(57)【要約】【課題】シリコン基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝を設け、二酸化珪素被膜を形成したもののＶ溝の幅を、非破壊法により計測する方法を提供すること。【解決手段】シリコン基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝を設け、二酸化珪素被膜を形成したもののＶ溝の幅を計測する方法において、レーザ反射方式のオートフォーカスにより、二酸化珪素被膜表面のＶ溝のエッジをフォーカス位置として検出し、Ｖ溝の幅を計測する方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝を設け、二酸化珪素被膜を形成したもののＶ溝の幅を計測する方法において、レーザ反射方式のオートフォーカスにより、二酸化珪素被膜表面のＶ溝のエッジをフォーカス位置として検出し、Ｖ溝の幅を計測する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖ溝幅の計測方法に関し、さらに詳細には、シリコン基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝を設け、二酸化珪素被膜を形成したもののＶ溝の幅を計測する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のパソコンやインターネットの普及に伴い、情報伝送需要が急激に増大している。このため、伝送速度の速い光伝送を、パソコン等の末端の情報処理装置まで普及させることが望まれている。これを実現するには、光インターコネクション用に、高性能な光導波路や光合分波器を、安価かつ大量に製造する必要がある。
【０００３】
光導波路の材料としては、ガラスや半導体材料等の無機材料と、樹脂が知られている。無機材料により光導波路を製造する場合には、真空蒸着装置やスパッタ装置等の成膜装置により無機材料膜を成膜し、これを所望の光導波路形状にエッチングすることにより製造する方法が用いられる。しかしながら、真空蒸着装置やスパッタ装置は、真空排気設備が必要であるため、装置が大型で高価である。
また、真空排気工程が必要であるため工程が複雑になる。これに対し、樹脂によって光導波路を製造する場合には、成膜工程を、塗布と加熱により大気圧中で行うことができるため、装置及び工程が簡単であるという利点がある。
【０００４】
また、光導波路のコア層及びクラッド層を構成する樹脂としては、種々のものが知られているが、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、耐熱性に優れるポリイミドが特に期待されている。ポリイミドにより光導波路のコア層及びクラッド層を形成した場合、長期信頼性が期待でき、半田付けにも耐えることができる。
このようなポリマー光導波路は、例えば、シリコン等の基板上に、下部クラッド層を形成し、この下部クラッド層上に、コア層を形成し、このコア層上にレジスト層を設け、コア形状にパターニングしてコアを形成し、レジスト層除去後、下部クラッド層及びコア表面に、上部クラッド層を形成することにより製造される。これらの層の形成はいずれもスピンコート法を用いて行なうのが一般的である。このように、樹脂によりコア及びクラッド層を形成することにより、簡単な製造工程で樹脂製光導波路を製造することができる。
【０００５】
樹脂製光導波路は、一般的には、基板上に、光ファイバ搭載用のＶ溝を設け、さらに樹脂製の下部クラッド層、光導波路層及び上部クラッド層を積層することにより構成される。このとき、光ファイバ搭載用のＶ溝と光導波路の位置ずれが予め定められた範囲内に入っているかどうかは、Ｖ溝に搭載するファイバと光導波路とのアライメントを精度よく行うために重要である。
この位置ずれには、基板の主平面方向の位置ずれ（横ずれ）と基板の主平面方向に対して垂直な方向の位置ずれ（縦ずれ）がある。縦ずれの測定には、基板を垂直に切断してＶ溝の断面を露出させ、ＣＣＤカメラ等で断面を撮影し、Ｖ溝幅を計測する。例えば、図２に示すように、Ｖ溝斜面Ａ部のエッジを検出し、そのエッジに外接する径Ｒの光ファイバ中心位置Ｃを算出する。次に、Ｂ部のエッジを検出することによりＶ溝トップ面位置を検出する。光ファイバ中心位置ＣとＶ溝トップ面位置、すなわち基板面との差ｄを算出し、このｄの値と、基板上に設けられる光導波路のコアの中心位置と基板面との距離とを比較し、その差が所定値より大きい場合にはこれを不良品と判断する。
【０００６】
しかしこの方法は、Ｖ溝の幅を断面方向から計測するものであり、ウエハ状態の基板上に形成されたＶ溝の位置ずれ（縦ずれ）をＶ溝断面を切り出すことなく計測することはできない。従って、ウエハ単位での品質管理が困難であるという問題があることに加え、ウエハ状態の基板上に形成されたＶ溝断面を切り出す作業が必要である。このため、Ｖ溝断面を切り出す必要のない、非破壊法によるＶ溝幅の計測法が望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、非破壊法により、Ｖ溝幅を計測する方法、さらに詳細には、シリコン基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝を設け、二酸化珪素被膜を形成したもののＶ溝の幅を計測する方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シリコン基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝を設け、二酸化珪素被膜を形成したもののＶ溝の幅を計測する方法において、レーザ反射方式のオートフォーカスにより、二酸化珪素被膜表面のＶ溝のエッジをフォーカス位置として検出し、Ｖ溝の幅を計測する方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図１を参照しながら本発明を詳細に説明する。
基板１の垂直方向からオートフォーカスによりＶ溝３の幅を計測する方法には、レーザ反射方式と画像処理方式がある。ところで、ウエハ状の基板１の上面全体には、通常、熱酸化法や気相堆積法等により二酸化珪素被膜が形成されている。この二酸化珪素被膜２はほぼ無色透明であるため、画像処理方式では、この二酸化珪素被膜２の表面を検出しないで、シリコン基板１（青色）の表面のエッジ４、４´をフォーカス位置として検出してしまう。この二酸化珪素被膜２は１μｍの厚みを有することから、画像処理方式により検出されるＶ溝３の幅（２ｘ´）は実際の幅（２ｘ）より約１μｍ広くなってしまい、正確なＶ溝幅が計測できず、基板から光ファイバ中心までの正確な距離ｄを求めることができないという問題がある。
このため本発明では、レーザ反射方式を用いて、二酸化珪素被膜２の表面のレーザ反射量からフォーカス位置５、５´を検出し、Ｖ溝３の幅を計測する。これにより、より正確なＶ溝幅２ｘが計測できるため、基板面から光ファイバ中心位置Ｃまでの正確な距離ｄを求めることが可能になる。
【００１０】
Ｖ溝３は、シリコン単結晶の基板１を異方性エッチングすることにより形成された深さ約１００μｍの溝であり、断面はＶ字型である。
図１に示すように、このＶ溝３の断面形状は、Ｖ溝３の幅を２ｘ、深さをｙとすると、ｘ：ｙ＝１：√２の関係を有する。Ｖ溝が異方性エッチングにより形成されていることからこの比率は一定である。光ファイバの半径をＲ、Ｖ溝３の底から光ファイバの中心位置までの距離をｚとすると、ｚ：Ｒ＝√３：１の関係から、ｚ＝√３Ｒとなる。また、Ｖ溝の深さｙ＝√２ｘであるから、ファイバの中心位置Ｃと二酸化珪素被膜２の表面との距離、すなわち、基板面から光ファイバ中心位置Ｃまでの距離ｄは、ｚ−ｙ＝√３Ｒ−√２ｘにより求められる。
レーザの種類は特に限定されず、例えば、７８０ｎｍレーザを使用することができる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明方法によれば、Ｖ溝の幅を正確に計測し、このＶ溝幅から、基板面から光ファイバ中心位置Ｃまでの距離ｄを算出するため、ウエハ状態の基板上に形成されたＶ溝の断面を切り出す必要がなく、ウエハ単位での品質管理を容易に行うことができる。
また、本発明方法により計測されるＶ溝幅の測定精度は±０．１μｍであり、テレコンパレータを使用した場合の±０．６μｍよりはるかに精度が良く、計測時間は、０．５秒程度であり、画像処理方式の場合の１〜２秒に比較して短時間の計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＶ溝幅の計測方法を説明するための図面である。
【図２】従来のＶ溝幅の計測方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
１：シリコン基板、２：二酸化珪素被膜、３：Ｖ溝、４、４´：シリコン基板上のＶ溝のエッジ、５、５´：二酸化珪素被膜上のＶ溝のエッジ、Ｃ：光ファイバの中心位置、Ｒ：光ファイバの半径、ｄ：基板面から光ファイバ中心位置Ｃまでの距離、２ｘ：Ｖ溝の幅、ｙ：Ｖ溝の深さ
【図１】
2004028820.tif 000002
【図２】
2004028820.tif 000003