(57)【要約】【課題】  光素子の光学面にレンズを製造することを含む光モジュールの製造方法において、製造プロセスの簡略化及び容易化を図ることにある。【解決手段】  光モジュールの製造方法は、（ａ）それぞれが柱状部１３０に設けられた光学面１２８を有する複数の光素子１００を有する、光素子ウエハ２００を形成すること、（ｂ）それぞれの光素子１００にバーンイン工程を行うこと、（ｃ）光素子ウエハ２００を分割して得られる光素子チップ１０２を、搭載部材１７０に搭載すること、（ｄ）光素子チップ１０２を搭載部材１７０に電気的に接続すること、を含み、（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程内で、光学面１２８に樹脂材料からなるレンズ１６４を形成する工程を行う。【選択図】      図４
2006228788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）それぞれが柱状部に設けられた光学面を有する複数の光素子を有する、光素子ウエハを形成すること、
（ｂ）それぞれの前記光素子にバーンイン工程を行うこと、
（ｃ）前記光素子ウエハを分割して得られる光素子チップを、搭載部材に搭載すること、
（ｄ）前記光素子チップを前記搭載部材に電気的に接続すること、
を含み、
前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程内で、前記光学面に樹脂材料からなるレンズを形成する工程を行う、光モジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の光モジュールの製造方法において、
前記（ｃ）及び（ｄ）工程は、複数の前記搭載部材を治具にセットした状態で行う、光モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の光モジュールの製造方法において、
前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程では加熱処理が行われ、
前記レンズの形成工程を、前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程における加熱処理と同時に行う、光モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の光モジュールの製造方法において、
前記レンズの形成工程は、
前記樹脂材料の複数の液滴を吐出する工程と、
前記樹脂材料にエネルギーを供給して前記樹脂材料を硬化させる工程と、を含み、
少なくとも前記液滴吐出工程を前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程における加熱処理と同時に行う、光モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の光モジュールの製造方法において、
前記樹脂材料は熱硬化型材料からなり、
前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程における加熱処理により、前記樹脂材料を硬化させる、光モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の光モジュールの製造方法において、
前記樹脂材料は光硬化型材料からなり、
前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程における加熱処理と同時に、前記樹脂材料に光を照射して前記樹脂材料を硬化させる、光モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の光モジュールの製造方法において、
前記液滴吐出工程は、
前記光学面の中央部を囲む仮想多角形の各頂点位置に前記樹脂材料の液滴を吐出することにより、前記樹脂材料からなる外壁部を形成すること、及び、
前記外壁部により囲まれた位置に前記樹脂材料の液滴を吐出することを含む、光モジュールの製造方法。
【請求項８】
（ａ）それぞれが柱状部に設けられた光学面を有する複数の光素子を有する、光素子ウエハを形成すること、
（ｂ）前記光学面に樹脂材料の液滴を吐出すること、
（ｃ）それぞれの前記光素子にバーンイン工程を行うこと、
（ｄ）前記樹脂材料にエネルギーを供給して前記樹脂材料を硬化させること、
を含み、
前記（ｂ）工程に連続して前記（ｃ）工程を行い、
前記（ｄ）工程は、前記（ｃ）工程内で行う、光モジュールの製造方法。
【請求項９】
（ａ）それぞれが柱状部に設けられた光学面を有する複数の光素子を有する、光素子ウエハを形成すること、
（ｂ）前記光素子ウエハを分割して得られる光素子チップを搭載部材に搭載すること、
（ｃ）前記光学面に樹脂材料の液滴を吐出すること、
を含み、
前記（ｂ）工程が、前記搭載部材を給材し治具にセットするセット工程と、前記光素子チップを給材し前記搭載部材に搭載する搭載工程と、前記光素子チップが搭載された前記搭載部材を加熱処理する加熱工程と、からなり、
前記（ｃ）工程を、前記搭載工程と前記加熱工程と間に設ける、光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
（ａ）それぞれが柱状部に設けられた光学面を有する複数の光素子を有する、光素子ウエハを形成すること、
（ｂ）前記光素子ウエハを分割して得られる光素子チップを、搭載部材に搭載すること、
（ｃ）前記光素子チップを前記搭載部材に電気的に接続すること、
（ｄ）前記光学面に樹脂材料からなるレンズを形成すること、
を含み、
前記（ｄ）工程を、前記（ｃ）工程の前、又は、後に設ける、光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光素子の光学面（例えば面発光型半導体レーザであれば出射面）にレンズを製造する方法として、例えばレンズ材料からなる液滴を吐出した後、それを硬化させる方法が知られている。この場合、レンズ材料を硬化させるために、レンズ材料の吐出時及び着弾後において所定のエネルギーを加えることがある。従来の方法によれば、硬化のためのエネルギー供給は他の工程とは別途に単独で行われている。光モジュールの製造工程では、光素子のバーンイン、ダイボンディング、ワイヤボンディングなどの多数の工程が行われるため、製造プロセスを可能な限り少なく簡略化することが望まれる。
【特許文献１】特開２０００−２８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、光素子の光学面にレンズを製造することを含む光モジュールの製造方法において、製造プロセスの簡略化及び容易化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）本発明に係る光モジュールの製造方法は、
（ａ）それぞれが柱状部に設けられた光学面を有する複数の光素子を有する、光素子ウエハを形成すること、
（ｂ）それぞれの前記光素子にバーンイン工程を行うこと、
（ｃ）前記光素子ウエハを分割して得られる光素子チップを、搭載部材に搭載すること、
（ｄ）前記光素子チップを前記搭載部材に電気的に接続すること、
を含み、
前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程内で、前記光学面に樹脂材料からなるレンズを形成する工程を行う。本発明によれば、レンズの形成工程を、光素子のバーンイン工程、ダイボンディング工程及び電気的接続工程のいずれかの工程内で行うので、製造工程の削減及び製造時間の短縮を図ることができる。
【０００５】
（２）この光モジュールの製造方法において、
前記（ｃ）及び（ｄ）工程は、複数の前記搭載部材を治具にセットした状態で行ってもよい。これにより、搭載部材又は光素子が治具に対して位置決めされているので、各工程を治具に対する位置決めにより行うことができる。したがって、位置決めを円滑に行うことができる。
【０００６】
（３）この光モジュールの製造方法において、
前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程では加熱処理が行われ、
前記レンズの形成工程を、前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程における加熱処理と同時に行ってもよい。これによれば、光素子のバーンイン工程、ダイボンディング工程及び電気的接続工程のいずれかの工程において行われる加熱処理によりレンズを形成できるので生産効率の向上が図れる。
【０００７】
（４）この光モジュールの製造方法において、
前記レンズの形成工程は、
前記樹脂材料の複数の液滴を吐出する工程と、
前記樹脂材料にエネルギーを供給して前記樹脂材料を硬化させる工程と、を含み、
少なくとも前記液滴吐出工程を前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程における加熱処理と同時に行ってもよい。これによれば、吐出した樹脂材料の液滴が周囲に流動するのを防止することができる。すなわち、樹脂材料の流動性を維持する溶剤などを蒸発させることができるので、着弾した樹脂材料に対して高表面張力が維持され、樹脂材料が周囲に流れ広がるのを防止することができる。
【０００８】
（５）この光モジュールの製造方法において、
前記樹脂材料は熱硬化型材料からなり、
前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程における加熱処理により、前記樹脂材料を硬化させてもよい。これにより、さらなる生産効率の向上が図れる。
【０００９】
（６）この光モジュールの製造方法において、
前記樹脂材料は光硬化型材料からなり、
前記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの工程における加熱処理と同時に、前記樹脂材料に光を照射して前記樹脂材料を硬化させてもよい。
【００１０】
（７）この光モジュールの製造方法において、
前記液滴吐出工程は、
前記光学面の中央部を囲む仮想多角形の各頂点位置に前記樹脂材料の液滴を吐出することにより、前記樹脂材料からなる外壁部を形成すること、及び、
前記外壁部により囲まれた位置に前記樹脂材料の液滴を吐出することを含んでもよい。これによれば、樹脂材料からなる外壁部を形成した後に、外壁部により囲まれた位置に樹脂材料の液滴を吐出してレンズを形成するので、中央部に設けられた樹脂材料の流動が堰き止められ、レンズ形状を所望の形状及び径に制御することが容易になる。
【００１１】
（８）本発明に係る光モジュールの製造方法は、
（ａ）それぞれが柱状部に設けられた光学面を有する複数の光素子を有する、光素子ウエハを形成すること、
（ｂ）前記光学面に樹脂材料の液滴を吐出すること、
（ｃ）それぞれの前記光素子にバーンイン工程を行うこと、
（ｄ）前記樹脂材料にエネルギーを供給して前記樹脂材料を硬化させること、
を含み、
前記（ｂ）工程に連続して前記（ｃ）工程を行い、
前記（ｄ）工程は、前記（ｃ）工程内で行う。本発明によれば、レンズを構成する樹脂材料を硬化させる加熱工程を設ける必要がなく、バーンイン工程で光素子に加える熱によって樹脂材料を硬化させることができる。
【００１２】
（９）本発明に係る光モジュールの製造方法は、
（ａ）それぞれが柱状部に設けられた光学面を有する複数の光素子を有する、光素子ウエハを形成すること、
（ｂ）前記光素子ウエハを分割して得られる光素子チップを搭載部材に搭載すること、
（ｃ）前記光学面に樹脂材料の液滴を吐出すること、
を含み、
前記（ｂ）工程が、前記搭載部材を給材し治具にセットするセット工程と、前記光素子チップを給材し前記搭載部材に搭載する搭載工程と、前記光素子チップが搭載された前記搭載部材を加熱処理する加熱工程と、からなり、
前記（ｃ）工程を、前記搭載工程と前記加熱工程と間に設ける。本発明によれば、レンズを構成する樹脂材料を硬化させる加熱工程を設ける必要がなく、ダイボンディング工程のダイボンディング材料の加熱処理と同時に樹脂材料を硬化させることができる。また、ダイボンディングのために搭載部材が治具に給材、セットされ、且つ治具に対して位置決めされており、搭載部材に光素子チップが搭載されているので、レンズ形成のために改めて光素子チップが搭載された搭載部材を治具に給材、セットし、治具に対して位置決めする必要がなく、部材の除給材、位置決めを円滑に行なうことができる。
【００１３】
（１０）本発明に係る光モジュールの製造方法は、
（ａ）それぞれが柱状部に設けられた光学面を有する複数の光素子を有する、光素子ウエハを形成すること、
（ｂ）前記光素子ウエハを分割して得られる光素子チップを、搭載部材に搭載すること、
（ｃ）前記光素子チップを前記搭載部材に電気的に接続すること、
（ｄ）前記光学面に樹脂材料からなるレンズを形成すること、
を含み、
前記（ｄ）工程を、前記（ｃ）工程の前、又は、後に設ける。本発明によれば、（ｃ）工程の前に液滴吐出工程を設ければ、レンズを構成する樹脂材料を硬化させる加熱工程を設ける必要がなく、ワイヤボンディング工程の加熱処理によって樹脂材料を硬化させることができる。また、（ｃ）工程の前後のどちらに液滴吐出工程を設けた場合でも、ワイヤボンディングのために光素子チップが搭載された搭載部材が治具に給材、セットされ、且つ治具に対して位置決めされていれば、レンズ形成のために改めて光素子チップが搭載された搭載部材を治具に給材、セットし、治具に対して位置決めする必要がなく、部材の除給材、位置決めを円滑に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１〜図１０は、本発明の実施の形態に係る光モジュールの製造方法を説明する図である。
【００１６】
（光素子ウエハの形成工程）
図１は光素子の平面図であり、図２は図１のII−II線断面図である。本実施の形態では、複数の光素子１００を有する光素子ウエハ２００（図３参照）を形成する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、光素子１００は、基板１１０と、柱状部１３０と、樹脂層１４０と、電極１５０，１５２と、を含む。本実施の形態では、光素子１００が面発光型半導体レーザである場合を例として説明する。
【００１８】
基板１１０は、半導体基板（例えばｎ型ＧａＡｓ基板）である。柱状部１３０は、基板１１０に支持されている。柱状部１３０は、例えば円柱形状をなしている。図１に示す例では、１つの基板１１０に１つの柱状部１３０を有するが、複数の柱状部１３０を有していてもよい。柱状部１３０の上面の中央部は、光（レーザ光）が出射する光学面１２８となっている。光学面１２８は、樹脂層１４０及び電極１５０から露出している。
【００１９】
図２に示す例では、基板１１０上に素子部１２０が形成され、素子部１２０の一部が柱状部１３０となっている。素子部１２０の断面形状は、凸型をなしている。基板１１０及び素子部１２０の両者の平面形状は、同一（例えば矩形）であってもよい。あるいは、素子部１２０の平面形状は基板１１０の平面形状よりも小さくてもよく基板１１０の一部が露出していてもよい。面発光型半導体レーザの場合、素子部１２０は共振器（垂直共振器）と呼ばれる。
【００２０】
素子部１２０は、例えば、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布反射型多層膜ミラーである第１ミラー（第１半導体層）１２２と、ＧａＡｓウエル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１２３と、ｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラーである第２ミラー（第２半導体層）１２４と、が順次積層して構成されている。なお、第１ミラー１２２、活性層１２３、及び第２ミラー１２４を構成する各層の組成及び層数はこれに限定されるわけではない。また、活性層１２３は、キャリアの再結合が生じる層を有していればよく、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造のいずれを適用してもよい。
【００２１】
第２ミラー１２４は、例えばＣ，Ｚｎ，Ｍｇなどがドーピングされることによりｐ型にされ、第１ミラー１２２は、例えばＳｉ，Ｓｅなどがドーピングされることによりｎ型にされている。したがって、例えば第２ミラー１２４、不純物がドーピングされていない活性層１２３、及び第１ミラー１２２により、ｐｉｎダイオードが形成される。
【００２２】
第２ミラー１２４を構成する層のうち活性層１２３に近い領域に、酸化アルミニウムを主成分とする電流狭窄層１２５が形成されている。この電流狭窄層１２５は、リング状に形成されている。すなわち、この電流狭窄層１２５は、光学面１２８に平行な面で切断した場合における断面が同心円状である。
【００２３】
柱状部１３０は、少なくとも第２ミラー１２４を含む（例えば第２ミラー１２４、活性層１２３及び第１ミラー１２２の一部を含む）半導体積層体をいう。柱状部１３０は、素子部１２０の他の部分を介して、基板１１０の上方に形成されている。
【００２４】
樹脂層１４０は、柱状部１３０に接触して形成されている。樹脂層１４０は、基板１１０の上方であって柱状部１３０の周囲に形成され、柱状部１３０の上面の周縁に至るように形成されていてもよい。樹脂層１４０は、例えば、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、又はエポキシ樹脂などから形成することができる。
【００２５】
電極（第１の電極）１５０は、樹脂層１４０上に形成されている。図２に示すように、樹脂層１４０と電極１５０の間に、保護層（例えばＳｉＮ層）１４２が介在していてもよい。電極１５０は、柱状部１３０の上面の周縁に沿って連続して設けられている。電極１５０は、柱状部１３０の上面と接触する部分がリング状になっていてもよい。柱状部１３０の上面のうち、電極１５０の開口部１５４から露出する部分が光学面１２８となっている。電極１５０は、例えばＡｕ及びＺｎの合金とＡｕとの積層膜からなる。一方、電極（第２の電極）１５２は、基板１１０の裏面に形成されている。あるいは、電極１５２は、基板１１０の表面であって樹脂層１４０からの露出領域に形成されていてもよい。電極１５２は、例えばＡｕ及びＧｅの合金とＡｕとの積層膜からなる。これによれば、電極１５０，１５２によって、第１及び第２ミラー１２２，１２４の間の活性層１２３に電流を流すことができる。なお、電極１５０，１５２の材料は、上述に限定されず、例えばＴｉ，Ｎｉ，Ａｕ又はＰｔなどの金属やこれらの合金などが利用可能である。
【００２６】
次に、光素子ウエハの形成工程を説明する。本工程では、上述の光素子ウエハ２００の構成から導き出せる内容を含み、すでに知られている手法を適用してもよい。
【００２７】
上述の基板１１０上に複数の半導体層をエピタキシャル成長により形成し、複数の半導体層をエッチング等によりパターニングして素子部１２０（柱状部１３０を含む）を形成することができる（図２参照）。
【００２８】
エピタキシャル成長を行う際の温度は、成長方法や原料、基板１１０の種類、あるいは形成するそれぞれの半導体層の種類、厚さ、及びキャリア密度によって適宜決定されるが、一般に、４５０℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法としては、有機金属気相成長（MOVPE：Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）法や、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法、あるいはＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy）法などを用いることができる。パターニング工程では、例えば図２に示す構造が得られるように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を活用して行う。エッチングは、ウエットエッチングを使用してもよいし、ドライエッチングを使用してもよい。
【００２９】
その後、例えば４００℃程度の水蒸気雰囲気中に、素子部１２０が形成された基板１１０を投入することにより、半導体層の所定部分を酸化して電流狭窄層１２５を形成する。その後、樹脂層１４０を所定部分にパターニングして設ける。樹脂層１４０は、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法又は液滴吐出法などにより設けることができる。また、電極１５０，１５２の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法又はメッキ法により少なくとも１層の導電層を形成し、その後、リフトオフ法により導電層の一部を除去する手法を適用してもよい。電極形成後に、例えば４００℃前後の温度により数分間にわたり、アニール処理を行ってもよい。なお、リフトオフ法のかわりに、ドライエッチング法を適用してもよい。
【００３０】
上述の光素子は、ウエハ単位（基板１１０単位）で形成することができる。すなわち、光素子ウエハ２００のそれぞれの光素子１００ごとに上述の工程を行えばよい。
【００３１】
なお、本実施の形態に係る光素子は、面発光型半導体レーザに限定されるわけではなく、他の発光素子（例えば、半導体発光ダイオードや、有機ＬＥＤ）であってもよく、あるいは受光素子（例えばフォトダイオード）であってもよい。受光素子であれば、柱状部１３０の光学面が光の入射面となる。受光素子の場合、少なくとも光吸収層を有し、光吸収層はｐｉｎダイオードの中間層であってもよいし、ｐｎ接合ダイオードの界面の層であってもよい。
【００３２】
また、上述の各半導体において、ｐ型とｎ型を入れ替えてもよい。また、上述の例では、ＡｌＧａＡｓ系のものについて説明したが、発振波長に応じてその他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系、ＺｎＳＳｅ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＧａＡｓＳｂ系の半導体材料を用いることも可能である。
【００３３】
（バーンイン工程）
図３は、本実施の形態に係るバーンイン工程を示す図である。
【００３４】
光素子ウエハ２００を形成した後、それぞれの光素子１００にバーンイン工程を行う。バーンイン工程では、例えば高温状態において光素子１００に長時間電流を流し続ける。これにより、光素子（例えば半導体レーザ）１００の電流特性などの初期変動をなくし、動作の安定化を図ることができる。本工程は、ウエハレベル（光素子ウエハ２００単位）で一括処理することができる。
【００３５】
まず、図３に示すように、光素子ウエハ２００をステージ２１０にセットする。そして、プローブ２１２を光素子１００（例えば電極１５０）に電気的に接触させる。プローブカード２１４とステージ２１０の相対的な位置関係を制御することにより、プローブ２１２の光素子１００に対する位置決めを行うことができる。次に、電源回路２１６により、光素子１００を駆動するための所定電流を高温状態において所定時間流し続ける。
【００３６】
この場合、プローブカード２１４のプローブ２１２の配置と、光素子ウエハ２００上の光素子１００の配置との関係から一回のバーンイン工程で処理できる光素子１００の数量は数百〜数千個に限定される。このため、プローブカード２１４とステージ２１０の位置関係の変更を数回行なって同様な処理を繰り返すことで、光素子ウエハ２００上の全ての光素子１００に対して処理を行なうことができる。従って、光素子ウエハ２００上のある領域の光素子１００に対してはプローブ２１２が接触しておらずプローブカード２１４から開放されている。
【００３７】
バーンイン工程では、高温状態において素子を駆動するために、光素子ウエハ２００の加熱処理が行われる。この場合、プローブ２１２が接触していない光素子１００に対しても同様な加熱処理が行われる。なお、加熱温度（例えば７０℃〜１５０℃）、電流の大きさ（例えば１０ｍＡ〜２０ｍＡ）、通電時間（例えば１０時間〜３０時間）は、製品の品質保証に基づいて適宜調整することができる。本工程によれば、結晶欠陥を内在する不良素子や製造工程中に損傷した不良素子を除去し、かつ良品素子の動作の安定化を図ることができる。
【００３８】
（レンズの形成工程）
図４及び図５は、本実施の形態に係るレンズの形成工程を示す図である。
【００３９】
まず、レンズの形成工程を説明する。レンズ１６４は、光素子１００の光学面１２８に形成する。レンズ１６４は、例えば樹脂材料から形成することができる。
【００４０】
（１）まず、液滴吐出法等により、樹脂材料からなる複数の液滴１６０を吐出する。
【００４１】
樹脂材料は、所定波長の光を透過する光透過性樹脂材料（例えば透明樹脂材料）である。例えば、樹脂材料は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂を用いることができる。また、樹脂材料は、所定のエネルギー（熱又は光）を加えることにより硬化する性質を有している。樹脂材料が熱硬化型であれば、樹脂材料を設けた後に加熱することにより硬化させることができる。あるいは、樹脂材料が光硬化型（例えば紫外線硬化型）であれば、樹脂材料を設けた後に光（例えば紫外光）を照射することにより硬化させることができる。また、吐出時の樹脂材料には希釈溶剤が添加されていてもよい。こうすることにより、吐出する際の樹脂材料の粘度を調整（例えば低粘度化）することができる。希釈溶剤としてはすでに公知の溶剤を適用することができ、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メトキシメチルプロピオネート、キシレン、トルエン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが挙げられる。
【００４２】
樹脂材料の液滴の吐出方法としては、インクジェット方式を適用することができる。インクジェット方式によれば、インクジェットプリンタ用に実用化された技術を応用することで、樹脂材料の液滴１６０を短時間の処理でかつ容易に吐出することができる。インクジェットヘッド１６２は、例えばインクジェットプリンタ用に実用化されたもので、圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ、あるいはエネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）タイプ等が使用可能であり、吐出面積および吐出パターンは任意に設定することが可能である。あるいは、その他の吐出方法として、ディスペンサによる吐出方式を適用してもよい。
【００４３】
樹脂材料の液滴１６０の吐出位置は、例えば光学面１２８の中央部であってもよい。複数の液滴１６０を連続して吐出させることにより、吐出量及び吐出位置に応じた形状及び径のレンズ１６４を形成することができる。
【００４４】
本工程において、樹脂材料の液滴１６０の吐出は、所定のエネルギー（熱又は光）を加えながら行うことができる。例えば、樹脂材料の液滴１６０の吐出を加熱しながら行ってもよい。これにより、樹脂材料の流動性を維持する希釈溶剤などを蒸発させることができる。また、樹脂材料が熱硬化型であれば、樹脂材料の硬化反応を促進させることができる。この結果、着弾した樹脂材料に対して高表面張力が維持され、樹脂材料が周囲に流れ広がるのを防止することができる。あるいは、樹脂材料の液滴１６０を光を照射しながら吐出してもよい。その場合も、樹脂材料が光硬化型であれば硬化反応を促進させることができ、着弾した樹脂材料に対して高表面張力が維持され、樹脂材料が周囲に流れ広がるのを防止することができる。
【００４５】
（２）必要量の液滴１６０を吐出した後、樹脂材料に所定のエネルギー（熱又は光）を供給して樹脂材料を硬化させる。樹脂材料が熱硬化型であれば加熱すればよく、光硬化型であれば光を照射すればよい。
【００４６】
以上の工程により、図５に示すように、レンズ１６４を含む光素子を製造することができる。レンズ１６４は、例えば球状の一部からなる形状をなし、光学面１２８上に設けられている。
【００４７】
（３）本実施の形態では、上述のレンズの形成工程をバーンイン工程に行う。
【００４８】
レンズの加熱処理工程は、バーンイン工程における加熱処理と同時に行うことができる。すなわち、バーンイン工程における加熱処理をレンズの加熱処理工程に利用する。これによれば、バーンイン工程で高温状態を確保するための加熱処理と、樹脂材料の周囲への流動を防止するための加熱処理とを兼用することができる。また、レンズ１６４が熱硬化型の樹脂材料からなる場合には、バーンイン工程における加熱処理により樹脂の硬化工程を行ってもよい。即ち、バーンイン工程のプローブ２１２を接触させていない光素子１００に樹脂材料の液滴を吐出すれば、バーンイン工程における加熱処理により樹脂を熱硬化することができる。バーンイン工程では数十時間、１００℃以上に加熱するので、当該加熱処理により十分に樹脂を硬化させることができる。これによれば、別途に加熱装置及び加熱処理を設ける必要がなくなるので、製造工程の削減及び生産効率の向上が図れる。
【００４９】
あるいは、レンズ１６４が光硬化型の樹脂材料からなる場合には、バーンイン工程中のプローブ２１２を接触させていない光素子１００またはバーンイン工程前に液滴を吐出し、バーンイン工程における加熱処理と同時に光を照射することにより樹脂の硬化工程を行ってもよい。この場合も、バーイン工程の時間を無駄なく活用することができるので、製造時間の短縮を図ることができる。
【００５０】
（ダイボンディング工程）
図６〜図８は、本実施の形態に係るダイボンディング工程を示す図である。詳しくは、上述のバーイン工程及びレンズの形成工程が終了した光素子ウエハ２００をダイシングし、複数の個辺の光素子チップ１０２（図８参照）を得る。その後、ダイボンディング工程として、光素子チップ１０２を搭載部材（例えばステム）１７０に搭載する。搭載部材１７０には、配線部（表面の配線パターン及び外部リード１７０ａ（図１０参照）を含む）が設けられている。
【００５１】
図６に示すように、複数の搭載部材１７０をあらかじめ治具１７２にセットした状態で本工程を行ってもよい。例えば、複数の搭載部材１７０を治具１７２に複数行複数列に配置する。これによれば、搭載部材１７０が治具１７２に対して位置決めされているので、治具１７２に対して搭載部材１７０を位置決めすることができる。したがって、位置決めを円滑に行うことができる。
【００５２】
図７に示すように、治具１７２をダイボンディングステージ１７６にセットし、それぞれの搭載部材１７０の搭載領域１７４に接着材料１７８を設ける。接着材料１７８が導電性を有していれば、光素子チップ１０２の搭載、及び光素子チップ１０２（例えば基板裏面に形成される電極１５２）と搭載部材１７０の電気的接続を図ることができる。接着材料１７８は所定のエネルギー（熱又は光）が加えられることにより、溶融又は接着するものであり、例えば金属ペースト（例えばＡｇペースト）、導電性接着材料を使用することができる。なお、本工程において、光素子チップ１０２と搭載部材１７０の電気的接続が不要であれば、接着材料１７８として絶縁性のもの（例えば熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂）を使用してもよい。また、接着材料１７８は、ペースト状のものをインクジェット方式又はディスペンサ方式により吐出させてもよいし、フィルム状のものを載せてもよい。
【００５３】
そして、光素子チップ１０２を治具１７２（搭載部材１７０）に対して位置決めし、接着材料１７８を介して搭載部材１７０に搭載する。その際、両者を固定するために接着材料１７８にエネルギーを加える。例えば搭載部材１７０（接着材料１７８）を１００℃〜２００℃程度に加熱する。接着材料１７８がＡｇペーストであれば、２００℃程度に加熱することにより溶融させ、両者の機械的及び電気的に接続することができる。あるいは、両者を仮圧着することができる。以上の作業を光素子チップ１０２ごと繰り返し行い、治具１７２上の複数の搭載部材１７０に複数の光素子チップ１０２を搭載する。
【００５４】
次に、治具１７２をダイボンディングステージ１７６から取り出し、さらにエネルギー（熱又は光）を加える工程を行う。例えば、治具１７２をベーク炉に入れ、接着材料１７８を加熱する。加熱条件は、接着材料１７８の材料に応じて様々であるが、例えばＡｇペーストの場合であれば２００℃で３０分程度加熱することができる。こうして、光素子チップ１０２と搭載部材１７０の本圧着を行う。
【００５５】
なお、光素子チップ１０２は光学面１２８（レンズ１６４）側の面が搭載部材１７０とは反対を向くようにフェースアップボンディングしてもよい。あるいは、光の経路が確保されれば、それとは逆向きにフェースダウンボンディングしてもよい。
【００５６】
（電気的接続工程）
図９は、本実施の形態に係る電気的接続工程を示す図である。すなわち、光素子チップ１０２を搭載部材１７０に電気的に接続する。例えば、ダイボンディング工程において光素子チップ１０２をフェースアップボンディングにより搭載した場合には、光素子チップ１０２の電極１５０と搭載部材１７０の配線パターンをワイヤ（例えばＡｕワイヤ）１８２により、ワイヤボンディング接続することができる。
【００５７】
本工程もダイボンディング工程と同様に、複数の搭載部材１７０をあらかじめ治具１７２にセットした状態で行ってもよい。例えば、ダイボンディング工程に使用した治具１７２を、搭載部材１７０を取り出すことなく、そのままワイヤボンディングステージ１８０にセットしてもよい。こうすることで、改めて治具を用意する必要がなくなり、また、改めて搭載部材１７０を治具にセットする必要もなくなる。
【００５８】
本工程では、搭載部材１７０（光素子チップ１０２）を予備加熱してもよい。すなわち、ワイヤボンディングする前の搭載部材１７０をあらかじめ第１の温度（例えば常温以上）まで加熱しておいてもよい。こうすることにより、ワイヤボンディングするときにより高温の第２の温度（例えば１００℃〜２００℃）に容易に本加熱することが可能になる。以上の作業を光素子チップ１０２ごと繰り返し行い、治具１７２上の複数の搭載部材１７０と複数の光素子チップ１０２の両者を電気的に接続する。
【００５９】
あるいは、ダイボンディング工程において光素子チップ１０２をフェースダウンボンディングにより搭載した場合には、光素子チップ１０２の電極１５０と搭載部材１７０の配線パターンを、金属接合などのすでに知られた手法により電気的に接続することができる。その場合もワイヤボンディング工程と同様に、良好な電気的接続を図るために搭載部材１７０を加熱する。なお、フェースダウンボンディングの場合には、ダイボンディング工程が電気的接続工程を兼用することになる。
【００６０】
（光モジュール）
図１０は、本実施の形態により製造された光モジュールを示す図である。
【００６１】
上述の電気的接続工程が終了したら、搭載部材１７０（光素子チップ１０２が搭載されている）を治具１７２から取り出し、光素子チップ１０２をパッケージングする。例えば、搭載部材１７０上に、光素子チップ１０２を封止するフォルダ１８４を取り付ける。フォルダ１８４に、さらに、フェルール１８８を介して光ファイバ１８６を取り付けてもよい。こうして、図１０に示すように、光モジュール１０００を製造することができる。なお、光素子チップ１０２の光学面１２８にはレンズ１６４が形成されている。
【００６２】
上述の実施の形態によれば、レンズの形成工程を、光素子のバーンイン工程と同時に行うので、製造工程の削減及び製造時間の短縮を図ることができる。詳しくは、バーンイン工程において行われる加熱処理によりレンズ１６４を形成できるので生産効率の向上を図ることができる。
【００６３】
以下に、本実施の形態に係る変形例を説明する。
【００６４】
（第１の変形例）
本変形例では、レンズの形成工程をダイボンディング工程において行う。すなわち、光素子チップ１０２を搭載部材１７０に搭載し、光素子チップ１０２を搭載部材１７０に接着する間（又は接着した後）に、それぞれの光素子チップ１０２にレンズ１６４を形成する。図６に示すように、複数の搭載部材１７０があらかじめ治具１７２にセットされていれば、液滴１６０（インクジェットヘッド１６２）の位置決めが容易となり、かつ治具レベルで一括処理できるので生産効率を大幅に向上させることができる。
【００６５】
レンズの形成工程は、ダイボンディングにおける所定のエネルギー供給処理（例えば加熱処理又は光照射処理）と同時に（又は継続して）行うことができる。すなわち、ダイボンディング工程で供給されるエネルギーを利用することにより、レンズ１６４を形成する。
【００６６】
例えば、樹脂材料の液滴吐出工程をダイボンディング工程のエネルギー供給処理と同時に（又は継続して）行う。その場合のエネルギーは熱であってもよいし、光（例えば紫外光）であってもよい。いずれの場合にも、ダイボンディング工程での接着のためのエネルギー供給処理と、樹脂材料の周囲への流動を防止するためのエネルギー供給処理とを兼用することができる。また同様にして、樹脂材料の硬化工程をダイボンディング工程のエネルギー供給処理と同時に行うこともできる。これによれば、接着材料１７８とレンズ１６４の樹脂材料を一括して硬化させることができるので、別途に加熱装置及び加熱処理を設ける必要がなくなり、製造工程の削減及び生産効率の向上が図れる。
【００６７】
（第２の変形例）
本変形例では、レンズの形成工程の少なくとも一部を電気的接続工程（例えばワイヤボンディング工程）と同時（又はその前後）に行う。すなわち、光素子チップ１０２を搭載部材１７０に電気的に接続する間（又はその前後）に、それぞれの光素子チップ１０２にレンズ１６４を形成する。図６に示すように、複数の搭載部材１７０があらかじめ治具１７２にセットされていれば、液滴１６０（インクジェットヘッド１６２）の位置決めが容易となり、かつ治具レベルで一括処理できるので生産効率を大幅に向上させることができる。
【００６８】
レンズの形成工程は、ワイヤボンディングにおける加熱処理と同時に行うことができる。すなわち、ワイヤボンディング工程における加熱処理をレンズの形成工程に利用する。
【００６９】
例えば、樹脂材料の液滴吐出工程をワイヤボンディング工程の加熱処理（例えば予備加熱処理）と同時に行う。また、樹脂材料の硬化工程をワイヤボンディング工程の加熱処理（例えば本加熱処理）と同時に行うこともできる。液滴吐出工程で求められる加熱温度は樹脂材料の流動が防げればよく、硬化工程で求められる加熱温度ほど高温である必要がないので、液滴吐出工程をワイヤボンディング工程の予備加熱処理と同時に行い、かつ硬化工程を本加熱処理と同時に行うと、より好適な温度環境で製造工程を行うことができる。このように、本変形例においても、別途に加熱装置及び加熱処理を設ける必要がなくなり、製造工程の削減及び生産効率の向上が図れる。
【００７０】
（第３の変形例）
図１１〜図１３は、本変形例に係るレンズの形成工程を説明する図である。なお、図１１〜図１３は柱状部の上面の概略図を示している。本変形例では、樹脂材料の液滴１０の吐出形態が上述と異なっている。
【００７１】
（１）まず、図１１及び図１２に示すように、光学面１２８の中央部２４を囲む仮想多角形２０の各頂点位置（頂点Ａ１〜Ａ６）に樹脂材料の液滴１０を吐出することにより、樹脂材料１１〜１６からなる外壁部２２を形成する。
【００７２】
本工程では、樹脂材料の液滴１０は、光学面１２８の中央部２４を囲む仮想多角形２０の各頂点位置に吐出する。言い換えれば、本工程では、樹脂材料の液滴１０は、光学面１２８の中央部２４を避ける領域（例えば光学面１２８の端部）に吐出する。
【００７３】
仮想多角形２０は、図１１に示すように例えば６個の頂点（頂点Ａ１〜Ａ６）を有する六角形（正六角形）であってもよい。あるいは、仮想多角形２０の形状は上述に限定されるものではなく、三角形、四角形、五角形などのその他の多角形であってもよい。仮想多角形２０が光学面１２８の中央部２４を中心とする正多角形であれば、外壁部２２をバランス良く配置することができるので、その後の工程で光学面１２８の中央部２４に設ける樹脂材料の流動を効果的に防止することができる。
【００７４】
本変形例では、仮想多角形２０の各頂点位置（頂点Ａ１〜Ａ６）は、光学面１２８の周縁に沿って設けられている。頂点Ａ１〜Ａ６の全部が光学面１２８の周縁に沿って設けられていてもよく、その一部のみが光学面１２８の周縁に沿って設けられていてもよい。光学面１２８の周縁とは、光学面１２８と電極１５０の境界部分に相当し、言い換えれば電極１５０の開口部１５４の端部に相当する（図２参照）。
【００７５】
次に、仮想多角形２０の各頂点位置（頂点Ａ１〜Ａ６）への液滴の吐出の順番について説明する。
【００７６】
第１例としては、図１１に示すように、まず、樹脂材料の１回目の液滴１０を頂点Ａ１に吐出及び着弾させる。１回の吐出のみで外壁部２２を形成するための必要量が得られなければ、必要量が得られるまで液滴１０を頂点Ａ１に複数回吐出し続ける。そして、頂点Ａ１において外壁部２２を形成するために必要量の樹脂材料１１が得られれば、その後頂点Ａ２にも同様の工程を繰り返し、さらにその他の頂点Ａ３〜Ａ６にも同様の工程を行う。
【００７７】
こうして、図１２に示すように、仮想多角形２０の複数の頂点位置（頂点Ａ１〜Ａ６）に樹脂材料１１〜１６を形成し、外壁部２２を形成することができる。これによれば、仮想多角形２０の１つの頂点位置において外壁部２２を形成するための必要量の樹脂材料の液滴を吐出した後に、他の頂点位置に樹脂材料の液滴を吐出するので、先に吐出した液滴が硬化する前に次の液滴を吐出することができる。そのため、樹脂材料の硬化が均一となり、所望形状の外壁部２２が形成しやすくなる。
【００７８】
第２例としては、まず、樹脂材料の１回目の液滴１０を頂点Ａ１に吐出及び着弾させ、１回の吐出のみで外壁部２２を形成するための必要量が得られなくても、次の頂点Ａ２に樹脂材料の液滴１０を吐出及び着弾させる。すなわち、仮想多角形２０の各頂点位置（頂点Ａ１〜Ａ６）ごとに順番に樹脂材料の液滴１０を吐出する一連のサイクルを複数回繰り返し行う。そして、所定回数のサイクルを繰り返し行うことにより、図１２に示すように、外壁部２２を形成する。これによれば、１つの頂点位置において、次の液滴が着弾するまでの時間が長くなるので、先に吐出した液滴が硬化し始めた後に次の液滴を吐出することができる。そのため、樹脂材料の周囲への流動を効果的に防止することができる。
【００７９】
あるいは、複数の光素子１００が配列された状態（例えばウエハ状態又は治具上に配列された状態）で作業する場合、吐出装置のタクトタイムの向上、吐出位置決め精度上などの観点から、１つの光素子の頂点Ａ１に樹脂材料の液滴１０を吐出した後、他の光素子の頂点Ａ１に同様に吐出し、少なくとも２個以上の光素子の頂点Ａ１の吐出終了後に、同様の工程を次の頂点Ａ２に対して行うこともできる。このことは、上述の第１例及び第２例の両方に適用することができる。
【００８０】
なお、吐出の１回分の液滴量は、吐出回数、レンズ径の大きさ、光学面の面積などの各パラメータに基づいて適宜調整することができる。これにより、いずれかの頂点位置への１回目の吐出のみで外壁部２２を形成するための必要量を得ることも可能である。
【００８１】
図１２に示すように、外壁部２２を仮想多角形２０の各頂点位置（頂点Ａ１〜Ａ６）同士で連結するように形成してもよい。すなわち、隣同士の頂点位置において樹脂材料が連結するように、樹脂材料の径の大きさを調整する。これによれば、外壁部２２により光学面１２８の中央部２４をほぼ閉じた領域にすることができるので、その後の工程で、光学面１２８の中央部２４に設ける樹脂材料の流動を確実に防止することができる。変形例として、上述の外壁部は、仮想多角形２０の各頂点位置ごとに分離して設けられていてもよい。すなわち、いずれかの頂点位置に設けられた樹脂材料は、隣の頂点位置に設けられた樹脂材料とは非接触となっていてもよい。
【００８２】
本工程において、樹脂材料の液滴１０の吐出は、光素子１００を加熱しながら行うことができる。これにより、樹脂材料に添加される希釈溶剤を蒸発させることができる。また、樹脂材料が熱硬化型であれば、樹脂材料の硬化反応を促進させることができる。この結果、着弾した樹脂材料に対して高表面張力が維持され、その後の工程において、光学面１２８の中央部２４に設ける樹脂材料の流動を効果的に防止することができる。なお、樹脂材料が光硬化型（例えば紫外線硬化型）であれば、光を照射しながら樹脂材料の液滴１０を吐出すると、光学面１２８に着弾した樹脂材料が光により硬化し始めるので、樹脂材料の流動を効果的に防止することができる。
【００８３】
（２）図１３に示すように、外壁部２２により囲まれた位置（光学面１２８の中央部２４）に樹脂材料の液滴を吐出することにより、外壁部２２と一体化したレンズ２６を形成する。これによれば、樹脂材料からなる外壁部２２を形成した後に、外壁部２２により囲まれた位置に樹脂材料の液滴を吐出してレンズ２６を形成するので、中央部２４に設けられた樹脂材料の流動が堰き止められ、レンズ形状を所望の形状及び径に制御することが容易になる。
【００８４】
本工程で使用する樹脂材料としては、外壁部２２と同一材料を使用することができる。液滴の吐出方法として、上述のインクジェット方式などを適用してもよい。液滴の吐出位置は、外壁部２２により囲まれた位置であればよく、例えば光学面１２８の中央部２４に１回又は複数回吐出すればよい。本工程においても、樹脂材料の液滴の吐出は、光素子１００を加熱しながら行うことができるし、また光を照射しながら行うこともできる。吐出量としては、例えば図５に示すように、外壁部２２を含む一体的な球状が得られる程度に吐出すればよい。
【００８５】
（第４の変形例）
図１４〜図１６は、本変形例に係るレンズの形成工程を説明する図である。なお、図１４〜図１６は柱状部の上面の概略図を示している。本変形例では、樹脂材料の液滴４０の吐出形態が上述と異なっている。
【００８６】
本変形例においても上述と同様に、光学面１２８の中央部２４を囲む仮想多角形５０の各頂点位置（頂点Ｂ１〜Ｂ６）に樹脂材料の液滴４０を吐出することにより、樹脂材料４１〜４６からなる外壁部５２を形成し、外壁部５２により囲まれた中央部２４に再び液滴を吐出することにより、外壁部５２と一体化したレンズ５６を形成する。
【００８７】
本変形例では、仮想多角形５０の各頂点位置（頂点Ｂ１〜Ｂ６）は、柱状部１３０の周縁に沿って設けられている。頂点Ｂ１〜Ｂ６の全部が柱状部１３０の周縁に沿って設けられていてもよく、その一部のみが柱状部１３０の周縁に沿って設けられていてもよい。柱状部１３０の周縁が樹脂層１４０又は電極１５０により覆われている場合には、その樹脂層１４０又は電極１５０上に樹脂材料の液滴４０を吐出する。本変形例は、比較的大きいレンズ径を得る必要がある場合（例えば大径のレンズを有する受光素子を製造する場合）に特に効果的である。
【００８８】
あるいは、さらに大径のレンズを形成する場合には、樹脂材料の液滴を柱状部１３０の外側の領域に吐出及び着弾させることにより外壁部を形成してもよい。その場合には、仮想多角形の各頂点位置は、柱状部１３０の外側の領域に設けられることになる。
【００８９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図２】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図３】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図４】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図５】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図６】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図７】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図８】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図９】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図１０】本発明を適用した実施の形態を示す図。
【図１１】本発明を適用した実施の形態の変形例を示す図。
【図１２】本発明を適用した実施の形態の変形例を示す図。
【図１３】本発明を適用した実施の形態の変形例を示す図。
【図１４】本発明を適用した実施の形態の変形例を示す図。
【図１５】本発明を適用した実施の形態の変形例を示す図。
【図１６】本発明を適用した実施の形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００９１】
１０…液滴  ２０…仮想多角形  ２２…外壁部  ２４…中央部  ２６…レンズ
４０…液滴  ５０…仮想多角形  ５２…外壁部  ５６…レンズ  １００…光素子
１０２…光素子チップ  １２８…光学面  １３０…柱状部  １４０…樹脂層
１５０…電極  １５２…電極  １６０…液滴  １６２…インクジェットヘッド
１６４…レンズ  １７０…搭載部材  １７２…治具  １７８…接着材料
２００…光素子ウエハ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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