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CN102346271A - 干涉滤光器、光模块以及分析装置 - Google Patents

干涉滤光器、光模块以及分析装置 Download PDF

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CN102346271A CN2011102032709A CN201110203270A CN102346271A CN 102346271 A CN102346271 A CN 102346271A CN 2011102032709 A CN2011102032709 A CN 2011102032709A CN 201110203270 A CN201110203270 A CN 201110203270A CN 102346271 A CN102346271 A CN 102346271A
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Abstract

本发明提供了干涉滤光器、光模块和分析装置。该干涉滤光器的特征在于，该干涉滤光器的固定反射镜以及可动反射镜的合金膜是含有银(Ag)、钐(Sm)以及铜(Cu)的Ag-Sm-Cu合金膜或是含有银(Ag)、铋(Bi)以及铷(Nd)的Ag-Bi-Nd合金膜。

Description

干涉滤光器、光模块以及分析装置
技术领域
本发明涉及干涉滤光器、具备该干涉滤光器的光模块以及具备该光模块的分析装置。
背景技术
在现有技术中，已知有在一对基板的彼此相对的表面上分别相对地配置作为反射膜的反射镜(mirror)的干涉滤光器。这样的干涉滤光器具备：保持相互平行的一对基板、以及以彼此相对且具有一定间隔的间隙的方式形成在该一对基板上的一对反射镜(反射膜)。
在这样的干涉滤光器中，光在一对反射镜之间反射，仅特定波长的光透过，其它的波长的光利用干涉相互抵消，从而仅入射光中特定波长的光透过。
反射镜中使用电介质膜或金属膜。反射镜需要的功能是高反射率特性及透过性。若考虑这样的功能，则金属膜中银(Ag)是有效的候选。
然而，由Ag构成的膜(Ag膜，以下称为纯银膜)耐高温性或耐处理性低。耐处理性是指对例如在把成膜后的反射镜图案化成期望的形状时进行的图案化处理中的各工序条件的耐久性。处理中的条件是例如高温烘焙或采用有机溶剂的抗蚀涂层(resist)剥离等。该处理加工后的Ag膜的反射率下降很大，不能充分发挥反射镜所寻求的功能，从而导致干涉滤光器的性能下降。并且，Ag膜因随时间变化而导致的反射率的下降也很大。
从这一背景出发对反射镜中使用的材料进行研究。
例如，专利文献1中记述了将向纯银中添加有碳的Ag-C合金用于反射镜中的干涉滤光器。
然而，即使将专利文献1中所述的Ag-C合金膜用作反射镜，干涉滤光器的性能也会发生下降。在干涉滤光器的反射镜中使用Ag-C合金膜的情况下，虽然与使用纯银膜的情况相比提高了耐高温性或耐处理性，但也会发生反射率的下降。因此，期望开发出滤光器性能的下降得到抑制的干涉滤光器。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2009251105号公报
发明内容
本发明的目的在于提供因处理加工或随时间变化而导致的性能下降得到抑制的干涉滤光器、光模块及分析装置。
本发明的干涉滤光器特征在于具备隔开间隙相对的两个反射膜，所述反射膜包括合金膜，所述合金膜是含有银(Ag)、钐(Sm)以及铜(Cu)的Ag-Sm-Cu合金膜或含有银(Ag)、铋(Bi)以及钕(Nd)的Ag-Bi-Nd合金膜。
干涉滤光器中的反射膜具有透过光的透过特性以及反射光的反射特性，例如从外部透过一个反射膜并入射至两个(一对)反射膜之间的光在反射膜间反射，从而使特定的波长的光从一个或另一个反射膜通过。
根据本发明，干涉滤光器中隔着间隙相对的反射膜包括Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜。这些合金膜具有与纯银同等的反射率，并且，耐高温性或耐处理性比纯银或Ag-C合金更优异。因此，因处理加工或随时间变化而导致的反射率下降变小，干涉滤光器的性能下降得到抑制。
本发明中所述反射膜的厚度优选为30nm以上80nm以下。
根据本发明，由于包括Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜的反射膜的厚度为30nm以上80nm以下，所以反射膜在反射功能基础上具有光透过功能，并且也可以抑制由处理加工或随时间变化引起的反射率以及透过率的变化。其结果，能够获得一对反射镜所需要的光的反射及透过这两个特性的下降得到抑制的干涉滤光器。
此外，上述合金膜的厚度不足30nm时，因厚度过薄故上述合金膜的反射率较低，且因处理加工或随时间变化而导致的反射率下降也变大。并且，在用溅射法成膜上述合金膜的情况下，由于上述合金膜的溅射速度快，厚度的控制变难，可能导致制造稳定性的下降。另一方面，上述合金膜的厚度超过80nm时，光透过率下降从而作为一对反射镜的功能也下降。
本发明中所述反射膜所包括的合金膜为所述Ag-Sm-Cu合金膜，所述Ag-Sm-Cu合金膜优选含有以原子数计0.1％以上0.5％以下的Sm，并含有以原子数计0.1％以上0.5％以下的Cu，且Sm以及Cu以原子数计合计为1％以下。
根据本发明，因为Ag-Sm-Cu合金膜采用上述组成，由处理加工或随时间变化引起的反射率降低变得更加小，干涉滤光器的性能降低更加可靠地得到抑制。并且，如果Sm以及Cu的含量少于以原子数计0.1％，由处理加工或随时间变化引起的反射率降低变大。如果Sm以及Cu的含量超过以原子数计0.5％，则反射率降低。并且，如果Sm以及Cu的含量合计超过以原子数计1％，则反射率降低。
本发明中所述反射膜所包括的合金膜为所述Ag-Bi-Nd合金膜，所述Ag-Bi-Nd合金膜优选含有以原子数计0.1％以上3％以下的Bi，并含有以原子数计0.1％以上5％以下的Nd。
根据本发明，因为Ag-Bi-Nd合金膜采用上述组成，由处理加工或随时间变化引起的反射率降低变得更加小，干涉滤光器的性能降低更加可靠地得到抑制。并且，如果Bi以及Nd的含量少于以原子数计0.1％，则由处理加工或随时间变化引起的反射率降低变大。如果Bi的含量超过以原子数计3％或者Nd的含量超过以原子数计5％，则反射率降低。
本发明中所述反射膜优选是用所述用合金膜形成的单层膜。
根据本发明，由于反射膜是采用Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜所形成的单层膜，所以在可见光波长范围内，反射膜在宽波段中表现出高反射率。此外，本发明中设可见光波长范围为400nm以上700nm以下的范围。
本发明具备支撑上述反射膜的基板，上述反射膜包括电介质膜及上述合金膜。对上述基板从基板侧依次设置上述电介质膜及上述合金膜。优选上述电介质膜是氧化钛(TiO2)的单层膜或是层叠氧化钛(TiO2)或五氧化钽(Ta2O5)层与氧化硅(SiO2)或氟化镁(MgF2)层而得的多层膜。
根据本发明，由于反射膜从基板侧依次地设置化合物的电介质膜，所以与不设置电介质膜的情况相比，在可见光波长范围之内能够提高短波长侧的反射率。
本发明中，所述反射膜包括所述电介质膜、所述合金膜及保护膜，从所述基板侧开始，所述电介质膜、所述合金膜及所述保护膜依次设置于所述基板，优选所述保护膜含有氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)或氧化铝。
根据本发明，由于电介质膜及合金膜受保护膜保护，所以因处理加工或随时间变化而导致的反射膜中的上述合金膜的反射率下降进一步变小，能够更可靠地抑制干涉滤光器的性能下降。
本发明的光模块的特征在于具备：上述任一所述的干涉滤光器；以及检测该干涉滤光器选出的光的光量的检测部。
根据本发明，干涉滤光器的性能下降被如上述那样地抑制。因此，由于能通过检测部检测从这样的干涉滤光器选出的光，所以光模块能准确地检测期望波长的光的光量。
本发明的分析装置的特征在于具备上述光模块、以及基于上述检测部检测到的光的光量实施光分析处理的处理部。
这里，作为分析装置，可例举出例如基于上述的光模块检测到的光的光量分析入射至干涉滤光器中的光的色度或亮度等的光测量仪、检测气体的吸收波长从而检查气体的种类的气体检测装置、以及从接收的光获取该波长的光中包含的数据的光通信装置等。
根据本发明，由于能如上所述地通过光模块检测期望波长的光的准确光量，所以能在分析装置中基于这样的准确的光量来实施准确的分析处理。
附图说明
图1是示出本发明涉及的第一实施方式的测色装置的简要结构的图。
图2是示出构成第一实施方式的干涉滤光器的标准具的简要结构的俯视图。
图3是图2中沿干涉滤光器的III-III线的箭头方向截面图。
图4是示出构成本发明涉及的第二实施方式的干涉滤光器的标准具的简要结构的截面图。
图5是示出构成本发明涉及的第三实施方式的干涉滤光器的标准具的简要结构的截面图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的实施方式进行说明。
<第一实施方式>
(1.测色装置的整体结构)
图1是示出本发明涉及的实施方式的测色装置的简要结构的图。
该测色装置1是本发明的分析装置，如图1所示，包括向被检查对象A射出光的光源装置2、作为本发明的光模块的测色传感器3以及控制测色装置1的整体操作的控制装置4。并且，该测色装置1是从光源装置2射出的光由被检查对象A反射、所反射的检查对象光由测色传感器3接收并基于从测色传感器3输出的检测信号对检查对象光的色度即被检查对象A的颜色进行分析测定的装置。
(2.光源装置的结构)
光源装置2具备光源21和多个透镜22(图1中只记载一个)，用于对被检查对象A射出白色光。并且，多个透镜22中包括准直透镜，光源装置2通过准直透镜使从光源21射出的白色光变为平行光，并从未图示的投射透镜向被检查对象A射出。
此外，在本实施方式中虽例示了具备光源装置2的测色装置1，但在例如被检查对象A是液晶屏等发光部件的情况下也可不设置光源装置2。
(3.测色传感器的结构)
如图1所示，测色传感器3包括：构成本发明的干涉滤光器的标准具(Etalon)5、接收透过标准具5的光的检测部31、以及用标准具5改变透过的光的波长的电压控制单元6。并且，测色传感器3在与标准具5相对的位置上具有将由被检查对象A反射的反射光(检查对象光)导向内部的未图示的入射光学透镜。标准具5只将从入射光学透镜入射的检查对象光之中既定波长的光分光。然后，测色传感器3通过检测部31接收通过标准具5分光的光。
检测部31由多个光电转换元件构成，生成与接收光量相应的电信号。并且，检测部31连接到控制装置4上，将生成的电信号作为光接收信号输出到控制装置4中。
(3-1.标准具的简要结构)
图2是示出构成本发明的干涉滤光器的标准具5的简要结构的俯视图，图3是示出标准具5的简要结构的截面图。此外，在图1中检查对象光从图中下侧入射至标准具5，但在图3中设检查对象光从图中上侧入射。此外，标准具5是能通过外力改变两个(一对)反射镜间的间隙的大小的所谓可变波长干涉滤光器。
如图2所示，标准具5是平面正方形的板状的光学部件，一条边被形成为例如10mm。而且，如图3所示，标准具5具备两个(一对)基板，在本实施方式中分别为第一基板51及第二基板52。
在第一基板51与第二基板52之间设置作为一对反射膜的固定反射镜56和可动反射镜57。
第一基板51上设置作为一个反射膜的固定反射镜56，在第二基板52上设置作为另一个反射膜的可动反射镜57。这里，固定反射镜56固定在第一基板51的与第二基板52相对的面上，可动反射镜57固定在第二基板52的与第一基板51相对的面上。并且，这些固定反射镜56及可动反射镜57隔着反射镜间间隙G相对配置。
而且，第一基板51与第二基板52之间设置用于调整固定反射镜56以及可动反射镜57之间的反射镜间间隙G的尺寸的静电致动器54。静电致动器54具有设置在第一基板51侧的第一位移用电极(固定电极)541及设置在第二基板52侧的第二位移用电极(可动电极)542，这些电极相对配置。对这些第一位移用电极541及第二位移用电极542施加电压时，第一位移用电极541及第二位移用电极542之间静电引力开始起作用，第二基板52变形从而改变反射镜间间隙G的尺寸。从标准具5出射的光的波长随着该反射镜间间隙G的尺寸而变化。
后面再叙述标准具5的详细的结构，接着说明作为一对反射膜的固定反射镜56及可动反射镜57。
(3-1-1.一对反射膜的构成)
在本实施方式中，作为一对反射膜的固定反射镜56及可动反射镜57都是单层膜。并且，单层膜由含有银(Ag)、钐(Sm)以及铜(Cu)的Ag-Sm-Cu合金膜或者是含有银(Ag)、铋(Bi)以及铷(Nd)的Ag-Bi-Nd合金膜形成。这里的Ag-Sm-Cu合金膜实际上由银(Ag)、钐(Sm)以及铜(Cu)构成，Ag-Bi-Nd合金膜实际上由银(Ag)、铋(Bi)以及铷(Nd)构成。并且，Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜在构成合金膜的各元素之外，在不损害本发明的作用效果的范围内，还可以含有微量杂质元素(例如氧、氮、碳等)。
在标准具5中，固定反射镜56及可动反射镜57的反射率及透过率的平衡是十分重要的。尽管通过加厚形成固定反射镜56及可动反射镜57的上述合金膜的厚度能得到高反射率，但由于透过率下降，在作为干涉滤光器的检测灵敏度这一点上存在问题。另一方面，尽管通过使形成固定反射镜56及可动反射镜57的上述合金膜的厚度变薄能够提高透过率，但由于反射率下降，所以作为干涉滤光器的分光性能下降。
从这一点看，优选形成固定反射镜56及可动反射镜57的上述合金膜的厚度为30nm以上80nm以下。上述合金膜的厚度不足30nm时，厚度过薄，上述合金膜的反射率变低，并且因处理加工或随时间变化而导致的反射率下降也变大。并且，在用溅射法成膜上述合金膜的情况下，由于上述合金膜的溅射速度快，所以厚度的控制变难，从而可能导致制造稳定性的下降。另一方面，上述合金膜的厚度超过80nm时光透过率下降，作为标准具5的固定反射镜56及可动反射镜57的功能也下降。此外，优选上述合金膜的厚度为40nm以上60nm以下。
固定反射镜56以及可动反射镜57由Ag-Sm-Cu合金膜形成时，Ag-Sm-Cu合金膜优选含有以原子数计0.1％以上0.5％以下的Sm，并含有以原子数计0.1％以上0.5％以下的Cu，且Sm以及Cu的合计在以原子数计1％以下。Sm以及Cu的含量如果少于以原子数计0.1％，由处理加工或随时间变化引起的反射率降低变大。Sm以及Cu的含量如果超过以原子数计0.5％，反射率降低。Sm以及Cu含量的合计如果超过以原子数计1％，则反射率降低。此外，剩余部分实际上为Ag，只要在不损害本发明的作用效果的范围内，可以含有微量杂质。
固定反射镜56以及可动反射镜57由Ag-Bi-Nd合金膜形成时，优选含有以原子数计0.1％以上3％以下的Bi，并含有以原子数计0.1％以上5％以下的Nd。Ag-Bi-Nd合金膜所含有的Bi以及Nd的量更优选为Bi以原子数计为0.1％以上2％以下，Nd以原子数计为0.1％以上3％以下。如果Bi以及Nd的含量少于以原子数计0.1％，由处理加工或随时间变化引起的反射率降低变大。如果Bi含量超过以原子数计3％或Nd的含量超过以原子数计5％，则反射率降低。并且，剩余部分实际上为Ag，只要在不损害本发明的作用效果的范围内，可以含有微量杂质。
固定反射镜56以及可动反射镜57使用具有上述合金膜的组成的靶材料，通过溅射法等公知的方法形成。
(3-1-2.一对基板的结构)
作为一对基板的第一基板51及第二基板52分别通过例如纯碱玻璃、水晶玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或水晶等形成。其中，作为一对基板的构成材料优选含有例如钠(Na)或钾(K)等碱金属的玻璃，通过用这样的玻璃形成第一基板51及第二基板52，能够提高后述的作为一对反射膜的固定反射镜56和可动反射镜57以及各电极的粘着性或基板之间的接合强度。并且，由于玻璃的可见光的透过特性良好，如本实施方式这样，在测定被检查对象A的颜色的情况下，能够抑制第一基板51及第二基板52中的光的吸收从而适于做测色处理。并且，通过用未图示的等离子聚合膜接合沿着外周缘形成的接合面514、524来一体地构成第一基板51及第二基板52。
通过用蚀刻加工厚度被形成为例如500μm的玻璃基材形成第一基板51。具体而言，如图3所示，在第一基板51上通过蚀刻形成电极形成槽511及反射镜固定部512。
在从基板厚度方向看标准具5的俯视图(以下称为标准具俯视图)中，电极形成槽511被形成为以平面中心点为中心的圆形。如图3所示，从电极形成槽511的中心部向第二基板52侧突出地形成反射镜固定部512。
至于电极形成槽511，从反射镜固定部512的外周缘到电极形成槽511的内周壁面之间形成环状的电极固定面511A，该电极固定面511A上形成前述的固定电极541。该固定电极541通过固定电极选出配线541A及未图示的外部配线与电压控制单元6连接。该固定电极选出配线541A通过形成于接合面514与接合面524之间的固定电极选出部541B与外部配线连接。
如上所述，与电极形成槽511同轴地将反射镜固定部512形成为直径尺寸比电极形成槽511小的圆柱状。此外，在本实施方式中，如图3所示，反射镜固定部512的与第二基板52相对的反射镜固定面512A被形成为比电极固定面511A更接近第二基板52。
而且，第一基板51在与第二基板52相对的上表面和相对侧的下表面中，在对应于固定反射镜56的位置上形成略去图示的反射防止膜(AR)。通过交替地层叠低折射率膜及高折射率膜来形成该反射防止膜，从而使第一基板51的表面上的可见光的反射率下降，透过率增大。
通过用蚀刻加工例如厚度尺寸被形成为200μm的玻璃基板来形成第二基板52。
具体而言，在如图2所示的俯视图中，第二基板52上具备以基板中心点为中心的圆形的可动部521以及与可动部521同轴并保持可动部521的连结保持部522。该连结保持部522的外周直径尺寸被形成为与第一基板51的电极形成槽511的外周直径尺寸相同的尺寸。
可动部521被形成为厚度尺寸比连结保持部522大，例如在本实施方式中，被形成为与第二基板52的厚度尺寸为相同尺寸的200μm。
并且，可动部521在与第一基板51相反侧的上表面中形成略去图示的反射防止膜(AR)。该反射防止膜具有与第一基板51上形成的反射防止膜相同的构成，通过交替地层叠低折射率膜以及高折射率膜来形成。
连结保持部522是围住可动部521的周围的膜片，例如厚度尺寸被形成为50μm。该连结保持部522的与第一基板51相对的面上环状地形成上述的可动电极542。可动电极542通过大约1μm的电磁间隙与固定电极541相对。
该可动电极542通过可动电极选出配线542A及未图示的外部配线与电压控制单元6连接。该可动电极选出配线542A通过形成于接合面514与接合面524之间的可动电极选出部542B与外部配线连接。
通过该可动电极542及前述的固定电极541构成静电致动器54。
标准具5中，通过向静电致动器54施加指定的电压，在固定电极541与可动电极542之间产生静电引力。通过该静电引力使可动部521沿着基板厚度方向移动从而使第二基板52变形，改变反射镜间间隙G的尺寸。这样，通过调整施加的电压来控制电极541、542间产生的静电引力，从而控制反射镜间间隙G的尺寸变化，能够选择从检查对象光分光的光。
(4.控制装置的结构)
控制装置4控制测色装置1的整体操作。
作为该控制装置4，能够使用例如通用个人计算机、移动信息终端或其它的测色专用计算机等。
并且，如图1所示，控制装置4被构成为具备光源控制部41、测色传感器控制部42以及测色处理部43(本发明的处理部)等。
光源控制部41与光源装置2连接。并且，光源控制部41基于例如利用者的设定输入而向光源装置2输出指定的控制信号，并从光源装置2射出指定的亮度的白色光。
测色传感器控制部42与测色传感器3连接。然后，测色传感器控制部42基于例如利用者的设定输入设定通过测色传感器3接收的光的波长，向测色传感器3输出旨在检测该波长的光的光接收量的控制信号。因此，测色传感器3的电压控制单元6基于控制信号设定对静电致动器54的施加电压，以使仅透过利用者期望的光的波长。
测色处理部43控制测色传感器控制部42，改变标准具5的反射膜间间隙从而使透过标准具5的光的波长变化。并且，测色处理部43基于从检测部31输入的光接收信号获取透过标准具5的光的光量。然后，测色处理部43基于如上述得到的各波长的光的光接收量计算出由被检查对象A反射的光的色度。
(5.标准具的制造方法)
通过在作为制造材料的玻璃基板上实施蚀刻加工形成第一基板51的反射镜固定部512等、第二基板52的可动部521等。
分别对蚀刻加工后的第一基板51以及第二基板52用溅射法形成Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜。本实施方式中为单层膜。
在将溅射后的合金膜图案化为期望的形状的图案化加工中使用了湿法蚀刻。湿法蚀刻中例如实施以下的处理。
(A)以期望的图案在合金膜上形成作为蚀刻掩膜的抗蚀剂膜。在固化抗蚀剂时，合金膜被暴露在高温下。
(B)用有机类抗蚀剂剥离液剥离抗蚀剂膜。此时，合金膜被暴露在有机溶剂中。
由于合金膜被暴露在这样的状况下，合金膜需要有耐高温性或耐有机溶剂性。此外，合金膜还需要有耐高温高湿性、耐硫化性、耐卤性等各种耐性。以下，存在统称标准具的制造工序中的合金膜所需的耐性为耐处理性的情况，特别地存在统称图案化工序中的合金膜所需的耐性为耐图案化处理性的情况。
经过这样的湿法蚀刻加工分别在第一基板51及第二基板52上形成固定反射镜56及可动反射镜57。
之后，接合第一基板51及第二基板52得到标准具5。在接合工序中，分别在例如接合面514、524上成膜等离子体聚合膜，贴合该等离子体聚合膜从而接合第一基板51与第二基板52。
[6.第一实施方式的作用效果]
在标准具5中，隔着反射镜间间隙G相对的固定反射镜56及可动反射镜57包括比纯银或Ag-C合金耐高温性或耐处理性更好的Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜。这些合金膜具有与纯银同等的反射率，还具有比纯银更优异的耐高温性或耐处理性。因此，因处理加工例如湿法蚀刻加工或随时间变化而导致的合金膜的反射率下降变小，从而能抑制标准具5的性能下降。
并且，标准具5的包括Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜的固定反射镜56以及可动反射镜57的厚度因为在30nm以上80nm以下，所以固定反射镜56及可动反射镜57具有光透过功能，且抑制了处理后或随时间变化而导致的透过率变化。结果，在标准具5中，固定反射镜56及可动反射镜57所需要的光的反射及透过这两个特性的下降得到抑制。
并且，标准具5的Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜的组成因为在上述范围内，由处理加工或随时间变化引起的反射率降低变得更小，标准具5的性能降低更加可靠地得到抑制。
除此以外，由于标准具5的固定反射镜56以及可动反射镜57是用Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜形成的单层膜，所以固定反射镜56及可动反射镜57在可见光波长范围内在宽波段内显示高反射率。
并且，由于Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜与玻璃基板的紧贴性良好，因紧贴力不足而导致的标准具5的性能下降得到防止。
<第二实施方式>
接着，说明本发明涉及的第二实施方式。
这里，对第二实施方式的说明中与第一实施方式相同的构成要素用同一符号标记，并省略或简略其说明。
第二实施方式中，在标准具5A的固定反射镜56及可动反射镜57包括电介质膜561、571与合金膜562、572这一点上与第一实施方式的标准具5不同。合金膜562、572与第一实施方式相同，为Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜。
如图4所示，在第一基板51中，从第一基板51开始依次地设置电介质膜561、合金膜562。也就是说，电介质膜561设置在第一基板51与合金膜562之间。同样地，在第二基板52中，从第二基板52开始依次地设置电介质膜571、合金膜572。也就是说，电介质膜571设置在第二基板52与合金膜572之间。
电介质膜561、571是氧化钛(TiO2)的单层膜，或者是层叠氧化钛(TiO2)或五氧化钽(Ta2O5)层以及氧化硅(SiO2)或氟化镁(MgF2)层而得的多层膜。在是后者的电介质多层膜的情况下，层叠高折射率材料(TiO2、Ta2O5)的层以及低折射率材料(SiO2、MgF2)的层。基于必要的光学特性适当地设定单层膜或多层膜的各层的厚度或层数。
(第二实施方式的作用效果)
根据第二实施方式涉及的标准具5A，由于固定反射镜56及可动反射镜57是层叠上述的电介质膜561、571与合金膜562、572而构成的，与仅由合金膜562、572构成的情况相比，可见光范围的短波长侧的反射率提高。结果，能够进一步增宽表现高反射率的波段，从而能得到具备在整个可见光范围内具有高反射率的固定反射镜56及可动反射镜57的标准具5A。
并且，由于电介质膜561、571与合金膜562、572之间的紧贴性以及电介质膜561、571与玻璃基板之间的紧贴性都是良好的，因紧贴力不足而导致的标准具5A的性能下降得到抑制。
<第三实施方式>
接着说明本发明涉及的第三实施方式。
这里，对第三实施方式的说明中与第一实施方式及第二实施方式相同的构成要素用相同符号来标记等并省略或简略其说明。
第三实施方式中，在标准具5B的固定反射镜56及可动反射镜57除了电介质膜561、571和合金膜562、572之外还包括保护膜563、573这一点上与第一实施方式的标准具5及第二实施方式的标准具5A不同。合金膜562、572与第一实施方式相同，为Ag-Sm-Cu合金膜或者Ag-Bi-Nd合金膜。电介质膜561、571与第二实施方式的相同。
如图5所示，在第一基板51中，从第一基板51开始依次地设置电介质膜561、合金膜562、保护膜563。也就是说，保护膜563相对于合金膜562设置在与电介质膜561相反的一侧。同样，在第二基板52，从第二基板52开始依次地设置电介质膜571、合金膜572、保护膜573。保护膜573相对于合金膜572设置在与电介质膜571相反的一侧。
保护膜563、573含有氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)、或氧化铝。优选保护膜的厚度为10nm以上20nm以下。通过设定在这样的范围内，能够保护固定反射镜56及可动反射镜57而不使反射率及透过率下降。
(第三实施方式的作用效果)
根据第三实施方式涉及的标准具5B，由于电介质膜561、571及合金膜562、572受保护膜563、573保护，因处理加工或随时间变化而导致的固定反射镜56及可动反射镜57中的合金膜562、572的反射率下降被抑制，从而干涉滤光器的性能下降进一步被可靠地防止。
<其它的实施方式>
此外，本发明不限定于前述的实施方式，能达到本发明的目的的范围内的变形、改良等都包括在本发明中。
在上述实施方式中，例示了俯视图正方形状的标准具，但不限于此，也可形成为例如俯视图圆形、俯视图多边形。
并且，也可不用相同的合金膜形成固定反射镜56及可动反射镜57。例如，固定反射镜56可以采用Ag-Sm-Cu合金膜，可动反射镜57可以采用Ag-Bi-Nd合金膜。
而且，在上述实施方式虽然将标准具5作为可变波长干涉滤光器来进行说明，但并不限于此。对于反射镜间的间隙的大小不变化的干涉滤光器也能适用用上述合金膜形成的一对反射镜。
并且，电极固定面511A及反射镜固定面512A的高度位置根据固定在反射镜固定面512A上的固定反射镜56及形成于第二基板52上的可动反射镜57的间的反射镜间间隙G的尺寸、固定电极541及可动电极542之间的尺寸、固定反射镜56或可动反射镜57的厚度尺寸来适当地设定，并不限定于上述实施方式那样的结构。例如在固定反射镜56及可动反射镜57中包括电介质多层膜从而其厚度尺寸增大的情况下，可以是在相同面上形成电极固定面511A与反射镜固定面512A的结构、在电极固定面511A的中心部形成圆柱凹槽状的反射镜固定槽并在该反射镜固定槽的底面上形成反射镜固定面512A的结构等。
在上述实施方式中，示例了对固定电极541设置一个选出电极的结构，但不限于此。还可增加选出电极。在此情况下，两个选出电极之中的一个用作向固定电极541施加电压的电压施加用端子，另一个用作检测固定电极541上保持的电荷的电荷检测用端子。对可动电极542也可以是同样的。
并且，在上述实施方式中例示了能通过静电致动器54调整反射镜间间隙G的标准具5的结构，但也可以是通过其它的驱动部件来调整反射镜间间隙G的结构。例如可以是在第二基板52的与第一基板51相反的一侧上设置通过斥力按压第二基板52的静电致动器或压电部件的结构。
而且，不限于如上述第三实施方式中说明的对基板层叠电介质膜、合金膜及保护膜，也可以是不设置电介质膜而对基板层叠合金膜及保护膜的结构。
并且，实施本发明时的具体构造以及步骤，在能达到本发明的目的的范围内可适当地变更为其它的构造等。
[实施例]
接着，虽然对上述合金膜的耐高温性或耐处理性举例以更详细地说明本发明，但本发明并不受这些例子的记述内容的任何限制。
(1.耐高温性)
首先，对纯银膜以及合金膜(Ag-C合金膜、Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜)的耐高温性进行评价。
使用纯银以及具有如下所示组成的靶材料，在平滑的玻璃基板上用溅射法形成厚度达40nm的纯银膜以及上述合金膜。
Ag-C：含有以原子数计5％的C，剩余部分实际上为Ag。
Ag-Sm-Cu：含有以原子数计0.5％的Sm，并含有以原子数计0.5％的Cu，剩余部分实际上是Ag。
Ag-Bi-Nd：含有以原子数计1.0％的Bi，并含有以原子数计0.5％的Nd，剩余部分实际上是Ag。
作为耐高温性，通过比较成膜后的初期的纯银膜及上述合金膜的反射率以及在大气环境下实施250℃、1小时的加热处理后(高温试验后)的反射率来进行。使用分光色度计，测量作为可见光范围的波长400nm以上700nm以下的反射率。
表1中示出400nm、550nm及700nm中纯银膜及上述合金膜的初期反射率(单位：％)及加热处理后的反射率(单位：％)。且表1中将从初期反射率中减去加热处理后的反射率的值作为反射率的变化量(减少量)(单位：％)示出。
表1
Figure BDA0000077112230000181
如表1所示，可知Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜的初期反射率与纯银膜相比，虽然根据波长不同出现了低值，但几乎为同等的值。然而，发现高温试验后合金膜的反射率降低小于纯银膜或Ag-C合金膜。特别是Ag-Bi-Nd合金膜的反射率降低在整个可见光波长范围内较小。
另一方面，纯银膜在成膜后的初期在整个可见光波长范围内具有高反射率。然而，暴露在高温下的纯银膜由于膜的粒块生长、表面粗糙度变大，所以反射率下降较大。特别地，在短波长侧(400nm)纯银膜的反射率下降显著。
并且，Ag-C合金膜与Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜相比，成膜初期的反射率低，并且，高温试验后的反射率降低增大。
[2.耐处理性]
接着评价纯银膜以及合金膜(Ag-C合金膜、Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜)的耐处理性。
与上述耐高温性的评价同样，使用纯银膜以及具有上述合金膜组成的靶材料在平滑的玻璃基板上采用溅射法形成纯银膜以及上述合金膜。
然后，作为耐处理性，这里评价耐图案化处理性。图案化处理如以下所示。
(1)通过旋涂机向形成于玻璃基板上的纯银膜以及上述合金膜上涂布正性抗蚀剂
(2)涂布正性抗蚀剂后，在洁净烘箱中以90℃预烘焙15分钟
(3)使用接触式光刻机通过光掩模曝光
(4)在显影液中使用四甲基氢氧化铵水溶液显影
(5)在洁净烘箱内以120℃后烘焙20分钟
(6)抗蚀剂作为蚀刻掩模，用磷酸-硝酸-醋酸水溶液蚀刻纯银膜以及上述合金膜
(7)用有机类抗蚀剂剥离液剥离抗蚀剂
a.反射率
然后，与上述耐高温性的评价同样，将成膜后初期的纯银膜以及上述合金膜的反射率与图案化处理后的反射率进行比较。
表2中示出了在400nm、550nm以及700nm纯银膜以及上述合金膜的初期反射率(单位：％)以及图案化处理后的反射率(单位：％)。并且表2中还示出了初期反射率减去图案化处理后的反射率的值作为反射率的变化量(减少量)(单位：％)。
表2
如表2所示，可见Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜的初期反射率与纯银膜相比，虽然根据波长不同出现了低值，但几乎为同等的值。然而，发现图案化处理后的合金膜的反射率降低小。特别是Ag-Sm-Cu合金膜的反射率降低在整个可见光波长范围内较小。
另一方面，纯银膜在成膜初期在整个可见光波长范围内具有高反射率。然而，经过图案化处理后的纯银膜的反射率下降大。特别地，在短波长侧(400nm)纯银膜的反射率下降显著。这样的纯银膜的反射率的下降可认为是由在抗蚀剂的烘焙工序中暴露在高温下或在抗蚀剂剥离工序中暴露在有机溶剂中而引起的。
而且，Ag-C合金膜与Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜相比，成膜初期的反射率低，并且，图案化处理后的反射率降低也较大。
b.透过率
并且，作为合金膜(Ag-C合金膜、Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜)的耐处理性对图案化处理后的透过率变化进行了测定。
具体地是将成膜初期的合金膜的透过率与图案化处理后的合金膜的透过率进行比较。
在表3中示出了在400nm、550nm以及700nm上述合金膜的初期透过率(单位：％)以及图案化处理后的透过率(单位：％)。并且表3中还示出了初期透过率减去图案化处理后的透过率的值作为透过率的变化量(增加量)(单位：％)。
表3
Figure BDA0000077112230000211
如图3所示，可见Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜在成膜后初期与Ag-C合金膜相比，根据波长不同初期透过率出现了低值。然而，发现图案化处理后的合金膜的透过率增加小。特别是Ag-Sm-Cu合金膜在整个可见光波长范围内透过率增加小。
如上所示，可知Ag-Sm-Cu合金膜以及Ag-Bi-Nd合金膜高温试验后的反射率变化小，并且，图案化处理后的反射率变化以及透过率变化小。因此，可知将这些合金膜用作一对反射膜的可变波长干涉滤光器(标准具)其性能降低得到抑制。而且，可知可变波长干涉滤光器作为产品上市后因随时间变化而导致的性能下降也被抑制，从而得到可靠性高的可变波长干涉滤光器。
符号说明
1测色装置(分析装置)            3颜色传感器(光模块)
5、5A、5B标准具(干涉滤光器)    31检测部
43测色处理部(处理部)           51第一基板
52第二基板                     56固定反射镜
57可动反射镜                   561、571电介质膜
562、572合金膜                 563、573保护膜

Claims (9)

1.一种干涉滤光器，其特征在于，
具备隔开间隙相对的两个反射膜，
所述反射膜包括合金膜，
所述合金膜是含有银(Ag)、钐(Sm)以及铜(Cu)的Ag-Sm-Cu合金膜。
2.根据权利要求1所述的干涉滤光器，其特征在于，
所述合金膜含有以原子数计0.1％以上0.5％以下的Sm，并含有以原子数计0.1％以上0.5％以下的Cu，且
Sm以及Cu以原子数计合计为1％以下。
3.一种干涉滤光器，其特征在于，
具备隔开间隙相对的两个反射膜，
所述反射膜包括合金膜，
所述合金膜是含有银(Ag)、铋(Bi)以及钕(Nd)的Ag-Bi-Nd合金膜。
4.根据权利要求3所述的干涉滤光器，其特征在于，
所述合金膜含有以原子数计0.1％以上3％以下的Bi，并含有以原子数计0.1％以上5％以下的Nd。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的干涉滤光器，其特征在于，所述反射膜是由所述合金膜形成的单层膜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的干涉滤光器，其特征在于，
所述干涉滤光器具备支撑所述反射膜的基板，
所述反射膜包括电介质膜以及所述合金膜，
从所述基板侧开始，所述电介质膜以及所述合金膜依次设置于所述基板，
所述电介质膜是二氧化钛(TiO2)的单层膜或者是二氧化钛(TiO2)或五氧化钽(Ta2O5)层与氧化硅(SiO2)或氟化镁(MgF2)层层叠而得的多层膜。
7.根据权利要求6所述的干涉滤光器，其特征在于，
所述反射膜包括所述电介质膜、所述合金膜以及保护膜，
从所述基板侧开始，所述电介质膜、所述合金膜以及所述保护膜依次设置于所述基板，
所述保护膜含有氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)或氧化铝。
8.一种光模块，其特征在于，具备：
权利要求1至7中任一项所述的干涉滤光器；以及
检测由所述干涉滤光器选出的光的光量的检测部。
9.一种分析装置，其特征在于，具备：
权利要求1至7中任一项所述的干涉滤光器；
检测由所述干涉滤光器选出的光的光量的检测部；以及
根据所述检测部检出的光的光量实施光分析处理的处理部。
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