光学部品の製造方法及び光学部品
【課題】基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面に酸化シリコン膜を均一に形成し得る光学部品の製造方法、並びにこの方法により製造された光学部品を提供する。
【解決手段】光透過性光学部品１２を製造する方法であって、板状部材のシリコン領域１１をエッチングして凹部を形成する第１のエッチング工程と、凹部の内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜１４を形成する熱酸化工程と、酸化シリコン膜１４を覆う窒化シリコン膜１６を形成する窒化膜形成工程とを含む。
【解決手段】光透過性光学部品１２を製造する方法であって、板状部材のシリコン領域１１をエッチングして凹部を形成する第１のエッチング工程と、凹部の内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜１４を形成する熱酸化工程と、酸化シリコン膜１４を覆う窒化シリコン膜１６を形成する窒化膜形成工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の製造方法及び光学部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、ＭＥＭＳ技術を用いてＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板上に干渉光学系を構成した光モジュールが開示されている。これらの干渉光学系は、ビームスプリッタと、静電アクチュエータに取り付けられた可動鏡と、固定鏡とを備えており、これらはＳＯＩ基板のシリコン層および絶縁層を任意の形状にエッチングすることにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０２１３２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７００２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
干渉光学系などを構成する光学部品において、シリコン基板やシリコン層をエッチングすることによって光透過面や半透過反射面（ハーフミラー）が形成されることがある。しかしながら、例えば波長１μｍ付近におけるシリコンの屈折率は約３．５なので、半透過反射面におけるフレネル反射による反射率は約３０％となり、干渉光学系における理想的な値である５０％には遠く及ばない。また、光透過面の透過率は約７０％となり、光透過面においても光の損失が発生してしまう。特に、干渉光学系においては、シリコンの波長分散に起因して光の波長に応じた光路長の補正が必要となり、その補正のための光学部品が設置されるので、該光学部品の光透過面における損失が更に加わることとなる。
【０００５】
上述した問題を解決するために、光透過面には反射防止膜が設けられることが好ましく、また、半透過反射面には半透過反射膜が設けられることが好ましい。反射防止膜は、例えば窒化シリコン膜によって好適に実現され、その膜厚によって透過率を適切な値に調整することができる。また、半透過反射膜は、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とを積層することによって好適に実現され、その膜厚によって反射率を適切な値に調整することができる。しかしながら、半透過反射面が基板面に対して大きく傾斜している場合や垂直に近い場合には、半透過反射面に対して酸化シリコン膜をＣＶＤ等により均一に形成することは困難であり、このような半透過反射面に酸化シリコン膜を均一に形成し得る方法が望まれる。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面に酸化シリコン膜を均一に形成し得る光学部品の製造方法、並びにこの方法により製造された光学部品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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明による光学部品の製造方法は、シリコン領域を含む板状部材のシリコン領域をエッチングして凹部を形成する第１のエッチング工程と、凹部の内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜を形成する熱酸化工程と、酸化シリコン膜を覆う窒化シリコン膜を形成する窒化膜形成工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
この製造方法では、半透過反射面となる内側面を有する凹部をシリコン領域に形成したのち、この内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜を形成している。このような方法によれば、内側面（半透過反射面）が基板面に対して大きく傾斜している（或いは垂直に近い）場合であっても、ＣＶＤを用いた場合と異なり酸化シリコン膜を当該内側面上に均一な厚さでもって形成することができる。そして、その酸化シリコン膜を覆うように窒化シリコン膜を形成することによって、半透過反射膜を内側面上に好適に形成することができる。
【０００９】
また、光学部品の製造方法は、熱酸化工程と窒化膜形成工程との間に、酸化シリコン膜の不要な部分を除去する不要部分除去工程を更に含むことを特徴としてもよい。上記製造方法において、凹部の内側面の一部のみを半透過反射面として用いる場合には、上記製造方法が不要部分除去工程を更に含むことによって、酸化シリコン膜の不要部分を除去し、所望の光学部品を作製することができる。
【００１０】
また、光学部品の製造方法は、第１のエッチング工程の前に、内側面の一部に沿ったパターンを有する第１のマスクをシリコン領域上に形成し、更に、凹部の平面形状に応じた開口を有する第２及び第３のマスクをシリコン領域上及び第１のマスク上に順次形成するマスク形成工程を更に含み、第１のエッチング工程において、第３のマスクを用いてシリコン領域に対しドライエッチングを行った後、第３のマスクを除去し、熱酸化工程において、第２のマスクを用いて凹部の内側面を熱酸化させた後、第２のマスクを除去し、熱酸化工程ののち、不要部分除去工程の前に、第１のマスクを用いてシリコン領域をエッチングすることを特徴としてもよい。或いは、光学部品の製造方法は、第１のエッチング工程の前に、内側面の一部に沿ったパターンを有する第１のマスクをシリコン領域上に形成し、更に、凹部の平面形状に応じた開口を有する第２のマスクをシリコン領域上及び第１のマスク上に順次形成するマスク形成工程を更に含み、第１のエッチング工程において、第２のマスクを用いてシリコン領域に対しウェットエッチングを行い、熱酸化工程において、第２のマスクを用いて凹部の内壁面を熱酸化させた後、第２のマスクを除去し、熱酸化工程ののち、不要部分除去工程の前に、第１のマスクを用いてシリコン領域をエッチングすることを特徴としてもよい。これらのうち何れかの製造方法によれば、前述した第１のエッチング工程及び熱酸化工程を好適に実施でき、且つ、半透過反射面を有する光学部品を所望の形状に成形することができる。
【００１１】
また、光学部品の製造方法は、窒化膜形成工程において、減圧化学気相成長法を用いて窒化シリコン膜を形成することを特徴としてもよい。これにより、基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）内側面上に窒化シリコン膜を均一に形成することができる。
【００１２】
また、光学部品の製造方法は、第１のエッチング工程において、凹部の内側面を、板状部材の厚さ方向に沿って形成することを特徴としてもよい。上述した製造方法によれば、このように板状部材の板面に対して垂直に近い内側面に対しても、酸化シリコン膜を均一に形成することができる。なお、上述した製造方法では、第１のエッチング工程において、シリコン領域に対してウェットエッチングを行うことにより、凹部の内側面を、板状部材の厚さ方向に対し傾斜した方向に沿って形成してもよい。
【００１３】
また、本発明による光学部品は、板状部材に含まれ、エッチングにより一側面が形成されたシリコン領域と、一側面を覆う酸化シリコン膜と、酸化シリコン膜を覆う窒化シリコン膜とを備え、酸化シリコン膜は、シリコン領域に形成された凹部の内側面が熱酸化されて形成されたことを特徴とする。この光学部品によれば、板状部材の板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面としての一側面上に酸化シリコン膜が均一に形成された光学部品を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による光学部品の製造方法及び光学部品によれば、基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面に酸化シリコン膜を均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の板状部材の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示されたII−II線に沿った断面を示す図である。
【図３】第２の板状部材の外観を示す斜視図である。
【図４】図３に示されたIV−IV線に沿った断面を示す図である。
【図５】第１の板状部材と第２の板状部材とを互いに接合した状態を示す断面図である。
【図６】可動反射鏡を駆動する静電アクチュエータの外観を示す斜視図である。
【図７】光透過性光学部品及び光反射性光学部品によって構成されるマイケルソン干渉光学系を説明するための平面図である。
【図８】第１の板状部材の製造方法におけるマスク形成工程を示す図である。
【図９】第１の板状部材の製造方法におけるマスク形成工程を示す図である。
【図１０】第１の板状部材の製造方法における第１のエッチング工程を示す図である。
【図１１】第１の板状部材の製造方法における熱酸化工程を示す図である。
【図１２】第１の板状部材の製造方法における熱酸化工程中の窒化膜除去を示す図である。
【図１３】第１の板状部材の製造方法における第２のエッチング工程を示す図である。
【図１４】第１の板状部材の製造方法における第３のエッチング工程を示す図である。
【図１５】第１の板状部材の製造方法における窒化膜形成工程を示す図である。
【図１６】第１の板状部材と第２の板状部材とを相互に貼り合わせる様子を模式的に示す斜視図である。
【図１７】アライメントマークが一致するように第１及び第２の板状部材を位置合わせする様子を示す図である。
【図１８】光透過性光学部品の一例として、干渉光学系等に用いられるビームスプリッタを模式的に示す平面図である。
【図１９】波長分散を補償するための光学部材を有する干渉光学系の構成例を示す平面図である。
【図２０】光透過面に形成される窒化シリコン膜の厚さを０．１７９μｍとした場合における、各光透過面の光透過特性を示すグラフである。
【図２１】半透過反射面に形成される酸化シリコン膜の厚さを０．２４μｍとし、その上に形成される窒化シリコン膜の厚さを０．１７９μｍとした場合における、半透過反射面の光反射特性を示すグラフである。
【図２２】一変形例として、二つの光透過性光学部品を備える干渉光学系を示す平面図である。
【図２３】窒化シリコン膜の厚さを実施形態と同様とした場合における、光透過面の光透過特性を示すグラフである。
【図２４】酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の厚さを実施形態と同様とした場合における、半透過反射面の光反射特性を示すグラフである。
【図２５】第２変形例として、干渉光学系の構成を示す平面図である。
【図２６】第３変形例に係る光透過性光学部品の構成を示す図である。
【図２７】酸化シリコン膜の厚さを変化させたときの半透過反射膜の反射率の変化を示すグラフである。
【図２８】第３変形例に係る光透過性光学部品を距離計測用ヘッドに応用した例を示す図である。
【図２９】第４変形例に係る製造方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明による光学部品の製造方法及び光学部品の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
先ず、本発明の一実施形態に係る製造方法によって作製される光学部品を有する第１の板状部材について説明する。その後、該第１の板状部材とは別に作製される第２の板状部材について説明する。なお、第１及び第２の板状部材は、互いに張り合わされることにより、マイケルソン干渉光学系を内蔵する一つの光モジュールを構成する。
【００１８】
図１及び図２は、第１の板状部材１０を示す図である。図１は、第１の板状部材１０の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示されたII−II線に沿った断面を示す図である。第１の板状部材１０は、シリコン基板をエッチングすることによって作製された部材であり、主としてシリコンから成る。第１の板状部材１０は、部品形成面１０ａと、部品形成面１０ａとは反対側の裏面１０ｂとを有する。
【００１９】
図１に示されるように、第１の板状部材１０の部品形成面１０ａ側には、光透過性光学部品１２が形成されている。光透過性光学部品１２は、シリコン基板を構成するシリコン領域１１をエッチングすることにより形成された光学部品であって、所定波長の光を透過する。本実施形態の光透過性光学部品１２は、略Ｖ字状といった平面形状を有しており、光学的に機能する４つの側面１２ａ〜１２ｄを有する。側面１２ａは半透過反射面（ハーフミラー）であり、使用波長範囲の光に対して例えば３０％〜５０％の反射率を有する。この半透過反射面は、マイケルソン干渉光学系においてビームスプリッタとして機能する。側面１２ｂ〜１２ｄは光透過面であり、使用波長範囲の光に対して例えば９０％〜９９％の透過率を有する。
【００２０】
図２に示されるように、光透過性光学部品１２の側面１２ａは、シリコン領域１１の側面上に形成された酸化シリコン膜１４と、該酸化シリコン膜１４上に形成された窒化シリコン膜１６とから成る半透過反射膜１３によって覆われている。側面１２ａにおける波長−反射特性は、酸化シリコン膜１４及び窒化シリコン膜１６それぞれの厚さに応じて変化する。また、光透過性光学部品１２の側面１２ｂ〜１２ｄは、シリコン領域１１の側面上に形成された窒化シリコン膜１６から成る反射防止膜（ＡＲ膜）にによって覆われている。側面１２ｂ〜１２ｄにおける波長−反射特性は、窒化シリコン膜１６の厚さに応じて変化する。なお、酸化シリコン膜１４は、光透過性光学部品１２の側面１２ａから光透過性光学部品１２の周辺のシリコン領域１１上にわたって形成されており、後述するように、シリコン領域１１を熱酸化させて形成される。また、窒化シリコン膜１６は、酸化シリコン膜１４上および光透過性光学部品１２の側面１２ｂ〜１２ｄ上を含むシリコン領域１１上の全面にわたって形成されている。光透過性光学部品１２の上面と窒化シリコン膜１６との間には、酸化シリコン膜１８が介在している。酸化シリコン膜１８は、シリコン領域１１をエッチングして光透過性光学部品１２を形成する際に使用されたエッチングマスクである。
【００２１】
第１の板状部材１０の周縁部１０ｃは、部品形成面１０ａに対して厚さ方向にやや突出しており、光透過性光学部品１２を囲んでいる。周縁部１０ｃには、後述する第２の板状部材との位置合わせ為の複数（本実施形態では二つ）のアライメントマーク１７が形成されている。一実施例では、第１の板状部材１０の一辺における周縁部１０ｃに一つのアライメントマーク１７が形成されており、第１の板状部材１０の他の一辺（好適には、前記一辺と対向する辺）における周縁部１０ｃに他の一つのアライメントマーク１７が形成されている。これらのアライメントマーク１７は、例えば十字状といった任意の平面形状を有しており、本実施形態では周縁部１０ｃに形成された溝によって構成されている。
【００２２】
図３及び図４は、第２の板状部材２０を示す図である。図３は、第２の板状部材２０の外観を示す斜視図であり、図４は、図３に示されたIV−IV線に沿った断面を示す図である。なお、図３には、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とが接合された状態における光透過性光学部品１２の位置及び範囲が、一点鎖線で示されている。
【００２３】
第２の板状部材２０は、支持基板２８上に絶縁層２９及びシリコン層２５が積層された、いわゆるシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板のシリコン層２５をエッチングすることによって作製された部材である。第２の板状部材２０は、支持基板２８が露出している主面２０ａと、主面２０ａとは反対側の裏面２０ｂとを有する。図３に示されるように、第２の板状部材２０の主面２０ａ側には、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４が形成されている。これらの鏡２１〜２４は、ＳＯＩ基板のシリコン層２５をエッチングすることにより形成された面上に金属膜２６が成膜された光学部品であって、これらに到達した光を全反射する。なお、本実施形態では、金属膜２６を蒸着する際の都合により、主面２０ａ上にも金属膜２６が形成されている。入射鏡２１及び出射鏡２４の各鏡面は、主面２０ａの法線方向に対して例えば４５°といった角度で傾斜している。一方、固定反射鏡２２及び可動反射鏡２３の各鏡面は、主面２０ａの法線方向に沿っており、主面２０ａに対して略垂直に形成されている。入射鏡２１は、主面２０ａの法線方向から第１の板状部材１０を透過して入射した光を、光透過性光学部品１２の半透過反射面である側面１２ａに向けて反射する。固定反射鏡２２は、光透過性光学部品１２の光透過面である側面１２ｃから出射された光を、該側面１２ｃへ向けて反射する。可動反射鏡２３は、光透過性光学部品１２の光透過面である側面１２ｄから出射された光を、該側面１２ｄへ向けて反射する。なお、可動反射鏡２３は、後述する静電アクチュエータによって、入射する光の光軸に沿った方向に平行移動することができる。出射鏡２４は、光透過性光学部品１２の光透過面である側面１２ｄから出射された光（干渉光）を、主面２０ａの法線方向に反射する。この干渉光は、第１の板状部材１０を透過して光モジュールの外部へ出射される。
【００２４】
第２の板状部材２０の周縁部２０ｃは、主面２０ａに対して厚さ方向に突出しており、光反射性光学部品である鏡２１〜２４を囲んでいる。周縁部１０ｃには、前述した第１の板状部材１０との位置合わせ為の複数（本実施形態では二つ）のアライメントマーク２７が、第１の板状部材１０のアライメントマーク１７に対応する位置に形成されている。一実施例では、第２の板状部材２０の一辺における周縁部２０ｃに一つのアライメントマーク２７が形成されており、第２の板状部材２０の他の一辺（好適には、前記一辺と対向する辺）における周縁部２０ｃに他の一つのアライメントマーク２７が形成されている。これらのアライメントマーク２７は、第１の板状部材１０のアライメントマーク１７と同様の平面形状を有しており、例えば周縁部２０ｃに形成された溝によって構成される。
【００２５】
図５は、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを互いに接合した状態を示す断面図である。図５に示されるように、これらの板状部材１０，２０は、第１の板状部材１０の光透過性光学部品１２が形成された部品形成面１０ａと、第２の板状部材２０の主面２０ａとが対向するように互いに接合される。このとき、光透過性光学部品１２は、固定反射鏡２２と出射鏡２４との間に配置され、且つ、図３に示された入射鏡２１と可動反射鏡２３との間に配置される。また、このとき、光透過性光学部品１２の上面に形成された窒化シリコン膜１９と、第２の板状部材２０の主面２０ａ上に形成された金属膜２６との間には、隙間が存在することが好ましい。
【００２６】
ここで、図６は、可動反射鏡２３を駆動する静電アクチュエータ３０の外観を示す斜視図である。図６に示されるように、静電アクチュエータ３０は、第２の板状部材２０の主面２０ａに固定された第１電極３１と、可動反射鏡２３に固定された第２電極３２とを有する。静電アクチュエータ３０は、第１電極３１と第２電極３２との間に静電気力を発生させることにより、第２電極３２を第１電極３１に対して相対的に変位させるものである。
【００２７】
第１電極３１は、絶縁層２９（図４を参照）を介して支持基板２８に固定された固定部３１ａと、第２電極３２と対向する固定部３１ａの側面に形成された櫛歯部３１ｂとを有する。なお、櫛歯部３１ｂは、該部分と支持基板２８との間の絶縁層２９が除去されたことにより、支持基板２８に対して浮いた状態となっている。
【００２８】
第２電極３２は、可動反射鏡２３と第１電極３１との間に配置されている。第２電極３２は、可動反射鏡２３の鏡面に垂直な方向に延設されてその一端において可動反射鏡２３を支持する支柱３２ａと、支柱３２ａの他端を支持する櫛歯部３２ｂと、板ばねを連結した構造を有しており櫛歯部３２ｂの両端を弾性的に支持する支持部３２ｃとを有する。支柱３２ａ、櫛歯部３２ｂ、及び支持部３２ｃは、支持基板２８との間の絶縁層２９が除去されたことにより、支持基板２８に対して浮いた状態となっている。また、支持部３２ｃの一端は櫛歯部３２ｂの端部を支持しており、支持部３２ｃの他端は第２の板状部材２０の周縁部２０ｃ（図３を参照）に固定されている。このような構成により、支柱３２ａ及び櫛歯部３２ｂは、可動反射鏡２３の鏡面に垂直な方向に変位可能となっている。櫛歯部３２ｂは第１電極３１の櫛歯部３１ｂと対向しており、櫛歯部３２ｂの櫛歯は、櫛歯部３１ｂの各櫛歯間に配置されている。
【００２９】
第２電極３２に所定の電圧が印加されると、櫛歯部３２ｂと櫛歯部３１ｂとの間に静電気力が働く。この静電気力は第２電極３２に印加される電圧値によって定まるので、櫛歯部３２ｂと櫛歯部３１ｂとの間隔は、該電圧値によって制御される。すなわち、櫛歯部３１ｂ及び支柱３２ａによって支持された可動反射鏡２３の鏡面に垂直な方向における位置は、第２電極３２に印加される電圧によって制御される。
【００３０】
図７は、上述した光透過性光学部品１２、並びに光反射性光学部品（入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４）によって構成されるマイケルソン干渉光学系を説明するための平面図である。光モジュールの外部から第１の板状部材１０を透過して被測定光Ｌ１が入射すると、入射鏡２１は、部品形成面１０ａ及び主面２０ａに沿った方向に被測定光Ｌ１を反射させる。被測定光Ｌ１は、光透過性光学部品１２の側面１２ａ（半透過反射面）に達する。被測定光Ｌ１のうち一部の被測定光Ｌ２は、側面１２ａにおいて反射し、光透過面である側面１２ｂに入射し、光透過性光学部品１２の内部を透過して光透過面である側面１２ｃから出射する。側面１２ｃから出射した被測定光Ｌ２は、固定反射鏡２２において全反射したのち、上記と同じ光路を辿って側面１２ａに戻る。
【００３１】
一方、被測定光Ｌ１のうち被測定光Ｌ２を除く残りの被測定光Ｌ３は、側面１２ａから光透過性光学部品１２に入射する。この被測定光Ｌ３は、光透過性光学部品１２の内部を透過して光透過面である側面１２ｄから出射し、可動反射鏡２３に到達する。そして、この被測定光Ｌ３は、可動反射鏡２３において全反射したのち、上記と同じ光路を辿って側面１２ａに戻る。
【００３２】
固定反射鏡２２から側面１２ａに戻った被測定光Ｌ２と、可動反射鏡２３から側面１２ａに戻った被測定光Ｌ３とは、側面１２ａにおいて互いに合波し、干渉光像Ｌ４となる。干渉光像Ｌ４は、光透過性光学部品１２の内部を透過して側面１２ｄから出射し、出射鏡２４に到達する。干渉光像Ｌ４は、出射鏡２４において反射し、第１の板状部材１０を透過して光モジュールの外部へ出射する。
【００３３】
一実施例では、側面１２ａに対する被測定光Ｌ１の入射角、及び側面１２ｂに対する被測定光Ｌ２の入射角は、共に４５°に設定される。また、光透過性光学部品１２の側面１２ａと側面１２ｄとは互いに平行に設定され、側面１２ｂと側面１２ｃとは互いに平行に設定される。この場合、全ての側面１２ａ〜１２ｄにおいて、入射角及び出射角は全て４５°となり、反射防止膜が同じ厚さであれば全て同一の透過特性が得られる。
【００３４】
なお、被測定光Ｌ２及びＬ３それぞれの光透過性光学部品１２内での光路長が互いに等しくなるように光透過性光学部品１２の形状を設計することによって、シリコン内部での波長分散による影響を効果的にキャンセルすることができる。また、干渉光学系全体における被測定光Ｌ２及びＬ３それぞれの光路長を等しくするために、側面１２ａと側面１２ｂとの間における被測定光Ｌ２の光路長、及び側面１２ｃと固定反射鏡２２との間における被測定光Ｌ２の光路長の和と、側面１２ｄと可動反射鏡２３との間における被測定光Ｌ３の光路長とは互いに等しいことが好ましい。
【００３５】
続いて、本実施形態に係る光モジュールの製造方法について説明する。図８〜図１５は、第１の板状部材１０の製造方法における各工程を示す図であって、（ａ）は光透過性光学部品１２に相当する領域の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示されたＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【００３６】
＜マスク形成工程＞
まず、図８に示されるように、シリコン領域１１を含む板状部材を準備する。このような板状部材としては、シリコン基板や、支持基板上に絶縁層およびシリコン層が積層されたＳＯＩ基板等が好適である。そして、シリコン領域１１上に、酸化シリコン膜１８を形成する。この酸化シリコン膜１８は、本実施形態における第１のマスクであって、側面１２ａ〜１２ｄを有する光透過性光学部品１２の平面形状に応じたパターン、すなわち側面１２ａ〜１２ｄに沿ったパターンを有する。このような酸化シリコン膜１８は、後述する熱酸化工程において高温に曝されることを考慮し、例えば熱酸化や熱ＣＶＤによってシリコン領域１１上の全面に酸化シリコン膜を形成したのち、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて好適に形成される。
【００３７】
次に、図９に示されるように、シリコン領域１１上の全面を覆うように窒化シリコン膜４１（第２のマスク）を形成する。窒化シリコン膜４１は、後述する熱酸化工程において高温に曝されることを考慮し、例えば高温処理の減圧化学気相成長法（ＬＰ−ＣＶＤ；Low Pressure-Chemical Vapor Deposition）によって好適に形成される。このとき、酸化シリコン膜１８も窒化シリコン膜４１によって覆われる。そして、図１０に示されるように、開口４２ａを有するレジストマスク４２（第３のマスク）を窒化シリコン膜４１上に形成する。開口４２ａは、後の工程において形成されるシリコン領域１１の凹部の平面形状に応じた形状を有しており、シリコン領域１１の厚さ方向から見て酸化シリコン膜１８と重ならないように、酸化シリコン膜１８に隣接して形成される。開口４２ａの平面形状は例えば四角形状であり、その一辺は、酸化シリコン膜１８の一辺（光透過性光学部品１２の側面１２ａに対応する辺）１８ａに重なっている。そして、このレジストマスク４２をエッチングマスクとして用い、窒化シリコン膜４１のエッチングを行うことにより、窒化シリコン膜４１に開口を形成する。
【００３８】
＜第１のエッチング工程＞
続いて、レジストマスク４２をエッチングマスクとして用い、シリコン領域１１に対してドライエッチングを行う。これにより、シリコン領域１１に凹部１１ａが形成され、同時に、凹部１１ａの内側面の一部として光透過性光学部品１２の側面１２ａが形成される。なお、シリコン領域１１を含む板状部材としてＳＯＩ基板を使用した場合には、絶縁層がエッチング停止層として機能するので、エッチング深さをより高精度に制御することができる。また、この工程では、ドライエッチングの方法として、例えばボッシュプロセスを用いた深堀りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法などを用いるとよい。この工程ののち、レジストマスク４２を除去する。
【００３９】
この第１のエッチング工程では、シリコン領域１１に対して例えばアルカリ性エッチャントを用いたウェットエッチングを行ってもよい。そのような場合でも、エッチングにより形成される凹部１１ａの側面をシリコン領域１１の結晶面に一致させるなどの方法によって、シリコン領域１１の厚さ方向に沿った（板面に対して垂直な）凹部１１ａの側面を好適に形成することができる。このような結晶面としては、例えば（１００）面や（１１１）面が好適である。なお、このようにウェットエッチングによって凹部１１ａを形成する場合には、エッチング前にレジストマスク４２を除去し、窒化シリコン膜４１をエッチングマスクとして用いても良い。
【００４０】
＜熱酸化工程＞
続いて、図１１に示されるように、凹部１１ａの内面（内側面および底面）を熱酸化させることにより、酸化シリコン膜１４を形成する。このとき、凹部１１ａの内面を除くシリコン領域１１の表面は窒化シリコン膜４１によって覆われているので、凹部１１ａの内面のみ熱酸化される。また、本工程では、熱酸化により形成される酸化シリコン膜１４の膜厚を、完成後の光モジュールにおける酸化シリコン膜１４の膜厚の２倍程度（例えば０．４８μｍ）にしておくとよい。この工程ののち、例えば１５０℃〜１７０℃に加熱した熱リン酸液を用いて窒化シリコン膜４１を除去する（図１２）。熱リン酸液を用いることによって、酸化シリコン膜１４及び１８を残したまま窒化シリコン膜４１のみを好適に除去できる。
【００４１】
＜第２のエッチング工程＞
続いて、図１３に示されるように、酸化シリコン膜１８をエッチングマスクとして用い、シリコン領域１１を再びエッチングすることにより、側面１２ａとは別の側面１２ｂ〜１２ｄをシリコン領域１１に形成する。これにより、光透過性光学部品１２が形成される。なお、本工程でのエッチング方法としては、ドライエッチングおよびアルカリウェットエッチングの何れでもよい。
【００４２】
＜不要部分除去工程＞
続いて、酸化シリコン膜１４のうち不要な部分１４ａ（図１３を参照）を除去するため、例えば希フッ酸を用いたエッチングを行う。このとき、酸化シリコン膜１４のうちシリコン領域１１に沿っていない部分１４ａは、希フッ酸によって内外面の双方からエッチングされるので、シリコン領域１１に沿った他の部分と比較して約２倍の速さでエッチングされる。したがって、該部分１４ａが完全に除去されたタイミングにおいて、他の部分（特に側面１２ａ上の部分）は膜厚の半分程度しかエッチングされない。このような工程により、図１４に示されるように、酸化シリコン膜１４の不要な部分１４ａが除去され、酸化シリコン膜１４の他の部分は残存することとなる。熱酸化により形成された直後の酸化シリコン膜１４の厚さが０．４８μｍである場合、本工程後における酸化シリコン膜１４の厚さは０．２４μｍである。この厚さによって半透過反射膜１３の反射率が変化するので、本工程における酸化シリコン膜１４の減厚分を考慮して上述した熱酸化工程を行うことが望ましい。
【００４３】
なお、上述した工程では酸化シリコン膜１４の不要な部分１４ａをエッチングによって除去したが、該部分１４ａの厚さによっては、ウェット処理の際の水圧によって該部分１４ａを折ることにより除去してもよい。
【００４４】
＜窒化膜形成工程＞
続いて、図１５に示されるように、シリコン領域１１上の全面に、窒化シリコン膜１６を形成する。この工程では、側面１２ａ上の酸化シリコン膜１４、および他の側面１２ｂ〜１２ｄを少なくとも覆うように窒化シリコン膜１６を形成する。これにより、反射防止膜としての窒化シリコン膜１６が側面１２ｂ〜１２ｄに形成され、同時に、半透過反射膜１３の一部を構成する窒化シリコン膜１６が酸化シリコン膜１４上に形成される。なお、この工程では、酸化シリコン膜１４上および側面１２ｂ〜１２ｄ上に窒化シリコン膜１６を均一に形成する為に、高温処理の減圧化学気相成長法（ＬＰ−ＣＶＤ）を用いて窒化シリコン膜１６を形成することが好ましい。
【００４５】
以上に説明した方法によって、第１の板状部材１０が好適に作製される。一方、第２の板状部材２０のうち静電アクチュエータ３０以外の部分は、例えば次のようにして作製される。まず、ＳＯＩ基板を準備する。このＳＯＩ基板のシリコン層の表面上に、酸化シリコン膜を形成する。次に、この酸化シリコン膜をエッチングすることにより、入射鏡２１の傾斜した鏡面に対応する開口と、出射鏡２４の傾斜した鏡面に対応する開口とを形成する。そして、ＳＯＩ基板のシリコン層上の全域にわたって、窒化シリコン膜を形成する。この窒化シリコン膜をエッチングすることにより、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４にそれぞれ対応する開口を形成する。
【００４６】
続いて、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜を介して、シリコン層に対しドライエッチングを施す。このとき、ＳＯＩ基板の絶縁層が露出するまでシリコン層をエッチングする。これにより、シリコン層において、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４が形成される。そして、シリコン層の露出した側面を酸化シリコン膜によって保護したのち、窒化シリコン膜を除去する。このとき、例えば熱リン酸等を用いて酸化シリコン膜を残しつつ選択的に窒化シリコン膜をエッチングする。これにより、入射鏡２１及び出射鏡２４の傾斜した鏡面に対応する酸化シリコン膜の開口が再び現れ、当該部分のシリコン層が露出することとなる。その後、露出したシリコン層に対してウェットエッチングを施す。このとき、例えばアルカリエッチングによりシリコン層の露出部分を異方性エッチングする。これにより、入射鏡２１及び出射鏡２４の傾斜した鏡面がシリコン層に形成される。
【００４７】
続いて、酸化シリコン膜を除去し、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４の各鏡面上に金属膜２６を形成する。まず、ＳＯＩ基板の部品形成面を覆うようにシャドウマスクを配置する。このシャドウマスクには、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４のそれぞれにおいて鏡面となる部分を全て含むような一つの大きな開口が形成されている。そして、このシャドウマスクを介して金属材料を物理蒸着することにより、上記各鏡面上に金属膜２６を形成する。このとき、金属膜２６の形成方法としては、エネルギーの高いスパッタ方式の他、抵抗蒸着やＥＢ蒸着が好適である。こうして、第２の板状部材２０が好適に作製される。
【００４８】
図１６は、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを相互に貼り合わせる様子を模式的に示す斜視図である。この工程では、部品形成面１０ａと主面２０ａとが対向するように、且つ、第１の板状部材１０の光透過性光学部品１２と、第２の板状部材２０の入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４とが図７に示された位置関係となるように、第１及び第２の板状部材１０，２０を相互に貼り合わせる。このとき、第１の板状部材１０の周縁部１０ｃ、及び、第２の板状部材２０の周縁部２０ｃのそれぞれにアライメントマーク１７，２７を形成し、図１７に示されるように、これらのアライメントマーク１７，２７が一致するように第１及び第２の板状部材１０，２０を位置合わせした後に、周縁部１０ｃ，２０ｃを互いに接合するとよい。また、第１及び第２の板状部材１０，２０の接合方法としては、直接接合させる方法、半田を介して接合させる方法、或いは樹脂を介して接合させる方法などが好適である。
【００４９】
以上に説明した、本実施形態に係る光学部品の製造方法による効果について、ＭＥＭＳ技術を用いた一般的な光学部品が抱える課題とともに説明する。
【００５０】
ＭＥＭＳ技術によれば、半導体フォトリソグラフィ技術を用いた微細且つ高精度な加工が可能であり、光を波として処理するような光干渉計や回折格子等を構成する光学部品を好適に作製することができる。特に、シリコン基板やＳＯＩ基板を用いたＭＥＭＳ加工では、シリコンが適度な弾性を有することから、機械的特性が良く信頼性が高いセンサやアクチュエータを作製することができ、また、シリコン結晶の異方性を利用した斜面の形成や、ボッシュプロセスなどを用いた深いトレンチの形成が可能である。このため、ＭＥＭＳ技術は、加速度センサ、圧力センサ、プロジェクタの画素ミラー（デジタルミラーデバイス等）、ＦＴＩＲ（Fourier TranformInfrared Spectrometer）分光器の為の光干渉計などを製造する為に利用される。特に、光干渉計については幅広い応用が可能であり、ＦＴＩＲだけでなく、ＯＣＴ（Optical Coherent Tomography）や、膜厚測定、表面粗さ測定などへの応用が可能であり、且つ、これらの計測器を小型に構成することができる。しかしながら、シリコン基板等にＭＥＭＳ加工を行って種々の光学部品を作製する場合、以下に説明するような課題が存在する。
【００５１】
図１８は、光学部品の一例として、干渉光学系等に用いられるビームスプリッタ１００を模式的に示す平面図である。このビームスプリッタ１００は、半透過反射面１０１、光反射面１０３、及び光透過面１０４を有する。ここで、例えば波長１μｍ帯でのシリコンの屈折率は約３．５なので、シリコン表面におけるフレネル反射の反射率は約３０％となる。すなわち、半透過反射面１０１に到達した光Ｌａ１の３０％は、半透過反射面１０１において反射する。なお、この反射した光Ｌａ２は、図示しない可動反射鏡によって反射されて半透過反射面１０１へ戻り、そのうち７０％が半透過反射面１０１を透過して光透過面１０４に到達する。また、光Ｌａ１のうち残りの７０％（Ｌａ３）は、半透過反射面１０１からビームスプリッタ１００に入射し、光反射面１０３で反射したのち、半透過反射面１０１に戻る。半透過反射面１０１に戻った光Ｌａ３の３０％が半透過反射面１０１において再び反射し、光透過面１０４に到達する。そして、光透過面１０４に到達した光Ｌａ２及びＬａ３の各７０％が、光透過面１０４からビームスプリッタ１００の外部へ出射する。
【００５２】
しかしながら、図１８に示されたビームスプリッタ１００の半透過反射面１０１における反射率（３０％）は、光干渉計としては理想的な値ではない。光干渉計において、最終的に取り出される干渉光の振幅Ａは、半透過反射面１０１における反射率をｒとすると、次の数式（１）によって表される。
【数１】
この数式（１）によれば、ｒが０．５（すなわち反射率５０％）であるときに振幅Ａが最大値（０．５）となる。これに対し、ｒが０．３（すなわち反射率３０％）であるときには、Ａは０．４１となり、光利用効率が２０％程度小さくなる。更に、ビームスプリッタ１００から光Ｌａ２及びＬａ３が出射する際にも３０％の損失が生じるので、最終的な光利用効率は、４１％×７０％＝２８．７％にまで小さくなる。なお、この計算では光反射面１０３における反射率を１００％としているが、光反射面１０３に金属膜を製膜できない場合には、光利用効率は更に低くなる。
【００５３】
このような光利用効率の低さは、シリコンの波長分散に対する補償によって更に顕著となる。シリコンからなる光透過性光学部品の内部を透過する光の光路長は、その光の波長によって異なる。例えば、光透過性光学部品を透過する光の波長が１μｍ〜１．７μｍの範囲内である場合、シリコンからなる光透過性光学部品の屈折率は、３．５±０．０４程度の範囲内で波長に応じて変化する。ここで、図１８に示されたビームスプリッタ１００を例にとって説明する。光Ｌａ１〜Ｌａ３のビーム幅を１５０μｍと仮定すると、光Ｌａ２及びＬａ３が光反射面１０３に遮られることなく光透過面１０４に向けて進む為には、半透過反射面１０１と光反射面１０３との間の光路の長さが少なくとも３６０μｍ程度必要となる。そして、光Ｌａ２はこの光路を往復するので、その間の光Ｌａ２の伝搬距離は７２０μｍ程度となる。結局、上記波長範囲において、７２０μｍ×±０．０４＝±２９μｍ、すなわち光Ｌａ２の波長毎の等価光路長に最大５８μｍのズレが生じてしまい、干渉光像を劣化させてしまう。なお、複素フーリエ変換を使用すれば、位相のずれ（光路長のずれと等価である）を算出できるが、アポタイジング補正等の必要性が増し、分解能劣化に繋がる為、好ましくない。
【００５４】
このような理由から、波長分散を補償するための光学部材が設けられる。図１９は、波長分散を補償するための光学部材を有する干渉光学系の構成例を示す平面図である。図１９に示されるように、この干渉光学系１２０は、ビームスプリッタ１２１と、固定反射鏡１２２と、固定反射鏡１２２の前に設けられたシリコン製の波長分散補償部材１２３と、可動反射鏡１２４とを備えている。ビームスプリッタ１２１の一側面１２１ａは光分岐面として利用され、別の側面１２１ｂは光透過面として利用される。このビームスプリッタ１２１の側面１２１ａに光Ｌｂ１が入射すると、この光Ｌｂ１の一部（３０％）であるＬｂ２は側面１２１ａにて反射し、波長分散補償部材１２３の側面１２３ａを通って固定反射鏡１２２に達する。この光Ｌｂ２は、固定反射鏡１２２において反射し、波長分散補償部材１２３の側面１２３ａを再び通って側面１２１ａに戻る。一方、光Ｌｂ１の他の一部（７０％）であるＬｂ３は側面１２１ａを透過し、側面１２１ｂから出射して可動反射鏡１２４に達する。この光Ｌｂ３は、可動反射鏡１２４において反射し、側面１２１ｂを再び通って側面１２１ａに戻る。側面１２１ａに戻った光Ｌｂ２及びＬｂ３は、側面１２１ｂから外部へ向けて出射する。
【００５５】
図１９に示された干渉光学系１２０によれば、光Ｌｂ２の光路長と、光Ｌｂ３の光路長とを等しくすることによって、上述した波長分散を補償することが可能となる。しかしながら、このように波長分散補償の為の光学部材（波長分散補償部材１２３）を設けると、光が通過する光透過面の数が増し、それらの光透過面を通過する毎に損失が発生するので、光利用効率は更に低下してしまう。例えば、図１９に示された干渉光学系１２０では、光利用効率は
【数２】
となってしまう。
【００５６】
以上に述べたような課題は、光透過面に反射防止膜（ＡＲコート）を設け、光分岐面に半透過反射膜を設けることによって軽減される。例えば、図１９に示された干渉光学系１２０の側面１２１ｂ及び１２３ａに反射率５％の反射防止膜を形成し、側面１２１ａに反射率５０％の半透過反射膜を形成した場合、光利用効率は次のように大幅に改善される。
【数３】
反射防止膜は、例えば窒化シリコン膜を、ＣＶＤ等を用いて光透過面上に製膜することによって作製される。また、半透過反射膜は、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とを、ＣＶＤ等を用いて光分岐面上に積層することによって作製される。しかしながら、ＭＥＭＳ技術によってこのような干渉光学系を作製する場合、シリコン基板やＳＯＩ基板をエッチングして形成された側面上に反射防止膜や半透過反射膜を製膜することとなる。側面が基板面に対して大きく傾斜している場合や垂直に近い場合には、該側面に対して酸化シリコン膜をＣＶＤ等により均一に形成することは困難である。
【００５７】
以上に述べた課題に対し、本実施形態による光学部品の製造方法では、半透過反射面１２ａとなる内側面を有する凹部１１ａをシリコン領域１１に形成したのち、この内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜１４を形成している。このような方法によれば、内側面（半透過反射面１２ａ）が基板面に対して大きく傾斜している（或いは垂直に近い）場合であっても、ＣＶＤを用いた場合と異なり酸化シリコン膜１４を当該内側面上に均一な厚さでもって形成することができる。そして、その酸化シリコン膜１４を覆うように窒化シリコン膜１６を形成することによって、半透過反射膜１３を内側面上に好適に形成することができる。また、本実施形態による光学部品の製造方法では、光透過性光学部品１２の側面１２ｂ〜１２ｄのそれぞれに、反射防止膜としての窒化シリコン膜１６を好適に形成することができる。
【００５８】
ここで、半透過反射膜１３及び反射防止膜（窒化シリコン膜１６）を設けることによる効果について、更に詳細に説明する。図２０は、側面１２ｂ〜１２ｄに形成される窒化シリコン膜１６（屈折率１．９）の厚さを０．１７９μｍとした場合における、各側面１２ｂ〜１２ｄの光透過特性を示すグラフである。なお、図２０において、横軸は波長（単位μｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示している。また、図中において、グラフＧ１１はＰ偏光に対する光透過特性を示しており、グラフＧ１２はＳ偏光に対する光透過特性を示しており、グラフＧ１３はＰ偏光とＳ偏光とが均等に含まれる光に対する光透過特性を示している。
【００５９】
また、図２１は、側面１２ａに形成される酸化シリコン膜１４（屈折率１．５）の厚さを０．２４μｍとし、その上に形成される窒化シリコン膜１６（屈折率１．９）の厚さを０．１７９μｍとした場合における、側面１２ａの光反射特性を示すグラフである。なお、図２１において、横軸は波長（単位μｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を示している。また、図中において、グラフＧ２１はＰ偏光に対する光反射特性を示しており、グラフＧ２２はＳ偏光に対する光反射特性を示しており、グラフＧ２３はＰ偏光とＳ偏光とが均等に含まれる光に対する光反射特性を示している。
【００６０】
なお、本実施形態では、各側面１２ｂ〜１２ｄに対する入射角が４５°と大きいので、図２０及び図２１に示されるように、光透過面（側面１２ｂ〜１２ｄ）における透過率や半透過反射面（側面１２ａ）における反射率は、被測定光の偏光の向きに依存する。なお、分光器等において被測定光がコヒーレントでない場合には、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在すると考えられるので、図８のグラフＧ１３に示される光透過特性、及び図９のグラフＧ２３に示される光反射特性が本来の特性に最も近いと考えられる。
【００６１】
いま、比較のため、光透過性光学部品１２の側面１２ａ〜１２ｄ上に半透過反射膜１３や反射防止膜（窒化シリコン膜１６）が形成されていない場合を考える。この場合、側面１２ａの反射率は３０％となり、側面１２ｂ〜１２ｄの透過率は７０％となる。したがって、光学干渉系から出力される干渉光Ｌ４の振幅は、
【数４】
となり、極めて低い値となる。
【００６２】
これに対し、本実施形態では、側面１２ａ〜１２ｄ上に半透過反射膜１３または反射防止膜（窒化シリコン膜１６）が形成されている。したがって、被測定光の波長が１μｍまたは１．７μｍ（すなわち、図２０及び図２１において透過率及び反射率がそれぞれ最も低い波長）である場合であっても、光学干渉系から出力される干渉光Ｌ４の振幅は、
【数５】
となり、上述した比較例と較べて光利用効率が大幅に改善される。また、被測定光の波長が１．２〜１．３μｍ（すなわち、図２０及び図２１において透過率及び反射率が高い波長範囲）である場合には、干渉光Ｌ４の振幅は、
【数６】
となり、光利用効率は更に改善される。したがって、用途に応じて被測定光の波長範囲を狭めることが可能な場合には、光利用効率をより高めることができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、波長分散を補償するために、被測定光Ｌ２が透過するための部分を光透過性光学部品１２が有しているが、このような波長分散の補償のための構成を省くことも可能である。例えば、レーザ光といった単色光を用いる用途では、波長分散の補償は不要なので、光透過性光学部品１２の側面１２ｂ及び１２ｃを省略することができる。したがって、そのような場合には側面１２ｂ及び１２ｃにおける反射に起因する損失を更に低減することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、固定反射鏡２２が光透過性光学部品１２とは別に形成されているが、固定反射鏡２２に代えて、反射鏡となる金属膜を光透過性光学部品１２の側面１２ｃ上に形成してもよい。これにより、被測定光Ｌ２が側面１２ｃを透過することによる損失をなくすことができ、光利用効率を更に向上することができる。なお、このような金属膜は、例えばハードマスクを用いて側面１２ｃ上のみに好適に形成される。また、この場合、側面１２ｃの向きを、側面１２ｂに対して平行ではなく、被測定光Ｌ２の光軸に対して垂直となるように設定するとよい。
【００６５】
また、本実施形態では、光透過性光学部品１２と静電アクチュエータ３０とが、それぞれ別の板状部材１０，２０に形成されている。したがって、これらをそれぞれの板状部材１０，２０に形成する際、例えば不純物濃度といった基板の特性を、各光学部品に最適な特性に合わせることができる。例えば、光透過性光学部品１２が形成される第１の板状部材１０のシリコン領域１１には不純物を添加せずに光の吸収を抑制し、また静電アクチュエータ３０が形成される第２の板状部材２０のシリコン層２５には、適量の不純物を添加して良好な導電性を確保し、可動反射鏡２３を駆動する静電アクチュエータ３０といった導電性部品の電気的特性を良好にできる。
【００６６】
また、本実施形態のように、酸化シリコン膜１４の不要な部分１４ａを除去する不要部分除去工程を、熱酸化工程と窒化膜形成工程との間に更に行うことが好ましい。本実施形態のように、凹部１１ａの内側面の一部のみを半透過反射面１２ａとして用いる場合には、このような不要部分除去工程を更に行うことによって、酸化シリコン膜１４の不要部分１４ａを除去し、所望の形状の光透過性光学部品１２を作製することができる。
【００６７】
また、本実施形態のように、窒化膜形成工程では、ＬＰ−ＣＶＤを用いて窒化シリコン膜１６を形成することが好ましい。これにより、基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面１２ａ上に、窒化シリコン膜１６を均一に形成することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、第１の板状部材１０の周縁部１０ｃが部品形成面１０ａに対して厚さ方向にやや突出しており、また、第２の板状部材２０の周縁部２０ｃが、主面２０ａに対して厚さ方向に突出している。周縁部１０ｃ及び２０ｃの形態はこれに限られるものではなく、例えば、周縁部１０ｃ及び２０ｃのうち一方が突出しておらず、他方が大きく突出することによりこれらが互いに接するような形態であってもよい。特に、本実施形態のように第２の板状部材２０がＳＯＩ基板から作製される場合には、絶縁層２９をエッチングしてこれを除去することにより、周縁部２０ｃにおいて支持基板２８を露出させ、露出した支持基板２８と第１の板状部材１０の周縁部１０ｃとを相互に接合することが好ましい。また、この場合、第１の板状部材１０の光透過性光学部品１２の上面を少しエッチングして周縁部１０ｃの上面より低くしておくことにより、光透過性光学部品１２と第２の板状部材２０との接触を回避することが好ましい。
【００６９】
（第１の変形例）
上記実施形態では、光透過性光学部品１２の側面１２ａ〜１２ｄを一つの部材に形成しているが、光透過性光学部品の半透過反射面および光透過面は、別個の部品に形成されてもよい。図２２は、上記実施形態の一変形例として、光透過性光学部品１２に代わる二つの光透過性光学部品５１及び５２を備える干渉光学系を示す平面図である。この干渉光学系では、一方の光透過性光学部品５１が、半透過反射面としての側面５１ａと、光透過面としての側面５１ｂとを有する。また、他方の光透過性光学部品５２は、光透過面としての側面５２ａ及び５２ｂを有する。
【００７０】
この干渉光学系の外部から入射した被測定光Ｌ１は、光透過性光学部品５１の側面５１ａ（半透過反射面）に達する。被測定光Ｌ１のうち一部の被測定光Ｌ２は、側面５１ａにおいて反射し、光透過面である側面５２ａに入射し、光透過性光学部品５２の内部を透過して光透過面である側面５２ｂから出射する。側面５２ｂから出射した被測定光Ｌ２は、固定反射鏡２２において全反射したのち、上記と同じ光路を辿って側面５１ａに戻る。
【００７１】
一方、被測定光Ｌ１のうち被測定光Ｌ２を除く残りの被測定光Ｌ３は、側面５１ａから光透過性光学部品５１に入射する。この被測定光Ｌ３は、光透過性光学部品５１の内部を透過して光透過面である側面５１ｂから出射し、可動反射鏡２３に到達する。そして、この被測定光Ｌ３は、可動反射鏡２３において全反射したのち、上記と同じ光路を辿って側面５１ａに戻る。
【００７２】
固定反射鏡２２から側面５１ａに戻った被測定光Ｌ２と、可動反射鏡２３から側面５１ａに戻った被測定光Ｌ３とは、側面５１ａにおいて互いに合波し、干渉光像Ｌ４となる。干渉光像Ｌ４は、光透過性光学部品５１の内部を透過して側面５１ｂから干渉光学系の外部へ出射する。
【００７３】
これらの光透過性光学部品５１及び５２は、上記実施形態の図８〜図１５に示された方法と同様の方法によって好適に作製される。したがって、光透過性光学部品５１及び５２は、板状部材を介して一体となっており、且つ、一つのエッチングマスクを用いて同時に形成されるので、これらの所望の相対的位置関係を高い精度で且つ容易に実現することができる。なお、上記実施形態と同様に、被測定光の波長分散を補償する必要がない場合には、光透過性光学部品５２の設置を省略することができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、光透過性光学部品１２の各側面１２ａ〜１２ｄにおける入射角または出射角を４５°としているが、光透過性光学部品の各側面における入射角や出射角は、全反射臨界角より小さい範囲であれば任意の角度に設定可能である。例えば、本変形例では、側面５１ａに対する被測定光Ｌ１の入射角、及び側面５２ａに対する被測定光Ｌ２の入射角は、共に３０°に設定されている。また、光透過性光学部品５１の側面５１ａと側面５１ｂとは互いに平行に設定され、光透過性光学部品５２の側面５２ａと側面５２ｂとは互いに平行に設定されている。この場合、全ての側面５１ａ，５１ｂ，５２ａ及び５２ｂにおいて、入射角及び出射角は全て３０°となり、４５°に設定された上記実施形態と比較して偏光依存性を小さくすることができる。なお、図２３は、窒化シリコン膜の厚さを上記実施形態と同様とした場合における、各側面５１ｂ，５２ａ及び５２ｂの光透過特性を示すグラフである。図中において、グラフＧ３１〜Ｇ３３は、それぞれＰ偏光、Ｓ偏光、及びＰ偏光とＳ偏光とが均等に含まれる光に対する光透過特性を示している。また、図２４は、酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の厚さを上記実施形態と同様とした場合における、側面５１ａの光反射特性を示すグラフである。図中において、グラフＧ５１〜Ｇ４３は、それぞれＰ偏光、Ｓ偏光、及びＰ偏光とＳ偏光とが均等に含まれる光に対する光反射特性を示している。図２３及び図２４に示されるように、光透過性光学部品に対する入射角や出射角が上記実施形態より小さい場合、最終的な光利用効率は、上記実施形態と比較してそれほど大きな違いはないが、偏光依存性は小さくなっていることがわかる。
【００７５】
なお、本変形例においても、固定反射鏡２２に代えて、反射鏡となる金属膜を光透過性光学部品５２の側面５２ｂ上に形成してもよい。これにより、被測定光Ｌ２が側面５２ｂを透過することによる損失をなくすことができ、光利用効率を更に向上することができる。この場合、側面５２ｂの向きを、側面５２ａに対して平行ではなく、被測定光Ｌ２の光軸に対して垂直となるように設定するとよい。
【００７６】
（第２の変形例）
図２５は、上記実施形態の第２変形例として、干渉光学系の構成を示す平面図である。本変形例に係る干渉光学系は、第１変形例と同様に、二つの光透過性光学部品５３及び５４を備えている。この干渉光学系の外部から入射した被測定光Ｌ１は、光透過性光学部品５３の側面５３ａ（半透過反射面）に達する。被測定光Ｌ１のうち一部の被測定光Ｌ２は、側面５３ａにおいて反射して側面５４ａに入射し、光透過性光学部品５４の内部を透過して側面５４ｂから出射する。被測定光Ｌ２は、固定反射鏡２２において全反射したのち、側面５３ａに戻る。一方、被測定光Ｌ１のうち被測定光Ｌ２を除く残りの被測定光Ｌ３は、側面５３ａから光透過性光学部品５３に入射する。この被測定光Ｌ３は、光透過性光学部品５３の内部を透過して側面５３ｂから出射し、可動反射鏡２３において全反射したのち、側面５３ａに戻る。固定反射鏡２２から側面５３ａに戻った被測定光Ｌ２と、可動反射鏡２３から側面５３ａに戻った被測定光Ｌ３とは、側面５３ａにおいて互いに合波し、干渉光像Ｌ４となる。干渉光像Ｌ４は、光透過性光学部品５３の内部を透過して側面５３ｂから干渉光学系の外部へ出射する。
【００７７】
本変形例に係る干渉光学系において第１変形例と異なる点は、光透過性光学部品の光透過面の形状である。すなわち、本変形例では、光透過性光学部品５３の側面５３ｂおよび光透過性光学部品５４の側面５４ｂを凸状の曲面とし、これらの側面５３ｂ及び５４ｂにレンズ効果を持たせることにより、被測定光Ｌ２，Ｌ３及び干渉光Ｌ４を集光している。
【００７８】
基本的に、光干渉計では被測定光を平行光として伝搬することが望ましいが、被測定光を完全な平行光とすることは原理上難しい。したがって、実際には、被測定光の光路長の範囲内において被測定光の広がり角を許容し得る程度まで小さくすることによって、平行光と見なしている。しかしながら、平行光における被測定光の広がり角とビーム径とには相関があり、広がり角を小さくする為にはビーム径を大きくする必要があるが、ＭＥＭＳ技術によって作製される本実施形態のような干渉光学系では、シリコン領域１１の厚さによって光透過面の大きさが限られるので、ビーム径の大きさが限られてしまう。
【００７９】
このような課題に対し、本変形例では、側面５３ｂ及び５４ｂにレンズ効果を持たせているので、側面５３ｂ，５４ｂから出射する被測定光Ｌ２，Ｌ３及び干渉光Ｌ４の広がり角を小さくすることができる。したがって、側面５３ｂ，５４ｂを十分に広くできない場合であっても、干渉光学系を好適に構成することができる。
【００８０】
なお、必ずしも光透過性光学部品の側面（光透過面）をレンズ状に成形する必要はなく、固定反射鏡２２や可動反射鏡２３の光反射面をレンズ状に成形してもよい。但し、本変形例のように光透過性光学部品の側面をレンズ状とすることにより、固定反射鏡や可動反射鏡に向けて被測定光を集光することとなるので、光利用効率をより高めることができる。
【００８１】
（第３の変形例）
上述した実施形態および各変形例では、光透過性光学部品の側面（半透過反射面および光透過面）が、板状部材の厚さ方向に沿って（換言すれば、部品形成面に対して垂直に）形成されているが、光透過性光学部品の半透過反射面などの側面は、板状部材の厚さ方向に対して傾斜した方向に沿って形成されてもよい。図２６は、そのような側面を有する光透過性光学部品の一例を示す図である。図２６（ａ）は、本変形例に係る光透過性光学部品６０の平面図であり、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った側断面図である。
【００８２】
この光透過性光学部品６０は、シリコン領域６１を含む板状部材（例えばシリコン基板）の表面側に形成された２つの凹部６２及び６３を有する。凹部６２の一側面６２ａ上には金属膜６４が形成されており、側面６２ａは光反射面として機能する。また、凹部６２の別の側面６２ｂ上には酸化シリコン膜６５が形成されており、更にその上に窒化シリコン膜６６が形成されている。酸化シリコン膜６５及び窒化シリコン膜６６は半透過反射膜６７を構成し、側面６２ｂは半透過反射面として機能する。また、凹部６３の一側面６３ａ上には、反射防止膜としての窒化シリコン膜６６が形成されている。この側面６３ａは、光透過面として機能する。なお、酸化シリコン膜６５及び窒化シリコン膜６６は、シリコン領域６１の裏面上にも形成されている。
【００８３】
側面６２ａ，６２ｂ及び側面６３ａは、シリコン領域６１の厚さ方向に対して、例えば４５°といった所定角度だけ傾斜している。したがって、シリコン領域６１の厚さ方向から半透過反射面である側面６２ｂに入射する光の一部は、該方向と垂直な方向（板状部材の板面方向）に反射する。また、側面６２ｂに入射する光の残りの部分は、側面６２ｂを透過し、シリコン領域６１の裏面において反射し、更に側面６３ａを透過したのち、該方向に出射する。
【００８４】
このような光透過性光学部品６０は、上述した第１実施形態の光透過性光学部品１２と同様の方法によって好適に作製されるが、凹部の形成方法が少し異なる。すなわち、本変形例の光透過性光学部品６０を製造する際には、凹部６２及び６３の平面形状に応じた開口を有する窒化シリコン製のエッチングマスクをシリコン領域６１上に形成したのち、シリコン領域６１に対してウェットエッチングを行う。このウェットエッチングは、例えばアルカリエッチャントを用いた結晶異方性エッチングである。具体的には、シリコン領域６１の主面の法線方向が例えば＜１００＞方向に沿っている場合、結晶方位を考慮してエッチングマスクの開口を形成し、ＫＯＨ（水酸化カリウム）にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を混合したエッチング液を用いてシリコン領域６１をエッチングすることにより、シリコン結晶の（１１０）面を利用した傾斜角４５°の側面６２ａ，６２ｂ及び側面６３ａが形成される。また、シリコン領域６１の主面の法線方向が例えば＜１１０＞方向に沿っている場合には、ＫＯＨ（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などのエッチング液を用いてシリコン領域６１をエッチングすることにより、シリコン結晶の（１００）面を利用した傾斜角４５°の側面６２ａ，６２ｂ及び側面６３ａが形成される。
【００８５】
光透過性光学部品６０の製造方法の具体例について、以下に説明する。まず、凹部６２及び６３の内側面に沿ったパターン（すなわち、凹部６２の平面形状に応じた開口）を有する酸化シリコン製の第１のマスクをシリコン領域６１上に形成し、更に、凹部６２の平面形状に応じた開口を有するとともに凹部６３を覆う窒化シリコン製の第２のマスクを、シリコン領域６１上及び第１のマスク上に形成する（マスク形成工程）。次に、シリコン領域６１に対して上述したようなウェットエッチングを行うことにより、凹部６２の傾斜した側面６２ａ及び６２ｂを形成する。
【００８６】
続いて、凹部６２の内面（側面および底面）に対して熱酸化を行うことにより、凹部６２の側面６２ａ及び６２ｂを含む内面に酸化シリコン膜６５を形成する（熱酸化工程）。その後、熱リン酸を用いて第２のマスクを除去したのち、露出した第１のマスクを用いてウェットエッチングを行うことにより、凹部６３の傾斜した側面６３ａを形成する。なお、この例では、第１のマスクが酸化シリコンからなるので、エッチャントとしてはＫＯＨよりもＴＭＡＨの方がエッチング選択比を高くできる（酸化シリコン膜に対するエッチングレートが遅い）。したがって、ＴＭＡＨを用いて傾斜面（側面６３ａ）を形成可能なように、シリコン領域６１の主面の法線方向が＜１１０＞方向に沿っていることが好ましい。
【００８７】
続いて、窒化シリコン膜６６をシリコン領域６１上の全面に形成する（窒化膜形成工程）。そして、スプレイレジストコータを用いた露光方法により、側面６２ａ上の金属膜６４および凹部６２の周囲の配線パターン６８を形成する。こうして、図２６に示された光透過性光学部品６０が好適に作製される。
【００８８】
ここで、図２７は、光透過面（側面６３ａ）において反射率が最も小さくなるように窒化シリコン膜６６の厚さを設定した場合において、側面６２ｂ上の酸化シリコン膜６５の厚さを変化させたときの半透過反射膜６７の反射率の変化を示すグラフである。図２７に示されるように、窒化シリコン膜６６の厚さを光透過面のために最適化した場合においても、酸化シリコン膜６５の厚さを変化させることによって、半透過反射膜６７の反射率を約５０％から０％に近い範囲内で任意に設定できることがわかる。
【００８９】
図２８は、上述した光透過性光学部品６０を距離計測用ヘッドに応用した例を示す図である。図２８（ａ）は、本変形例に係る距離計測用ヘッド７０の平面図であり、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った側断面図である。
【００９０】
この距離計測用ヘッド７０は、上述した光透過性光学部品６０に加えて、面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）７１といった発光素子と、フォトディテクタ（ＰＤ）７２及び７３といった二つの光検出素子とを備えている。面発光レーザ素子７１は、光透過性光学部品６０の側面６２ｂを覆うように凹部６２上に実装されており、１μｍ以上１．７μｍ以下の波長域に含まれるレーザ光Ｌｃ１を側面６２ｂに向けて出射する。このレーザ光Ｌｃ１の一部Ｌｃ２は側面６２ｂにおいて反射し、側面６２ａへ向かう。光Ｌｃ２は、側面６２ａにおいてシリコン領域６１の厚さ方向に反射する。フォトディテクタ７２は、光透過性光学部品６０の側面６２ａを覆うように凹部６２上に実装されており、側面６２ａにおいて反射した光Ｌｃ２を受け、この光Ｌｃ２の強度に応じた電気信号（参照信号）を生成する。
【００９１】
また、レーザ光Ｌｃ１の残りの部分Ｌｃ３は、側面６２ｂを透過してシリコン領域６１に入射し、シリコン領域６１の裏面において反射する。このとき、光Ｌｃ３はシリコン領域６１の裏面に対して全反射臨界角以上の角度で入射するので、シリコン領域６１の裏面には金属膜等は特段必要ない。その後、光Ｌｃ３は、側面６３ａを透過してシリコン領域６１の厚さ方向に出射する。この光Ｌｃ３は、距離計測用ヘッド７０の外部へ出射して測距対象物に到達し、測距対象物において反射して距離計測用ヘッド７０に戻る。フォトディテクタ７３は、光透過性光学部品６０の凹部６２，６３を除くシリコン領域６１上に実装されており、距離計測用ヘッド７０に戻った光Ｌｃ３を受け、この光Ｌｃ３の強度に応じた電気信号（距離信号）を生成する。
【００９２】
なお、レーザ光Ｌｃ１から分岐される２つの光Ｌｃ２，Ｌｃ３のうち、光Ｌｃ３は距離計測用ヘッド７０から測距対象物へ投射されるので、光Ｌｃ３には光Ｌｃ２より大きな強度が割り当てられることが好ましい。そのため、側面６２ｂにおける反射率が５％ないし１０％となるように酸化シリコン膜６５の厚さを設定することが好ましい（図２７）。また、側面６３ａから出射した後の光Ｌｃ３の光路上には、レンズ付キャップ７４が配置されることが好ましい。これにより、光Ｌｃ３をより遠くの測距対象物まで到達させることができる。また、距離計測用ヘッド７０に戻った光Ｌｃ３を、フォトディテクタ７３に向けて集光することができる。
【００９３】
また、図２８に示された例では、フォトディテクタ７３として裏面入射型のものが用いられている。これにより、ボンディングワイヤを使用せずにフォトディテクタ７３を実装することができるので、ウエハ段階での組立てが容易となり、量産性に適した距離計測用ヘッド７０を提供できる。但し、フォトディテクタ７３は表面入射型であっても良く、その場合、配線パターンとフォトディテクタ７３の電極とがワイヤボンディングによって接続されると良い。
【００９４】
また、距離計測用ヘッド７０を製造する際、レンズ付キャップ７４はウエハ段階で光透過性光学部品６０に固定されることが好ましい。この場合、後述する第４変形例と同様の理由により、レンズ付キャップ７４と光透過性光学部品６０とのアライメントの精度を高めることができる。
【００９５】
（第４の変形例）
上記実施形態では、光透過性光学部品１２を有する第１の板状部材１０と、固定反射鏡２２や可動反射鏡２３といった光反射性光学部品を有する第２の板状部材２０とが互いに張り合わされることにより、干渉光学系が構成されている。そして、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを接合する際に、第１の板状部材１０のアライメントマーク１７と、第２の板状部材２０のアライメントマーク２７とを用いて位置合わせしている。本変形例では、上記実施形態より更にアライメントの精度を高くすることが可能な方法について説明する。
【００９６】
図２９は、本変形例に係る製造方法について説明するための図である。上記実施形態では、アライメントマーク１７，２７を板状部材１０，２０の周縁部１０ｃ，２０ｃに形成しているが、図２９（ａ）に示されるように、複数の板状部材１０，２０を作製するために使用されるウエハ８０，９０の周縁部のそれぞれに、アライメントマーク８７，９７を形成してもよい。なお、図２９（ａ）に示されるウエハ８０は、シリコン領域をエッチングすることにより形成された光透過性光学部品１２をそれぞれ有する複数の領域を含んでいる。また、ウエハ９０は、光反射性光学部品（入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４）を主面９０ａ側に有する複数の領域９１を含んでいる。
【００９７】
本変形例では、まず、図２９（ａ）に示されるように、ウエハ８０，９０の周縁部のそれぞれに、ウエハ８０，９０の位置合わせの為の複数のアライメントマーク８７，９７を形成する。そして、図２９（ｂ）に示されるように、複数のアライメントマーク８７，９７の位置が互いに一致するように、ウエハ８０の光透過性光学部品１２が形成された部品形成面８０ａと、ウエハ９０の主面９０ａとを対向させる。この状態で、ウエハ８０，９０を互いに接合する（図２９（ｃ））。その後、この接合後のウエハを所定の切断ライン８１に沿って切断し、板状部材１０，２０に対応する領域を切り出すことによって（図２９（ｄ））、光モジュール９９が作製される。
【００９８】
通常、光学素子のアライメントでは、光学素子同士の平行な位置ずれよりも、相対角度のずれが大きな問題となる。複数の光学素子間をビームが伝搬する場合、ビーム径が広がらないように平行光を利用するので、光学素子同士の平行な位置ずれは大きな問題とならないことが多い。これに対し、相対角度のずれは、光学素子間の距離が長くなるほど大きな位置ずれを生じさせるので、光学素子の有効面からビームが外れてしまい、光利用効率が低下するおそれがある。
【００９９】
本変形例では、ウエハ８０，９０の周縁部にアライメントマーク８７，９７を形成するので、複数のアライメントマーク同士の距離を極めて長くすることができる。したがって、フリップチップボンディングにおける接合精度（例えば１０μｍ程度）が変わらない場合でも、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０との相対角度のずれを顕著に低減することができる。例えば、６インチウエハを用いて、アライメントマーク８７，９７をそれぞれ１３０ｍｍ間隔で作成した場合、角度ずれはｔａｎ−１（０．０２／１３０）＝０．００９°となり、殆ど無視できる大きさとなる。
【０１００】
本発明による光学部品の製造方法および光学部品は、上述した実施形態及び各変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び各変形例では、本発明により製造される光学部品としてマイケルソン干渉光学系の一部品を例示したが、本発明は、干渉光学系に限らず、半透過反射面を有する様々な光学部品に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…第１の板状部材、１０ａ…部品形成面、１０ｃ…周縁部、１１…シリコン領域、１２…光透過性光学部品、１２ａ〜１２ｄ…側面、１３…半透過反射膜、１４…酸化シリコン膜、１６，１８…窒化シリコン膜、１７，２７…アライメントマーク、１９…窒化シリコン膜、２０…第２の板状部材、２０ａ…主面、２０ｃ…周縁部、２１…入射鏡、２２…固定反射鏡、２３…可動反射鏡、２４…出射鏡、２５…シリコン層、２６…金属膜、２８…支持基板、２９…絶縁層、３０…静電アクチュエータ、５１〜５４…光透過性光学部品、６０…光透過性光学部品、６１…シリコン領域、６２，６３…凹部、６４…金属膜、６５…酸化シリコン膜、６６…窒化シリコン膜、６７…半透過反射膜、６８…配線パターン、７０…距離計測用ヘッド、７１…面発光レーザ素子、７２，７３…フォトディテクタ、７４…レンズ付キャップ、８０，９０…ウエハ、８７，９７…アライメントマーク、９９…光モジュール、Ｌ１〜Ｌ３…被測定光、Ｌ４…干渉光像。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の製造方法及び光学部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、ＭＥＭＳ技術を用いてＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板上に干渉光学系を構成した光モジュールが開示されている。これらの干渉光学系は、ビームスプリッタと、静電アクチュエータに取り付けられた可動鏡と、固定鏡とを備えており、これらはＳＯＩ基板のシリコン層および絶縁層を任意の形状にエッチングすることにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０２１３２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７００２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
干渉光学系などを構成する光学部品において、シリコン基板やシリコン層をエッチングすることによって光透過面や半透過反射面（ハーフミラー）が形成されることがある。しかしながら、例えば波長１μｍ付近におけるシリコンの屈折率は約３．５なので、半透過反射面におけるフレネル反射による反射率は約３０％となり、干渉光学系における理想的な値である５０％には遠く及ばない。また、光透過面の透過率は約７０％となり、光透過面においても光の損失が発生してしまう。特に、干渉光学系においては、シリコンの波長分散に起因して光の波長に応じた光路長の補正が必要となり、その補正のための光学部品が設置されるので、該光学部品の光透過面における損失が更に加わることとなる。
【０００５】
上述した問題を解決するために、光透過面には反射防止膜が設けられることが好ましく、また、半透過反射面には半透過反射膜が設けられることが好ましい。反射防止膜は、例えば窒化シリコン膜によって好適に実現され、その膜厚によって透過率を適切な値に調整することができる。また、半透過反射膜は、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とを積層することによって好適に実現され、その膜厚によって反射率を適切な値に調整することができる。しかしながら、半透過反射面が基板面に対して大きく傾斜している場合や垂直に近い場合には、半透過反射面に対して酸化シリコン膜をＣＶＤ等により均一に形成することは困難であり、このような半透過反射面に酸化シリコン膜を均一に形成し得る方法が望まれる。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面に酸化シリコン膜を均一に形成し得る光学部品の製造方法、並びにこの方法により製造された光学部品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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明による光学部品の製造方法は、シリコン領域を含む板状部材のシリコン領域をエッチングして凹部を形成する第１のエッチング工程と、凹部の内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜を形成する熱酸化工程と、酸化シリコン膜を覆う窒化シリコン膜を形成する窒化膜形成工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
この製造方法では、半透過反射面となる内側面を有する凹部をシリコン領域に形成したのち、この内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜を形成している。このような方法によれば、内側面（半透過反射面）が基板面に対して大きく傾斜している（或いは垂直に近い）場合であっても、ＣＶＤを用いた場合と異なり酸化シリコン膜を当該内側面上に均一な厚さでもって形成することができる。そして、その酸化シリコン膜を覆うように窒化シリコン膜を形成することによって、半透過反射膜を内側面上に好適に形成することができる。
【０００９】
また、光学部品の製造方法は、熱酸化工程と窒化膜形成工程との間に、酸化シリコン膜の不要な部分を除去する不要部分除去工程を更に含むことを特徴としてもよい。上記製造方法において、凹部の内側面の一部のみを半透過反射面として用いる場合には、上記製造方法が不要部分除去工程を更に含むことによって、酸化シリコン膜の不要部分を除去し、所望の光学部品を作製することができる。
【００１０】
また、光学部品の製造方法は、第１のエッチング工程の前に、内側面の一部に沿ったパターンを有する第１のマスクをシリコン領域上に形成し、更に、凹部の平面形状に応じた開口を有する第２及び第３のマスクをシリコン領域上及び第１のマスク上に順次形成するマスク形成工程を更に含み、第１のエッチング工程において、第３のマスクを用いてシリコン領域に対しドライエッチングを行った後、第３のマスクを除去し、熱酸化工程において、第２のマスクを用いて凹部の内側面を熱酸化させた後、第２のマスクを除去し、熱酸化工程ののち、不要部分除去工程の前に、第１のマスクを用いてシリコン領域をエッチングすることを特徴としてもよい。或いは、光学部品の製造方法は、第１のエッチング工程の前に、内側面の一部に沿ったパターンを有する第１のマスクをシリコン領域上に形成し、更に、凹部の平面形状に応じた開口を有する第２のマスクをシリコン領域上及び第１のマスク上に順次形成するマスク形成工程を更に含み、第１のエッチング工程において、第２のマスクを用いてシリコン領域に対しウェットエッチングを行い、熱酸化工程において、第２のマスクを用いて凹部の内壁面を熱酸化させた後、第２のマスクを除去し、熱酸化工程ののち、不要部分除去工程の前に、第１のマスクを用いてシリコン領域をエッチングすることを特徴としてもよい。これらのうち何れかの製造方法によれば、前述した第１のエッチング工程及び熱酸化工程を好適に実施でき、且つ、半透過反射面を有する光学部品を所望の形状に成形することができる。
【００１１】
また、光学部品の製造方法は、窒化膜形成工程において、減圧化学気相成長法を用いて窒化シリコン膜を形成することを特徴としてもよい。これにより、基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）内側面上に窒化シリコン膜を均一に形成することができる。
【００１２】
また、光学部品の製造方法は、第１のエッチング工程において、凹部の内側面を、板状部材の厚さ方向に沿って形成することを特徴としてもよい。上述した製造方法によれば、このように板状部材の板面に対して垂直に近い内側面に対しても、酸化シリコン膜を均一に形成することができる。なお、上述した製造方法では、第１のエッチング工程において、シリコン領域に対してウェットエッチングを行うことにより、凹部の内側面を、板状部材の厚さ方向に対し傾斜した方向に沿って形成してもよい。
【００１３】
また、本発明による光学部品は、板状部材に含まれ、エッチングにより一側面が形成されたシリコン領域と、一側面を覆う酸化シリコン膜と、酸化シリコン膜を覆う窒化シリコン膜とを備え、酸化シリコン膜は、シリコン領域に形成された凹部の内側面が熱酸化されて形成されたことを特徴とする。この光学部品によれば、板状部材の板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面としての一側面上に酸化シリコン膜が均一に形成された光学部品を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による光学部品の製造方法及び光学部品によれば、基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面に酸化シリコン膜を均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の板状部材の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示されたII−II線に沿った断面を示す図である。
【図３】第２の板状部材の外観を示す斜視図である。
【図４】図３に示されたIV−IV線に沿った断面を示す図である。
【図５】第１の板状部材と第２の板状部材とを互いに接合した状態を示す断面図である。
【図６】可動反射鏡を駆動する静電アクチュエータの外観を示す斜視図である。
【図７】光透過性光学部品及び光反射性光学部品によって構成されるマイケルソン干渉光学系を説明するための平面図である。
【図８】第１の板状部材の製造方法におけるマスク形成工程を示す図である。
【図９】第１の板状部材の製造方法におけるマスク形成工程を示す図である。
【図１０】第１の板状部材の製造方法における第１のエッチング工程を示す図である。
【図１１】第１の板状部材の製造方法における熱酸化工程を示す図である。
【図１２】第１の板状部材の製造方法における熱酸化工程中の窒化膜除去を示す図である。
【図１３】第１の板状部材の製造方法における第２のエッチング工程を示す図である。
【図１４】第１の板状部材の製造方法における第３のエッチング工程を示す図である。
【図１５】第１の板状部材の製造方法における窒化膜形成工程を示す図である。
【図１６】第１の板状部材と第２の板状部材とを相互に貼り合わせる様子を模式的に示す斜視図である。
【図１７】アライメントマークが一致するように第１及び第２の板状部材を位置合わせする様子を示す図である。
【図１８】光透過性光学部品の一例として、干渉光学系等に用いられるビームスプリッタを模式的に示す平面図である。
【図１９】波長分散を補償するための光学部材を有する干渉光学系の構成例を示す平面図である。
【図２０】光透過面に形成される窒化シリコン膜の厚さを０．１７９μｍとした場合における、各光透過面の光透過特性を示すグラフである。
【図２１】半透過反射面に形成される酸化シリコン膜の厚さを０．２４μｍとし、その上に形成される窒化シリコン膜の厚さを０．１７９μｍとした場合における、半透過反射面の光反射特性を示すグラフである。
【図２２】一変形例として、二つの光透過性光学部品を備える干渉光学系を示す平面図である。
【図２３】窒化シリコン膜の厚さを実施形態と同様とした場合における、光透過面の光透過特性を示すグラフである。
【図２４】酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の厚さを実施形態と同様とした場合における、半透過反射面の光反射特性を示すグラフである。
【図２５】第２変形例として、干渉光学系の構成を示す平面図である。
【図２６】第３変形例に係る光透過性光学部品の構成を示す図である。
【図２７】酸化シリコン膜の厚さを変化させたときの半透過反射膜の反射率の変化を示すグラフである。
【図２８】第３変形例に係る光透過性光学部品を距離計測用ヘッドに応用した例を示す図である。
【図２９】第４変形例に係る製造方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明による光学部品の製造方法及び光学部品の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
先ず、本発明の一実施形態に係る製造方法によって作製される光学部品を有する第１の板状部材について説明する。その後、該第１の板状部材とは別に作製される第２の板状部材について説明する。なお、第１及び第２の板状部材は、互いに張り合わされることにより、マイケルソン干渉光学系を内蔵する一つの光モジュールを構成する。
【００１８】
図１及び図２は、第１の板状部材１０を示す図である。図１は、第１の板状部材１０の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示されたII−II線に沿った断面を示す図である。第１の板状部材１０は、シリコン基板をエッチングすることによって作製された部材であり、主としてシリコンから成る。第１の板状部材１０は、部品形成面１０ａと、部品形成面１０ａとは反対側の裏面１０ｂとを有する。
【００１９】
図１に示されるように、第１の板状部材１０の部品形成面１０ａ側には、光透過性光学部品１２が形成されている。光透過性光学部品１２は、シリコン基板を構成するシリコン領域１１をエッチングすることにより形成された光学部品であって、所定波長の光を透過する。本実施形態の光透過性光学部品１２は、略Ｖ字状といった平面形状を有しており、光学的に機能する４つの側面１２ａ〜１２ｄを有する。側面１２ａは半透過反射面（ハーフミラー）であり、使用波長範囲の光に対して例えば３０％〜５０％の反射率を有する。この半透過反射面は、マイケルソン干渉光学系においてビームスプリッタとして機能する。側面１２ｂ〜１２ｄは光透過面であり、使用波長範囲の光に対して例えば９０％〜９９％の透過率を有する。
【００２０】
図２に示されるように、光透過性光学部品１２の側面１２ａは、シリコン領域１１の側面上に形成された酸化シリコン膜１４と、該酸化シリコン膜１４上に形成された窒化シリコン膜１６とから成る半透過反射膜１３によって覆われている。側面１２ａにおける波長−反射特性は、酸化シリコン膜１４及び窒化シリコン膜１６それぞれの厚さに応じて変化する。また、光透過性光学部品１２の側面１２ｂ〜１２ｄは、シリコン領域１１の側面上に形成された窒化シリコン膜１６から成る反射防止膜（ＡＲ膜）にによって覆われている。側面１２ｂ〜１２ｄにおける波長−反射特性は、窒化シリコン膜１６の厚さに応じて変化する。なお、酸化シリコン膜１４は、光透過性光学部品１２の側面１２ａから光透過性光学部品１２の周辺のシリコン領域１１上にわたって形成されており、後述するように、シリコン領域１１を熱酸化させて形成される。また、窒化シリコン膜１６は、酸化シリコン膜１４上および光透過性光学部品１２の側面１２ｂ〜１２ｄ上を含むシリコン領域１１上の全面にわたって形成されている。光透過性光学部品１２の上面と窒化シリコン膜１６との間には、酸化シリコン膜１８が介在している。酸化シリコン膜１８は、シリコン領域１１をエッチングして光透過性光学部品１２を形成する際に使用されたエッチングマスクである。
【００２１】
第１の板状部材１０の周縁部１０ｃは、部品形成面１０ａに対して厚さ方向にやや突出しており、光透過性光学部品１２を囲んでいる。周縁部１０ｃには、後述する第２の板状部材との位置合わせ為の複数（本実施形態では二つ）のアライメントマーク１７が形成されている。一実施例では、第１の板状部材１０の一辺における周縁部１０ｃに一つのアライメントマーク１７が形成されており、第１の板状部材１０の他の一辺（好適には、前記一辺と対向する辺）における周縁部１０ｃに他の一つのアライメントマーク１７が形成されている。これらのアライメントマーク１７は、例えば十字状といった任意の平面形状を有しており、本実施形態では周縁部１０ｃに形成された溝によって構成されている。
【００２２】
図３及び図４は、第２の板状部材２０を示す図である。図３は、第２の板状部材２０の外観を示す斜視図であり、図４は、図３に示されたIV−IV線に沿った断面を示す図である。なお、図３には、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とが接合された状態における光透過性光学部品１２の位置及び範囲が、一点鎖線で示されている。
【００２３】
第２の板状部材２０は、支持基板２８上に絶縁層２９及びシリコン層２５が積層された、いわゆるシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板のシリコン層２５をエッチングすることによって作製された部材である。第２の板状部材２０は、支持基板２８が露出している主面２０ａと、主面２０ａとは反対側の裏面２０ｂとを有する。図３に示されるように、第２の板状部材２０の主面２０ａ側には、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４が形成されている。これらの鏡２１〜２４は、ＳＯＩ基板のシリコン層２５をエッチングすることにより形成された面上に金属膜２６が成膜された光学部品であって、これらに到達した光を全反射する。なお、本実施形態では、金属膜２６を蒸着する際の都合により、主面２０ａ上にも金属膜２６が形成されている。入射鏡２１及び出射鏡２４の各鏡面は、主面２０ａの法線方向に対して例えば４５°といった角度で傾斜している。一方、固定反射鏡２２及び可動反射鏡２３の各鏡面は、主面２０ａの法線方向に沿っており、主面２０ａに対して略垂直に形成されている。入射鏡２１は、主面２０ａの法線方向から第１の板状部材１０を透過して入射した光を、光透過性光学部品１２の半透過反射面である側面１２ａに向けて反射する。固定反射鏡２２は、光透過性光学部品１２の光透過面である側面１２ｃから出射された光を、該側面１２ｃへ向けて反射する。可動反射鏡２３は、光透過性光学部品１２の光透過面である側面１２ｄから出射された光を、該側面１２ｄへ向けて反射する。なお、可動反射鏡２３は、後述する静電アクチュエータによって、入射する光の光軸に沿った方向に平行移動することができる。出射鏡２４は、光透過性光学部品１２の光透過面である側面１２ｄから出射された光（干渉光）を、主面２０ａの法線方向に反射する。この干渉光は、第１の板状部材１０を透過して光モジュールの外部へ出射される。
【００２４】
第２の板状部材２０の周縁部２０ｃは、主面２０ａに対して厚さ方向に突出しており、光反射性光学部品である鏡２１〜２４を囲んでいる。周縁部１０ｃには、前述した第１の板状部材１０との位置合わせ為の複数（本実施形態では二つ）のアライメントマーク２７が、第１の板状部材１０のアライメントマーク１７に対応する位置に形成されている。一実施例では、第２の板状部材２０の一辺における周縁部２０ｃに一つのアライメントマーク２７が形成されており、第２の板状部材２０の他の一辺（好適には、前記一辺と対向する辺）における周縁部２０ｃに他の一つのアライメントマーク２７が形成されている。これらのアライメントマーク２７は、第１の板状部材１０のアライメントマーク１７と同様の平面形状を有しており、例えば周縁部２０ｃに形成された溝によって構成される。
【００２５】
図５は、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを互いに接合した状態を示す断面図である。図５に示されるように、これらの板状部材１０，２０は、第１の板状部材１０の光透過性光学部品１２が形成された部品形成面１０ａと、第２の板状部材２０の主面２０ａとが対向するように互いに接合される。このとき、光透過性光学部品１２は、固定反射鏡２２と出射鏡２４との間に配置され、且つ、図３に示された入射鏡２１と可動反射鏡２３との間に配置される。また、このとき、光透過性光学部品１２の上面に形成された窒化シリコン膜１９と、第２の板状部材２０の主面２０ａ上に形成された金属膜２６との間には、隙間が存在することが好ましい。
【００２６】
ここで、図６は、可動反射鏡２３を駆動する静電アクチュエータ３０の外観を示す斜視図である。図６に示されるように、静電アクチュエータ３０は、第２の板状部材２０の主面２０ａに固定された第１電極３１と、可動反射鏡２３に固定された第２電極３２とを有する。静電アクチュエータ３０は、第１電極３１と第２電極３２との間に静電気力を発生させることにより、第２電極３２を第１電極３１に対して相対的に変位させるものである。
【００２７】
第１電極３１は、絶縁層２９（図４を参照）を介して支持基板２８に固定された固定部３１ａと、第２電極３２と対向する固定部３１ａの側面に形成された櫛歯部３１ｂとを有する。なお、櫛歯部３１ｂは、該部分と支持基板２８との間の絶縁層２９が除去されたことにより、支持基板２８に対して浮いた状態となっている。
【００２８】
第２電極３２は、可動反射鏡２３と第１電極３１との間に配置されている。第２電極３２は、可動反射鏡２３の鏡面に垂直な方向に延設されてその一端において可動反射鏡２３を支持する支柱３２ａと、支柱３２ａの他端を支持する櫛歯部３２ｂと、板ばねを連結した構造を有しており櫛歯部３２ｂの両端を弾性的に支持する支持部３２ｃとを有する。支柱３２ａ、櫛歯部３２ｂ、及び支持部３２ｃは、支持基板２８との間の絶縁層２９が除去されたことにより、支持基板２８に対して浮いた状態となっている。また、支持部３２ｃの一端は櫛歯部３２ｂの端部を支持しており、支持部３２ｃの他端は第２の板状部材２０の周縁部２０ｃ（図３を参照）に固定されている。このような構成により、支柱３２ａ及び櫛歯部３２ｂは、可動反射鏡２３の鏡面に垂直な方向に変位可能となっている。櫛歯部３２ｂは第１電極３１の櫛歯部３１ｂと対向しており、櫛歯部３２ｂの櫛歯は、櫛歯部３１ｂの各櫛歯間に配置されている。
【００２９】
第２電極３２に所定の電圧が印加されると、櫛歯部３２ｂと櫛歯部３１ｂとの間に静電気力が働く。この静電気力は第２電極３２に印加される電圧値によって定まるので、櫛歯部３２ｂと櫛歯部３１ｂとの間隔は、該電圧値によって制御される。すなわち、櫛歯部３１ｂ及び支柱３２ａによって支持された可動反射鏡２３の鏡面に垂直な方向における位置は、第２電極３２に印加される電圧によって制御される。
【００３０】
図７は、上述した光透過性光学部品１２、並びに光反射性光学部品（入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４）によって構成されるマイケルソン干渉光学系を説明するための平面図である。光モジュールの外部から第１の板状部材１０を透過して被測定光Ｌ１が入射すると、入射鏡２１は、部品形成面１０ａ及び主面２０ａに沿った方向に被測定光Ｌ１を反射させる。被測定光Ｌ１は、光透過性光学部品１２の側面１２ａ（半透過反射面）に達する。被測定光Ｌ１のうち一部の被測定光Ｌ２は、側面１２ａにおいて反射し、光透過面である側面１２ｂに入射し、光透過性光学部品１２の内部を透過して光透過面である側面１２ｃから出射する。側面１２ｃから出射した被測定光Ｌ２は、固定反射鏡２２において全反射したのち、上記と同じ光路を辿って側面１２ａに戻る。
【００３１】
一方、被測定光Ｌ１のうち被測定光Ｌ２を除く残りの被測定光Ｌ３は、側面１２ａから光透過性光学部品１２に入射する。この被測定光Ｌ３は、光透過性光学部品１２の内部を透過して光透過面である側面１２ｄから出射し、可動反射鏡２３に到達する。そして、この被測定光Ｌ３は、可動反射鏡２３において全反射したのち、上記と同じ光路を辿って側面１２ａに戻る。
【００３２】
固定反射鏡２２から側面１２ａに戻った被測定光Ｌ２と、可動反射鏡２３から側面１２ａに戻った被測定光Ｌ３とは、側面１２ａにおいて互いに合波し、干渉光像Ｌ４となる。干渉光像Ｌ４は、光透過性光学部品１２の内部を透過して側面１２ｄから出射し、出射鏡２４に到達する。干渉光像Ｌ４は、出射鏡２４において反射し、第１の板状部材１０を透過して光モジュールの外部へ出射する。
【００３３】
一実施例では、側面１２ａに対する被測定光Ｌ１の入射角、及び側面１２ｂに対する被測定光Ｌ２の入射角は、共に４５°に設定される。また、光透過性光学部品１２の側面１２ａと側面１２ｄとは互いに平行に設定され、側面１２ｂと側面１２ｃとは互いに平行に設定される。この場合、全ての側面１２ａ〜１２ｄにおいて、入射角及び出射角は全て４５°となり、反射防止膜が同じ厚さであれば全て同一の透過特性が得られる。
【００３４】
なお、被測定光Ｌ２及びＬ３それぞれの光透過性光学部品１２内での光路長が互いに等しくなるように光透過性光学部品１２の形状を設計することによって、シリコン内部での波長分散による影響を効果的にキャンセルすることができる。また、干渉光学系全体における被測定光Ｌ２及びＬ３それぞれの光路長を等しくするために、側面１２ａと側面１２ｂとの間における被測定光Ｌ２の光路長、及び側面１２ｃと固定反射鏡２２との間における被測定光Ｌ２の光路長の和と、側面１２ｄと可動反射鏡２３との間における被測定光Ｌ３の光路長とは互いに等しいことが好ましい。
【００３５】
続いて、本実施形態に係る光モジュールの製造方法について説明する。図８〜図１５は、第１の板状部材１０の製造方法における各工程を示す図であって、（ａ）は光透過性光学部品１２に相当する領域の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示されたＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【００３６】
＜マスク形成工程＞
まず、図８に示されるように、シリコン領域１１を含む板状部材を準備する。このような板状部材としては、シリコン基板や、支持基板上に絶縁層およびシリコン層が積層されたＳＯＩ基板等が好適である。そして、シリコン領域１１上に、酸化シリコン膜１８を形成する。この酸化シリコン膜１８は、本実施形態における第１のマスクであって、側面１２ａ〜１２ｄを有する光透過性光学部品１２の平面形状に応じたパターン、すなわち側面１２ａ〜１２ｄに沿ったパターンを有する。このような酸化シリコン膜１８は、後述する熱酸化工程において高温に曝されることを考慮し、例えば熱酸化や熱ＣＶＤによってシリコン領域１１上の全面に酸化シリコン膜を形成したのち、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて好適に形成される。
【００３７】
次に、図９に示されるように、シリコン領域１１上の全面を覆うように窒化シリコン膜４１（第２のマスク）を形成する。窒化シリコン膜４１は、後述する熱酸化工程において高温に曝されることを考慮し、例えば高温処理の減圧化学気相成長法（ＬＰ−ＣＶＤ；Low Pressure-Chemical Vapor Deposition）によって好適に形成される。このとき、酸化シリコン膜１８も窒化シリコン膜４１によって覆われる。そして、図１０に示されるように、開口４２ａを有するレジストマスク４２（第３のマスク）を窒化シリコン膜４１上に形成する。開口４２ａは、後の工程において形成されるシリコン領域１１の凹部の平面形状に応じた形状を有しており、シリコン領域１１の厚さ方向から見て酸化シリコン膜１８と重ならないように、酸化シリコン膜１８に隣接して形成される。開口４２ａの平面形状は例えば四角形状であり、その一辺は、酸化シリコン膜１８の一辺（光透過性光学部品１２の側面１２ａに対応する辺）１８ａに重なっている。そして、このレジストマスク４２をエッチングマスクとして用い、窒化シリコン膜４１のエッチングを行うことにより、窒化シリコン膜４１に開口を形成する。
【００３８】
＜第１のエッチング工程＞
続いて、レジストマスク４２をエッチングマスクとして用い、シリコン領域１１に対してドライエッチングを行う。これにより、シリコン領域１１に凹部１１ａが形成され、同時に、凹部１１ａの内側面の一部として光透過性光学部品１２の側面１２ａが形成される。なお、シリコン領域１１を含む板状部材としてＳＯＩ基板を使用した場合には、絶縁層がエッチング停止層として機能するので、エッチング深さをより高精度に制御することができる。また、この工程では、ドライエッチングの方法として、例えばボッシュプロセスを用いた深堀りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法などを用いるとよい。この工程ののち、レジストマスク４２を除去する。
【００３９】
この第１のエッチング工程では、シリコン領域１１に対して例えばアルカリ性エッチャントを用いたウェットエッチングを行ってもよい。そのような場合でも、エッチングにより形成される凹部１１ａの側面をシリコン領域１１の結晶面に一致させるなどの方法によって、シリコン領域１１の厚さ方向に沿った（板面に対して垂直な）凹部１１ａの側面を好適に形成することができる。このような結晶面としては、例えば（１００）面や（１１１）面が好適である。なお、このようにウェットエッチングによって凹部１１ａを形成する場合には、エッチング前にレジストマスク４２を除去し、窒化シリコン膜４１をエッチングマスクとして用いても良い。
【００４０】
＜熱酸化工程＞
続いて、図１１に示されるように、凹部１１ａの内面（内側面および底面）を熱酸化させることにより、酸化シリコン膜１４を形成する。このとき、凹部１１ａの内面を除くシリコン領域１１の表面は窒化シリコン膜４１によって覆われているので、凹部１１ａの内面のみ熱酸化される。また、本工程では、熱酸化により形成される酸化シリコン膜１４の膜厚を、完成後の光モジュールにおける酸化シリコン膜１４の膜厚の２倍程度（例えば０．４８μｍ）にしておくとよい。この工程ののち、例えば１５０℃〜１７０℃に加熱した熱リン酸液を用いて窒化シリコン膜４１を除去する（図１２）。熱リン酸液を用いることによって、酸化シリコン膜１４及び１８を残したまま窒化シリコン膜４１のみを好適に除去できる。
【００４１】
＜第２のエッチング工程＞
続いて、図１３に示されるように、酸化シリコン膜１８をエッチングマスクとして用い、シリコン領域１１を再びエッチングすることにより、側面１２ａとは別の側面１２ｂ〜１２ｄをシリコン領域１１に形成する。これにより、光透過性光学部品１２が形成される。なお、本工程でのエッチング方法としては、ドライエッチングおよびアルカリウェットエッチングの何れでもよい。
【００４２】
＜不要部分除去工程＞
続いて、酸化シリコン膜１４のうち不要な部分１４ａ（図１３を参照）を除去するため、例えば希フッ酸を用いたエッチングを行う。このとき、酸化シリコン膜１４のうちシリコン領域１１に沿っていない部分１４ａは、希フッ酸によって内外面の双方からエッチングされるので、シリコン領域１１に沿った他の部分と比較して約２倍の速さでエッチングされる。したがって、該部分１４ａが完全に除去されたタイミングにおいて、他の部分（特に側面１２ａ上の部分）は膜厚の半分程度しかエッチングされない。このような工程により、図１４に示されるように、酸化シリコン膜１４の不要な部分１４ａが除去され、酸化シリコン膜１４の他の部分は残存することとなる。熱酸化により形成された直後の酸化シリコン膜１４の厚さが０．４８μｍである場合、本工程後における酸化シリコン膜１４の厚さは０．２４μｍである。この厚さによって半透過反射膜１３の反射率が変化するので、本工程における酸化シリコン膜１４の減厚分を考慮して上述した熱酸化工程を行うことが望ましい。
【００４３】
なお、上述した工程では酸化シリコン膜１４の不要な部分１４ａをエッチングによって除去したが、該部分１４ａの厚さによっては、ウェット処理の際の水圧によって該部分１４ａを折ることにより除去してもよい。
【００４４】
＜窒化膜形成工程＞
続いて、図１５に示されるように、シリコン領域１１上の全面に、窒化シリコン膜１６を形成する。この工程では、側面１２ａ上の酸化シリコン膜１４、および他の側面１２ｂ〜１２ｄを少なくとも覆うように窒化シリコン膜１６を形成する。これにより、反射防止膜としての窒化シリコン膜１６が側面１２ｂ〜１２ｄに形成され、同時に、半透過反射膜１３の一部を構成する窒化シリコン膜１６が酸化シリコン膜１４上に形成される。なお、この工程では、酸化シリコン膜１４上および側面１２ｂ〜１２ｄ上に窒化シリコン膜１６を均一に形成する為に、高温処理の減圧化学気相成長法（ＬＰ−ＣＶＤ）を用いて窒化シリコン膜１６を形成することが好ましい。
【００４５】
以上に説明した方法によって、第１の板状部材１０が好適に作製される。一方、第２の板状部材２０のうち静電アクチュエータ３０以外の部分は、例えば次のようにして作製される。まず、ＳＯＩ基板を準備する。このＳＯＩ基板のシリコン層の表面上に、酸化シリコン膜を形成する。次に、この酸化シリコン膜をエッチングすることにより、入射鏡２１の傾斜した鏡面に対応する開口と、出射鏡２４の傾斜した鏡面に対応する開口とを形成する。そして、ＳＯＩ基板のシリコン層上の全域にわたって、窒化シリコン膜を形成する。この窒化シリコン膜をエッチングすることにより、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４にそれぞれ対応する開口を形成する。
【００４６】
続いて、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜を介して、シリコン層に対しドライエッチングを施す。このとき、ＳＯＩ基板の絶縁層が露出するまでシリコン層をエッチングする。これにより、シリコン層において、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４が形成される。そして、シリコン層の露出した側面を酸化シリコン膜によって保護したのち、窒化シリコン膜を除去する。このとき、例えば熱リン酸等を用いて酸化シリコン膜を残しつつ選択的に窒化シリコン膜をエッチングする。これにより、入射鏡２１及び出射鏡２４の傾斜した鏡面に対応する酸化シリコン膜の開口が再び現れ、当該部分のシリコン層が露出することとなる。その後、露出したシリコン層に対してウェットエッチングを施す。このとき、例えばアルカリエッチングによりシリコン層の露出部分を異方性エッチングする。これにより、入射鏡２１及び出射鏡２４の傾斜した鏡面がシリコン層に形成される。
【００４７】
続いて、酸化シリコン膜を除去し、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４の各鏡面上に金属膜２６を形成する。まず、ＳＯＩ基板の部品形成面を覆うようにシャドウマスクを配置する。このシャドウマスクには、入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４のそれぞれにおいて鏡面となる部分を全て含むような一つの大きな開口が形成されている。そして、このシャドウマスクを介して金属材料を物理蒸着することにより、上記各鏡面上に金属膜２６を形成する。このとき、金属膜２６の形成方法としては、エネルギーの高いスパッタ方式の他、抵抗蒸着やＥＢ蒸着が好適である。こうして、第２の板状部材２０が好適に作製される。
【００４８】
図１６は、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを相互に貼り合わせる様子を模式的に示す斜視図である。この工程では、部品形成面１０ａと主面２０ａとが対向するように、且つ、第１の板状部材１０の光透過性光学部品１２と、第２の板状部材２０の入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４とが図７に示された位置関係となるように、第１及び第２の板状部材１０，２０を相互に貼り合わせる。このとき、第１の板状部材１０の周縁部１０ｃ、及び、第２の板状部材２０の周縁部２０ｃのそれぞれにアライメントマーク１７，２７を形成し、図１７に示されるように、これらのアライメントマーク１７，２７が一致するように第１及び第２の板状部材１０，２０を位置合わせした後に、周縁部１０ｃ，２０ｃを互いに接合するとよい。また、第１及び第２の板状部材１０，２０の接合方法としては、直接接合させる方法、半田を介して接合させる方法、或いは樹脂を介して接合させる方法などが好適である。
【００４９】
以上に説明した、本実施形態に係る光学部品の製造方法による効果について、ＭＥＭＳ技術を用いた一般的な光学部品が抱える課題とともに説明する。
【００５０】
ＭＥＭＳ技術によれば、半導体フォトリソグラフィ技術を用いた微細且つ高精度な加工が可能であり、光を波として処理するような光干渉計や回折格子等を構成する光学部品を好適に作製することができる。特に、シリコン基板やＳＯＩ基板を用いたＭＥＭＳ加工では、シリコンが適度な弾性を有することから、機械的特性が良く信頼性が高いセンサやアクチュエータを作製することができ、また、シリコン結晶の異方性を利用した斜面の形成や、ボッシュプロセスなどを用いた深いトレンチの形成が可能である。このため、ＭＥＭＳ技術は、加速度センサ、圧力センサ、プロジェクタの画素ミラー（デジタルミラーデバイス等）、ＦＴＩＲ（Fourier TranformInfrared Spectrometer）分光器の為の光干渉計などを製造する為に利用される。特に、光干渉計については幅広い応用が可能であり、ＦＴＩＲだけでなく、ＯＣＴ（Optical Coherent Tomography）や、膜厚測定、表面粗さ測定などへの応用が可能であり、且つ、これらの計測器を小型に構成することができる。しかしながら、シリコン基板等にＭＥＭＳ加工を行って種々の光学部品を作製する場合、以下に説明するような課題が存在する。
【００５１】
図１８は、光学部品の一例として、干渉光学系等に用いられるビームスプリッタ１００を模式的に示す平面図である。このビームスプリッタ１００は、半透過反射面１０１、光反射面１０３、及び光透過面１０４を有する。ここで、例えば波長１μｍ帯でのシリコンの屈折率は約３．５なので、シリコン表面におけるフレネル反射の反射率は約３０％となる。すなわち、半透過反射面１０１に到達した光Ｌａ１の３０％は、半透過反射面１０１において反射する。なお、この反射した光Ｌａ２は、図示しない可動反射鏡によって反射されて半透過反射面１０１へ戻り、そのうち７０％が半透過反射面１０１を透過して光透過面１０４に到達する。また、光Ｌａ１のうち残りの７０％（Ｌａ３）は、半透過反射面１０１からビームスプリッタ１００に入射し、光反射面１０３で反射したのち、半透過反射面１０１に戻る。半透過反射面１０１に戻った光Ｌａ３の３０％が半透過反射面１０１において再び反射し、光透過面１０４に到達する。そして、光透過面１０４に到達した光Ｌａ２及びＬａ３の各７０％が、光透過面１０４からビームスプリッタ１００の外部へ出射する。
【００５２】
しかしながら、図１８に示されたビームスプリッタ１００の半透過反射面１０１における反射率（３０％）は、光干渉計としては理想的な値ではない。光干渉計において、最終的に取り出される干渉光の振幅Ａは、半透過反射面１０１における反射率をｒとすると、次の数式（１）によって表される。
【数１】
この数式（１）によれば、ｒが０．５（すなわち反射率５０％）であるときに振幅Ａが最大値（０．５）となる。これに対し、ｒが０．３（すなわち反射率３０％）であるときには、Ａは０．４１となり、光利用効率が２０％程度小さくなる。更に、ビームスプリッタ１００から光Ｌａ２及びＬａ３が出射する際にも３０％の損失が生じるので、最終的な光利用効率は、４１％×７０％＝２８．７％にまで小さくなる。なお、この計算では光反射面１０３における反射率を１００％としているが、光反射面１０３に金属膜を製膜できない場合には、光利用効率は更に低くなる。
【００５３】
このような光利用効率の低さは、シリコンの波長分散に対する補償によって更に顕著となる。シリコンからなる光透過性光学部品の内部を透過する光の光路長は、その光の波長によって異なる。例えば、光透過性光学部品を透過する光の波長が１μｍ〜１．７μｍの範囲内である場合、シリコンからなる光透過性光学部品の屈折率は、３．５±０．０４程度の範囲内で波長に応じて変化する。ここで、図１８に示されたビームスプリッタ１００を例にとって説明する。光Ｌａ１〜Ｌａ３のビーム幅を１５０μｍと仮定すると、光Ｌａ２及びＬａ３が光反射面１０３に遮られることなく光透過面１０４に向けて進む為には、半透過反射面１０１と光反射面１０３との間の光路の長さが少なくとも３６０μｍ程度必要となる。そして、光Ｌａ２はこの光路を往復するので、その間の光Ｌａ２の伝搬距離は７２０μｍ程度となる。結局、上記波長範囲において、７２０μｍ×±０．０４＝±２９μｍ、すなわち光Ｌａ２の波長毎の等価光路長に最大５８μｍのズレが生じてしまい、干渉光像を劣化させてしまう。なお、複素フーリエ変換を使用すれば、位相のずれ（光路長のずれと等価である）を算出できるが、アポタイジング補正等の必要性が増し、分解能劣化に繋がる為、好ましくない。
【００５４】
このような理由から、波長分散を補償するための光学部材が設けられる。図１９は、波長分散を補償するための光学部材を有する干渉光学系の構成例を示す平面図である。図１９に示されるように、この干渉光学系１２０は、ビームスプリッタ１２１と、固定反射鏡１２２と、固定反射鏡１２２の前に設けられたシリコン製の波長分散補償部材１２３と、可動反射鏡１２４とを備えている。ビームスプリッタ１２１の一側面１２１ａは光分岐面として利用され、別の側面１２１ｂは光透過面として利用される。このビームスプリッタ１２１の側面１２１ａに光Ｌｂ１が入射すると、この光Ｌｂ１の一部（３０％）であるＬｂ２は側面１２１ａにて反射し、波長分散補償部材１２３の側面１２３ａを通って固定反射鏡１２２に達する。この光Ｌｂ２は、固定反射鏡１２２において反射し、波長分散補償部材１２３の側面１２３ａを再び通って側面１２１ａに戻る。一方、光Ｌｂ１の他の一部（７０％）であるＬｂ３は側面１２１ａを透過し、側面１２１ｂから出射して可動反射鏡１２４に達する。この光Ｌｂ３は、可動反射鏡１２４において反射し、側面１２１ｂを再び通って側面１２１ａに戻る。側面１２１ａに戻った光Ｌｂ２及びＬｂ３は、側面１２１ｂから外部へ向けて出射する。
【００５５】
図１９に示された干渉光学系１２０によれば、光Ｌｂ２の光路長と、光Ｌｂ３の光路長とを等しくすることによって、上述した波長分散を補償することが可能となる。しかしながら、このように波長分散補償の為の光学部材（波長分散補償部材１２３）を設けると、光が通過する光透過面の数が増し、それらの光透過面を通過する毎に損失が発生するので、光利用効率は更に低下してしまう。例えば、図１９に示された干渉光学系１２０では、光利用効率は
【数２】
となってしまう。
【００５６】
以上に述べたような課題は、光透過面に反射防止膜（ＡＲコート）を設け、光分岐面に半透過反射膜を設けることによって軽減される。例えば、図１９に示された干渉光学系１２０の側面１２１ｂ及び１２３ａに反射率５％の反射防止膜を形成し、側面１２１ａに反射率５０％の半透過反射膜を形成した場合、光利用効率は次のように大幅に改善される。
【数３】
反射防止膜は、例えば窒化シリコン膜を、ＣＶＤ等を用いて光透過面上に製膜することによって作製される。また、半透過反射膜は、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とを、ＣＶＤ等を用いて光分岐面上に積層することによって作製される。しかしながら、ＭＥＭＳ技術によってこのような干渉光学系を作製する場合、シリコン基板やＳＯＩ基板をエッチングして形成された側面上に反射防止膜や半透過反射膜を製膜することとなる。側面が基板面に対して大きく傾斜している場合や垂直に近い場合には、該側面に対して酸化シリコン膜をＣＶＤ等により均一に形成することは困難である。
【００５７】
以上に述べた課題に対し、本実施形態による光学部品の製造方法では、半透過反射面１２ａとなる内側面を有する凹部１１ａをシリコン領域１１に形成したのち、この内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜１４を形成している。このような方法によれば、内側面（半透過反射面１２ａ）が基板面に対して大きく傾斜している（或いは垂直に近い）場合であっても、ＣＶＤを用いた場合と異なり酸化シリコン膜１４を当該内側面上に均一な厚さでもって形成することができる。そして、その酸化シリコン膜１４を覆うように窒化シリコン膜１６を形成することによって、半透過反射膜１３を内側面上に好適に形成することができる。また、本実施形態による光学部品の製造方法では、光透過性光学部品１２の側面１２ｂ〜１２ｄのそれぞれに、反射防止膜としての窒化シリコン膜１６を好適に形成することができる。
【００５８】
ここで、半透過反射膜１３及び反射防止膜（窒化シリコン膜１６）を設けることによる効果について、更に詳細に説明する。図２０は、側面１２ｂ〜１２ｄに形成される窒化シリコン膜１６（屈折率１．９）の厚さを０．１７９μｍとした場合における、各側面１２ｂ〜１２ｄの光透過特性を示すグラフである。なお、図２０において、横軸は波長（単位μｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示している。また、図中において、グラフＧ１１はＰ偏光に対する光透過特性を示しており、グラフＧ１２はＳ偏光に対する光透過特性を示しており、グラフＧ１３はＰ偏光とＳ偏光とが均等に含まれる光に対する光透過特性を示している。
【００５９】
また、図２１は、側面１２ａに形成される酸化シリコン膜１４（屈折率１．５）の厚さを０．２４μｍとし、その上に形成される窒化シリコン膜１６（屈折率１．９）の厚さを０．１７９μｍとした場合における、側面１２ａの光反射特性を示すグラフである。なお、図２１において、横軸は波長（単位μｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を示している。また、図中において、グラフＧ２１はＰ偏光に対する光反射特性を示しており、グラフＧ２２はＳ偏光に対する光反射特性を示しており、グラフＧ２３はＰ偏光とＳ偏光とが均等に含まれる光に対する光反射特性を示している。
【００６０】
なお、本実施形態では、各側面１２ｂ〜１２ｄに対する入射角が４５°と大きいので、図２０及び図２１に示されるように、光透過面（側面１２ｂ〜１２ｄ）における透過率や半透過反射面（側面１２ａ）における反射率は、被測定光の偏光の向きに依存する。なお、分光器等において被測定光がコヒーレントでない場合には、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在すると考えられるので、図８のグラフＧ１３に示される光透過特性、及び図９のグラフＧ２３に示される光反射特性が本来の特性に最も近いと考えられる。
【００６１】
いま、比較のため、光透過性光学部品１２の側面１２ａ〜１２ｄ上に半透過反射膜１３や反射防止膜（窒化シリコン膜１６）が形成されていない場合を考える。この場合、側面１２ａの反射率は３０％となり、側面１２ｂ〜１２ｄの透過率は７０％となる。したがって、光学干渉系から出力される干渉光Ｌ４の振幅は、
【数４】
となり、極めて低い値となる。
【００６２】
これに対し、本実施形態では、側面１２ａ〜１２ｄ上に半透過反射膜１３または反射防止膜（窒化シリコン膜１６）が形成されている。したがって、被測定光の波長が１μｍまたは１．７μｍ（すなわち、図２０及び図２１において透過率及び反射率がそれぞれ最も低い波長）である場合であっても、光学干渉系から出力される干渉光Ｌ４の振幅は、
【数５】
となり、上述した比較例と較べて光利用効率が大幅に改善される。また、被測定光の波長が１．２〜１．３μｍ（すなわち、図２０及び図２１において透過率及び反射率が高い波長範囲）である場合には、干渉光Ｌ４の振幅は、
【数６】
となり、光利用効率は更に改善される。したがって、用途に応じて被測定光の波長範囲を狭めることが可能な場合には、光利用効率をより高めることができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、波長分散を補償するために、被測定光Ｌ２が透過するための部分を光透過性光学部品１２が有しているが、このような波長分散の補償のための構成を省くことも可能である。例えば、レーザ光といった単色光を用いる用途では、波長分散の補償は不要なので、光透過性光学部品１２の側面１２ｂ及び１２ｃを省略することができる。したがって、そのような場合には側面１２ｂ及び１２ｃにおける反射に起因する損失を更に低減することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、固定反射鏡２２が光透過性光学部品１２とは別に形成されているが、固定反射鏡２２に代えて、反射鏡となる金属膜を光透過性光学部品１２の側面１２ｃ上に形成してもよい。これにより、被測定光Ｌ２が側面１２ｃを透過することによる損失をなくすことができ、光利用効率を更に向上することができる。なお、このような金属膜は、例えばハードマスクを用いて側面１２ｃ上のみに好適に形成される。また、この場合、側面１２ｃの向きを、側面１２ｂに対して平行ではなく、被測定光Ｌ２の光軸に対して垂直となるように設定するとよい。
【００６５】
また、本実施形態では、光透過性光学部品１２と静電アクチュエータ３０とが、それぞれ別の板状部材１０，２０に形成されている。したがって、これらをそれぞれの板状部材１０，２０に形成する際、例えば不純物濃度といった基板の特性を、各光学部品に最適な特性に合わせることができる。例えば、光透過性光学部品１２が形成される第１の板状部材１０のシリコン領域１１には不純物を添加せずに光の吸収を抑制し、また静電アクチュエータ３０が形成される第２の板状部材２０のシリコン層２５には、適量の不純物を添加して良好な導電性を確保し、可動反射鏡２３を駆動する静電アクチュエータ３０といった導電性部品の電気的特性を良好にできる。
【００６６】
また、本実施形態のように、酸化シリコン膜１４の不要な部分１４ａを除去する不要部分除去工程を、熱酸化工程と窒化膜形成工程との間に更に行うことが好ましい。本実施形態のように、凹部１１ａの内側面の一部のみを半透過反射面１２ａとして用いる場合には、このような不要部分除去工程を更に行うことによって、酸化シリコン膜１４の不要部分１４ａを除去し、所望の形状の光透過性光学部品１２を作製することができる。
【００６７】
また、本実施形態のように、窒化膜形成工程では、ＬＰ−ＣＶＤを用いて窒化シリコン膜１６を形成することが好ましい。これにより、基板面に対して大きく傾斜した（或いは垂直に近い）半透過反射面１２ａ上に、窒化シリコン膜１６を均一に形成することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、第１の板状部材１０の周縁部１０ｃが部品形成面１０ａに対して厚さ方向にやや突出しており、また、第２の板状部材２０の周縁部２０ｃが、主面２０ａに対して厚さ方向に突出している。周縁部１０ｃ及び２０ｃの形態はこれに限られるものではなく、例えば、周縁部１０ｃ及び２０ｃのうち一方が突出しておらず、他方が大きく突出することによりこれらが互いに接するような形態であってもよい。特に、本実施形態のように第２の板状部材２０がＳＯＩ基板から作製される場合には、絶縁層２９をエッチングしてこれを除去することにより、周縁部２０ｃにおいて支持基板２８を露出させ、露出した支持基板２８と第１の板状部材１０の周縁部１０ｃとを相互に接合することが好ましい。また、この場合、第１の板状部材１０の光透過性光学部品１２の上面を少しエッチングして周縁部１０ｃの上面より低くしておくことにより、光透過性光学部品１２と第２の板状部材２０との接触を回避することが好ましい。
【００６９】
（第１の変形例）
上記実施形態では、光透過性光学部品１２の側面１２ａ〜１２ｄを一つの部材に形成しているが、光透過性光学部品の半透過反射面および光透過面は、別個の部品に形成されてもよい。図２２は、上記実施形態の一変形例として、光透過性光学部品１２に代わる二つの光透過性光学部品５１及び５２を備える干渉光学系を示す平面図である。この干渉光学系では、一方の光透過性光学部品５１が、半透過反射面としての側面５１ａと、光透過面としての側面５１ｂとを有する。また、他方の光透過性光学部品５２は、光透過面としての側面５２ａ及び５２ｂを有する。
【００７０】
この干渉光学系の外部から入射した被測定光Ｌ１は、光透過性光学部品５１の側面５１ａ（半透過反射面）に達する。被測定光Ｌ１のうち一部の被測定光Ｌ２は、側面５１ａにおいて反射し、光透過面である側面５２ａに入射し、光透過性光学部品５２の内部を透過して光透過面である側面５２ｂから出射する。側面５２ｂから出射した被測定光Ｌ２は、固定反射鏡２２において全反射したのち、上記と同じ光路を辿って側面５１ａに戻る。
【００７１】
一方、被測定光Ｌ１のうち被測定光Ｌ２を除く残りの被測定光Ｌ３は、側面５１ａから光透過性光学部品５１に入射する。この被測定光Ｌ３は、光透過性光学部品５１の内部を透過して光透過面である側面５１ｂから出射し、可動反射鏡２３に到達する。そして、この被測定光Ｌ３は、可動反射鏡２３において全反射したのち、上記と同じ光路を辿って側面５１ａに戻る。
【００７２】
固定反射鏡２２から側面５１ａに戻った被測定光Ｌ２と、可動反射鏡２３から側面５１ａに戻った被測定光Ｌ３とは、側面５１ａにおいて互いに合波し、干渉光像Ｌ４となる。干渉光像Ｌ４は、光透過性光学部品５１の内部を透過して側面５１ｂから干渉光学系の外部へ出射する。
【００７３】
これらの光透過性光学部品５１及び５２は、上記実施形態の図８〜図１５に示された方法と同様の方法によって好適に作製される。したがって、光透過性光学部品５１及び５２は、板状部材を介して一体となっており、且つ、一つのエッチングマスクを用いて同時に形成されるので、これらの所望の相対的位置関係を高い精度で且つ容易に実現することができる。なお、上記実施形態と同様に、被測定光の波長分散を補償する必要がない場合には、光透過性光学部品５２の設置を省略することができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、光透過性光学部品１２の各側面１２ａ〜１２ｄにおける入射角または出射角を４５°としているが、光透過性光学部品の各側面における入射角や出射角は、全反射臨界角より小さい範囲であれば任意の角度に設定可能である。例えば、本変形例では、側面５１ａに対する被測定光Ｌ１の入射角、及び側面５２ａに対する被測定光Ｌ２の入射角は、共に３０°に設定されている。また、光透過性光学部品５１の側面５１ａと側面５１ｂとは互いに平行に設定され、光透過性光学部品５２の側面５２ａと側面５２ｂとは互いに平行に設定されている。この場合、全ての側面５１ａ，５１ｂ，５２ａ及び５２ｂにおいて、入射角及び出射角は全て３０°となり、４５°に設定された上記実施形態と比較して偏光依存性を小さくすることができる。なお、図２３は、窒化シリコン膜の厚さを上記実施形態と同様とした場合における、各側面５１ｂ，５２ａ及び５２ｂの光透過特性を示すグラフである。図中において、グラフＧ３１〜Ｇ３３は、それぞれＰ偏光、Ｓ偏光、及びＰ偏光とＳ偏光とが均等に含まれる光に対する光透過特性を示している。また、図２４は、酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の厚さを上記実施形態と同様とした場合における、側面５１ａの光反射特性を示すグラフである。図中において、グラフＧ５１〜Ｇ４３は、それぞれＰ偏光、Ｓ偏光、及びＰ偏光とＳ偏光とが均等に含まれる光に対する光反射特性を示している。図２３及び図２４に示されるように、光透過性光学部品に対する入射角や出射角が上記実施形態より小さい場合、最終的な光利用効率は、上記実施形態と比較してそれほど大きな違いはないが、偏光依存性は小さくなっていることがわかる。
【００７５】
なお、本変形例においても、固定反射鏡２２に代えて、反射鏡となる金属膜を光透過性光学部品５２の側面５２ｂ上に形成してもよい。これにより、被測定光Ｌ２が側面５２ｂを透過することによる損失をなくすことができ、光利用効率を更に向上することができる。この場合、側面５２ｂの向きを、側面５２ａに対して平行ではなく、被測定光Ｌ２の光軸に対して垂直となるように設定するとよい。
【００７６】
（第２の変形例）
図２５は、上記実施形態の第２変形例として、干渉光学系の構成を示す平面図である。本変形例に係る干渉光学系は、第１変形例と同様に、二つの光透過性光学部品５３及び５４を備えている。この干渉光学系の外部から入射した被測定光Ｌ１は、光透過性光学部品５３の側面５３ａ（半透過反射面）に達する。被測定光Ｌ１のうち一部の被測定光Ｌ２は、側面５３ａにおいて反射して側面５４ａに入射し、光透過性光学部品５４の内部を透過して側面５４ｂから出射する。被測定光Ｌ２は、固定反射鏡２２において全反射したのち、側面５３ａに戻る。一方、被測定光Ｌ１のうち被測定光Ｌ２を除く残りの被測定光Ｌ３は、側面５３ａから光透過性光学部品５３に入射する。この被測定光Ｌ３は、光透過性光学部品５３の内部を透過して側面５３ｂから出射し、可動反射鏡２３において全反射したのち、側面５３ａに戻る。固定反射鏡２２から側面５３ａに戻った被測定光Ｌ２と、可動反射鏡２３から側面５３ａに戻った被測定光Ｌ３とは、側面５３ａにおいて互いに合波し、干渉光像Ｌ４となる。干渉光像Ｌ４は、光透過性光学部品５３の内部を透過して側面５３ｂから干渉光学系の外部へ出射する。
【００７７】
本変形例に係る干渉光学系において第１変形例と異なる点は、光透過性光学部品の光透過面の形状である。すなわち、本変形例では、光透過性光学部品５３の側面５３ｂおよび光透過性光学部品５４の側面５４ｂを凸状の曲面とし、これらの側面５３ｂ及び５４ｂにレンズ効果を持たせることにより、被測定光Ｌ２，Ｌ３及び干渉光Ｌ４を集光している。
【００７８】
基本的に、光干渉計では被測定光を平行光として伝搬することが望ましいが、被測定光を完全な平行光とすることは原理上難しい。したがって、実際には、被測定光の光路長の範囲内において被測定光の広がり角を許容し得る程度まで小さくすることによって、平行光と見なしている。しかしながら、平行光における被測定光の広がり角とビーム径とには相関があり、広がり角を小さくする為にはビーム径を大きくする必要があるが、ＭＥＭＳ技術によって作製される本実施形態のような干渉光学系では、シリコン領域１１の厚さによって光透過面の大きさが限られるので、ビーム径の大きさが限られてしまう。
【００７９】
このような課題に対し、本変形例では、側面５３ｂ及び５４ｂにレンズ効果を持たせているので、側面５３ｂ，５４ｂから出射する被測定光Ｌ２，Ｌ３及び干渉光Ｌ４の広がり角を小さくすることができる。したがって、側面５３ｂ，５４ｂを十分に広くできない場合であっても、干渉光学系を好適に構成することができる。
【００８０】
なお、必ずしも光透過性光学部品の側面（光透過面）をレンズ状に成形する必要はなく、固定反射鏡２２や可動反射鏡２３の光反射面をレンズ状に成形してもよい。但し、本変形例のように光透過性光学部品の側面をレンズ状とすることにより、固定反射鏡や可動反射鏡に向けて被測定光を集光することとなるので、光利用効率をより高めることができる。
【００８１】
（第３の変形例）
上述した実施形態および各変形例では、光透過性光学部品の側面（半透過反射面および光透過面）が、板状部材の厚さ方向に沿って（換言すれば、部品形成面に対して垂直に）形成されているが、光透過性光学部品の半透過反射面などの側面は、板状部材の厚さ方向に対して傾斜した方向に沿って形成されてもよい。図２６は、そのような側面を有する光透過性光学部品の一例を示す図である。図２６（ａ）は、本変形例に係る光透過性光学部品６０の平面図であり、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った側断面図である。
【００８２】
この光透過性光学部品６０は、シリコン領域６１を含む板状部材（例えばシリコン基板）の表面側に形成された２つの凹部６２及び６３を有する。凹部６２の一側面６２ａ上には金属膜６４が形成されており、側面６２ａは光反射面として機能する。また、凹部６２の別の側面６２ｂ上には酸化シリコン膜６５が形成されており、更にその上に窒化シリコン膜６６が形成されている。酸化シリコン膜６５及び窒化シリコン膜６６は半透過反射膜６７を構成し、側面６２ｂは半透過反射面として機能する。また、凹部６３の一側面６３ａ上には、反射防止膜としての窒化シリコン膜６６が形成されている。この側面６３ａは、光透過面として機能する。なお、酸化シリコン膜６５及び窒化シリコン膜６６は、シリコン領域６１の裏面上にも形成されている。
【００８３】
側面６２ａ，６２ｂ及び側面６３ａは、シリコン領域６１の厚さ方向に対して、例えば４５°といった所定角度だけ傾斜している。したがって、シリコン領域６１の厚さ方向から半透過反射面である側面６２ｂに入射する光の一部は、該方向と垂直な方向（板状部材の板面方向）に反射する。また、側面６２ｂに入射する光の残りの部分は、側面６２ｂを透過し、シリコン領域６１の裏面において反射し、更に側面６３ａを透過したのち、該方向に出射する。
【００８４】
このような光透過性光学部品６０は、上述した第１実施形態の光透過性光学部品１２と同様の方法によって好適に作製されるが、凹部の形成方法が少し異なる。すなわち、本変形例の光透過性光学部品６０を製造する際には、凹部６２及び６３の平面形状に応じた開口を有する窒化シリコン製のエッチングマスクをシリコン領域６１上に形成したのち、シリコン領域６１に対してウェットエッチングを行う。このウェットエッチングは、例えばアルカリエッチャントを用いた結晶異方性エッチングである。具体的には、シリコン領域６１の主面の法線方向が例えば＜１００＞方向に沿っている場合、結晶方位を考慮してエッチングマスクの開口を形成し、ＫＯＨ（水酸化カリウム）にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を混合したエッチング液を用いてシリコン領域６１をエッチングすることにより、シリコン結晶の（１１０）面を利用した傾斜角４５°の側面６２ａ，６２ｂ及び側面６３ａが形成される。また、シリコン領域６１の主面の法線方向が例えば＜１１０＞方向に沿っている場合には、ＫＯＨ（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などのエッチング液を用いてシリコン領域６１をエッチングすることにより、シリコン結晶の（１００）面を利用した傾斜角４５°の側面６２ａ，６２ｂ及び側面６３ａが形成される。
【００８５】
光透過性光学部品６０の製造方法の具体例について、以下に説明する。まず、凹部６２及び６３の内側面に沿ったパターン（すなわち、凹部６２の平面形状に応じた開口）を有する酸化シリコン製の第１のマスクをシリコン領域６１上に形成し、更に、凹部６２の平面形状に応じた開口を有するとともに凹部６３を覆う窒化シリコン製の第２のマスクを、シリコン領域６１上及び第１のマスク上に形成する（マスク形成工程）。次に、シリコン領域６１に対して上述したようなウェットエッチングを行うことにより、凹部６２の傾斜した側面６２ａ及び６２ｂを形成する。
【００８６】
続いて、凹部６２の内面（側面および底面）に対して熱酸化を行うことにより、凹部６２の側面６２ａ及び６２ｂを含む内面に酸化シリコン膜６５を形成する（熱酸化工程）。その後、熱リン酸を用いて第２のマスクを除去したのち、露出した第１のマスクを用いてウェットエッチングを行うことにより、凹部６３の傾斜した側面６３ａを形成する。なお、この例では、第１のマスクが酸化シリコンからなるので、エッチャントとしてはＫＯＨよりもＴＭＡＨの方がエッチング選択比を高くできる（酸化シリコン膜に対するエッチングレートが遅い）。したがって、ＴＭＡＨを用いて傾斜面（側面６３ａ）を形成可能なように、シリコン領域６１の主面の法線方向が＜１１０＞方向に沿っていることが好ましい。
【００８７】
続いて、窒化シリコン膜６６をシリコン領域６１上の全面に形成する（窒化膜形成工程）。そして、スプレイレジストコータを用いた露光方法により、側面６２ａ上の金属膜６４および凹部６２の周囲の配線パターン６８を形成する。こうして、図２６に示された光透過性光学部品６０が好適に作製される。
【００８８】
ここで、図２７は、光透過面（側面６３ａ）において反射率が最も小さくなるように窒化シリコン膜６６の厚さを設定した場合において、側面６２ｂ上の酸化シリコン膜６５の厚さを変化させたときの半透過反射膜６７の反射率の変化を示すグラフである。図２７に示されるように、窒化シリコン膜６６の厚さを光透過面のために最適化した場合においても、酸化シリコン膜６５の厚さを変化させることによって、半透過反射膜６７の反射率を約５０％から０％に近い範囲内で任意に設定できることがわかる。
【００８９】
図２８は、上述した光透過性光学部品６０を距離計測用ヘッドに応用した例を示す図である。図２８（ａ）は、本変形例に係る距離計測用ヘッド７０の平面図であり、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った側断面図である。
【００９０】
この距離計測用ヘッド７０は、上述した光透過性光学部品６０に加えて、面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）７１といった発光素子と、フォトディテクタ（ＰＤ）７２及び７３といった二つの光検出素子とを備えている。面発光レーザ素子７１は、光透過性光学部品６０の側面６２ｂを覆うように凹部６２上に実装されており、１μｍ以上１．７μｍ以下の波長域に含まれるレーザ光Ｌｃ１を側面６２ｂに向けて出射する。このレーザ光Ｌｃ１の一部Ｌｃ２は側面６２ｂにおいて反射し、側面６２ａへ向かう。光Ｌｃ２は、側面６２ａにおいてシリコン領域６１の厚さ方向に反射する。フォトディテクタ７２は、光透過性光学部品６０の側面６２ａを覆うように凹部６２上に実装されており、側面６２ａにおいて反射した光Ｌｃ２を受け、この光Ｌｃ２の強度に応じた電気信号（参照信号）を生成する。
【００９１】
また、レーザ光Ｌｃ１の残りの部分Ｌｃ３は、側面６２ｂを透過してシリコン領域６１に入射し、シリコン領域６１の裏面において反射する。このとき、光Ｌｃ３はシリコン領域６１の裏面に対して全反射臨界角以上の角度で入射するので、シリコン領域６１の裏面には金属膜等は特段必要ない。その後、光Ｌｃ３は、側面６３ａを透過してシリコン領域６１の厚さ方向に出射する。この光Ｌｃ３は、距離計測用ヘッド７０の外部へ出射して測距対象物に到達し、測距対象物において反射して距離計測用ヘッド７０に戻る。フォトディテクタ７３は、光透過性光学部品６０の凹部６２，６３を除くシリコン領域６１上に実装されており、距離計測用ヘッド７０に戻った光Ｌｃ３を受け、この光Ｌｃ３の強度に応じた電気信号（距離信号）を生成する。
【００９２】
なお、レーザ光Ｌｃ１から分岐される２つの光Ｌｃ２，Ｌｃ３のうち、光Ｌｃ３は距離計測用ヘッド７０から測距対象物へ投射されるので、光Ｌｃ３には光Ｌｃ２より大きな強度が割り当てられることが好ましい。そのため、側面６２ｂにおける反射率が５％ないし１０％となるように酸化シリコン膜６５の厚さを設定することが好ましい（図２７）。また、側面６３ａから出射した後の光Ｌｃ３の光路上には、レンズ付キャップ７４が配置されることが好ましい。これにより、光Ｌｃ３をより遠くの測距対象物まで到達させることができる。また、距離計測用ヘッド７０に戻った光Ｌｃ３を、フォトディテクタ７３に向けて集光することができる。
【００９３】
また、図２８に示された例では、フォトディテクタ７３として裏面入射型のものが用いられている。これにより、ボンディングワイヤを使用せずにフォトディテクタ７３を実装することができるので、ウエハ段階での組立てが容易となり、量産性に適した距離計測用ヘッド７０を提供できる。但し、フォトディテクタ７３は表面入射型であっても良く、その場合、配線パターンとフォトディテクタ７３の電極とがワイヤボンディングによって接続されると良い。
【００９４】
また、距離計測用ヘッド７０を製造する際、レンズ付キャップ７４はウエハ段階で光透過性光学部品６０に固定されることが好ましい。この場合、後述する第４変形例と同様の理由により、レンズ付キャップ７４と光透過性光学部品６０とのアライメントの精度を高めることができる。
【００９５】
（第４の変形例）
上記実施形態では、光透過性光学部品１２を有する第１の板状部材１０と、固定反射鏡２２や可動反射鏡２３といった光反射性光学部品を有する第２の板状部材２０とが互いに張り合わされることにより、干渉光学系が構成されている。そして、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０とを接合する際に、第１の板状部材１０のアライメントマーク１７と、第２の板状部材２０のアライメントマーク２７とを用いて位置合わせしている。本変形例では、上記実施形態より更にアライメントの精度を高くすることが可能な方法について説明する。
【００９６】
図２９は、本変形例に係る製造方法について説明するための図である。上記実施形態では、アライメントマーク１７，２７を板状部材１０，２０の周縁部１０ｃ，２０ｃに形成しているが、図２９（ａ）に示されるように、複数の板状部材１０，２０を作製するために使用されるウエハ８０，９０の周縁部のそれぞれに、アライメントマーク８７，９７を形成してもよい。なお、図２９（ａ）に示されるウエハ８０は、シリコン領域をエッチングすることにより形成された光透過性光学部品１２をそれぞれ有する複数の領域を含んでいる。また、ウエハ９０は、光反射性光学部品（入射鏡２１、固定反射鏡２２、可動反射鏡２３、及び出射鏡２４）を主面９０ａ側に有する複数の領域９１を含んでいる。
【００９７】
本変形例では、まず、図２９（ａ）に示されるように、ウエハ８０，９０の周縁部のそれぞれに、ウエハ８０，９０の位置合わせの為の複数のアライメントマーク８７，９７を形成する。そして、図２９（ｂ）に示されるように、複数のアライメントマーク８７，９７の位置が互いに一致するように、ウエハ８０の光透過性光学部品１２が形成された部品形成面８０ａと、ウエハ９０の主面９０ａとを対向させる。この状態で、ウエハ８０，９０を互いに接合する（図２９（ｃ））。その後、この接合後のウエハを所定の切断ライン８１に沿って切断し、板状部材１０，２０に対応する領域を切り出すことによって（図２９（ｄ））、光モジュール９９が作製される。
【００９８】
通常、光学素子のアライメントでは、光学素子同士の平行な位置ずれよりも、相対角度のずれが大きな問題となる。複数の光学素子間をビームが伝搬する場合、ビーム径が広がらないように平行光を利用するので、光学素子同士の平行な位置ずれは大きな問題とならないことが多い。これに対し、相対角度のずれは、光学素子間の距離が長くなるほど大きな位置ずれを生じさせるので、光学素子の有効面からビームが外れてしまい、光利用効率が低下するおそれがある。
【００９９】
本変形例では、ウエハ８０，９０の周縁部にアライメントマーク８７，９７を形成するので、複数のアライメントマーク同士の距離を極めて長くすることができる。したがって、フリップチップボンディングにおける接合精度（例えば１０μｍ程度）が変わらない場合でも、第１の板状部材１０と第２の板状部材２０との相対角度のずれを顕著に低減することができる。例えば、６インチウエハを用いて、アライメントマーク８７，９７をそれぞれ１３０ｍｍ間隔で作成した場合、角度ずれはｔａｎ−１（０．０２／１３０）＝０．００９°となり、殆ど無視できる大きさとなる。
【０１００】
本発明による光学部品の製造方法および光学部品は、上述した実施形態及び各変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び各変形例では、本発明により製造される光学部品としてマイケルソン干渉光学系の一部品を例示したが、本発明は、干渉光学系に限らず、半透過反射面を有する様々な光学部品に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…第１の板状部材、１０ａ…部品形成面、１０ｃ…周縁部、１１…シリコン領域、１２…光透過性光学部品、１２ａ〜１２ｄ…側面、１３…半透過反射膜、１４…酸化シリコン膜、１６，１８…窒化シリコン膜、１７，２７…アライメントマーク、１９…窒化シリコン膜、２０…第２の板状部材、２０ａ…主面、２０ｃ…周縁部、２１…入射鏡、２２…固定反射鏡、２３…可動反射鏡、２４…出射鏡、２５…シリコン層、２６…金属膜、２８…支持基板、２９…絶縁層、３０…静電アクチュエータ、５１〜５４…光透過性光学部品、６０…光透過性光学部品、６１…シリコン領域、６２，６３…凹部、６４…金属膜、６５…酸化シリコン膜、６６…窒化シリコン膜、６７…半透過反射膜、６８…配線パターン、７０…距離計測用ヘッド、７１…面発光レーザ素子、７２，７３…フォトディテクタ、７４…レンズ付キャップ、８０，９０…ウエハ、８７，９７…アライメントマーク、９９…光モジュール、Ｌ１〜Ｌ３…被測定光、Ｌ４…干渉光像。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン領域を含む板状部材の前記シリコン領域をエッチングして凹部を形成する第１のエッチング工程と、
前記凹部の内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜を形成する熱酸化工程と、
前記酸化シリコン膜を覆う窒化シリコン膜を形成する窒化膜形成工程と
を含むことを特徴とする、光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記熱酸化工程と前記窒化膜形成工程との間に、前記酸化シリコン膜の不要な部分を除去する不要部分除去工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記第１のエッチング工程の前に、前記内側面の一部に沿ったパターンを有する第１のマスクを前記シリコン領域上に形成し、更に、前記凹部の平面形状に応じた開口を有する第２及び第３のマスクを前記シリコン領域上及び前記第１のマスク上に順次形成するマスク形成工程を更に含み、
前記第１のエッチング工程において、前記第３のマスクを用いて前記シリコン領域に対しドライエッチングを行った後、前記第３のマスクを除去し、
前記熱酸化工程において、前記第２のマスクを用いて前記凹部の前記内側面を熱酸化させた後、前記第２のマスクを除去し、
前記熱酸化工程ののち、前記不要部分除去工程の前に、前記第１のマスクを用いて前記シリコン領域をエッチングする
ことを特徴とする、請求項２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記第１のエッチング工程の前に、前記内側面の一部に沿ったパターンを有する第１のマスクを前記シリコン領域上に形成し、更に、前記凹部の平面形状に応じた開口を有する第２のマスクを前記シリコン領域上及び前記第１のマスク上に順次形成するマスク形成工程を更に含み、
前記第１のエッチング工程において、前記第２のマスクを用いて前記シリコン領域に対しウェットエッチングを行い、
前記熱酸化工程において、前記第２のマスクを用いて前記凹部の内壁面を熱酸化させた後、前記第２のマスクを除去し、
前記熱酸化工程ののち、前記不要部分除去工程の前に、前記第１のマスクを用いて前記シリコン領域をエッチングする
ことを特徴とする、請求項２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記窒化膜形成工程において、減圧化学気相成長法を用いて前記窒化シリコン膜を形成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記第１のエッチング工程において、前記凹部の前記内側面を、前記板状部材の厚さ方向に沿って形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記第１のエッチング工程において、前記シリコン領域に対してウェットエッチングを行うことにより、前記凹部の前記内側面を、前記板状部材の厚さ方向に対し傾斜した方向に沿って形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
板状部材に含まれ、エッチングにより一側面が形成されたシリコン領域と、
前記一側面を覆う酸化シリコン膜と、
前記酸化シリコン膜を覆う窒化シリコン膜と
を備え、
前記酸化シリコン膜は、前記シリコン領域に形成された凹部の内側面が熱酸化されて形成されたことを特徴とする、光学部品。
【請求項１】
シリコン領域を含む板状部材の前記シリコン領域をエッチングして凹部を形成する第１のエッチング工程と、
前記凹部の内側面を熱酸化させて酸化シリコン膜を形成する熱酸化工程と、
前記酸化シリコン膜を覆う窒化シリコン膜を形成する窒化膜形成工程と
を含むことを特徴とする、光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記熱酸化工程と前記窒化膜形成工程との間に、前記酸化シリコン膜の不要な部分を除去する不要部分除去工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記第１のエッチング工程の前に、前記内側面の一部に沿ったパターンを有する第１のマスクを前記シリコン領域上に形成し、更に、前記凹部の平面形状に応じた開口を有する第２及び第３のマスクを前記シリコン領域上及び前記第１のマスク上に順次形成するマスク形成工程を更に含み、
前記第１のエッチング工程において、前記第３のマスクを用いて前記シリコン領域に対しドライエッチングを行った後、前記第３のマスクを除去し、
前記熱酸化工程において、前記第２のマスクを用いて前記凹部の前記内側面を熱酸化させた後、前記第２のマスクを除去し、
前記熱酸化工程ののち、前記不要部分除去工程の前に、前記第１のマスクを用いて前記シリコン領域をエッチングする
ことを特徴とする、請求項２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記第１のエッチング工程の前に、前記内側面の一部に沿ったパターンを有する第１のマスクを前記シリコン領域上に形成し、更に、前記凹部の平面形状に応じた開口を有する第２のマスクを前記シリコン領域上及び前記第１のマスク上に順次形成するマスク形成工程を更に含み、
前記第１のエッチング工程において、前記第２のマスクを用いて前記シリコン領域に対しウェットエッチングを行い、
前記熱酸化工程において、前記第２のマスクを用いて前記凹部の内壁面を熱酸化させた後、前記第２のマスクを除去し、
前記熱酸化工程ののち、前記不要部分除去工程の前に、前記第１のマスクを用いて前記シリコン領域をエッチングする
ことを特徴とする、請求項２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記窒化膜形成工程において、減圧化学気相成長法を用いて前記窒化シリコン膜を形成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記第１のエッチング工程において、前記凹部の前記内側面を、前記板状部材の厚さ方向に沿って形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記第１のエッチング工程において、前記シリコン領域に対してウェットエッチングを行うことにより、前記凹部の前記内側面を、前記板状部材の厚さ方向に対し傾斜した方向に沿って形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項８】
板状部材に含まれ、エッチングにより一側面が形成されたシリコン領域と、
前記一側面を覆う酸化シリコン膜と、
前記酸化シリコン膜を覆う窒化シリコン膜と
を備え、
前記酸化シリコン膜は、前記シリコン領域に形成された凹部の内側面が熱酸化されて形成されたことを特徴とする、光学部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１２−２４２４５０（Ｐ２０１２−２４２４５０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９６８９（Ｐ２０１１−１０９６８９）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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