(57)【要約】【課題】光デバイスと光ファイバとの接続時における光損失の少ない光通信モジュールを安価に製造する。【解決手段】光デバイスと光ファイバとを光学的に接続する光通信モジュールの製造方法であって、基板（１００）上に光デバイスを保持するための保持構造（１１０）を形成する工程と、光ファイバが光デバイスと光学的に接続可能に、当該光ファイバを挿通させるための貫通孔（１０３）を基板に設ける工程と、を含み、複数の保持構造（１１０）と複数の貫通孔（１０３）とのうち一方が他方に対し相対的に位置決めされて形成されることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光デバイスと光ファイバとを光学的に接続する光通信モジュールの製造方法であって、
基板上に前記光デバイスを保持するための保持構造を形成する工程と、
前記光ファイバが前記光デバイスと光学的に接続可能に、当該光ファイバを挿通させるための貫通孔を前記基板に設ける工程と、を含み、
複数の前記保持構造と複数の前記貫通孔とのうち一方が他方に対し相対的に位置決めされて形成されることを特徴とする光通信モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記基板上方に前記光デバイスと電気的に接続する配線を形成する工程をさらに備え、
前記配線と前記貫通孔とのうち一方が他方に対し相対的に位置決めされて形成される、請求項１に記載の光通信モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔を設ける工程を、前記保持構造を形成する工程より先に行い、
前記保持構造を形成する工程では、前記貫通孔を基準として当該保持構造のアライメントを行う、請求項１または２に記載の光通信モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記保持構造を形成する工程を、前記貫通孔を設ける工程より先に行い、
前記貫通孔を形成する工程では、前記保持構造を基準として当該貫通孔のアライメントを行う、請求項１または２に記載の光通信モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記貫通孔を設ける工程を、前記配線を形成する工程より先に行い、
前記配線を形成する工程では、前記貫通孔を基準として当該配線のアライメントを行う、請求項２に記載の光通信モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記配線を形成する工程を、前記貫通孔を設ける工程より先に行い、
前記貫通孔を形成する工程では、前記配線を基準として当該貫通孔のアライメントを行う、請求項２に記載の光通信モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記保持構造に前記光デバイスを保持させる工程と、
前記保持構造が設けられた前記基板の面と反対側から前記貫通孔に前記光ファイバを挿通させる工程と、
前記光ファイバが前記光デバイスと光学的に接続した状態で、当該光ファイバを固定する工程と、をさらに備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光通信モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記保持構造は、前記基板上に設けられた保護層に形成された凹部である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光通信モジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光通信モジュールの製造方法によって製造された光通信モジュールを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信モジュールの製造方法に係り、特に、面発光ダイオードのような形状の素子を基板上で光ファイバと接続する際に好適な光通信モジュールを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信モジュールは、光信号を電気信号に変換する受光素子や電気信号を光信号に変換する発光素子といった光デバイスを光ファイバによって接続した、あるいは、接続するための光学的構造を含むものである。光デバイスのうち、面発光ダイオード等は発光量が比較的高いため距離の長い伝送路における光通信用光デバイスとして優れている。
【０００３】
従来、基板上で、基板面方向に延びる光ファイバと面発光ダイオード等の光デバイスとを接続するために、例えば、特開２００２−２９６４６３号公報に開示されているように、光デバイスを基板上に立設させ、基板上にＶ字状の溝を形成して光ファイバの端部を保持させ、発光面や受光面に光ファイバが交差するように配置していた（特許文献１）。この配置には、ビジュアルアライメントという、Ｖ字状溝の位置をモニタリングして光デバイスを位置合わせする方法が利用されていた（段落番号００１６）。
【０００４】
また、基板面に垂直方向に光ファイバを配置する場合には、例えば米国特許第５，９０４，５４５号公報に開示されているように、基板の片面設けられた大きめの凹部に台形状の光デバイスを流体内に流してはめ込んだ後、基板の反対面から挿通する貫通孔に光ファイバを挿入し、光デバイスと光ファイバとを接続していた（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２９６４６３号公報（図１）
【特許文献２】
米国特許第５，９０４，５４５号公報（Ｆｉｇ．１１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているような、基板面方向に敷設される光ファイバと光デバイスとの位置合わせは、一つひとつの光デバイスを光ファイバと位置合わせしていく必要があるため、時間がかかり光通信モジュールの製造コスト上昇を招いていた。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示されているような方法によれば、流体内で光デバイスが凹部に入り込めるように凹部の形状に余裕を持たせているため、Ｆｉｇ．１３の写真に示されているように光デバイスの位置が微妙にずれる場合があった。すなわち、当該凹部は光デバイスを一定の向きに揃える程度の役割しか有していなかった。また、当該凹部の中心に対して貫通孔が正確に開口している保証もないため、たまたま光デバイスが正確に凹部の中心に収まったとしても、貫通孔から挿入される光ファイバの光軸と光デバイスの射出光軸の中心が確実に一致するとはいえなかった。面発光ダイオード等の光デバイスは、発光領域が微小で射出される光の指向性が強いため、光ファイバを正確に正しい方向から当該発光領域に当接させなければならない。わずかでも光ファイバがずれると、光損失が大きくなり、効率の良い光通信が行えなくなるのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は光デバイスと光ファイバとの接続時における光損失の少ない光通信モジュールを安価に製造することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、光デバイスと光ファイバとを光学的に接続する光通信モジュールの製造方法であって、基板上に光デバイスを保持するための保持構造を形成する工程と、光ファイバが光デバイスと光学的に接続可能に、当該光ファイバを挿通させるための貫通孔を基板に設ける工程と、を含み、複数の保持構造と複数の貫通孔とのうち一方が他方に対し相対的に位置決めされて形成されることを特徴とする。
【０００９】
上記方法によれば、保持構造と貫通孔とがそれぞれ形成される場合に、先に形成された方の構造を利用し、後で形成される構造が相対的に位置決めされるため、互いの相対位置が高い精度で合わせられる。例えば、最初に形成される構造が、他の基準点（アライメントマーク等）との間で製造上避けられない位置ズレを生じていたとしても、互いに位置関係が正確でなければならない保持構造と貫通孔との間では位置ズレが生じない。このため保持構造に保持される光デバイスと貫通孔に挿通される光ファイバとの間で位置ズレが生じず光損失を些少に抑えることができる。また複数の保持構造と貫通孔との間で一時に位置決めがされるので、従来のように光デバイスと光ファイバを一組ずつ位置合わせしなければならない場合に比べ、工数が大幅に減らせ、製造コストを下げることができる。
【００１０】
ここで、本発明において「光デバイス」とは、光起電効果、光導電効果、光電子放出効果、フォトンドラッグ効果等により光信号を受信し電気信号に変換するものや、電界発光効果、注入型発光効果等により電気信号を光信号に変換する素子一般をいう。例えば、光信号を電気信号に変換する光デバイスとしては、ＰＤやフォトトランジスタ等の光検知器、光電セル、赤外線検知器等が挙げられる。電気信号を光信号に変換する光デバイスとしては、半導体レーザ、発光ダイオード等が挙げられる。特に発光面積が些少な光デバイスに対して本発明は好適である。
【００１１】
また、「光ファイバ」の構造に限定はないが、光の入射面や射出面の面積が小さい構造の場合に本発明は好適である。
【００１２】
また「光通信モジュール」とは、光を媒介として情報を伝達する部品または装置であって、光学的構造を少なくとも一部に含んでいるものを示す。
【００１３】
また「保持構造」は光デバイスの形状に対応して構造が定まるため特に限定は無いが、少なくとも光デバイスを位置ズレなど生じることなく所定位置に保持可能な構造であることを要する。例えば、平面基板上における保持構造としては、基板上に設けられた保護層に形成された凹部が適する。凹部はフォトリソグラフィ法を用いて保護層を形成後にエッチングすること、または、マスクを用いて保護層を設けること等で容易に形成可能な構造だからであり、面発光ダイオードやＰＤのような平面的な光デバイスを保持する構造としても安定的だからである。但し、凹部は必ずしもその内面総てに光デバイスが接している必要はない。異なる三方向以上から光デバイスに接触することによって光デバイスの位置を不動にしうる構造物であればよい。
【００１４】
また「貫通孔」は光ファイバの形状に対応して径等の構造が定まるため特に限定は無いが、少なくとも光ファイバを位置ズレなど生じることなく保持可能な径や断面形状を有することを要する。例えば、一方の開口が光ファイバの径より大きな径を有し、他方の開口が光ファイバの径より小さい径を有するようなテーパ形状に貫通孔を設ければ、光ファイバの先端が当接する位置において光ファイバを位置ズレすることなく容易に固定できるため好ましい。
【００１５】
本発明では、基板上に光デバイスと電気的に接続する配線を形成する工程をさらに備えていてもよい。この場合、配線と貫通孔とのうち一方が他方に対し相対的に位置決めされて形成される。当該工程によれば、光デバイスの入出力端子に対し電気的に接続する配線に対しても厳密な位置合わせが可能になるため、光デバイスと配線とを正しく位置合わせして確実に接続させることができる。
【００１６】
ここで具体的には、貫通孔を設ける工程を、保持構造を形成する工程より先に行い、保持構造を形成する工程では、貫通孔を基準として当該保持構造のアライメントを行うことが考えられる。このような工程によれば、貫通孔は、例えば他のアライメントマーク等を参照して設けられるが、形成された貫通孔に孔開け装置のばらつき等により位置ズレが生じていたとしても貫通孔を目標として保持構造の相対位置が決定されるので、位置ズレを生じることなく光デバイスと光ファイバとを光学的に接続させることができる。
【００１７】
または、保持構造を形成する工程を、貫通孔を設ける工程より先に行い、貫通孔を形成する工程では、保持構造を基準として当該貫通孔のアライメントを行うようにしてもよい。このような工程によれば、保持構造自体は、例えば他のアライメントマーク等を参照して設けられるが、形成された保持構造に露光マスクの位置誤差やエッチングレートの相違等により位置ズレが生じていたとしても、保持構造を目標として貫通孔の相対位置が決定されるので、位置ズレを生じることなく光デバイスと光ファイバとを光学的に接続させることができる。
【００１８】
また具体的には、貫通孔を設ける工程を、配線を形成する工程より先に行い、配線を形成する工程では、貫通孔を基準として当該配線のアライメントを行うことが考えられる。このような工程によれば、貫通孔は、例えば他のアライメントマーク等を参照して設けられるが、形成された貫通孔に孔開け装置のばらつき等により位置ズレが生じていたとしても貫通孔を目標として配線の相対位置が決定されるので、位置ズレを生じることなく光デバイスと電気的接続を果たすための配線を形成することができる。
【００１９】
または、配線を形成する工程を、貫通孔を設ける工程より先に行い、貫通孔を形成する工程では、配線を基準として当該貫通孔のアライメントを行うようにしてもよい。このような工程によれば、配線自体は、例えば他のアライメントマーク等を参照して設けられるが、形成された配線にパターニング工程の誤差等により位置ズレが生じていたとしても、配線を目標として貫通孔の相対位置が決定されるので、配線に接続する光デバイスと貫通孔に挿通される光ファイバとを位置ズレを生じることなく光学的に接続させることができる。
【００２０】
ここで本発明は、保持構造に光デバイスを保持させる工程と、保持構造が設けられた基板の面と反対側から貫通孔に光ファイバを挿通させる工程と、光ファイバが光デバイスと光学的に接続した状態で、当該光ファイバを固定する工程と、をさらに備えていてもよい。上記工程によれば、正確に相対位置が決定された保持構造に光デバイスが保持され、貫通孔に光ファイバが挿通された後に固定されるので、位置ずれなく光デバイスと光ファイバとが固定される。このため光損失のない光通信が行える。
【００２１】
本発明は、本発明の光通信モジュールの製造方法によって製造された光通信モジュールを備える電子機器でもある。電子機器は本発明の光通信モジュールを備えているので、光損失の無い光通信が行える電子機器となり高速情報処理を要求される近年の装置として優れている。
【００２２】
ここで「電子機器」とは、本発明に係る光通信モジュールを備えた一定の機能を奏する機器一般をいい、その構成に特に限定が無いが、例えば、上記表示装置を備えるパーソナルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が含まれる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、本発明の光通信モジュールの製造方法を面発光ダイオードと光ファイバの基板上における接続に適用するものである。特に、本実施形態は、貫通孔を設ける工程を、保持構造を形成する工程や配線を設ける工程より先に行う例に関する。
【００２４】
図１〜３に、本第１の実施の形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する製造工程断面図を示す。簡単にするため、当該断面図では貫通孔が一つであり光デバイスを保持する保持構造も一つのみが図示されているが、実際には同一の基板上に複数の貫通孔や保持構造が同時に設けられるものである。
【００２５】
（貫通孔形成工程：ＳＴ１）
まず基板１００上に設けられた図示しないアライメントマーク等を参照して光ファイバを層通させたい場所、すなわち面発光ダイオードの発光領域に対応する位置に貫通孔１０３を形成する（ＳＴ１）。
【００２６】
基板１００の材料に限定は無いが、孔開け加工が容易であり、光通信モジュールの製造後に変形をきたし位置ズレを生じないような材料が適当である。例えばガラスやシリコン等が利用できる。孔開け加工にレーザ照射をする場合には、レーザにより溶解可能なものであることを要する。
【００２７】
貫通孔１０３を形成するための孔開け加工装置には、ドリルのように機械的な方法やレーザ照射のような物理的な方法、さらにエッチング等による化学的方法がある。例えば、ＸｅＣｌパルスエキシマレーザ光（波長３０８ｎｍ、パスル幅３０ｎｓｅｃ）等の高出力レーザを用い、所定のエネルギー密度でレーザ照射を行う。なお、貫通孔は、完全に光ファイバが貫通せず途中で内壁に保持されて固定されるような内径または形状に形成されていてもよい。すなわち、本発明によれば発光点と光ファイバの軸とが高い精度で一致しているため、完全に光ファイバの端面が光デバイスの発光点に接しなくても、また、射出光の指向性が強くても少ない光損失で光学的な接続が可能だからである。例えば、レーザ照射装置の集光レンズにおける開口率（Ｎ／Ａ）や焦点位置を変化させながら照射することで、若干のテーパ形状を有する貫通孔を形成可能である。このとき、最大開口径が挿通させる光ファイバの径より大きく最小開口径が当該光ファイバの径より小さくなるようにテーパ形状を形成すれば、光ファイバを差し込んだ際に所定の位置に確実に納めることができるようになる。
【００２８】
（金属層形成工程：ＳＴ２）
次に、基板１００上に密着層１０１を形成し、その上に金属層１０２を形成する（ＳＴ２）。密着層１０１は、金属層１０２と基板１００との密着性を向上させ剥離等を生じさせないように設ける層である。例えば密着層１０１としては、クロム（Ｃｒ）が好適であるが、その他、ＳｉＯ２等の酸化珪素、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｔｉまたはこれらを主成分とする合金のような金属が挙げられる。密着層１０１の厚みは、例えばクロムであれば、通常は、１０ｎｍ〜数百ｎｍ程度であればよい。密着層の形成方法は、利用する素材によるが、クロム等の金属であればスパッタ法が利用可能である。
【００２９】
金属層１０２は、配線の下地となる層であり、例えば、Ａｌ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｇｄ若しくはＳｍ、またはこれらのうち少なくとも一種を含む合金が挙げられる。ここでは後工程で電界メッキを行うために、銅（Ｃｕ）を利用する。金属層１０２の厚みは、電解メッキを行う際に導通を確保できる程度の導電化層としての薄さでよく、例えば１ｎｍ〜５００ｎｍ程度である。金属層の形成方法としては、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法、無電界メッキ法等の種々の方法を適用することができる。
【００３０】
（位置合わせ工程：ＳＴ３）
次いで配線パターン形成のための位置合わせを行う（ＳＴ３）。その前に、露光用のレジスト材料層１０４を形成しておく。配線パターン露光用のマスクＭ１がネガであるかポジであるかに応じてレジスト材料は公知のフォトリソグラフィ用レジスト材料を適宜選択して利用する。マスクＭ１としては、面発光ダイオードと光ファイバの位置ズレが１μｍ以上あると光損失が多くなることを考慮し、ガラスマスク等のハードマスクを利用する。
【００３１】
そして、マスクＭ１をステップＳＴ１において形成した貫通孔１０３をアライメントマークとして認識して位置合わせする。この位置合わせには公知の紫外線転写装置（例えば密着転写装置、等倍投影転写装置、縮小投影転写装置）やＸ線転写装置が利用可能である。位置合わせのための光学系には、露光のための主光学系を利用するＴＴＬ（ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｈｅ  ｌｅｎｓ）または位置合わせ専用の光学系を用いるＯｆｆ  Ａｘｉｓ法のいずれでもよい。
【００３２】
基板１００上には、実際には複数の貫通孔１０３が形成されているため、複数の貫通孔１０３を位置合わせマークとして認識し、マスクＭ１の位置合わせをすることによって、貫通孔１０３に対し平面的に正しい位置関係でマスクＭ１を配置することが可能である。すなわち、貫通孔１０３の位置に位置ズレが生じていたとしても最終的に形成された貫通孔１０３を基準として配線パターン用のマスクの相対位置が決定されるので、少なくとも貫通孔１０３に対する配線の位置を正しく合わせることができるのである。
【００３３】
（露光工程：ＳＴ４）
次いで正しく位置合わせされたマスクＭ１上から露光光Ｌを照射してレジスト材料層１０４を感光させる（ＳＴ４）。露光光Ｌはレジスト材料に応じて定まる紫外線等であり、照射時間はレジスト感度や露光光の強度に応じて定まる。露光方法は、密着露光、プロキシミティ露光、投影露光等を利用可能である。マスクＭ１の開口部から露光光Ｌが照射された領域１０４１が感光する。
【００３４】
露光後には、レジスト材料がポジかネガかに応じた現像処理を行った後、必要に応じてポストベーク処理をする。
【００３５】
（電解メッキ工程：ＳＴ５）
次いで銅配線パターン上に電解メッキを施し、複数の金属をメッキにより積層し配線層１０５を形成していく（ＳＴ５）。配線層１０５としては、例えば銅、ニッケル、金の順番にメッキしていく。金を最上層に積層する理由は、光デバイスの電極接合を接点として種々の利点がある金−金接合とするためである。ニッケルは上層の金が銅層にまで拡散することを防止するバリア層としての役割を有する。電解メッキ法は、まず導体化層である金属層１０２により導体化されたレジスト材料層１０４および基板１００が陰極に、チップ状あるいはボール状の銅、ニッケル、金等のメッキ用金属が陽極になるようにメッキ装置の電極を接続する。そして電解メッキ法によりメッキ用金属を電着させていく。メッキ後、不要なレジストを除去する。レジストを除去した後はパターニングされた金属層１０２及びメッキで形成された配線層１０５が残される。
【００３６】
（保持構造形成工程：ＳＴ６〜８）
次いで面発光ダイオードを所定位置に保持するための保持構造である凹部を形成する。まず、面発光ダイオードを保持しうるだけの厚みに厚膜化が可能な保護層材料を積層し保護層１０６を形成する（ＳＴ６）。保護層材料としては、一般の半導体製造等において保護層として用いられるもの、例えばポリイミドやソルダレジストを利用できる。保護層１０６の厚みは、面発光ダイオード等の保持対象となる光デバイスの形状に応じて定める。保護層の形成方法には、公知の膜形成法、例えば、スピンコート法、印刷法等が利用できる。厚膜化のためには、スピンコート法等の塗布法が好ましい。一回の塗布等で所望の厚みに達しない場合には複数回塗布を行う。
【００３７】
次いで再び貫通孔１０３を基準として保持構造形成用のマスクＭ２のアライメントを行う（ＳＴ７）。ここでも、マスクＭ２の位置合わせをするための基準となる基板上の目標はアライメントマークではなく、基板上に形成された複数の貫通孔１０３である。このため貫通孔１０３の形成時に位置ズレが生じていたとしても貫通孔を目標として保持構造用のマスクの相対位置が決定されるので、位置ズレを生じることなく光デバイスを収納するための凹部１１０のパターニングが行える。
【００３８】
位置合わせ後、マスクＭ２上から保護層１０６の露光光Ｌを照射し、感光させる。そして不要な保護層１０６を除去して保持構造である凹部１１０が形成される（ＳＴ８）。図２では、保護層材料がネガ型のレジスト材料であるものとして示されているため、露光光が照射された領域が感光後の保護層１０７として残留している。以上で光通信モジュール用の基板が完成する。
【００３９】
（光通信モジュールの装着：ＳＴ９〜１０）
光デバイスと光ファイバの装着は次のようにして行う。光デバイスである面発光ダイオードＯＤを保護層１０７に形成された保持構造である凹部１１０に挿入する。また、基板１００の反対側から光ファイバＯＦを貫通孔１０３に挿通させる（ＳＴ９）。面発光ダイオードＯＤと光ファイバＯＦとが完全に挿入されたら、例えば光ファイバＯＦの一部を接着剤１０９で固定し、また必要に応じて面発光ダイオードＯＤも接着剤で固定して、光通信モジュールの組み立てが完了する（ＳＴ１０）。
【００４０】
当該実施の形態では、貫通孔１０３と凹部１１０とが高精度に位置合わせさているため、光ファイバＯＦを完全に差し込んだ状態では面発光ダイオードＯＤの発光点ＬＰに光ファイバＯＦの端面が正確に位置しているはずである。また、貫通孔１０３と配線層１０５とも高精度に位置合わせされているので、凹部１１０によって保持されている面発光ダイオードＯＤの電極に正しく配線層１０５が位置しているはずである。
【００４１】
以上、本第１の実施の形態によれば、保持構造である凹部１１０が貫通孔１０３に対して相対的に位置決めされるので、貫通孔の形成時に位置ズレを生じていたとしても、貫通孔と凹部との間には相対的な位置ズレを生じることなく光デバイスと光ファイバとを光学的に接続させることができる。
【００４２】
また、本第１の実施の形態によれば、配線層１０５も貫通孔１０３に対して相対的に位置決めされるので、貫通孔の形成時に位置ズレを生じていたとしても、貫通孔と配線層１０５との間には相対的な位置ズレを生じることなく光デバイスと光ファイバとを光学的に接続させることができる。
【００４３】
すなわち凹部１１０も配線層１０５も貫通孔１０３に対して相対的に高精度で位置決めされているので、凹部１１０に光デバイスを装着した場合には、その発光点ＬＰに対し貫通孔１０３に挿通している光ファイバＯＦの端面が正しく当接し光損失を些少にすることができる。また、配線と光デバイスの電極も正確に接続することができる。
【００４４】
また複数の貫通孔１０３と凹部１１０や配線層１０５との間で一時に位置決めがされるので、従来のように光デバイスと光ファイバを一組ずつ位置合わせしなければならない場合に比べ、工数が大幅に減らせ、製造コストを下げることができる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
本発明に係る第２の実施の形態は、保持構造である凹部や配線を形成する工程を、貫通孔を設ける工程より先に行い、貫通孔を形成する工程では、凹部または配線を基準として当該貫通孔のアライメントを行うものである。
【００４６】
図４及び５に、本第２の実施の形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する製造工程断面図を示す。簡単にするため、当該断面図では貫通孔が一つであり光デバイスを保持する保持構造も一つのみが図示されているが、実際には同一の基板上に複数の貫通孔や保持構造が同時に設けられるものである。
【００４７】
（凹部及び配線形成工程：ＳＴ２０〜ＳＴ２３）
まずＳＴ２０に示すように、基板２００上に配線パターンとなる金属層２０１を形成する。基板２００の材料に限定は無いが、孔開け加工が容易であり、光通信モジュールの製造後に変形をきたし位置ズレを生じないような材料が適当である。例えばガラスやシリコン等が利用できる。孔開け加工にレーザ照射をする場合には、レーザにより溶解可能なものであることを要する。
【００４８】
金属層２０１は、配線の下地となる層であり、例えば、Ａｌ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｇｄ若しくはＳｍ、またはこれらのうち少なくとも一種を含む合金が挙げられる。金属層２０１の厚みは、配線として適当な厚み、例えば１ｎｍ〜２０μｍ程度にする。金属層の形成方法としては、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法、無電界メッキ法等の種々の方法を適用することができる。なお、金属層２０１と基板２００との密着性が弱いと考えられる場合には、上記第１の実施の形態と同様にクロム等で形成された中間層を用いることが好ましい。
【００４９】
さらに、レジスト材料層２０２を金属層２０１上に形成する。レジスト材料としては、各種の露光用レジスト材料が利用できるが、例えばフィルムレジストや液体レジストなどは、安価であり入手しやすく好適である。配線パターン露光用のマスクＭ３がネガであるかポジであるかに応じて、公知のレジスト材料を適宜選択して利用する。ここでは、ネガ型のフィルムレジストを用いるものとする。フィルムレジストは、薄膜状の形成されたレジストが、貼り付け可能なフィルムとして提供されるものである。フィルムレジストを金属層２０１上に貼り付けることでレジスト材料層２０２が形成できるため簡便である。上記第１の実施の形態と同様に、他の薄膜形成方法によってレジスト材料を積層してもよい。
【００５０】
次いで、ＳＴ２１に示すように、基板２００上の図示しない所定箇所に設けられたアライメントマークを参照しながら配線パターン用のマスクＭ３を基板上で位置合わせし、露光光Ｌを照射して、レジスト材料を感光させる。マスクパターンは、レジスト材料がネガ型かポジ型かに応じて開口部が設けられている。ここではネガ型フィルムレジストを用いているので、ネガ型パターンがマスクＭ３に設けられている。マスクＭ３の材質としては、面発光ダイオードと光ファイバの位置ズレが１μｍ以上あると光損失が多くなることを考慮し、ガラスマスク等のハードマスクを利用する。露光によって、レジスト材料のうち露光光Ｌが照射された領域２０２１が感光する。露光後、レジスト材料を現像し硬化していないレジスト材料を除去する。
【００５１】
次いで、ＳＴ２２に示すように、現像後のレジスト材料層２０２上からエッチングして、不要な金属層２０１を除去し配線パターンを残す。エッチング法としては、ウェットエッチングやドライエッチングなど公知のエッチング方法が利用できるが、レジスト材料と金属層とのエッチングレートに差があるウェットエッチングを利用すれば、金属層２０１が優先的に除去できる。また、レジスト材料と金属層との間のエッチングレートにあまり差がないドライエッチング等を用いる場合には、レジスト材料層が除去されている領域の金属層が除去されてもレジスト材料層が設けられている領域では金属層が露出しない程度に、予めレジスト材料を厚く形成しておく。エッチング後は、レジスト除去液等を用いてレジスト材料層２０２を完全に除去する。
【００５２】
次いで、ＳＴ２３に示すように、図示しないマスクを利用し、保持構造となる凹部２１０を除いた部分に保護層２０３を形成する。保護層２０３の材料としては、ポリイミドやレジスト材料層２０２と同様の材料が再び利用できるが、面発光ダイオード等の光デバイスを保持可能であって経年変化に強い材料であることが好ましい。ここでは保護材料として一般に用いられているソルダレジストを用いる。ソルダレジストを公知の塗布法により積層し、保持構造として及び保護層として適当な厚みにまで保護層を形成する。保護層２０３を形成することによって、光デバイスに電気的に接続するための配線２０４が露出した、光デバイスを保持する凹部２１０が形成される。
【００５３】
（貫通孔形成工程：ＳＴ２４）
凹部構造の形成後、光ファイバを挿通させるための貫通孔２０５を形成する。当該貫通孔２０５を形成する位置は、前工程で形成された凹部２１０の形状、例えばエッジなどを検出しそこからの相対位置によって決められる。ただし、配線２０４のパターンを認識し当該パターンを基準とした相対位置として孔開け位置を定めてもよい。すなわち、先に形成した構造である凹部か配線を基準に相対的に孔開け位置をアライメントするのである。
【００５４】
貫通孔２０５を形成するための孔開け加工装置には、ドリルのように機械的な方法やレーザ照射のような物理的な方法、さらにエッチング等による化学的方法がある。例えば、ＸｅＣｌパルスエキシマレーザ光（波長３０８ｎｍ、パスル幅３０ｎｓｅｃ）等の高出力レーザを用い、所定のエネルギー密度でレーザ照射を行う。なお、貫通孔は、完全に光ファイバが貫通せず途中で内壁に保持されて固定されるような内径または形状に形成されていてもよい。すなわち、本発明によれば発光点と光ファイバの軸とが高い精度で一致しているため、完全に光ファイバの端面が光デバイスの発光点に接しなくても、また、射出光の指向性が強くても少ない光損失で光学的な接続が可能だからである。例えば、レーザ照射装置の集光レンズにおける開口率（Ｎ／Ａ）や焦点位置を変化させながら照射することで、若干のテーパ形状を有する貫通孔２０５を形成可能である。このとき、最大開口径が挿通させる光ファイバの径より大きく最小開口径が当該光ファイバの径より小さくなるようにテーパ形状を形成すれば、光ファイバを差し込んだ際に所定の位置に確実に納めることができるようになる。
【００５５】
位置合わせのための光学系には、露光のための主光学系を利用するＴＴＬ（ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｈｅ  ｌｅｎｓ）または位置合わせ専用の光学系を用いるＯｆｆ  Ａｘｉｓ法のいずれを用いてもよい。基板２００上には、実際には複数の凹部２１０や配線２０４が形成されているため、複数の凹部２１０や配線２０４を位置合わせマークとして認識し、孔開け装置の位置合わせをする。凹部２１０や配線２０４の形成位置にズレが生じていたとしても最終的に形成された凹部や配線を基準として貫通孔の相対位置が決定されるので、少なくとも凹部２１０や配線２０４に対する貫通孔２０５の位置を正しく合わせることができる。
【００５６】
（光通信モジュールの装着：ＳＴ２５）
以上の工程で製造された基板に、光デバイスと光ファイバとを装着する。光デバイスである面発光ダイオードＯＤは保護層２０３に形成された保持構造である凹部２１０に挿入される。光ファイバＯＦは、基板２００の反対側から貫通孔２０５に挿通される。面発光ダイオードＯＤと光ファイバＯＦとが完全に挿入されたら、例えば光ファイバＯＦの一部を接着剤２０６で固定し、また必要に応じて面発光ダイオードＯＤも接着剤で固定する。以上で、光通信モジュールの組み立てが完了する。
【００５７】
当該実施の形態では、貫通孔２０５と凹部２１０とが高精度に位置合わせさているため、光ファイバＯＦを完全に差し込んだ状態では面発光ダイオードＯＤの発光点ＬＰに光ファイバＯＦの端面が正確に位置しているはずである。また、貫通孔２０５と配線２０４とも高精度に位置合わせされているので、凹部２１０によって保持されている面発光ダイオードＯＤの電極に正しく配線２０４（接続用電極）が位置しているはずである。
【００５８】
以上、本第２の実施の形態によれば、凹部自体は、例えば他のアライメントマーク等を参照して設けられるが、形成された保持構造に露光マスクの位置誤差やエッチングレートの相違等により位置ズレが生じていたとしても、凹部２１０を基準として貫通孔２０５の相対位置が決定されるので、位置ズレを生じることなく光デバイスと光ファイバとを光学的に接続させる光通信モジュールを製造することができる。
【００５９】
また、本第２の実施の形態によれば、配線自体は、例えば他のアライメントマーク等を参照して設けられるが、形成された配線にパターニング工程の誤差等により位置ズレが生じていたとしても、配線２０４を基準として貫通孔２０５の相対位置が決定されるので、配線２０４に接続する光デバイスＯＤと貫通孔２０５に挿通される光ファイバＯＦとを位置ズレを生じることなく光学的に接続させることができる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、本発明の光通信モジュールの製造方法によって製造される光通信モジュールを備えた電子機器、特にパーソナルコンピュータに関する。
【００６１】
図６は、本実施形態におけるパーソナルコンピュータ１０００の構成を示す斜視図である。図６において、パーソナルコンピュータ１０００は、表示パネル１００１と、キーボード１００２を備えた本体部１００４と、から構成されている。当該コンピュータ表示装置１０００の本体部１００４の内蔵基板間や本体部１００４と表示パネル１００１との通信には、本発明の光通信モジュールの製造方法により製造された光通信モジュールが利用されている。特に表示パネル１００１が高精細表示パネルであり多量のデータを取り扱う場合に光通信モジュールの使用が適する。
【００６２】
上記例に限らず本発明に係る光通信モジュールは、光通信という高速通信を利用する、あらゆる電子機器の製造に適用可能である。特に光通信は、ギガビット／秒以上の高速データ転送が可能であるため、多量のデータを取り扱う高精細表示パネルと表示装置との通信、基板間における大量データ通信に適する。また単体の電子機器のみならず機器間のデータ転送法としても適している。
【００６３】
（その他の変形の可能性）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の特許請求の範囲に記載の要旨の範囲内で種々に変形、変更できるものである。
【００６４】
例えば、本発明は、第１の構造物と、第１の構造物との位置関係に高い精度を要求される第２の構造物と、を基板上に形成する場合総てにおいて拡張して適用することが可能である。すなわち、第１の構造物を基板上に最初に形成し、次にこの第１の構造物自体をアライメント用の標識として認識して位置を定めて第２の構造物を形成するのである。このような工程によれば、第１の構造物と第２の構造物とがどのようなものであっても、両者のうち一方が他方に対し相対的に位置決めされるため、互いの相対位置が高い精度で合わせられるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する製造工程断面図である（その１）。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する製造工程断面図である（その２）。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する製造工程断面図である（その３）。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する製造工程断面図である（その１）。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る光通信モジュールの製造方法を説明する製造工程断面図である（その２）。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る電子機器の例であり、携帯型パーソナルコンピュータを例示するものである。
【符号の説明】
ＯＤ…光デバイス（面発光ダイオード、受光素子）、ＯＦ…光ファイバ（光伝送路）、１００、２００…基板、１０１…中間層、１０２、２０１…金属層、１０３、２０５…貫通孔、１０４、２０２…レジスト材料層、１０５…配線層、１０６、１０７、２０３…保護層、１０８、２０４…電極（配線）、１０９、２０６…接着剤（固定手段）、１１０、２１０…凹部（保持構造）、１０００…電子機器（携帯型パーソナルコンピュータ）
【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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