２ｂにて第２低屈折率層８が配置される空間と上側ミラーＭ２よりも上部の空間やエアギャップＡｇとが連通させられている。このような配置とすることで、少ない孔数で全ての第２低屈折率層８に繋がる孔Ｍ２ｂとすることが可能となる。この上側ミラーＭ２に形成された孔Ｍ２ｂも、図２（ｂ）もしくは図３に示されるように、下側ミラーＭ１の孔Ｍ１ｂと対応する位置に形成されている。
【００５１】
なお、第４高屈折率膜９や第３高屈折率膜７には、図示しないが不純物がドーピングされた拡散層による配線層が備えられており、上側ミラーＭ２用の電極（以下、上部電極という）１２への電圧がこの配線層を通じて印加されることで、第４高屈折率膜９および第３高屈折率膜７の電位を調整できるようになっている。
【００５２】
さらに、絶縁膜６および第３、第４高屈折率膜７、９のうち、メンブレンＭｅｎよりも外周の位置には、第２高屈折率膜５に達する開口部１０が形成されている。この開口部１０にはＡｕ／Ｃｒ等により構成された下部電極１１が形成されており、第２高屈折率膜５に形成された不純物の拡散層よりなる図示しない配線部とオーミック接触させられている。同様に、第４高屈折率膜９の表面のうち、メンブレンＭｅｎよりも外周の位置にも、Ａｕ／Ｃｒ等により構成された上部電極１２が形成されており、第４高屈折率膜９に形成された不純物の拡散層よりなる図示しない配線部とオーミック接触させられている。なお、これら第２高屈折率膜５や第４高屈折率膜９に形成された配線部は、下側ミラーＭ１や上側ミラーＭ２の外周部や下側ミラーＭ１や上側ミラーＭ２のうち補強部となる部分のみに不純物がドーピングされることで構成されるようにすると好ましい。これは、不純物がドーピングされると光が吸収されるためであり、ミラーとして働く部分には不純物が導入されない方が好ましい。
【００５３】
なお、配線部を構成するものではないが、第１低屈折率層４に繋がる孔Ｍ１ｂが形成された位置において、不要な光の透過を阻止するために、第１高屈折率膜３のうち第１低屈折率層４に繋がる孔Ｍ１ｂと対応する場所に不純物をドーピングすることも可能である。
【００５４】
そして、メンブレンＭｅｎの内部において、第３、第４高屈折率膜７、９を貫通し、エアギャップＡｇと外部とを連通させる孔１３が形成された構造とされている。
【００５５】
以上のような構造により、本実施形態のファブリペロー干渉計が構成されている。続いて、このような構造のファブリペロー干渉計の製造方法について、図４および図５に示すファブリペロー干渉計の製造工程図を参照して説明する。
【００５６】
〔図４（ａ）に示す工程〕
まず、シリコン基板などで構成される半導体基板１を用意する。そして、この半導体基板１の表面全面に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜２とＰｏｌｙ−Ｓｉ等で構成された第１高屈折率膜３をデポジションすると共に、第１高屈折率膜３の表面全面に例えばシリコン酸化膜など、第１、第２高屈折率膜３、５とエッチング選択比の高い材料で構成された犠牲膜２０をデポジションする。このとき、犠牲膜２０の膜厚は、上述した第１低屈折率層４の厚み相当とする。その後、犠牲膜２０の表面にレジスト２１を配置したのち、レジスト２１のうち第１低屈折率層４の形成予定位置と対応する部分のみを残るように開口部２１ａを形成し、この状態でウェットエッチング（等方性エッチング）を行うと共に、必要に応じてドライエッチング（異方性エッチング）を行うことで、犠牲膜２０を六角錐台形状とする。その後、レジスト２１を除去する。
【００５７】
〔図４（ｂ）に示す工程〕
犠牲膜２０および第１高屈折率膜３のうち犠牲膜２０で覆われていない部分の表面全面にＰｏｌｙ−Ｓｉ等で構成された第２高屈折率膜５をデポジションする。このとき、犠牲膜２０が六角錐台形状を為しているため、第２高屈折率膜５のうち犠牲膜２０の上に配置された部分に関しては、その形状が受け継がれ、六角錐台形状となる。
【００５８】
続いて、第２高屈折率膜５の表面にレジスト２２を配置したのち、図４（ｂ）とは別断面において、レジスト２２のうち下側ミラーＭ１の孔Ｍ１ｂと対応する部分に開口部２２ａを設ける。そして、レジスト２２をマスクとしたドライエッチング（異方性エッチング）を行うことにより、孔Ｍ１ｂを開口させる。このとき、第２高屈折率膜５の形状が六角錐台形状を受け継いだものとなっているため、孔Ｍ１ｂを形成したときに、第１高屈折率膜３と犠牲膜２０との境界部近傍に残渣が発生し難くなる。
【００５９】
その後、レジスト２２を除去したのち、配線部形成領域が開口するマスク（図示せず）を用いて不純物をイオン注入する。
【００６０】
〔図４（ｃ）に示す工程〕
第２高屈折率膜５の表面全面に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜６をデポジションする。このとき、絶縁膜６の膜厚は、エアギャップＡｇの大きさ、つまり下側ミラーＭ１と上側ミラーＭ２との間の間隔分の厚さとされる。なお、この絶縁膜６の材質は特に限定されないが、犠牲膜２０の材質と同じであるのが好ましい。また、絶縁膜６の厚さによっては、絶縁膜６の表面に第２高屈折率膜５の凹凸形状が残った状態になるが、残っていても構わない。
【００６１】
〔図５（ａ）に示す工程〕
絶縁膜６の表面全面に、例えばＰｏｌｙ−Ｓｉからなる第３高屈折率膜７をデポジションすると共に、第２高屈折率膜７の表面全面に例えばシリコン酸化膜など、第３、第４高屈折率膜７、９とエッチング選択比の高い材料で構成された犠牲膜２３をデポジションする。このとき、犠牲膜２３の膜厚は、上述した第２低屈折率層８の厚み相当とする。その後、犠牲膜２３の表面にレジスト２４を配置したのち、レジスト２４のうち第２低屈折率層８の形成予定位置と対応する部分のみを残るように開口部２４ａを形成し、この状態でウェットエッチング（等方性エッチング）を行うと共に、必要に応じてドライエッチング（異方性エッチング）を行うことで、犠牲膜２３を六角錐台形状とする。その後、レジスト２４を除去する。
【００６２】
〔図５（ｂ）に示す工程〕
犠牲膜２３および第３高屈折率膜７のうち犠牲膜２３で覆われていない部分の表面全面にＰｏｌｙ−Ｓｉ等で構成された第４高屈折率膜９をデポジションする。このとき、犠牲膜２３が六角錐台形状を為しているため、第４高屈折率膜９のうち犠牲膜２３の上に配置された部分に関しては、その形状が受け継がれ、六角錐台形状となる。
【００６３】
続いて、配線部形成領域が開口するマスク（図示せず）を用いて不純物をイオン注入したのち、そのマスクを除去する。
【００６４】
さらに、第４高屈折率膜９の表面にレジスト２５を配置したのち、レジスト２５のうち上側ミラーＭ２の孔Ｍ２ｂと対応する部分に開口部２５ａ（図５（ｂ）とは別断面）および開口部１０や孔１３と対応する部分に開口部２５ｂを設ける。そして、レジスト２５をマスクとしたドライエッチング（異方性エッチング）を行うことにより、孔Ｍ２ｂおよび孔１３を開口させると共に、開口部１０の一部を形成する。
【００６５】
〔図５（ｃ）に示す工程〕
続いて、レジスト２５を除去したのち、第４高屈折率膜９をマスクとした異方性エッチングを行う。これにより、絶縁膜６が部分的に除去されて開口部１０が形成される。このとき、第４高屈折率膜９のうち、メンブレンＭｅｎの位置する部分にマスクを配置した状態で異方性エッチングを行うことで、孔Ｍ２ｂや孔１３を通じて絶縁膜６が除去されないようにしても構わないが、除去しておくと、メンブレンＭｅｎを構成するためにメンブレンＭｅｎの下方の絶縁膜６を除去する際に除去し易くなる。
【００６６】
その後、開口部１０を覆うために用いたマスクを除去した後、メタルマスク等を用いてＡｕ／Ｃｒを蒸着し、開口部１０内に下部電極１１を形成すると共に、メンブレンＭｅｎの外周部に上部電極１２を形成し、必要に応じてこれらを研削、研磨する。さらに、上側ミラーＭ２の孔Ｍ２ｂおよびその外周に位置する孔１３を通じて、さらには下側ミラーＭ１の孔１ｂを通じて、絶縁膜６や第１、第２低屈折率層４、８が配置される空間に存在する犠牲膜２０、２３をエッチングする。このとき、必要に応じて図示しないマスクにより開口部１０を覆うことで、開口部１０において露出している絶縁膜６が除去されないようにしても良い。このエッチングにより、絶縁膜６のうちメンブレンＭｅｎの下部に位置する部分が除去されることでエアギャップＡｇが形成されると共に、第１、第２低屈折率層４、８が構成される。
【００６７】
このような製造方法により、図１に示した本実施形態の光学多層膜ミラーを有するファブリペロー干渉計が完成する。
【００６８】
このような光学多層膜ミラーを有するファブリペロー干渉計では、下部電極１１と上部電極１２とに対して印加する電圧を変化させると、下側ミラーＭ１と上側ミラーＭ２との間の静電引力が変わり、これらの間隔、つまりエアギャップＡｇの高さが変化する。したがって、下側ミラーＭ１と上側ミラーＭ２との間隔を調整することにより、広い高反射帯域での分光が可能となる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態の光学多層膜ミラーを有するファブリペロー干渉計では、第２、第４高屈折率膜５、９の壁面、つまり第１、第２低屈折率層４、８を貫通して第２、第４高屈折率膜５、９のうち第１、第２低屈折率層４、８の上面を覆う部分を支えるような補強部を設けているため、第１、第２低屈折率層４、８の機械的な強度が不足しても、それにより第２、第４高屈折率膜５、９が反る等の問題が発生しないようにすることができる。したがって、第１〜第４高屈折率膜３、５、７、９を例えば３〜９μｍの波長帯域に対して透明な高屈折率材料であるＧｅ（屈折率＝４）やＳｉ（屈折率＝３．４５）によって構成し、さらに、第１、第２低屈折率層４、８をＳｉＯ2（屈折率＝１．４４）よりもさらに屈折率の低い材料、例えば空気（屈折率＝１）や真空などにより構成することで、高ｎ比（例えば、３．４以上）を達成した場合にも、第２、第４高屈折率膜５、９が反る等の問題が発生しないため、高反射帯域が広い光学多層膜ミラーを備えたファブリペロー干渉計とすることが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態のファブリペロー干渉計においては、下側ミラーＭ１では、第１低屈折率層４を貫通して第２高屈折率膜５が第１高屈折率膜３まで達するようにし、第２高屈折率膜５のうち第１低屈折率層４の上面に位置する部分から第１高屈折率膜３まで達している部分５ａにて補強部を構成している。同様に、上側ミラーＭ２では、第２低屈折率層８を貫通して第４高屈折率膜９が第３高屈折率膜７まで達するようにし、第４高屈折率膜９のうち第２低屈折率層８の上面に位置する部分から第３高屈折率膜７まで達している部分９ａにて補強部を構成している。このような構成とすれば、光学多層膜ミラーの構造の簡略化を図ることが可能になる。これにより、例えば、光学多層膜ミラーを製造する際に、補強部のみを形成するために必要な工程を無くすことができる。
【００７１】
また、上述した特許文献１のファブリペロー干渉計の場合、３〜９μｍの波長帯域を分光しようとした場合、帯域を分割して分光せねばならず、分割数の数だけ干渉計が必要となり装置が大型になる。また、分割した領域ごとに干渉計の設計および駆動を最適化する必要があり、工程や駆動制御のためのコストが増大する。これに対し、本実施形態のファブリペロー干渉計部の場合には、高反射帯域を広くできるため、このような問題も発生しない。
【００７２】
なお、高反射膜の形成法としてはメタル膜の蒸着が一般的であるが、メタルは１μｍ以上の赤外光領域では吸収係数が増大するため、３〜１０μｍ帯域で使用する透過型デバイスへの適用には不向きである。しかしながら、本実施形態のように、メタルを使用しないで高反射膜（下側ミラーＭ１および上側ミラーＭ２）を形成できるため、透過型デバイスとして好適に使用することができる。
【００７３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態のファブリペロー干渉計は、第１実施形態に対して孔Ｍ１ｂ、Ｍ２ｂの構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
図６は、本実施形態のファブリペロー干渉計のうちの光学多層ミラーの上面レイアウトを示した図である。図７は、本実施形態のファブリペロー干渉計に備えられた光学多層ミラーを部分的に拡大した断面図であり、図６（ａ）、（ｂ）のＣ−Ｃ断面およびＤ−Ｄ断面と対応している。
【００７５】
これらの図に示すように、本実施形態では、上側ミラーＭ２に形成された孔Ｍ２ｂが下側ミラーＭ１の孔Ｍ１ｂと一致しない位置、つまり、ずらした位置に形成されている。
【００７６】
第１実施形態のように、上側ミラーＭ２に形成された孔Ｍ２ｂが下側ミラーＭ１の孔Ｍ１ｂと対応する位置に形成されている場合、孔Ｍ１ｂ、Ｍ２ｂを通じて光が入り込む可能性がある。
【００７７】
しかしながら、本実施形態のように、上側ミラーＭ２に形成された孔Ｍ２ｂが下側ミラーＭ１の孔Ｍ１ｂに対してずらした位置に形成されるようにすれば、孔Ｍ２ｂから入り込んだ光を下側ミラーＭ１のミラーとして働かない部分にて遮断、散乱させることが可能となる。これにより、より精度の高いファブリペロー干渉計とすることが可能となる。
【００７８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態のファブリペロー干渉計は、第１実施形態に対して第１、第２高屈折率膜３、５の間の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００７９】
図８は、本実施形態のファブリペロー干渉計の模式的な断面構成を示したものである。この図に示されるように、本実施形態のファブリペロー干渉計では、下側ミラーＭ１以外の領域において、第１、第２高屈折率膜３、５の間に犠牲膜２０を残したものである。メンブレンＭｅｎの下部の位置する第１、第２高屈折率膜３、５は、下側ミラーＭ１となる領域以外はあまりファブリペロー干渉計の作動に影響を及ぼさない。このため、このような領域において、第１、第２高屈折率膜３、５の間に犠牲膜２０を残した状態としても構わない。
【００８０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態のファブリペロー干渉計は、第１実施形態に対して下側ミラーＭ１および上側ミラーＭ２の形状を変えたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００８１】
図９は、本実施形態のファブリペロー干渉計の模式的な断面構成を示したものである。この図に示されるように、本実施形態のファブリペロー干渉計では、第１、第２低屈折率層４、８を六角柱状にしている。そして、第２、第４高屈折率膜５、９の形状もそれに対応した形状とされている。このような形状であっても、第２、第４高屈折率膜５、９のうち第１、第２低屈折率層４、８の側面に位置する部分を補強部とすることができるため、高反射帯域が広い光学多層膜ミラーを備えたファブリペロー干渉計とすることが可能となる。
【００８２】
ただし、補強部に掛かる応力や、下側ミラーＭ１の孔Ｍ１ｂをエッチングにて形成する際の残渣を考慮に入れると、上記第１実施形態のように、第１、第２低屈折率層４、８を六角錐台状とするのが好ましい。
【００８３】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態のファブリペロー干渉計は、第１実施形態に対して上側ミラーＭ２の外周において第３、第４高屈折率膜７、９に形成される孔１３の配置を特定するものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００８４】
図１０は、本実施形態のファブリペロー干渉計の模式的な上面レイアウトを示したものである。この図に示されるように、上側ミラーＭ２の外周において第３、第４高屈折率膜７、９に形成される孔１３は、複数の同じサイズのもので構成されており、上側ミラーＭ２の外周において、上側ミラーＭ２を中心とした等ピッチの同心円上に配置されている。そして、同じ円内において隣接配置される各孔１３同士のピッチ、および、隣接する円に配置される各孔１３の最短ピッチが、ほぼ上側ミラーＭ２内部に形成される孔Ｍ２ｂ同士のピッチと同じにされている。
【００８５】
このような構成とされることで、各孔１３や孔Ｍ２ｂを通じて絶縁膜６をエッチングする際に、メンブレンＭｅｎの端まで短時間でエッチングできるため、長いエッチング時間を必要としなくても、大面積のメンブレンＭｅｎを構成することが可能となる。また、各孔１３や孔Ｍ２ｂを通じて均一な量エッチングを行えば良いため、効率良くメンブレンＭｅｎを作成することが可能となる。
【００８６】
（他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、第１、第２低屈折率層４、８を六角錐台状としており、第４実施形態では、第１、第２低屈折率層４、８を六角柱状としているが、これらは単なる一例であり、他の多角錐台状や多角柱状であっても構わない。ただし、六角錐台状や六角柱状の場合、光学多層膜ミラーとされる領域の面積に対してミラーとして働く部分の面積、つまり面積効率が良いため、他の多角錐台状や多角柱状とする場合よりも好ましい。
【００８７】
また、上記第４実施形態では、第１、第２低屈折率層４、８が細分化された状態としているが、光学多層膜ミラーとされる領域において、第１、第２高屈折率膜３、５の間や第３、第４高屈折率膜７、９の間にそれぞれ第１、第２低屈折率層４、８を１つのみ備えるようにし、第１、第２低屈折率層４、８に部分的に貫通するように、補強部が備えられたような構造であっても構わない。
【００８８】
さらに、上記実施形態では、補強部を第２、第４高屈折率膜５、９の一部によって構成した場合について説明したが、第２、第４高屈折率膜５、９とは異なる材質のもので構成しても良い。図１１は、第２、第４高屈折率膜５、９とは異なる材質で補強部を構成した場合の一例を示した図である。この図に示すように、メタル層３０、３１にて下側ミラーＭ１や上側ミラーＭ２の補強部が構成されている。メタル層３０、３１は、第１、第２低屈折率層４、８の高さと同等とされており、第１、第２低屈折率層４、８の上部およびメタル層３０、３１の上部が第２、第４高屈折率膜５、９にて覆われるような構造とされている。このように、第２、第４高屈折率膜５、９とは異なる材質で補強部を構成することもできる。
【００８９】
なお、このような構造は、図４（ａ）や図５（ａ）に示す工程を行った後、メタル層３０、３１を構成するメタル膜を犠牲膜２０、２３および第１、第３高屈折率膜３、７の表面に配置し、さらにメタル膜を平坦化して犠牲膜２０、２３と同じ高さにすることで、メタル層３０、３１を形成すれば、残りは第１実施形態で示した工程を実施することで形成することが可能となる。
【００９０】
また、上記第１〜第５実施形態では、第１、第２低屈折率層４、８を空気層で構成する場合について説明したが、真空もしくは屈折率が１．４４よりも小さな材料で構成されるようにしても良い。例えば、第１、第２低屈折率層４、８を真空とするのであれば、図５（ｃ）の工程の後にファブリペロー干渉計を真空装置内に導入した状態で密封容器内に組み付けられるようにする等により行える。また、屈折率が１．４４よりも小さな材料とする場合、そのような材料の液体、気体、ゾルもしくはゲルを図５（ｃ）の工程後に、孔Ｍ１ｂ、Ｍ２ｂや孔１３を通じて充填すればよい。この場合、第１実施形態などでエアギャップＡｇとされていた部分が屈折率が１．４４よりも小さな材料で構成されたギャップとなる。なお、このような液体、気体、ゲルやゾルが充填されたとしても、下部電極１１と上部電極１２への電圧印加に基づいて下側ミラーＭ１と上側ミラーＭ２との間隔を調整できるため、ファブリペロー干渉計による分光を行うことができる。
【００９１】
また、上記実施形態では、下側ミラーおよび上側ミラーを備えた光学多層膜ミラーを例に挙げて説明したが、少なくとも１つのミラーを有した光学多層膜ミラーに関して、第１屈折率の第１高屈折率膜と、第１高屈折率膜のうちミラーなる部分と対応する場所に配置され、第１屈折率よりも低い第２屈折率の第１低屈折率層と、第１低屈折率層を覆うように形成された第２高屈折率膜とを有すると共に、第１低屈折率層を貫通して第１高屈折率膜まで達し、第２高屈折率膜のうち第１低屈折率層の上面を覆う部分を支える補強部を有した構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１実施形態が適用された光学多層膜ミラーを有するファブリペロー干渉計の模式的な断面図である。
【図２】図１に示すファブリペロー干渉計のうちの光学多層ミラーの上面レイアウトを示した図である。
【図３】図１とは別断面において、光学多層ミラーを部分的に拡大した断面図である。
【図４】図１に示すファブリペロー干渉計の製造工程図である。
【図５】図４に続くファブリペロー干渉計の製造工程図である。
【図６】本発明の第２実施形態が適用されたファブリペロー干渉計のうちの光学多層ミラーの上面レイアウトを示した図である。
【図７】図６に示す光学多層ミラーを部分的に拡大した断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態が適用された光学多層膜ミラーを有するファブリペロー干渉計の模式的な断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態が適用された光学多層膜ミラーを有するファブリペロー干渉計の模式的な断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態が適用されたファブリペロー干渉計の上面レイアウトを示した図である。
【図１１】他の実施形態で示す第２、第４高屈折率膜５、９とは異なる材質で補強部を構成した場合の一例を示したファブリペロー干渉計の模式的な断面図である。
【図１２】（ａ）は、反射率の波長依存性の特性図、（ｂ）は、波長とＦＰ透過率との関係を示した特性図である。
【図１３】光学多層膜ミラーの高屈折率帯域の屈折率比依存性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００９３】
１…半導体基板、２…絶縁膜、３…第１高屈折率膜、４…低屈折率層、５…高屈折率膜、６…絶縁膜、７…高屈折率膜、８…低屈折率層、９…高屈折率膜、９ａ…補強部となる部分、１０…開口部、１１…下部電極、１２…上部電極、１３…孔、２０，２３…犠牲膜、２１、２２、２４，２５…レジスト、３０、３１…メタル層、Ａｇ…エアギャップ、Ｍ１…下側ミラー、Ｍ１ａ…ミラー、Ｍ１ｂ…孔、Ｍ２…上側ミラー、Ｍ２ａ…ミラー、Ｍ２ｂ…孔、Ｍｅｎ…メンブレン。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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