(57)【要約】【課題】  熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造できるエッチング終点検出パターンを提供する。【解決手段】  基板４上に少なくとも光素子用膜（第１膜）と犠牲層５が積層形成されていて、基板４と前記光素子用膜の間にある犠牲層５を選択的にエッチングする際に使用されるエッチング終点検出パターンは、前記光素子用膜で形成され、それぞれが異なる幅を持つ細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを含む細線パターン部３と、細線パターン部３を基板４に接続して保持する保持パターン部２とを備える。犠牲層５のエッチングにより細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに生じる構造的・光学的変化を利用してそのエッチング量を判別する。【選択図】  図２
2011137843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも第１膜と第２膜とが積層形成されていて、前記基板と前記第１膜との間に形成された前記第２膜を選択的にエッチングする際のエッチング量を判別する機能を備えたエッチング終点検出パターンであって、
それぞれが異なる幅を持つ複数の細線パターンを有する細線パターン部と、
複数の前記細線パターンを接続して前記基板に保持する保持パターン部とを備え、
前記細線パターン部と前記保持パターン部とは前記第１膜により形成されていることを特徴とするエッチング終点検出パターン。
【請求項２】
基板上に少なくとも第１膜が形成されていて、前記基板を選択的にエッチングする際のエッチング量を判別する機能を備えるエッチング終点検出パターンであって、
それぞれが異なる幅を持つ複数の細線パターンを有する細線パターン部と、
複数の前記細線パターンを接続して前記基板に保持する保持パターン部とを備え、
前記細線パターンと前記保持パターンとは前記第１膜により形成されていることを特徴とするエッチング終点検出パターン。
【請求項３】
複数の前記細線パターンの最小幅が、前記第２膜の膜厚の２倍以上とされている請求項１に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項４】
複数の前記細線パターンのそれぞれが、一定の幅を有する矩形細線形状とされている請求項１〜３のいずれか１項に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項５】
前記保持パターン部の大きさが、複数の前記細線パターンの最大幅を直径とする円よりも大きくされている請求項１〜４のいずれか１項に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項６】
複数の前記細線パターンの各々の一端だけが、前記保持パターン部に接続されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項７】
少なくとも複数の前記細線パターンの各々の前記保持パターン部との接続部が、前記保持パターン部から離れるに従って幅が変化するテーパー形状とされている請求項１〜６のいずれか１項に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項８】
前記第１膜が、異なる熱膨張係数をもつ少なくとも２種類以上の膜から構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項９】
前記第１膜が、異なる熱膨張係数をもつ２種類以上の膜から構成されると共に、前記第１膜の最上層にある前記膜の熱膨張係数が最大とされている請求項１〜６のいずれか１項に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項１０】
前記第１膜が、シリコン酸化膜を主成分とする膜である請求項１〜９のいずれか１項に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項１１】
前記第１膜が、２種類以上の膜から構成されていると共に、前記第１膜の最上層にある前記膜が、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｗ，ＰｔおよびＡｕからなる群より選ばれる少なくとも一つの材料を含む金属膜とされている請求項１〜９のいずれか１項に記載のエッチング終点検出パターン。
【請求項１２】
基板上に少なくとも第１膜と第２膜が積層形成されていて、前記基板と前記第１膜との間に形成された前記第２膜を選択的にエッチングする際に使用されるエッチング終点検出方法であって、
前記第２膜上に請求項１に記載のエッチング終点検出パターンを設け、
前記エッチング終点検出パターンをその上方より観察しながら、複数の前記細線パターンのそれぞれからの反射光強度とその変化を検出し、
前記反射光強度のいずれかに所定の変化が生じた時点でエッチングを終了することを特徴とするエッチング終点検出方法。
【請求項１３】
基板上に少なくとも第１膜が成膜されていて、前記基板を選択的にエッチングする際に使用されるエッチング終点検出方法であって、
前記基板上に請求項２に記載のエッチング終点検出パターンを設け、
前記エッチング終点検出パターンをその上方より観察しながら、複数の前記細線パターンのそれぞれからの反射光強度とその変化を検出し、
前記反射光強度のいずれかに所定の変化が生じた時点でエッチングを終了することを特徴とするエッチング終点検出方法。
【請求項１４】
前記反射光強度とその変化の検出に、センサの輝度情報が用いられる請求項１２または１３に記載のエッチング終点検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱光学位相シフタ等の光素子の製造方法に関し、さらに言えば、例えば、熱光学位相シフタの消費電力低減のために適用されているブリッジ構造の製造工程において実施される選択エッチングに好適に使用できる、エッチング終点検出パターンおよびエッチング終点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野における多チャンネル化は、波長分割多重（ＷＤＭ： Wavelength Division Multiplexing）通信方式の出現により急速に促進されている。それに伴い、チャンネル毎の機能的な制御、例えば各チャンネルのパワーを一定に揃えたり、経路スイッチングを行ったりといったことを実現しようとすると、チャンネル数に応じた数の光素子や高機能実現のための複数の光機能素子が必要となってくる。
【０００３】
このため、近時、光スイッチや可変光フィルタ等に適用でき、高密度集積が可能な小型光回路部品の必要性が高まっている。その中でも、熱光学位相シフタを利用した平面光波回路型デバイス（ＰＬＣ： Planer Lightwave Circuit）は、その作製プロセスに半導体回路の作製技術を利用できることから、作製の容易さおよび集積性が極めて優れており、高機能化・大規模化にも有利であるという特長をもつ。
【０００４】
熱光学位相シフタは通常、次のようにして実現される。先ず、基板上にクラッド層およびコアからなる光導波路を作製する。そして、この光導波路上に金属薄膜等を成膜して光導波路に沿った細線形状に加工し、通電できるようにするのである。この細線状の金属薄膜に外部電源から電力を投入すると、その電気抵抗により熱が発生するので、当該金属薄膜は光導波路の加熱用ヒータとして動作する。このヒータにより発生した熱が光導波路のクラッド層を伝わってコアに達すると、被加熱部分の屈折率が増加し、当該非加熱部分を通過する光の位相が変化する。このように、加熱により生じる光導波路の屈折率変化を利用して光の位相を変化させることにより、光スイッチや可変光フィルタ等の機能性光デバイスを実現することができる。
【０００５】
しかしながら、多チャンネル化や多機能化に対応するために、１つの光回路基板内に複数の熱光学位相シフタを配置する場合には、１つの熱光学位相シフタの消費電力が大きいと、光回路基板全体の消費電力が極めて大きくなってしまう。これまでに実用化された熱光学位相シフタにおいては、例えばマッハツェンダ型光スイッチの場合、１チャンネルの光をスイッチングさせるために必要な消費電力は４００ｍＷ程度であった。従って、例えば４０チャンネルの光通信回路を制御するために、前述の熱光学位相シフタを利用した光スイッチを各チャンネルに設けたとすると、最大で４０×４００ｍＷ＝１６０００ｍＷ＝１６Ｗもの電力を必要とする。実際には全チャンネルの経路設定などをも行うため、チャンネル数の２乗程度の光スイッチ規模が必要となることも少なくない。この場合の消費電力は、最大で、４０×４０×４００ｍＷ＝６４００００ｍＷ＝６４０Ｗという値に達してしまう。
【０００６】
そこで、従来、例えば、特許文献１（特開２００４−３７５２４号公報）に記載されているように、光導波路をブリッジ構造にして熱光学位相シフタの消費電力を低減する技術が提案されている。この従来技術を図１２を用いて説明する。
【０００７】
図１２において、基板１００の上に形成された犠牲層１０３の上には、下側クラッド層１０５ａと上側クラッド層１０５ｂが積層形成されている。これら二つのクラッド層１０５ａと１０５ｂは、クラッド層１０５を構成する。下側クラッド層１０５ａと上側クラッド層１０５ｂの間には、線状に延在するコア１０４が形成されており、それによって光導波路１０２が形成されている。光導波路１０２（上側クラッド層１０５ｂ）の表面には、パターン化された導電性薄膜からなる薄膜ヒータ１０１が形成されている。薄膜ヒータ１０１は、その両端の電極部から電力を供給すると発熱し、薄膜ヒータ１０１の近傍において光導波路１０２を加熱してその屈折率を変化させることができる。
【０００８】
クラッド層１０５には、コア１０４の両側にそれを挟むように一対の貫通溝１０７が形成されている。犠牲層１０３の一部は、薄膜ヒータ１０１および貫通溝１０７を包含する形で選択的に除去されて、隙間１０６が形成されている。各貫通溝１０７の下端は、隙間１０６に達している。このため、光導波路１０２の薄膜ヒータ１０１の近傍にある部分は、基板１００から浮いた形になっている。
【０００９】
特許文献１に記載の熱光学位相シフタは、上述したように、犠牲層１０３に隙間１０６を設けることにより、光導波路１０２の薄膜ヒータ１０１の近傍にある部分がブリッジ構造とされていて、薄膜ヒータ１０１から生じた熱ができるだけ基板１００に逃げないようにし、熱光学位相シフタの消費電力を低減している。
【００１０】
このように、特許文献１に記載の光導波路１０２では、薄膜ヒータ１０１で発生する熱を効率よく光導波路１０２に閉じ込めて利用することができ、熱光学位相シフタの消費電力を大幅に低減することが可能である。
【００１１】
さらに、最近は、より小型で高密度の集積光デバイスの実現を目指して、高Δ光導波路技術の進展が目覚ましい。高Δ光導波路技術は、光導波路コアの内部への光の閉じ込めをいっそう強めて、曲げ損失を極限まで低減することにより、これまでの光導波路デバイスで冗長であった曲がり導波路を大幅に削減することができる。このため、光回路基板のサイズを（１／１０）以下に小型化すると共に、以前は実現し得なかった機能を実現することで、飛躍的な高機能化を果たすことが可能である。
【００１２】
以上述べたように、近時は、光回路部品の性能として、消費電力の低減と同時に小型化・高集積化・高機能化が現在強く求められており、それに対応できる上述した二つの技術、すなわちブリッジ構造による断熱化技術と高Δ光導波路技術が注目されている。
【特許文献１】特開２００４−３７５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上述した従来技術には、以下に示すような問題点がある。
【００１４】
すなわち、高Δ光導波路を用いて光回路を小型化・高集積化する際に、熱光学位相シフタに上述したようなブリッジ構造を形成する（つまりブリッジ化を行う）場合、被エッチング膜（犠牲層１０３）を選択的に除去するために精密なエッチング技術が必要となる。
【００１５】
高Δ光導波路の採用による小型化が進むまでは、被エッチング膜のエッチング・プロセスにおいて精密なエッチング終点検出は行われておらず、エッチング時間のみで回路特性を制御していた。しかし、ウェハ面内に多数配置された個別の光回路の特性均一化と高歩留まりを実現するには、局所的なエッチング量の管理だけではなく、ウェハ上での面内ばらつきや各点でのエッチング終点検出を行う必要が生じてきた。
【００１６】
本発明者は、当初、特開平７−２４０３９７号公報や特開２００３−２５７９２９号公報に開示されているような、被エッチング膜（犠牲層）のエッチングが完了すると、残留させたい部分と同じ材料で形成されているチェックパターンが基板から剥離するようにして、エッチング終点を検出する方法を試みた。しかし、この方法では、各光素子の被エッチング領域に配置されていたチェックパターンが剥離すると共に、チェックパターン自身が大量のダストとなって基板の表面に残留し、例えば、ブリッジ化した光素子の隙間に入り込むなどして、特性の劣化を引き起こすことが判明した。
【００１７】
本発明者は、その際のエッチング方法として、ウェットエッチングとドライエッチングの両方を試みたが、上記不具合はいずれにおいても生じることが分かった。また、剥離した上記チェックパターンが基板の表面には残留しなくても、エッチング装置の内部に残留するなどして、装置管理上も大きな問題となることも分かった。
【００１８】
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができるエッチング終点検出パターンおよびエッチング終点検出方法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】
【００１９】
（１）  本発明の第１の観点によるエッチング終点検出パターンは、
基板上に少なくとも第１膜と第２膜とが積層形成されていて、前記基板と前記第１膜との間に形成された前記第２膜を選択的にエッチングする際のエッチング量を判別する機能を備えたエッチング終点検出パターンであって、
それぞれが異なる幅を持つ複数の細線パターンを有する細線パターン部と、
複数の前記細線パターンを接続して前記基板に保持する保持パターン部とを備え、
前記細線パターン部と前記保持パターン部とは前記第１膜により形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第１の観点によるエッチング終点検出パターンでは、上述した構成を有しているので、前記細線パターン部の複数の前記細線パターンの各々の幅を適宜設定することにより、前記第２膜のエッチング進行状態をエッチング・プロセスの完了後に確認することが可能である。また、前記第２膜のエッチングが完了した時点でも、前記細線パターンと前記保持パターン部とが前記基板上に残留し、ダストとなることがない。このため、前記第２膜のエッチング状態の制御が容易となり、また、当該エッチング終点検出パターンがダストとなって、選択除去された前記第２膜の隙間へ入り込んだりして、光素子自身や製造装置に対して悪影響を与えることがない。よって、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができる。
【００２１】
（２）  本発明の第２の観点によるエッチング終点検出パターンは、
基板上に少なくとも第１膜が形成されていて、前記基板を選択的にエッチングする際のエッチング量を判別する機能を備えるエッチング終点検出パターンであって、
それぞれが異なる幅を持つ複数の細線パターンを有する細線パターン部と、
複数の前記細線パターンを接続して前記基板に保持する保持パターン部とを備え、
前記細線パターンと前記保持パターンとは前記第１膜により形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第２の観点によるエッチング終点検出パターンでは、上述した構成を有しているので、前記細線パターン部の複数の前記細線パターンの各々の幅を適宜設定することにより、前記基板のエッチング進行状態をエッチング・プロセスの完了後に確認することが可能である。また、前記基板のエッチングが完了して、残留した前記基板と前記第１膜との間に空隙ができても、前記細線パターンと前記保持パターン部とが前記基板上に残留し、ダストとなることがない。このため、前記基板のエッチング状態の制御が容易となり、また、当該エッチング終点検出パターンがダストとなって、選択除去された前記基板と前記第１膜との間の隙間へ入り込んだりして、光素子自身や製造装置に対して悪影響を与えることがない。よって、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができる。
【００２３】
（３）  本発明の第１の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、複数の前記細線パターンの最小幅が、前記第２膜の膜厚の２倍以上とされる。通常、犠牲層となる前記第２膜がある場合には、熱光学位相シフタの消費電力をなるべく低減するために、少なくとも前記第２膜の膜厚分をエッチングできる時間を初期のエッチング時間目標とする必要がある。そのため、前記細線パターンの最小幅として、前記第２膜の膜厚分をエッチング完了したことを検知できる幅、すなわち前記第２膜の膜厚の２倍以上が必要だからである。
【００２４】
（４）  本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、複数の前記細線パターンのそれぞれが、一定の幅を有する矩形細線形状とされる。この例では、複数の前記細線パターンのそれぞれの幅をその全長にわたって一意に固定することになるため、前記細線パターンのそれぞれが一つの検知点に対応することになり、エッチング量の検出が容易となる。従って、ウェハ面内でのエッチング量の把握が行いやすいという効果がある。
【００２５】
（５）  本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、前記保持パターン部の大きさが、複数の前記細線パターンの最大幅を直径とする円よりも大きくされる。エッチング量の検出限界より多い量のエッチングを行うことは、エッチング終点検出パターンとしては通常想定していないため、複数の前記細線パターンを支持する前記保持パターンを前記基板に接続しておくためには、前記保持パターン部が、エッチング量の検出限界を示す前記細線パターンの最大幅を直径とする円よりも大きいことが必要だからである。この例では、前記保持パターン部が前記基板から外れることで、当該エッチング終点検出パターンの全体がダストとなってしまう危険性を避けることができ、しかも、当該エッチング終点検出パターンが形成される領域も、必要十分な大きさとすることができるという効果がある。
【００２６】
（６）  本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、複数の前記細線パターンの各々の一端だけが前記保持パターン部に接続される。この例では、前記犠牲層または前記基板の所望量のエッチングが完了した時に、複数の前記細線パターンに生じる外部機器で検出可能な変化（構造的変化、光学的変化など）を、前記保持パターン部に与える影響を最小限にして発生・検出することができ、確実なエッチング終点検出が可能となるという効果がある。
【００２７】
（７）  本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、少なくとも複数の前記細線パターンの各々の前記保持パターン部との接続部が、前記保持パターン部から離れるに従って幅が変化するテーパー形状とされる。この例では、前記犠牲層または前記基板の所望量のエッチングが完了した時に、複数の前記細線パターンに外部機器で検出可能な変化（構造的変化，光学的変化など）が生じると、その影響で前記接続部に力が加わって前記細線パターンの各々が破壊される現象を抑制することができる。従って、前記細線パターンが前記保持パターン部から脱落することによるダスト発生を防ぐことができるという効果がある。
【００２８】
複数の前記細線パターンの各々の全体を、前記保持パターン部から離れるに従って幅が変化するテーパー形状としてもよい。
【００２９】
（８）  本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、前記第１膜が、異なる熱膨張係数をもつ少なくとも２種類以上の膜から構成される。この例では、外部機器により検出可能な構造的あるいは光学的な変化を意図的に生じさせることが可能となるため、意図した方法でエッチング終点検出を容易に行えるという効果がある。
【００３０】
（９）  本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、前記第１膜が、異なる熱膨張係数をもつ２種類以上の膜から構成されると共に、前記第１膜の最上層にある前記膜の熱膨張係数が最大とされる。この例では、複数の前記細線パターンのいずれかが前記基板あるいは前記第２膜から剥離した際に、その細線パターンは前記保持パターン部との接続部を支点として前記基板から離れる方向へ反る（湾曲する）。この構造的変化は、外部機器により比較的容易に検出することが可能であるため、自動的なエッチング終点検出を容易に行えるという効果がある。
【００３１】
（１０）  本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、前記第１膜がシリコン酸化膜を主成分とする膜とされる。シリコン酸化膜は光導波路を構成する基本材料と同じであり、また、内部に含まれる不純物量を制御することによってその熱膨張係数を制御することができる。このため、この例では、光導波路を構成するのに適した材料を用いて、終点検出が容易な異なる熱膨張係数を持つ２種類以上の膜からなるエッチング終点検出パターンを実現しやすいという効果がある。
【００３２】
（１１）  本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンの好ましい例では、前記第１膜が、２種類以上の膜から構成されると共に、前記第１膜の最上層にある前記膜が、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｗ，ＰｔおよびＡｕからなる群より選ばれる少なくとも一つの材料を含む金属膜とされる。これらの金属膜は、いずれも熱膨張係数が大きな材料であると共に、光素子を作製する際に作用される可能性が高いため、この例では、外部機器により検出可能な構造的変化を意図的に生じさせることが容易であり、また、光素子作製プロセスとの整合性が良好であるという効果がある。
【００３３】
（１２）  本発明の第３の観点によるエッチング終点検出方法は、
基板上に少なくとも第１膜と第２膜が積層形成されていて、前記基板と前記第１膜との間に形成された前記第２膜を選択的にエッチングする際に使用されるエッチング終点検出方法であって、
前記第２膜上に本発明の第１の観点によるエッチング終点検出パターンを設け、
前記エッチング終点検出パターンをその上方より観察しながら、複数の前記細線パターンのそれぞれからの反射光強度とその変化を検出し、
前記反射光強度のいずれかに所定の変化が生じた時点でエッチングを終了することを特徴とするものである。
【００３４】
本発明の第３の観点によるエッチング終点検出方法では、本発明の第１の観点によるエッチング終点検出パターンを使用し、その複数の前記細線パターンのそれぞれからの反射光強度とその変化を検出しているので、前記反射光強度とその変化をエッチング進行状況の指標とすることができ、外部装置を用いてエッチングの終点を自動検出することが可能である。よって、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができる。
【００３５】
（１３）  本発明の第４の観点によるエッチング終点検出方法は、
基板上に少なくとも第１膜が成膜されていて、前記基板を選択的にエッチングする際に使用されるエッチング終点検出方法であって、
前記基板上に本発明の第２の観点によるエッチング終点検出パターンを設け、
前記エッチング終点検出パターンをその上方より観察しながら、複数の前記細線パターンのそれぞれからの反射光強度とその変化を検出し、
前記反射光強度のいずれかに所定の変化が生じた時点でエッチングを終了することを特徴とするものである。
【００３６】
本発明の第４の観点によるエッチング終点検出方法では、本発明の第２の観点によるエッチング終点検出パターンを使用し、その複数の前記細線パターンのそれぞれからの反射光強度とその変化を検出しているので、前記反射光強度とその変化をエッチング進行状況の指標とすることができ、外部装置を用いてエッチングの終点を自動検出することが可能である。よって、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができる。
【００３７】
（１４）  本発明の第３および第４の観点によるエッチング終点検出方法の好ましい例では、前記反射光強度とその変化の検出に、センサの輝度情報を用いることを特徴とする。この方法を用いることにより、２次元画像の複雑な認識処理と特徴抽出処理を行わなくとも、十分に反射強度変化の必要な情報を抽出することができ、簡潔な装置構成で確実なエッチング終点検出が可能となるという効果がある。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の第１および第２の観点によるエッチング終点検出パターンと、本発明の第３および第４の観点によるエッチング終点検出方法では、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００４０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のエッチング終点検出パターン１の上面図である。
【００４１】
このエッチング終点検出パターン１は、保持パターン部２と細線パターン部３を備えており、基板１上に設けられている。保持パターン部２と細線パターン部３は、フォトリソグラフィ・プロセスを用いて光素子用膜（第１膜）をパターニングすることにより、一体的に形成されているが、図１では説明の便宜上、異なるハッチングを付してある。
【００４２】
保持パターン部２は、細線パターン部３の複数の細線パターンを保持するための部分であり、ここでは矩形とされている。しかし、保持パターン部２は、細線パターン部３内の細線パターンを保持することができればよく、その形状や大きさは任意である。
【００４３】
細線パターン部３は、ここでは、一定の幅を有する細線状（細長い矩形状）とされた四つの細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから構成されている。第１細線パターン３ａ、第２細線パターン３ｂ、第３細線パターン３ｃ、そして第４細線パターン３ｄは、この順に所定間隔で配置されており、それらの一端で保持パターン部２の同一の辺に接続されている。第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは互いに平行である。
【００４４】
第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの幅は、互いに異なっており、図１の左端にある第１細線パターン３ａが最小幅とされ、図１の右端にある第４細線パターン３ｄが最大幅とされている。それらの間にある第２細線パターン３ｂの幅は、第１細線パターン３ａの幅より少し大きく、第３細線パターン３ｃの幅は、第２細線パターン３ｂの幅より少し大きい。第４細線パターン３ｄの幅は、第３細線パターン３ｃの幅より少し大きい。このように、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの幅は、それらの配列順にしたがって（つまり図１の左端から右端に向かって）段階的に増加している。
【００４５】
以上のような構成を持つエッチング終点検出パターン１を犠牲層のエッチング・プロセスに使用した例を、図２に示す。
【００４６】
図２において、基板４の上には犠牲層５（第２膜）が形成されており、犠牲層５の上に図１に示したエッチング終点検出パターン１が形成されている。基板４の上には、エッチング終点検出パターン１の他に、犠牲層について所定量のエッチングを行う必要がある素子（例えば、低消費電力ブリッジ構造を持つ熱光学位相シフタ）が形成されているが、図示していない。
【００４７】
エッチング終点検出パターン１は、図示していない光素子に使用される膜（光素子用膜、第１膜）のパターニング（エッチング）時に、その光素子用膜（第１膜）によって同時に形成される。つまり、当該光素子のパターニングに使用されるマスク中に、エッチング終点検出パターン１を形成するためのパターンも包含されている。このため、エッチング終点検出パターン１を形成するための専用プロセスは不要である。
【００４８】
光素子として、低消費電力ブリッジ構造を持つ熱光学位相シフタを想定すると、基板４にはシリコン基板が用いられる。犠牲層５には、リンドープ・シリカガラス（ＰＳＧ）が、エッチング終点検出パターン１には、ボロンリンドープ・シリカガラス（ＢＰＳＧ）を主成分とする材料が、それぞれ用いられる。犠牲層５のエッチングには、緩衝フッ化水素酸水溶液（ＢＨＦ）を用いることが好ましい。シリカガラス以外の成分（例えばポリイミド材料など）を用いても犠牲層５をエッチングできる場合は、使用材料はシリカガラス系に限られず、それ以外の材料も使用可能である。シリカガラスを用いた場合、犠牲層５の膜厚は例えば５μｍとされ、エッチング終点検出パターン１の膜厚は例えば３０μｍとされる。
【００４９】
目標とするサイドエッチング量を、例えば２０μｍと仮定すると、最小幅の第１細線パターン３ａの幅を、犠牲層５の膜厚（＝５μｍ）の２倍にあたる１０μｍとし、エッチングの途中経過を確認するための第２細線パターン３ｂの幅を２５μｍとし、目標サイドエッチング量を示す第３細線パターン３ｃの幅を４０μｍとし、オーバーエッチング管理のための第４細線パターン３ｄの幅を５０μｍとするのが好適である。しかし、本発明はこれに限定されるものでははなく、これ以外の細線パターン幅の設定も可能である。
【００５０】
また、細線パターン部３の細線パターンの数は、４本に限定される必要はなく、エッチングレート管理のために、４本の細線パターンにさらに複数の細線パターンを挿入してもよいし、４本より少ない数の細線パターンでエッチング終点を検出するようにしてもよい。
【００５１】
図２（ａ）は、犠牲層５をエッチングする前の初期状態を示しており、エッチングを途中まで行った状態が図２（ｂ）である。図２（ｂ）は、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの幅が上述したように設定されている場合において、犠牲層５の第１細線パターン３ａの直下にある部分がエッチング除去されて、第１細線パターン３ａのみが基板４から切り離された状態を示し、図２（ｃ）は、犠牲層５の第２細線パターン３ｂの直下にある部分もエッチング除去されて、第１細線パターン３ａと第２細線パターン３ｂが基板４から切り離された状態を示している。
【００５２】
図２（ｂ）の状態では、基板４と犠牲層５と第１細線パターン３ａとが積層された箇所の応力平衡状態が破れるため、ＢＰＳＧを主成分とする材料からなる第１細線パターン３ａは、その内部応力に従って元の状態から変形する。例えば、基板４から離れる方向（図２（ｂ）では上方）にわずかに反り、第１細線パターン３ａの先端部が他の第２〜第４細線パターン３ｂ、３ｃ、３ｄより少し高くなる（図２（ｂ）を参照）。図２（ｃ）の状態では、第１細線パターン３ａに加えて、ＢＰＳＧを主成分とする材料からなる第２細線パターン３ｂも変形しており、第１細線パターン３ａと第２細線パターン３ｂの先端部が第３〜第４細線パターン３ｃ、３ｄより少し高くなっている。
【００５３】
一般に、基板４の材料であるシリコンの熱膨張係数は、シリカガラスの熱膨張係数よりも非常に大きいため、ＢＰＳＧを主成分とする材料からなる第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは圧縮応力を受けている。犠牲層５がなくなって基板４より受ける圧縮応力が解放されると、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはその内部の応力分布に従って変形を起こす。本発明者が実施した範囲では、図２（ｃ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である図３に示すように、第１細線パターン３ａは基板４から離れる方向に（図３では上方に）わずかに反る（湾曲する）ように変形した。この時にどのように変形するかは、導波路用シリカガラスの不純物濃度や成膜方法、熱履歴等により決まるため、一概には言えない。しかし、逆に、これらのパラメータを調整することにより、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの変形を制御できることが分かる。
【００５４】
例えば、導波路の作製時に、下側クラッドと上側クラッドの不純物濃度・成分を意図的に変化させる場合に、基板４とのバランスが取れるように上側クラッドの熱膨張係数が大きくなるように設計することで、基板４から切り離された第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを、それぞれ図３のように変形させることができる。このため、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをエッチング終点検出用マークとして用いることができる。
【００５５】
第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの反りを最も簡便に制御する方法は、エッチング終点検出パターン１の表面に金属膜を形成することである。例えば、熱光学位相シフタ用の金属配線を形成する際に、それと同時にエッチング終点検出パターン１の表面に金属膜が残留するように設計すれば、特別なプロセスが必要なく、簡便である。ここで使用される金属膜としては、例えば、基板温度を８０〜１５０℃程度に加熱したシリカガラス上に、スパッタ法を用いてＴｉ膜を１０ｎｍの厚さで成膜し、その後に続けて、スパッタ法を用いてＡｕを３００ｎｍの厚さで成膜することが考えられる。
【００５６】
光素子用に用いられる金属は、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ等から選ばれることが多く、いずれの金属膜も１層あるいは下地密着用膜等を含めて２〜３層以上で構成される。これらの金属膜を、シリカガラスを主成分とする材料からなる第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの上に形成すれば、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが図３のような形態で反るように、確実に変形させることができる。すなわち、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを熱膨張係数の異なる複数層より構成すれば、所望の変形を発生させることができるため、エッチング終点の検出がいっそう容易になるように最適設計を行うことができる。例えば、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの最上層にある膜の熱膨張係数が最大となるように設計すれば、これら細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをそれらの保持パターン２との接続部分を支点として基板４より離れる方向に反らせることができる。
【００５７】
図３の様に変形した第１細線パターン３ａを、その上方より顕微鏡で観察すると、図２（ｃ）に示したように、顕微鏡の落射光に対して、第１および第２細線パターン３ａ、３ｂの表面が垂直平面ではなくなっており、また焦点位置に対する両細線パターン３ａ、３ｂの位置が変わっている。このため、両細線パターン３ａ、３ｂからの反射光が対物レンズに効率的に結合しなくなり、顕微鏡視野では両細線パターン３ａ、３ｂの位置で像が相対的に暗くなる。
【００５８】
図４（ａ）〜（ｃ）に、顕微鏡視野での変化を第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを横断する線（ａ−ａ’線、ｂ−ｂ’線、ｃ−ｃ’線）上で観察した場合に生じる光強度分布変化を示す。
【００５９】
図４では、レーザ走査顕微鏡の反射光強度を想定している。しかし、それ以外に、光学系に直接ＣＣＤラインセンサを取り付けて反射光強度分布を観測してもよいし、いったん顕微鏡画像をＣＣＤカメラ等でコンピュータに取り込み、画像処理を行って光強度分布データを得るようにしてもよい。光学顕微鏡の浅い焦点深度を利用して、画像フォーカス位置による像の明るさの変化を利用することができれば、任意の方法を利用できる。
【００６０】
図４（ａ）の初期状態では、ａ−ａ’線上において、第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄからの反射光強度はおおよそ一定値を示している。しかし、犠牲層５のエッチングが進んで、図４（ｂ）のように犠牲層５の膜厚に相当する最も幅の狭い第１細線パターン３ａの下部において犠牲層５が除去されると、第１細線パターン３ａからの反射光強度のみが低下する。さらにエッチングが進むと、図４（ｃ）のように、その次に幅が狭い第２細線パターン３ｂからの反射光強度が低下する。そこで、この時の反射光強度分布を時間軸で検出すれば、エッチング終点に達した時間を検出することが可能である。
【００６１】
この時、第１および第２細線パターン３ａ、３ｂの各々は、その全長にわたって同一の幅で形成されているので、第１細線パターン３ａまたは第２細線パターン３ｂの下部にある犠牲層５の部分はほぼ同時にエッチングを完了する。このため、その時の反射光強度の変化は、時間軸上では瞬間的なものとなる。従って、その時の反射光強度の変化を、エッチングの終点を示すトリガ信号として用いることが容易であり、したがって、複雑な信号処理系を使用せずにエッチングの終点検出を行うことができる。
【００６２】
ただし、第１細線パターン３ａまたは第２細線パターン３ｂの全領域が同時に基板４から剥離されるため、その際の応力変化は、第１細線パターン３ａまたは第２細線パターン３ｂと保持パターン２との接続部６に瞬間的に生じる。その結果、その応力変化に耐え切れずに、第１細線パターン３ａまたは第２細線パターン３ｂが破壊されてしまう恐れがある。しかし、この反射光強度を検出する方法であれば、万が一その応力変化に起因して第１細線パターン３ａまたは第２細線パターン３ｂが破壊されたとしても、同様の反射光強度低下が生じるため、終点検出機能それ自体には悪影響を及ぼさない。これも、本第１実施形態のエッチング終点検出パターン１の持つ利点である。
【００６３】
本第１実施形態のエッチング終点検出パターン１は、以上詳述したように、基板４の上に犠牲層５（第２膜）を介して形成された光素子用膜（第１膜）をパターン化することによって形成されており、それぞれ異なる幅を持つ第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有する細線パターン部３と、細線パターン部３を保持する保持パターン部２とから構成されている。そして、犠牲層５の所定エッチングが完了した時点でも、第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの一部が基板４上に残留するように、第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの幅を設定して、基板４と光素子用膜との間にある犠牲層５を選択的にエッチングする際のエッチング量を判別する機能を持たせている。その結果、エッチングの進行状態をエッチング・プロセス完了後に確認することができるため、エッチング状態の制御が容易となる。
【００６４】
しかも、保持パターン部２の大きさが、第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの最大幅よりも大きくされていて、第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄがすべてエッチングされた時にも保持パターン部２が基板１上に残存するようになっていると共に、第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの下方において犠牲層５がエッチング除去されても、第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは保持パターン部２から分離・脱落しないため、エッチング・プロセスにおけるダストの発生が抑制される。このため、エッチング終点検出パターン１のエッチング除去により生じるダストが、選択的に除去された犠牲層５の間隙や製造装置の内部に入り込んだりして、光素子や製造装置に悪影響を与えることがない。
【００６５】
以上の理由により、本第１実施形態のエッチング終点検出パターン１を使用すれば、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができる、という効果が得られる。
【００６６】
本第１実施形態のエッチング終点検出パターン１では、細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの最小幅が、犠牲層５の膜厚の２倍以上とされているため、熱光学位相シフタの消費電力をなるべく低減するためには、少なくとも犠牲層５の膜厚分をエッチングできる時間を初期のエッチング時間目標とする必要がある。そのため、最小幅を持つ第１細線パターン３ａの幅は、犠牲層５の膜厚分がエッチング完了したことを検知できる幅があれば足りる。
【００６７】
また、細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが、それぞれ、全長にわたって一定の幅を有する矩形細線状であるため、各細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄがそれぞれ一つの検知点に対応し、エッチング量の検出が容易である。従って、ウェハ面内でのエッチング量の把握が行いやすいという効果もある。
【００６８】
また、細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの一端だけが保持パターン部２に接続されているため、細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのいずれかに対応する量のエッチングが完了したときに細線パターン部３に生じる、外部機器で検出可能な変化（構造的変化、光学的変化など）を、保持パターン部２に与える影響を最小限にしながら検出することができ、エッチング終点の検出が確実に行える、という効果もある。
【００６９】
前記光素子用膜（第１膜）が、異なる熱膨張係数をもつ２種類以上の膜から構成されている場合、外部機器により検出可能な構造的あるいは光学的な変化を意図的に生じさせることが可能であるため、所望の方法で容易にエッチング終点を検出することができる、という効果が得られる。また、前記光素子用膜（第１膜）の最上層にある膜の熱膨張係数を最大とすると、細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのいずれかが犠牲層５から剥離した際に、その細線パターンが保持パターン２との接続部６を支点として基板４より離れる方向（上方向）へ湾曲するように変形させることができる。この構造的変化は、外部機器により比較的容易に検出することが可能であるため、自動的なエッチング終点検出を容易に行うことができる、という効果が得られる。
【００７０】
前記光素子用膜（第１膜）が、光導波路を構成する基本材料と同じシリコン酸化膜を主成分とする膜である場合は、その内部に含まれる不純物量を制御することで、前記光素子用膜（第１膜）すなわちエッチング終点検出パターン１の熱膨張係数を制御することができる。このため、異なる熱膨張係数を有する２種類以上の膜を用いて、終点検出が容易なエッチング終点検出パターン１を実現しやすい、という効果が得られる。
【００７１】
前記光素子用膜（第１膜）の最上層にある膜を、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕより選ばれる一つ以上の材料を含む金属膜とした場合、これらの金属膜はいずれも熱膨張係数が大きな材料であるから、外部機器により検出可能な構造的変化を意図的に生じさせることが容易であり、また、光素子を製造する際にこれらの金属膜を使う可能性が高いため、光素子作製プロセスとの整合性も良い、という効果が得られる。
【００７２】
また、本第１実施形態の終点検出方法では、上述したように、基板４の上に犠牲層５（第２膜）を介して形成された前記光素子用膜（第１膜）をパターン化することによって、上記構成のエッチング終点検出パターン１を形成した後、犠牲層５を選択的にエッチングする際にそのエッチング終点検出パターン１をその上方より観察して、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各々からの反射光の強度とその変化を検出し、検出した反射光の強度に所定の変化が生じた時点でエッチングを終了するようにしているため、前記反射光強度をエッチング進行状況の指標とすることができる。このため、外部装置を用いてエッチング終点を容易に検出することができる。また、上記構成のエッチング終点検出パターン１を使用するため、上述した理由により、光素子や製造装置に悪影響を与えることがない。
【００７３】
よって、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができる、という効果がある。
【００７４】
また、エッチング終点検出パターン１を用いるだけでエッチング進行とエッチング終了を適宜検出できるので、犠牲層５のエッチング・プロセスの自動化が容易である、という効果もある。
【００７５】
前記反射光強度とその変化を検出する際にセンサの輝度情報を用いた場合、２次元画像の複雑な認識処理と特徴抽出処理を行わなくても、反射強度変化の必要な情報を十分に抽出することができ、簡潔な装置構成で確実なエッチング終点検出が可能となる、という効果が得られる。
【００７６】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態におけるエッチング終点検出パターンの実際の使用例を示す上面図と側面図であり、図６は、そのエッチング終点検出パターンの細線パターンの変形例を示す、図５（ｃ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【００７７】
本第２実施形態のエッチング終点検出パターン１の構成は、基板４が犠牲層としての役割も有していて、基板４と光素子用膜（第１膜）との間に犠牲層５が存在せず、エッチング終点検出パターン１が基板４の上に直接形成されている点を除いて、上述した第１実施形態のそれと同じである。よって、同一構造の部分については上述した第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００７８】
本第２実施形態のエッチング終点検出パターン１では、犠牲層５の厚さに相当するだけ基板４をエッチング除去するため、第１細線パターン３ａの幅が、基板４の所要エッチング量の２倍近辺に設定されている。ここで、基板４の所要エッチング量とは、基板４上に形成されている光素子の形成に必要な基板４のエッチング量を意味する。
【００７９】
例えば、基板４がシリコン製で、光素子がシリカガラス製の低消費電力ブリッジ構造を持つ熱光学位相シフタである場合、ブリッジ構造の幅によって当該光素子が必要とするエッチング量が決まる。例えば、ブリッジ構造の幅が３０μｍである場合、基板４の最低限必要なエッチング量は１５μｍであるから、最小幅を持つ第１細線パターン３ａの幅は３０μｍとなる。ただし、実際には、ブリッジ構造部と基板４との距離を確実にとるようにして消費電力低減を確実に実現するために、少なくとも最低限必要なエッチング量の１．５〜２倍のエッチングを基板４に対して行うのが通常である。
【００８０】
本第２実施形態の場合も、上記第１実施形態と同様に、基板４の細線パターン部３の下部にある部分に対するエッチングが完了すると、応力バランスが変化して細線パターン部３の位置が変化する。実際に、基板４とシリカガラス製の細線パターン部３を用いて作製したところ、熱膨張係数の差から、図５および図６のように、第１細線パターン３ａと第２細線パターン３ｂが基板４から離れる方向へ反るように変形することが分かった、このため、第１実施形態と同様に、第１〜第４細線パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをエッチング終点検出用マークとして用いることができる。
【００８１】
上記第１実施形態のように、犠牲層５をエッチングする場合は、ブリッジ構造部と基板４との距離は、犠牲層５の膜厚で決まる。しかし、本第２実施形態のように、基板４それ自体を犠牲層とする場合には、基板４とブリッジ構造部との距離はエッチング量の増加とに増加し続ける。基板４とブリッジ構造部の距離が設計通りに決まらないと、低消費電力特性だけではなく、例えば光素子が光スイッチである場合には、そのスイッチング速度が影響を受けるだけでなく、制御用電子回路の電圧・電流も影響を受けてしまう。このため、本第２実施形態の場合は、エッチング終点の検出が必須である。例えば、細線パターン部３のいずれかの細線パターンの幅を６０μｍとしてエッチング終点の検出を行うようにすれば、基板４上に配置された複数の低消費電力ブリッジ構造の熱光学位相シフタの消費電力を、高い均一性で再現性・歩留まり良く製造することができる。
【００８２】
以上述べたところから明らかなように、本第２実施形態のエッチング終点検出パターン１では、上記第１実施形態のエッチング終点検出パターン１と同様の効果が得られる。すなわち、犠牲層５を使用せずに基板４の一部を選択的にエッチングした場合においても、残留した基板４と光素子用膜（第１膜）との間に空隙ができるため、上記第１実施形態において犠牲層５をエッチング除去した場合と同様に、細線パターン部３の第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄをエッチング終点検出用マークとして用いてエッチング量を判別することができる。
【００８３】
また、細線パターン部３の第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの一部がエッチングにより除去され、保持パターン部２が残存するようにしているため、エッチング・プロセスにおけるダストの発生が抑制される。このため、エッチング終点検出パターン１のエッチング除去により生じるダストが、選択的に除去された犠牲層５の間隙や製造装置の内部に入り込んだりして、光素子や製造装置に悪影響を与えることがない。
【００８４】
よって、本第２実施形態のエッチング終点検出パターン１を使用すれば、熱光学位相シフタ等の光素子の製造時に光素子自身や製造装置に悪影響を与えずに、高い歩留まりで光素子を製造することができる、という効果が得られる。
【００８５】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態のエッチング終点検出パターンの上面図である。
【００８６】
高Δ光導波路の利点を生かして高密度集積を行う際に、限られた基板面積を最大限に有効活用して光回路を配置したい場合などには、必要不可欠とはいえ、エッチング終点検出パターンなどの実際の素子動作時には機能を果たさない面積は極力削減したいとする要求が生じる。その場合に有効なのは、なるべくエッチング終点検出パターンの構成を単純化し、その必要面積を最小化することである。しかし、最小化にも限界がある。
【００８７】
本第３実施形態のエッチング終点検出パターン１０では、細線パターン部３において、エッチング終点の検出用に幅Ｗの終点検出用細線パターン１１ａを用い、エッチングレート確認用に細線幅がそれより狭い確認用細線パターン１１ｂを配置している。終点検出用の細線パターン１１ａのみでもよいが、エッチング不良等の検出を行うためには、最低限２本の細線パターンがあったほうが望ましい。
【００８８】
これら二つの細線パターン１１ａ、１１ｂを基板４へ接続する役目を果たす保持パターン部２も、同様に面積最小化を目指す必要があるが、そのサイズには限界がある。すなわち、犠牲層５あるいは基板４のサイドエッチング量は、少なくとも最大線幅Ｗの半分であること、すなわち最低（Ｗ／２）が必要と計算されるため、保持パターン部２のサイズは直径をＷとする円よりも大きくなくてはならない。保持パターン２で細線パターンを基板４に接続した状態を確保するには、直径がおよそ（１．２×Ｗ）より大きい円を含むことができる形状であることが必要である。
【００８９】
本実第３施形態では、保持パターン部２を四角形としているが、直径Ｗより大きい円形や、上記条件を満たす楕円形，菱形，台形，多角形等でもよい。保持パターン部２の形状自体は任意である。
【００９０】
以上述べたように、本第３実施形態のエッチング終点検出パターン１０では、保持パターン部２の大きさが、細線パターン１１ａ、１１ｂの最大幅Ｗを直径とする円よりも大きくされている。エッチング量の検出限界より多い量のエッチングを行うことは、エッチング終点検出パターンとしては通常想定していないため、細線パターン部３を支える保持パターン部２を基板４に接続しておくためには、保持パターン部２の大きさは、エッチング量検出限界を示す細線パターン１１ｂの幅Ｗを直径とする円よりも大きいことが必要である。こうすることにより、保持パターン部２が基板４から外れて、エッチング終点検出パターン１０全体がダストとなってしまうような危険性を避けることができ、しかも、エッチング終点検出パターン１０が形成された領域も必要十分なサイズとすることができる、という効果がある。
【００９１】
よって、本第３実施形態のエッチング終点検出パターン１０を使用すれば、上記第１実施形態のエッチング終点検出パターン１と同様の効果に加えて、エッチング終点検出パターン１０全体がダストとなってしまうような危険性を避けることができる、エッチング終点検出パターン１０が形成された領域も必要十分なサイズとすることができる、という効果が得られる。
【００９２】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態のエッチング終点検出パターン１５の上面図である。
【００９３】
上記第１実施形態では、第１〜第４細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのいずれかが、瞬間的に基板４から剥離する時に生じる反射光強度の変化を、エッチング終点トリガ信号として用いているが、これら細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの幅が数ミクロン程度の小さいものである場合には、細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが破壊される現象が多発する場合がある。そのような事態が発生すると、細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのうちの破壊されたものがダストとなって不具合を生じさせる可能性がある。このような不具合は、次のような方法で防ぐことができる。
【００９４】
すなわち、細線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのいずれかが基板４から剥離した際に最も力がかかる場所は、その剥離した細線パターンと保持パターン部２の接続部６である。そこで、接続部６を補強するために、図８のように、保持パターン部２に向かって徐々に幅広となるテーパー部分を接続部６にそれぞれ備えた細線パターン１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄとするのが好ましい。こうすることにより、接続部６の破壊を生じ難くすることができる。
【００９５】
この考え方をさらに発展させると、細線パターン部３の各細線パターンの全体を、幅が次第に変化するようなテーパー形状とすることもできる。その例を図９に示す。
【００９６】
図９に示すエッチング終点検出パターン１７では、細線パターン１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの各々の全体が、保持パターン部２に向かって徐々に幅広となるテーパー形状となっている。
【００９７】
図８に示した本第４実施形態のエッチング終点検出パターン１５や、図９に示した同実施形態の変形例のエッチング終点検出パターン１７では、エッチング終点検出パターン１５と１７を構成する材料によっては確実に強度を確保することができ、問題となるダストも発生しない。しかし、細線パターン１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄのテーパー部分や細線パターン１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの全体形状の幅が、連続的に変化していることから、反射光強度の時系列変化は、上記第１実施形態のように瞬間的ではなく徐々に生じることになる。よって、エッチング終点検出用に検出ラインＬ（図９を参照）を定義しておく必要がある。
【００９８】
その結果、検出ラインＬの設定位置によって若干の検出誤差が生じてしまうが、テーパー部分を極力小さく形成することで、その影響を最小限に留めることが可能である。また、検出用電子回路が特殊になるなどの悪影響はなく、所望のエッチング終点検出を行うことができる。
【００９９】
以上述べたように、本第４実施形態のエッチング終点検出パターン１５およびその変形例であるエッチング終点検出パターン１７では、上記第１実施形態のエッチング終点検出パターン１と同様の効果に加えて、あるパターンが示す量のエッチングが完了した場合に、細線パターン３に外部機器で検出可能な変化（構造的変化，光学的変化など）が生じた際に、その影響で保持パターン２と細線パターン３の接続部６に力が加わり破壊されてしまう現象を抑制することができる、という効果が得られる。
【０１００】
（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態のエッチング終点検出パターン２０の上面図である。
【０１０１】
本第５実施形態では、上述した第１〜第４実施形態のように細線パターン部３の各細線パターンが保持パターン部２に個別に並列接続されておらず、保持パターン部２に対して、第１細線パターン２１ａ、第２細線パターン２１ｂおよび第３細線パターン２１ｃを直列に接続した構成を有している。このように、細線パターン部３の各細線パターンは、保持パターン部２に直列接続することも可能である。
【０１０２】
本第５実施形態のエッチング終点検出パターン２０の利点は、エッチング終点検出パターンを設置する場所が細長く狭い場合などにおいても、必要最小限の幅で設置できることにある。
【０１０３】
反射光強度変化の検出には工夫が必要であるが、例えば図１１に示すように、第１細線パターン２１ａ、第２細線パターン２１ｂおよび第３細線パターン２１ｃが直列に接続された方向に沿って反射光強度をセンシングすれば、階段状の反射光強度分布が得られるため、これをコンピュータ処理することでエッチング終点を検出することができる。
【０１０４】
以上述べたように、本第５実施形態のエッチング終点検出パターン２０では、上記第１実施形態のエッチング終点検出パターン１と同様の効果に加えて、エッチング終点検出パターンの設置場所が細長く狭い場合などにおいても、必要最小限の幅で設置できるという効果が得られる。
【０１０５】
（その他の実施形態）
上述した第１〜第５の実施形態は、本発明の好適な例を示すものである。したがって、本発明はこれら実施形態に限定されず、種々の変形が可能なことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１実施形態のエッチング終点検出パターンの上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のエッチング終点検出パターンの実際の使用例を示す上面図および側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のエッチング終点検出パターンの細線パターンの変形状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のエッチング終点検出方法を示す上面図および検出信号の概念図である。
【図５】本発明の第２実施形態のエッチング終点検出パターンの実際の使用例を示す上面図と側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態のエッチング終点検出パターンの細線パターンの変形状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態のエッチング終点検出パターンの上面図である。
【図８】本発明の第４実施形態のエッチング終点検出パターンの上面図である。
【図９】本発明の第４実施形態のエッチング終点検出パターンの変形例の上面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態のエッチング終点検出パターンの上面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態のエッチング終点検出方法を示す上面図および検出信号の概念図である。
【図１２】従来の低消費電力熱光学位相シフタの上面図および断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１、１０    エッチング終点検出パターン
２    保持パターン部
３    細線パターン部
３ａ  第１細線パターン
３ｂ  第２細線パターン
３ｃ  第３細線パターン
３ｄ  第４細線パターン
４    基板
５    犠牲層（第２膜）
１０    エッチング終点検出パターン
１１ａ  終点検出用細線パターン
１１ｂ  確認用細線パターン１１ｂ
１５    エッチング終点検出パターン
１６ａ  第１細線パターン
１６ｂ  第２細線パターン
１６ｃ  第３細線パターン
１６ｄ  第４細線パターン
１７    エッチング終点検出パターン
１８ａ  第１細線パターン
１８ｂ  第２細線パターン
１８ｃ  第３細線パターン
１８ｄ  第４細線パターン
２０    エッチング終点検出パターン
２１ａ  第１細線パターン
２１ｂ  第２細線パターン
２１ｃ  第３細線パターン
【図１】
2011137843.tif 000003
【図２】
2011137843.tif 000004
【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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