(57)【要約】  ウェハからマイクロスケール光学構造を製造する方法であって、ウェハの光学仕上げ表面上に所望の光学特性を有するコーティングを堆積させることによって、コーティングを有するウェハを準備すること、光学仕上げ表面を保護するために光学仕上げ表面を剥離可能な媒体を有する支持ベースに隣接させて、支持ベース上にウェハを装着すること、所望の角度のすくい面を有する研削刃を用いて、所望の角度及び所望の深さで光学構造のさらなる表面を形成することであって、研削刃は、軸の周りを回転するように構成される、形成すること、及びウェハ上に研磨材料を導入し、研磨手段を用いることによって光学構造のさらなる表面を研磨して、さらなる表面を平滑化する、研磨することを含む方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ（１１１０）からマイクロスケール光学構造（４０５）を製造する方法（１００）であって、
前記ウェハ（１１１０）の光学仕上げ表面（１１２５）上に所望の光学特性を有するコーティング（１１２０）を堆積させることによって、該コーティングを有する前記ウェハ（１１１０）を準備すること（１０５）と、
前記光学仕上げ表面（１１２５）を保護するために該光学仕上げ表面（１１２５）を剥離可能な媒体を有する支持ベース（１１１５）に隣接させて、該支持ベース（１１１５）上に前記ウェハ（１１１０）を装着すること（１１０）と、
所望の角度（４１５）のすくい面（４１０）を有する研削刃（２１０）を用いて、前記ウェハ（１１１０）において前記所望の角度（４１５）及び所望の深さ（４２０）で前記光学構造のさらなる表面を形成すること（１１５）であって、前記研削刃（２１０）は、軸（２７５）の周りを回転するように構成される、形成すること（１１５）と、
前記ウェハ（１１１０）上に研磨材料を導入し、研磨手段を用いることによって前記光学構造（４０５）の前記さらなる表面を研磨して、該さらなる表面を平滑化する研磨すること（１２０）と
を含む方法。
【請求項２】
前記研磨手段は、研磨媒体（７００）を備える平滑面（７０５）を前記角度（４１５）で有する研磨刃（２１５）であり、該研磨刃（２１５）は、軸の周りを回転するように構成される
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記研削刃（２１０）及び前記研磨刃（２１５）は、単一の回転可能なスピンドル（３００）に装着される
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記研削刃（２１０）及び前記研磨刃（２１５）は、異なる回転可能なスピンドル（２００、２０５）に装着される
請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記スピンドル（３００、３０５）は複数の刃（３１０、３１５）を含む
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記光学構造（４０５）はプリズムである
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記研磨手段は研磨エッチである
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記さらなる表面を洗浄すること（１２５）と、
前記光学構造の前記さらなる表面上に所望の特性を有する光学コーティングを堆積させること（１３０）と
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記研削刃（２１０）は、前記角度（４１５）の２つのすくい面（５００、５０５）を備える
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記研削刃（２１０）は、前記角度（４１５）の２つのすくい面（６０５、６１０）を有する挿入部（６００）を備える
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記研削刃（２１０）の端（４２５）が平坦部（４３０）を含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記剥離可能な媒体は水溶性接着剤を含み、
別個の構成要素として用いられるように前記光学構造を前記支持基板から解放すること（１３５）
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記剥離可能な媒体は熱剥離接着剤を含み、
別個の構成要素として用いられるように前記光学構造を前記支持基板から解放すること（１３５）
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
基板からマイクロスケール光学構造（４０５）を製造する方法であって、
剥離可能な媒体を有する支持ベース上に前記基板を装着することと、
所望の角度に向けられた切削手段を用いて、前記ウェハにおいて前記所望の角度及び所望の深さで前記光学構造の未研磨表面を切削することであって、前記切削手段は、軸の周りを回転するように構成される、切削することと、
前記ウェハ上に研磨材料を導入し、研磨手段を用いることによって前記光学構造の前記未研磨表面を研磨して、該未研磨表面を平滑化する研磨することと
を含む方法。
【請求項１５】
ウェハ（１１１０）からマイクロスケール光学構造（４０５）を作製する装置（２５０）であって、
少なくとも１つの回転スピンドルに装着される少なくとも１つの刃であって、或る角度（４１５）でマイクロスケール光学構造（４０５）の表面を切削するように傾斜したすくい面（４１０）を有する研削刃（２１０）である、少なくとも１つの刃と、
前記角度で前記光学構造を研磨する研磨手段と
を備え、
前記少なくとも１つの刃は、前記マイクロスケール光学構造を作製するために前記角度で基板の表面を切削するように構成される
ウェハからマイクロスケール光学構造を作製する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロスケール光学構造を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多種多様な用途において、光又は光信号を用いて電子データソースとデータ受信側との間でデータを伝送することができる。
情報の伝送に光を用いるような用途では、長距離か短距離かに関係なく、信号のルーティングには直線路からの光の偏向が必要である。
その結果、多くの光データ伝送用途は導波路を用いてこれを果たす。
導波路は、全内部反射によって非線形経路に沿って光を方向付けるが、導波路の曲がりが放射損失を招き得る。
【０００３】
光データ伝送を用いる際の難点の１つは、マイクロスケールで正確に光学部品を作製するのが非常に困難であり得ることである。
例えば、集積可能なサイズの（integrable-sized）マイクロプリズムを用いて、光信号をルーティングする経路を提供することができるが、集積可能なマイクロプリズムの作製は困難であり、一般的な作製技法では費用がかかり得る。
【０００４】
マイクロプリズムは、複数の矩形のスタックの傾斜表面を研削及び研磨してスタックを再配列し、マイクロプリズム面が得られるまでこれらのプロセスを繰り返すことによって、従来技術では一般に作製されてきた。
これは通常、マイクロスケールの部品の手作業での取り扱いを伴い、これにより、必要とされる精度に起因して製造の費用及び複雑さが増す。
【発明の概要】
【０００５】
本発明に係る方法は、ウェハ（１１１０）からマイクロスケール光学構造（４０５）を製造する方法（１００）であって、前記ウェハ（１１１０）の光学仕上げ表面（１１２５）上に所望の光学特性を有するコーティング（１１２０）を堆積させることによって、該コーティングを有する前記ウェハ（１１１０）を準備すること（１０５）と、前記光学仕上げ表面（１１２５）を保護するために該光学仕上げ表面（１１２５）を剥離可能な媒体を有する支持ベース（１１１５）に隣接させて、該支持ベース（１１１５）上に前記ウェハ（１１１０）を装着すること（１１０）と、所望の角度（４１５）のすくい面（４１０）を有する研削刃（２１０）を用いて、前記ウェハ（１１１０）において前記所望の角度（４１５）及び所望の深さ（４２０）で前記光学構造のさらなる表面を形成すること（１１５）であって、前記研削刃（２１０）は、軸（２７５）の周りを回転するように構成される、形成すること（１１５）と、前記ウェハ（１１１０）上に研磨材料を導入し、研磨手段を用いることによって前記光学構造（４０５）の前記さらなる表面を研磨して、該さらなる表面を平滑化する研磨すること（１２０）とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付図面は、本明細書に記載される原理の種々の実施形態を示し、本明細書の一部である。
例示される実施形態は、単なる例であり、特許請求の範囲を限定するものではない。
【０００７】
【図１】本明細書に記載される原理に従った、マイクロスケール光学構造を作製する方法のフロー図である。
【図２】本明細書に記載される原理に従った、複数の回転スピンドルに装着された研削刃及び研磨刃の例示的な実施形態の図である。
【図３】本明細書に記載される原理に従った、複数の回転スピンドルに装着された複数の刃の例示的な実施形態の図である。
【図４】本明細書に記載される原理に従った、マイクロスケール光学構造を切削する例示的な研削刃の断面図である。
【図５】本明細書に記載される原理に従った、マイクロスケール光学構造を切削する例示的な研削刃の断面図である。
【図６】本明細書に記載される原理に従った、マイクロスケール光学構造を切削する例示的な研削刃の断面図である。
【図７】本明細書に記載される原理に従った、マイクロスケール光学構造の表面を研磨する例示的な研磨刃の断面図である。
【図８】本明細書に記載される原理に従った、マイクロスケール光学構造を切削する複数の刃の例示的な実施形態の断面図である。
【図９】本明細書に記載される原理に従った、マイクロスケール光学構造を切削する２つの異なるスピンドル上の複数の刃の例示的な実施形態の断面図である。
【図１１】本明細書に記載される原理に従った、それぞれが２つの刃を有する２つの異なるスピンドルの例示的な実施形態の断面図である。
【図１２】本明細書に記載される原理に従った、ウェハから作製された複数のマイクロスケール光学構造の例示的な実施形態の図である。
【図１３】本明細書に記載される原理に従った、それぞれが３つの刃を有する２つの異なるスピンドルの例示的な実施形態の断面図である。
【図１４】本明細書に記載される原理に従った、ウェハから作製された複数のマイクロスケールプリズムの例示的な実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を通して、同一の参照符号は、必ずしも同一ではないが同様の要素を示す。
【０００９】
本明細書は、光導電性材料の基板を有するウェハからのマイクロスケールプリズム及び他の光学構造の作製に関するシステム及び方法を開示する。
【００１０】
マイクロスケールの多くの小型部品の手作業での取り扱いを必要としないプロセスが望ましい。
そのようなプロセスは、光学構造の作製プロセスの精度を向上させると共に、機械的な故障又は不整合の可能性を減らすと考えられる。
単一のウェハ上で単一のウェハから光学構造を作製することで、機械加工及び手作業での取り扱いの量が減り、所望に応じて金属化、コーティング、及び他のデバイスとの集積化等のさらなる加工のための標準的な半導体作製加工技法を利用することができる。
【００１１】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「光コンピュータ」という用語は、電気の代わりに光を用いてデータの操作、記憶、及び／又は伝送を行うコンピュータ又はデバイスを指す。
光コンピュータは、限定はされないが、紫外線、可視光、赤外線、及び近紫外線を含む、概ね１０ナノメートル〜５００ミクロンの波長を有する放射エネルギー（すなわち光子）を用い得る。
【００１２】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「光学構造」という用語は、光導電性であり、且つ通過する光の経路を操作する所望の光学特性を有し得るデバイスを指す。
このように定義される光学構造の例として、限定はされないが、プリズム、ミラー、導波路、及び光ファイバ線が挙げられる。
これらの光学構造は、別個の構成要素として、又は現代の光コンピューティング技術等の小型の構成要素を動作に必要とするデバイス内の集積回路で用いられ得るように、マイクロスケールレベルで作製され得る。
これらの構造は、数マイクロメートルもの小ささの測定値及び数ミリメートルを超える大きさの測定値を有し得る。
【００１３】
「光学コーティング（optical coating:光学薄膜）」という用語は、光学構造の外面上に堆積されて光学構造による光の反射及び透過の仕方を変える薄い材料層を指す。
光学コーティングは、それ自体の内部反射率は高くないかもしれないが光学コーティングがあることで光子を内部反射することができる、プリズム及び他の光学構造の構成を可能にする。
【００１４】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「ウェハ」と言う用語は、その上で他の材料の成長又は堆積が行われ得ると共に、そこから光学構造及び構成要素が形成され得る、薄い概ね円形の基板材料を指す。
ウェハ上に形成された構造及び構成要素は、集積回路で用いられ得る。
ウェハは、概ね円形であるが、特定の用途に最もよく合う任意の形状をとり得る。
【００１５】
以下の説明では、説明の目的で、本システム及び方法を完全に理解させるために多くの具体的詳細が記載されている。
しかしながら、本装置、システム、及び方法がこれらの具体的詳細を用いずに実施され得ることは明らかであろう。
本明細書での「実施形態」、「例」、又は同様の文言への言及は、その実施形態又は例に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくともその１つの実施形態には含まれるが必ずしも他の実施形態に含まれるわけではないことを意味する。
本明細書の種々の場所における「一実施形態では」という表現又は同様の表現の種々の例は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではない。
【００１６】
単一の基板から複数の光学構造を作製することは、従来技術で頻繁に行われているような、複数の矩形スタックからのそのような構造の作製から生じる難点及び費用の多くを減少させる。
マイクロプリズム側面の作製、研削、及び研磨がすべて１つのシステムで行われ得ることで、プロセス全体が簡略化される。
さらに、このプロセスは、既存のウェハ切断機を用いることができるため、非常に高価な可能性のある新たな機械に関する支出が必要ないと考えられる。
【００１７】
図１は、ウェハからマイクロスケール光学構造を作製する方法の例示的なフロー図１００である。
ウェハは、フライス削り（mill）又は切削によってプリズム、導波路、又は他の光学構造にすることができる光導電性材料から作られる。
ウェハは、完成光学構造の所望の特性及び機能に応じて、シリコン、ガラス、蛍石、石英、又はリン化インジウム（ＩｎＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡs）等の化合物半導体、又は他の光導電性材料を含み得る。
【００１８】
ウェハは、プロセス中に切削されないウェハの表面を光学的に仕上げることによって、光学構造を画定する前に準備され得る（１０５）。
これは、表面の研磨を含み得る。
光学仕上げ表面は、完成光学構造の一面としての役割を果たし得る。
所望の光学特性を有するコーティングが、ウェハの光学仕上げ表面に堆積され得る。
コーティングは、通過する光の透明度又は強度に光学構造が及ぼし得る悪影響を減らすのに役立ち得る。
【００１９】
コーティングは、反射損失を減らして全体的な光伝送を改善するのに有用であり、明確な伝送（clear, bright transmission）を達成するのに重要である。
コーティングは、光の歪み又は散乱を防止するのにも役立ち得る。
コーティングは、望ましくない位相ずれを防止するためにも用いられ得る。
前述のように、コーティングは、非常に高い反射率を得るために、プリズム及び他の光学構造で、特に、光学構造自体の内部反射率が高くないような用途でも用いられ得る。
【００２０】
アルミニウム、銀、又は金等の薄い金属層を光学仕上げ表面上に堆積させることによって、単純なコーティングを施すことができる。
このプロセスは、銀めっきとして当該技術分野で既知である。
表面上に堆積した金属は、光学構造の反射特性を決定する。
各材料が、光の特定の波長ごとに異なる反射特性を有するため、用いられる用途に応じてそれぞれの材料が他の材料よりも望ましい場合がある。
コーティングの厚さ及び密度を制御することで、表面の透過性を高めつつ反射率を減らすことができ得る。
経時的な反射特性の劣化を防止するために、緻密な窒化アルミニウム又は酸化ケイ素等の保護コーティング又は不動態コーティングを銀めっき表面に施してもよい。
また、金属コーティングと基板との間に介在する（buffers）薄い接着剤層を、金属層の接着を改善するために堆積させてもよい。
【００２１】
他のタイプのコーティングとして、基板とは異なる屈折率を有する１つ又は複数の材料を基板上に堆積させることを含む、誘電体コーティングが挙げられ得る。
誘電体コーティングは、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、又は金属酸化物等の材料を含み得る。
ウェハの表面上に複数のコーティング層を堆積させてもよい。
表面が複数の金属コーティングを有していてもよく、又は誘電体コーティングを用いて金属コーティングの反射率又は他の特性を高めてもよい。
コーティングの他の構成を用いて、所望の結果を得ることができる。
【００２２】
光学仕上げ表面上にコーティングを有するウェハを準備した後、ウェハは、剥離可能な媒体を用いて支持ベース上に装着され得る（１１０）。
光学構造の作製中の光学仕上げ表面の損傷を防止するために、光学仕上げ表面は、支持ベースに隣接して配置され得る。
支持ベースは、作製中にウェハの支持を提供してウェハを所定位置に保持することができる。
支持ベースは、ウェハテープ、ソーテープ（saw tape）、又は他の支持基板であり得る。
ウェハの切削は、マイクロメートル範囲の光学構造を得るために極めて精密である。
【００２３】
剥離可能な媒体を用いる目的は、光学構造の作製が完了したらウェハ又は個々の光学構造を支持ベースから剥離できるようにすることである。
剥離可能な媒体は、熱剥離テープ等で支持ベースの特性に含まれていてもよく、又は水溶性接着剤、ワックス、若しくは他の仮結合手段等、ウェハを支持ベースに仮結合するのに用いられる付加的な材料であってもよい。
【００２４】
光学構造のさらなる表面が、支持ベースに接着されていないウェハの表面を切削することによって形成される（１１５）。
切削は、回転スピンドルに装着される研削刃を用いて行われる。
研削刃は、光学構造の表面を切削するのに望ましい角度に向けられたすくい面を有する。
すくい面が向けられる角度は、生産すべき各光学構造の物理的要件及び光学的要件に応じて変わり、これらの要件はさらに、光学構造が用いられる用途に応じて変わる。
スピンドルは、研削刃がウェハの切削をきれいに行うように高速で中心軸の周りを回転する。
刃は、必要とされる角度及び切削品質を得るために適切にドレッシングされる。
【００２５】
さらなる表面は、研削後に研磨デバイスを用いることによって研磨されて平滑化される（１２０）。
一実施形態では、研磨デバイスは、回転スピンドルに装着される研磨刃であり得る。
研磨刃は、研磨媒体を有する平滑面を有し、新たに研削された表面の全域を研磨することができるように所望の角度に向けられる。
研磨刃は、研削刃と同じスピンドルに装着されてもよく、又は異なるスピンドルに装着されてもよい。
研磨プロセスを助けるために、研磨材料がウェハの表面に導入され得る。
【００２６】
代替的な実施形態では、研磨デバイスは、研磨エッチ（polishing etch）であり得る。
例えば、光学構造を生産するために処理されたガラス又はシリコンのウェハのウェハレベルエッチングで、十分に平滑な表面及び十分な光学仕上げが得られ得る。
この例の研磨エッチは、形成済みの光学構造の形状又は寸法の著しい変化を引き起こすことなく、損傷を受けた表面を修復（heals）又は平滑化するスライトエッチングプロセスを含み得る。
ウェハは概して、表面から数ミクロン以下を除去するために短時間エッチングされる。
ガラスの場合、熱リフローを用いて表面が平滑化され得る。
シリコンの場合、フッ化水素酸（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ３）、及び／又は酢酸の種々の溶液が室温で用いられ得る。
水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を用いて、わずかに上昇させた温度でシリコンをエッチングしてもよい。
中空コア導波路等の光学構造を含む実施形態では、光学構造の表面及び縁を洗浄するために或る程度の希釈量でのＨＦ、ＨＮＯ３、及び酢酸の化学混合物を用いて、縁及び平均表面粗さの改善を得ることができる。
【００２７】
ウェハの表面上の光学構造の表面を研削及び研磨した後、ウェハは、追加の堆積物又はさらなる作製ステップに備えて洗浄される（１２５）。
スピンドル及び刃も、後で用いるために洗浄され得る。
【００２８】
続いて、光学構造の表面のすべてが研磨及びコーティングされるように、新たに研磨された表面上に光学コーティングが堆積され得る（１３０）。
個々の光学構造が別個の構成要素として用いられ得るように、光学構造が支持ベースから解放され得る（１３５）。
ウェハは、支持ベース上に残されて、光学系における集積構成要素のパッケージとして用いられるようにさらに加工されてもよい。
このプロセスは、高品質の精密な光学構造を得るために、ウェハを支持ベースから取り外す前にさらなる研削ステップ及び研磨ステップを含み得る。
【００２９】
図２は、研削刃２１０及び研磨刃２１５を有する第１のスピンドル２００及び第２のスピンドル２０５を含む装置２５０を示している。
本実施形態では、第１のスピンドル２００及び研削刃２１０が、第２のスピンドル２０５及び研磨刃２１５の前方に位置決めされていることで、ウェハの未仕上げ表面が矢印２３０の方向に移動しながら研磨前に研削されるようになっている。
スピンドル２００、２０５及び刃２１０、２１５は、軸２７５の周りを回転し得る。
【００３０】
ポンプに取り付けられている導管２２５を通して、研磨材料２２０がウェハ上に導入され得る。
この実施形態の導管２２５は、研磨刃２１５の後方に位置決めされているが、導管２２５は、研磨材料２２０をウェハ上に導入することができる任意の位置に配置され得る。
研磨材料２２０は、他の手段によってウェハ上に導入され得る。
【００３１】
研磨刃２１５が装着される第２のスピンドル２０５は、研削刃２１０が装着される第１のスピンドル２００よりも実質的に低速で回転し得る。
きれいで正確な研削に必要であるよりも遅い速度が、研磨に理想的であり得る。
スピンドル２００、２０５及び刃２１０、２１５は、そのように小さなスケールで適切な光学構造を作製するために正確に位置合わせされる。
スピンドル２００、２０５は、刃２１０、２１５をリアルタイムで再位置決め、持ち上げ、又は並進させることができるように並進可能でもあり得る。
【００３２】
図３は、複数の刃３１０、３１５をそれぞれが有する第１のスピンドル３００及び第２のスピンドル３０５を示している。
第１のスピンドル３００が複数の研削刃を含み得る一方で、第２のスピンドル３０５は複数の研磨刃を含み得る。
このような構成では、第１のスピンドル３００の研削刃２１０は、ウェハに同時に複数の切削を行うことができ、続いて、第２のスピンドル３０５がそれらの同じ切削部（cuts）を通過しながら第２のスピンドル３０５の研磨刃２１５がそれらの切削部を研磨することができる。
各スピンドル３００、３０５は、代替的に、スピンドル及び刃の所望の動作に応じて、研削刃及び研磨刃両方の組み合わせを有していてもよい。
【００３３】
図４は、マイクロスケールプリズム４０５の第１の表面４００を切削する例示的な研削刃２１０の断面を示している。
研削刃２１０は、プリズム４０５の第１の表面４００を画定するように所望の角度４１５に向けられるすくい面４１０を有する。
研削刃２１０は、刃２１０が所定の深さ４２０だけ切削するような位置決め及び形状にもなっている。
個々のプリズム又は光学構造が作製されるような用途の場合、研削刃２１０は、ウェハの下の支持ベースまでウェハを貫通して切削するように位置決めされ得る。
刃２１０の端４２５は、個々の光学構造を互いに分離するのを助ける平坦部４２０も含み得る。
したがって、個々の光学構造は、互いに分離されて別個の構成要素として用いられてもよく、又は集積回路においてさらに大きく離間させられてもよい。
研削刃２１０は、刃２１０の摩耗を減らして連続的に精密な切削を行うために、硬化肉盛を施されるか又は硬質材料から作られ得る。
硬質材料又は硬化肉盛は、金属基材、カーバイド、タングステン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、硬化鋼、それらの任意の組み合わせ、又は刃が受ける摩耗を最小限にしつつウェハを研削するのに適した硬度を有する耐摩耗材料の任意の組み合わせを含み得る。
【００３４】
図４の研削刃２１０の一実施形態では、平坦部４３０の幅は、刃２１０の切削の深さ４２０及び摩耗に応じて変わり得る。
このような実施形態では、各光学構造４０５が、刃２１０の平坦部４３０の幅と少なくとも同じ幅だけ離間させられる。
【００３５】
図５は、２つのすくい面５００、５０５、すなわち、べベル（bevel）カットを有する研削刃２１０の断面を示している。
第１のすくい面５００が、第１の光学構造５１５の第１の表面５１０を画定するための所望の角度４１５に向けられ、第２のすくい面５０５が、第２の光学構造５２５の第２の表面５２０を画定するための所望の角度４２５に向けられる。
これは、単一の研削刃２１０が複数の光学構造の表面を画定することを可能にし得ることで、互いに隣接して位置決めされる集積光学構造に関する用途に特に有用であり得る。
研削刃２１０が一度に２つの表面５１０、５２０を研削することになるため、これは研削刃２１０をより効率的にもし得る。
【００３６】
刃２１０の端４２５は、尖端部５３０を含み得る。
これは、光学構造間の間隔を狭めることを可能にし得ることで、集積チップ上の空間を節約することが望ましいような集積光回路用途で有用であり得る。
すくい面５００、５０５の角度は、この実施形態では等しく示されているが、生産すべき所望の光学構造に応じて、各すくい面が異なる角度に向けられていてもよく、又は異なる角度の複数の面を有していてもよい。
【００３７】
図６は、挿入部６００を有する研削刃２１０の断面を示している。
挿入部６００は、刃２１０の端４２５にある窪み又は他の凹部であり得る。
挿入部６００は、第１のすくい面６０５及び第２のすくい面６１０を有し、これらはそれぞれ、単一の光学構造６２５の第１の表面６１５及び第２の表面６２０を画定するための所望の角度４１５に向けられている。
端４２５は、挿入部６００を囲む平坦部６３０も有し得るが、これらの両方が、挿入部６００付近の刃２１０に強度を与えると共に個々の隣接した光学構造間を分離させることができる。
これは、研削刃を表面ごとに一度ずつ通過させるのではなく一度だけの通過で各マイクロスケールプリズムを作るのにも有用であり得る。
研削後に光学構造を研磨するために、研削刃と同じ形状を有する研磨刃が光学構造を通過し得る。
【００３８】
図７は、平滑面７００及び研磨媒体７０５を有する研磨刃２１５の断面を示している。
光学構造７１５の表面７１０は、光学構造７１５を通した光の透過のされ方に影響を及ぼし得るいかなる物理的な収差（physical aberrations）も除去するために研磨され得る。
平滑面７００及び研磨媒体７０５は、表面７１０が研削された所望の角度４１５に向けられる。
研磨媒体７０５は、平滑面７００に取り付けられるパッド又は他の材料であり得る。
代替的に、平滑面７００が研磨媒体７０５であるように、研磨刃２１５自体が軟質材料でできていてもよい。
【００３９】
図８〜図１０は、図４〜図６の実施形態それぞれに示されている刃と同様の別個のスピンドル上の複数の刃の実施形態を示している。
図８は、逆方向に向いている第１の刃８００及び第２の刃８０５を示している。
これらの刃は、図９及び図１０の実施形態に示されるように対称であり得ると共に、両方向でスピンドルに装着され得る。
第１の刃８００は、第２のスピンドルに装着される第２の刃８０５の前方に位置決めされる第１のスピンドルに装着される。
これらの刃は、２つの研削刃であってもよく、２つの研磨刃であってもよく、又は研削刃及び研磨刃が１つずつであってもよい。
これらの刃は、第１の刃８００と第２の刃８０５との間にわずかな重なり８１０があるように位置合わせされ得る。
【００４０】
両方の刃が研削刃である実施形態では、第１の刃８００は、光学構造８１５の少なくとも第１の表面８２０を研削することができ、第２の刃８０５は、それに続いて光学構造８１５の少なくとも第２の表面８２５を研削することができる。
両方の刃が研磨刃である実施形態では、第１の刃８００は、すでに研削された第１の表面８２０を研磨することができ、第２の刃８０５は、それに続いて同じくすでに研削された第２の表面８２５を研磨することができる。
第１の刃８００が研削刃であり、第２の刃８０５が研磨刃である実施形態では、研削刃は、最初に第２の表面８２５を研削してから第１の表面８２０を研削する。
研磨刃は、それに続いて最初に第２の表面８２５を研磨してから第１の表面８２０を研磨する。
スピンドルは、それに応じて並進して、研磨刃がすでに研削された表面を研磨することができるようにし得る。
【００４１】
図１０の実施形態では、各刃１０００、１００５が、ウェハを一度だけ通過して個々の光学構造１０１０、１０１５の第１の表面８２０及び第２の表面８２５の両方を研削又は研磨し得る。
これは、作製プロセスの高速化を可能にし得るが、各刃１０００、１００５の端４２５の平坦部６３０によって余分な空間が研削されるため、ウェハ上に配置され得る光学構造の量を減らすことにもなり得る。
【００４２】
図１１は、第１の組の刃１１００及び第２の組の刃１１０５を用いる装置の例示的な実施形態を示しており、それぞれの刃の組は、異なるスピンドル上にあって２つの刃を有する。
前述のように、各スピンドルは、所望の用途の要件に応じて、すべてが研削用の複数の研削刃を有していてもよく、すべてが研磨用の複数の研磨刃を有していてもよく、又は研削刃及び研磨刃両方の組み合わせを有していてもよい。
刃は、ウェハ１１１０を通過するときに各刃間にわずかな重なり８１０があるように離間し得るが、各刃間又は各刃の組間にいかなる量の間隔があってもよい。
例えば、各刃は、ウェハ１１１０上の各光学構造間の距離を本実施形態に示されているよりも大きくするのに十分なほど大きく離間し得る。
これは、スピンドルのギャング刃タイプの刃間に所望の厚さのスペーサを配置することによって達成され得る。
図１１は、ウェハ１１１０が装着され得る支持ベース１１１５、及びウェハ１１１０の装着前にウェハ１１１０の光学仕上げ表面１１２５上に堆積された光学コーティング１１２０も示している。
【００４３】
図１２の実施形態は、複数の光学構造１２０５が形成されたウェハ１１１０を示している。
ウェハの研削及び研磨後、新たに研磨された光学構造のための光学コーティング等の付加的な材料１２１０が、ウェハ１１１０に堆積され得る。
ウェハ１１１０は、集積用途で用いられるようにさらに処理され得る。
リソグラフィプロセスを用いて、電気回路を光回路と集積化することができる。
ウェハの両側に光コーティングを有するウェハは、完全又はほぼ完全な内部反射を可能にし得る。
これは、光ファイバ線等の光学構造又は他の集積光学構造を用いる用途で有用であり得る。
【００４４】
本明細書に記載のシステムの種々の実施形態で、本装置は、所望に応じた数のスピンドルを含み得る。
さらに、各スピンドルは、所望に応じた数の刃を有し得る。
【００４５】
図１３は、２組の３つの刃１３００、１３０５を用いる装置の例示的な実施形態を示しており、個別のマイクロプリズム１３１０が形成されるように、それぞれの刃の組は別個のスピンドル上にある。
きれいに切削され均一に研磨された表面をもたらすために、刃による研削及び研磨中に支持ベース１１１５及び剥離可能な媒体が各プリズム１３１０を所定位置に保持する。
【００４６】
研磨後、個々のプリズム１３１０は、支持ベース１１１５から解放され、同じ用途又は異なる用途で別個の構成要素として用いられ得る。
これは、図１４に示すように、剥離可能な媒体を用いてウェハが支持ベース１１１５上に装着される場合に容易になる。
図１４の実施形態では、さらなる光学コーティング層がプリズム１３１０に堆積されないことで、プリズム１３１０を任意の光学用途で反射プリズムとして用いることができる。
【００４７】
上記説明は、説明された原理の実施形態及び例を例示及び説明するためにのみ提示されている。
この説明は、網羅的であることも、開示されたのと全く同じ形態にこれらの原理を限定することも意図されない。
上記教示に鑑みて多くの変更及び変形が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
２００  第１のスピンドル
２０５  第２のスピンドル
２１０  研削刃
２１５  研磨刃
２２０  研磨材料
２２５  導管
２５０  装置
２７５  軸
３１０、３１５  刃
３００  第１のスピンドル
３０５  第２のスピンドル
４０５  マイクロスケールプリズム
４１０  すくい面
４００  第１の表面
４２０  平坦部
５００  第１のすくい面
５０５  第２のすくい面
５１０  第１の表面
５１５  第１の光学構造
５２０  第２の表面
５２５  第２の光学構造
５３０  尖端部
６００  挿入部
６０５  第１のすくい面
６１０  第２のすくい面
６１５  第１の表面
６２０  第２の表面
６２５  単一の光学構造
６３０  平坦部
７００  平滑面
７０５  研磨媒体
７１５  光学構造
８００  第１の刃
８０５  第２の刃
８１５  光学構造
８２０  第１の表面
８２５  第２の表面
１０００、１００５  刃
１０１０、１０１５  光学構造
１１００  第１の組の刃
１１０５  第２の組の刃
１１１０  ウェハ
１１１５  支持ベース
１１２０  光学コーティング
１１２５  光学仕上げ表面
１３００、１３０５  刃
１３１０  マイクロプリズム
【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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【国際調査報告】
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