(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性基体をマイクロマシニングする方法であって、
結晶性基体を提供する工程；
第一エッチング停止ピットをこの基体中に方向性エッチングする工程；
マスク材料で第一エッチング停止ピットをコーティングする工程；
第一エッチング停止ピットに隣接する区域を異方性ウエットエッチングして、基体中に配置された溝を生じる工程；および
第一エッチング停止ピットの形成後に、第一のウェットエッチピットを異方性ウエットエッチングする工程を含み、
第一のウェットエッチピットが、前記溝との光学的連絡用の反射表面を生じるための側壁を含む方法であって、
第一エッチング停止ピットが、前記溝と第一のウェットエッチピットとの間に配置されている方法。
【請求項２】
第二エッチング停止ピットをこの基体中に方向性エッチングする工程；
マスク材料で第二エッチング停止ピットをコーティングする工程；および
第一エッチング停止ピットと第二エッチング停止ピットとの間の区域を異方性ウエットエッチングして、第一エッチング停止ピットと第二エッチング停止ピットとの間に第二のウェットエッチピットを生じる工程
を含む、請求項１記載の結晶性基体をマイクロマシニングする方法。
【請求項３】
第一エッチング停止ピットは、溝の楔形状末端部分の少なくとも一部分の形成が妨げられるように、溝の縦軸に対して非直交角度でこの溝と交差する第一側壁部分を含み、さらにこのエッチング停止ピットに隣接する第一のウェットエッチピットの側壁の少なくとも一部分の形成が妨げられるように、第一のウェットエッチピットと交差する第二側壁部分を含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
この基体が単結晶シリコンを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
第一エッチング停止ピットが、ファイバーストップを生じるための垂直側壁を含む、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
第一のウェットエッチピットが細長いピットを含み、この細長いピットの縦軸に対して非直交角度でこの細長いピットと交差する第二側壁部分を含む、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
反射表面が基体の結晶面である、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
溝の中に配置された光ファイバーを提供する工程を含む、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の方法によって製造された、マイクロマシニングされた結晶性基体。
【請求項１０】
マイクロマシニングされた結晶性基体であって、
基体中に配置された異方性エッチングされた溝；
基体中に配置された異方性エッチングされたピットであって、前記異方性エッチングされた溝との光学的連絡のための反射表面を生じるための側壁を含む異方性エッチングされたピット；および
前記異方性エッチングされた溝の縦軸に対して非直交角度で前記異方性エッチングされた溝と交差する第一側壁部分を含み、さらにこのエッチング停止ピットに隣接する異方性エッチングされたピット側壁の少なくとも一部分が存在しなくなるように、前記異方性エッチングされたピットと交差する第二側壁部分を含む、方向性エッチングされたエッチング停止ピットを含む基体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
この出願は、２００３年５月２３日に出願された米国仮出願第６０／４７２，９１０号、および２００３年５月２３日に出願された米国仮出願第６０／４７２，９０９号の優先権を主張する。これらの出願の内容の全体は、参照して本明細書に組込まれる。
【０００２】
本発明は一般に、マイクロマシニングに関する。より詳しくは本発明は、方向性イオンエッチングと異方性ウエットエッチングとを組合わせる方法、およびこれによって製造されたデバイスおよび構造に関する。本発明は特に、シリコンマイクロマシニングに適用可能である。
【背景技術】
【０００３】
シリコン中のバルクマイクロマシニング技術は、大部分ボッシュ（ＢＯＳＣＨ）プロセスの発明の結果生じたドライエッチング技術を用いて、シリコン中に垂直側壁をエッチングする実際的手段の発明以来、変化し続けている。ディープドライエッチング技術によって、単結晶シリコン中に新しいアーキテクチャーを製作することができるようになった。特に解放構造（ｒｅｌｅａｓｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、例えば加速度計および静電アクチュエータなどのＳＯＩシリコンをベースとするものの場合である。このようなディープドライエッチングプロセスによって、多くの新しいアーキテクチャーの実現が可能になったが、シリコン中の従来の結晶（異方性）エッチングにも依然として利点がある。ウエット異方性エッチングは多くの場合、シリコン上に堆積されたハードマスクを開くことに基づいており、構造体（ｆｅａｔｕｒｅ）が表面上に方向付けられ、Ｖ溝、Ｕ溝、精密逆角錐ピット（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ｐｙｒａｍｉｄａｌ  ｐｉｔ）、およびその他の形状を生じる。これらは、当該技術分野でよく知られている。正確な形状は、結晶配向、マスク開放形状、および用いられる特定のウエットエッチングに依存する。適切なアラインメントおよびエッチング条件でのウエットエッチングの利点には、多くのウエハーを一度にバッチ操作可能であること、非常に滑らかな表面が達成可能であること、および非垂直表面、例えばＶ溝が達成可能であること、および非常に正確な機械的寸法を提供することが可能であることが挙げられる。代替的に、ディーププラズマエッチングの使用は、結晶軸の制限とは無関係であるという利点を有し、高いアスペクト比で垂直表面を作ることができる。当該技術分野に欠けているものは、これら２つのエッチングフォーマットを組合わせる方法であり、それにより両方の技術の利益を１つにまとめることができ、その結果生じる可能な形状および構造における自由度を可能にする。これらをエッチングフォーマットに組合わせることは、シリコンオプティカルベンチ技術にとって特に有用であろう。この場合、素子、例えばマイクロ光学素子、半導体レーザー、光検出器、光ファイバー、およびその他の素子は、シリコンウエハー中にまたはその上に直接製造することができる集積パターン化金属、ソルダー、抵抗器、およびＭＥＭＳとともに、シリコン中にエッチングされた機械構造体を用いて、シリコンウエハー表面上にハイブリッド的に統合することができる。したがって、他の方法では達成が難しいアセンブリー経済をもって、マイクロシステムを得ることができる。他のこのようなウエハーレベルのマイクロシステムは、マイクロマシニング技術におけるこの改良から明らかに恩恵を受けることは明白であり、例えばセンサー、アクチュエータ、ミクロ流体装置、ＲＦミクロデバイスなどをはじめとする。例えば本発明の方法を、既知のバルクマイクロマシニング製品、例えば加速度計の製作に適用して、ドライおよびウエットエッチングを利用したアーキテクチャーを創作することができる。非限定的な例として、本発明の開示は、実現することができ、かつハイブリッドマイクロ光学電気システムにおいて有用な機械構造について記載する。これら���また、シリコンオプティカルベンチ、ＳｉＯＢ、シリコンウエハー基板、または単純にシリコンベンチとしても知られている。
【０００４】
光学素子を互いに対して正確に配置することが可能なことは、マイクロ光デバイスの製造において決定的に重要である。その理由は、素子間のアラインメント許容差が、サブミクロン寸法で特定されることが多いからである。典型的にこのような素子としては、光信号源、例えばレーザー、検出器、および集積または離散導波管、例えば光ファイバー、集積光学素子、またはＧＲＩＮロッドレンズを挙げることができる。さらにはこのような素子としては、ファイバー増幅器、光学フィルター、モジュレーター、グレーティング、ボールレンズ、あるいは光ビームを運ぶか、または修正するか、または分割するための他のコンポーネントをあげることができる。このようなコンポーネントをはじめとするマイクロ光デバイスは、現存する用途、例えば光通信、および消費者用光学エレクトロニクス、ならびに現在開発されつつある用途、例えば光コンピューティングにおいて極めて重要である。
【０００５】
光学素子の間の正確なアラインメントの維持は、オプティカルマイクロベンチ、例えばシリコンオプティカルベンチによって適宜提供される。オプティカルマイクロベンチは、正確に画定された表面を有する三次元構造を含んでおり、これらの表面上に光学素子を正確に配置することができる。オプティカルマイクロベンチとしての使用に非常に適した材料の１つは、単結晶シリコンである。その理由は、単結晶シリコンが異方性エッチングされて、正確に画定されたシリコンの結晶面によって形成された平面側壁を有する三次元構造を生じうるからである。例えば｛１１１｝シリコン平面は、エッチャントの適切な選択によって、｛１００｝または｛１１０｝平面よりもゆっくりとエッチングされることが知られている。したがって異方性エッチングによって主として｛１１１｝平面である壁を含む構造を形成することができる。
【０００６】
多くの光学素子は、これらの三次元構造内で、シリコン基体の上部表面の少なくとも部分的に下に位置するので、光学経路の一部分は、基体の上部表面の下、基体の容積内にある場合が多い。したがって通路は、光が関連する三次元構造中に配置された素子間に伝わることができるように、オプティカルマイクロベンチ中で三次元構造間に備えられなければならない。したがってオプティカルマイクロベンチは、例えば通路などの構造を通って互いに連絡している三次元構造を含むべきである。
【０００７】
離散非連絡三次元構造を、異方性エッチングによって適宜形成することができるが、特定の幾何学形状、例えば凸状コーナーにおいて互いに連絡しているエッチングされた構造は、結晶面によって画定された正確な幾何学形状を維持することが望ましい用途の場合は重大な問題を提起する。例えば２つの｛１１１｝平面が凸状（または露出した）コーナーにおいて交差する場合、この凸状コーナーは、２つの平面間の直線交差の形態を取らず、むしろエッチャントによって急速に侵蝕され、これら２つの｛１１１｝平面間に丸いまたは複雑な交差を生じる。エッチングが続行され、｛１１１｝平面を含む構造の所望の深さに到達すると、これらのコーナーの丸み付けまたは侵蝕は、これら２つの｛１１１｝平面間の交差の実質的な部分が取除かれるような程度まで成長しうる。｛１１１｝平面が三次元構造に提供され、光学素子を正確に配置するところに対して平らな表面を形成するので、交差において｛１１１｝平面の実質的部分が存在しないことによって、交差における素子の配置に非常に多くの変動性を導入する可能性がある。したがってこれらの結晶面によって与えられる利益は、許容しえないほど減少する可能性がある。
【０００８】
従来的に、交差構造体のエッチングを避けるために、ダイシングソーカットを用いることができる。しかしながらダイシングソーカットは望ましくないことがある。その理由は、このようなカットが典型的に、基体全体を横断して伸びていなければならないか、または望ましくないほど大きい基体部分を消費するからであり、これらを基体内の離散位置に適宜配置することができない場合があるからである。さらにはダイシングソーカットは、屑を生じ、これらは基体表面全体に堆積され、三次元構造内にとどまり、このような構造内の光学素子の正確な配置を妨害する場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、交差した平らな表面の結晶性配向を低下させずに、結晶性の平らな表面を有する三次元構造を他の表面と交差させることができるオプティカルマイクロベンチ技術へのニーズが、当該技術分野に依然として存在する。さらには、結晶表面とドライエッチングされた垂直表面とを同じ構造中に互いに組合わせる必要性が、当該技術分野に依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エッチング停止ピット、およびこのエッチング停止ピットに隣接して配置されたエッチングされた構造体、例えば異方性エッチングされた構造体を有する基体を提供する。この異方性エッチングされた構造体は、Ｖ溝を含むことができる。エッチング停止ピットは、このエッチング停止ピットの表面上にエッチング停止層を支持するのに適した形状を有することができる。このエッチング停止ピットを望ましくは、エッチングされた構造体を製作する前に作ることができる。エッチング停止層は、エッチングされた構造体を製作するために用いられるエッチャントに抵抗性のある材料を含むことができる。エッチング停止層が備えられた後、異方性エッチングされた構造体が、この基体中にエッチングされる。エッチング停止層は、エッチング停止ピットが配置されている部位の中まで、この構造体のエッチングが伸びて行くのを防ぐ。エッチング停止層によるこのようなエッチングの防止によって、異方性エッチングされた構造体の結晶面壁は、これらの結晶配向をエッチング停止ピットに隣接して維持する。例えば本発明は、マイクロマシニングされた結晶性基体であって、基体表面中に配置された異方性エッチングされた溝；基体表面中に配置された異方性エッチングされたピットであって、前記の溝との光学的連絡のための反射表面を生じるための側壁を含むピット；およびこの溝の楔形状末端部分の少なくとも一部分が存在しなくなるように、溝の縦軸に対して非直交角度でこの溝と交差する第一側壁部分を含み、さらにこのエッチング停止ピットに隣接するピット側壁の少なくとも一部分が存在しなくなるように、ピットと交差する第二側壁部分を含む、方向性エッチングされたエッチング停止ピットを含む基体を提供する。
【００１１】
本発明はまた、結晶性基体をマイクロマシニングする方法であって、表面を有する結晶性基体を提供する工程；第一エッチング停止ピットを基体中に方向性エッチングする工程；マスク材料でこの第一エッチング停止ピットをコーティングする工程；この第一エッチング停止ピットに隣接する区域を異方性ウエットエッチングして、この基体表面中に配置された溝を生じる工程；およびこの第一エッチング停止ピットの形成後に第一のウェットエッチピットを異方性ウエットエッチングする工程を含み、この第一のウェットエッチピットが、この溝との光学的連絡のための反射表面を生じるための側壁を含む方法であって、この第一エッチング停止ピットが、この溝と第一のウェットエッチピットとの間に配置されている方法を提供する。さらには本発明は、上記の文章に示されている方法によって製造されたマイクロマシニングされた結晶性基体を提供する。
【００１２】
さらには本発明は、結晶性基体をマイクロマシニングする方法であって、表面を有する結晶性基体を提供する工程；２以上の開放末端のリング形状エッチング停止ピットをこの基体中に方向性エッチングする工程であって、そのエッチング停止ピットの少なくとも２つが、それぞれの開放末端部が向かい合った関係にならないように配向される工程；マスク材料でこのエッチング停止ピットをコーティングする工程；およびこのエッチング停止ピットの周りの区域を異方性ウエットエッチングして、基体中に配置された基底部を有するウエットエッチピットを生じ、各エッチング停止ピットの内部に、それぞれの楔形状突出部であって、このウエットエッチングされた基底部から上方に伸びている突出部を生じる工程を含む方法を提供する。さらに本発明は、結晶性基体をマイクロマシニングする方法であって、表面を有する結晶性基体を提供する工程；基体の表面中にエッチング停止ピットを方向性エッチングする工程；マスク材料でこのエッチング停止ピットをコーティングする工程；およびこのエッチング停止ピットの周りの区域を異方性ウエットエッチングして、基体中に配置された基底部を有するウェットエッチピットを生じ、エッチング停止ピットに隣接する２以上の楔形状突出部であって、このウエットエッチングされた基底部から上方に伸びている突出部を生じる工程を含む方法も提供する。
【００１３】
上記の概要および続いての、本発明の好ましい実施態様の詳細な説明は、添付図面とともに読んだ時に最もよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ここで図面を参照すると、同様な要素は全体を通して同様な番号が付けられているが、本発明によるデバイスのいくつかの異なる実施態様が例証されている。異なる実施態様は、少なくとも２つの通常の構造体、すなわちエッチング停止ピットおよびこのエッチング停止ピットに隣接する異方性エッチングされた構造体を有する基体、を含む。エッチング停止ピットは、このエッチング停止ピットの表面上にエッチング停止層を支持するのに適した形状を有する。エッチング停止ピットは、異方性エッチングされた構造体を製作する前に作られる。エッチング停止層は、異方性エッチングされた構造体を製作するために用いられるエッチャントに抵抗性のある材料を含む。エッチング停止層が備えられた後、この異方性エッチングされた構造体は、この基体中にエッチングされる。エッチング停止層は、エッチング停止ピットが配置されている部位の中までこの異方性エッチングが伸びて行くのを防ぐ。エッチング停止層によるこのような異方性エッチングの防止によって、異方性エッチングされた構造体の結晶面壁を、これらの結晶配向をエッチング停止ピットに隣接して維持する。このようなエッチングの防止の利点は、本発明のいくつかの望ましい実施態様を示す添付図面に例証されている。
【００１５】
これらの図面全体において、基体材料は、＜１００＞配向シリコンが選択される。しかしながらシリコンの他の配向、例えば＜１１０＞配向シリコンも、本発明にしたがって用いることができる。さらには他の異方性結晶材料、例えば第ＩＩＩＢＶ族半導体材料、例えばＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、またはＧａＰを、本発明にしたがって用いることができる。基体材料は、製造される特定の光デバイスおよび構造体の性質に関して選択される。基体の結晶配向は、製造された構造体の側壁の所望の配向に関して選択することができる。例えば＜１００＞配向シリコンは、基体の上部表面に対して傾斜している側壁を有する構造体を製作するように選択することができる。あるいはまた、＜１１０＞配向シリコンは、基体の上部表面に対して垂直な側壁を有する構造体を製作するように選択することができる。
【００１６】
＜１００＞配向シリコン基体６に異方性エッチングすることによって形成することができる典型的な構造体の例は、図１に示されているようなＶ溝２である。本発明の第一の態様において、修正Ｖ溝２が備えられ、このＶ溝１２は、図２Ａ〜２Ｄに示されているように、円筒形素子、例えば光ファイバーまたはＧＲＩＮロッドレンズを保持するのに特によく適した構成を有する。
【００１７】
まず図１に示されているＶ溝２を見ると、Ｖ溝２の各表面は、シリコン基体６の｛１１１｝平面である。Ｖ溝２は、既知の方法、例えばＫＯＨの水溶液を用いる長方形アパーチャマスクを通すエッチングによって作ることができる。基体６の縁部まで伸びていないＶ溝２は、２つの楔形状末端壁４を含む。末端壁４は、頂点５から基体６の上部表面１の方へ上方に傾斜している。楔形状末端壁４は、オプティカルサブアセンブリーにおいては望ましくないことが多い。その理由は、楔形状末端壁４が光学経路を部分的にまたは完全に塞ぎ、Ｖ溝２中に配置された光学素子へ、またはこれから送られる光をブロックすることがあるからである。さらには楔形状末端壁４は、光ファイバーストップとしての機能は低い。その理由は、楔形状末端壁４が、通常、光ファイバーの縦軸に対して垂直なファイバーの端面に対して傾斜しているからである。したがって、楔形状末端壁４の１つまたはそれ以上を伴なわないＶ溝を製作することが望ましい。
【００１８】
特に図２Ｄを参照すると、破線で示されている楔形状末端壁１４ａの１つが、Ｖ溝１２から除去されている本発明によるＶ溝構造が示されている。このデバイスは、Ｖ溝１２および隣接エッチング停止ピット１６が備えられている上部表面１１を有する基体１０を含む。Ｖ溝１２とエッチング停止ピット１６とが交差する縁部１３は、Ｖ溝側壁１５の｛１１１｝平面内にある直線セグメントである。側壁１５の｛１１１｝配向を、除去された末端壁１４ａの近くに維持しつつ、右側末端壁１４ａを除去しうる能力は、エッチング停止ピット１６およびエッチング停止層１８によって与えられる。
【００１９】
エッチング停止ピット１６およびＶ溝１２が基体１０の表面に形成されている一連の図面が、図２Ａ〜２Ｄに示されている。図２Ａを見ると、エッチング停止ピット１６が形成されている基体１０の上部立面図が示されている。描かれているように、エッチング停止ピット１６は、基体１０の上部表面１１の平面内に三角形断面を有する。三角形断面以外の形状は、このような形状がＶ溝１２の楔形状末端壁１４ａの形成を防ぐのに適している限り用いることができる。用いることができる形状の型は、図３および４を参照して下で考察される。
【００２０】
エッチング停止ピット１６の壁は望ましくは、基体の上部表面１１に対して９０°の角度で、すなわち垂直に基体１０の中まで伸び、エッチング停止ピット１６は、上部表面１１の平面に平行な平らな底部を含むことができる。エッチング停止ピット１６のこのような構成は、高アスペクト比ドライエッチング、例えば反応性イオンエッチング、例えばＢＯＳＣＨエッチングプロセスによって製造することができる。あるいはまたエッチング停止ピット１６は、上部表面１１の平面に対して傾斜している側壁を含むことができる。用いられる側壁傾斜とは無関係に、Ｖ溝１２が形成されることになる部位の近く、すなわち交差セグメント１３のところに位置する側壁１６ａの部分は、Ｖ溝１２の隣接部分に意図された深さよりもより深く基体１０の中まで伸びるべきである。このようなより深い側壁部分を備えることによって、その後に加えられるエッチング停止層１８が、確実にＶ溝１２中のエッチャントとエッチング停止ピット１６との間にバリヤーを生じる。
【００２１】
エッチング停止ピット１６の形成後、エッチング停止層１８は、側壁１６ａおよびエッチング停止ピット１６の底部上に共形的に備えられる。エッチング停止層１８は、Ｖ溝１２を製作するために用いられるエッチャントに抵抗性のある材料を含む。例えばエッチング停止層１８は、ＣＶＤによって、またはエッチング停止ピット１６の表面１６ａを熱酸化することによって提供することができる二酸化ケイ素、またはＣＶＤによって提供することができる窒化ケイ素を含むことができる。任意に、基体１０の上部表面１１には、エッチング停止層１８に用いられたのと同じ材料層を提供することができる。
【００２２】
Ｖ溝１２は、適切な方法、例えば長方形アパーチャマスクを通るＫＯＨまたはＥＤＰでの異方性ウエットエッチングによって、基体１０の表面１１に形成される。長方形アパーチャマスクは、この長方形アパーチャの周辺部が、基体１０の上部表面１１に位置するＶ溝１２の周辺部と位置合わせされるように配向される。長方形アパーチャマスクは、長方形アパーチャの末端の一部分がエッチング停止ピット１６の上に載るように配向される。どのようにマスクが備えられているかに関するそれ以上の詳細は、本発明の方法に関連して下で考察される。
【００２３】
任意追加工程として、エッチング停止層１８がエッチング停止ピット１６から除去されてもよい。エッチング停止層の除去によって、Ｖ溝１２はエッチング停止ピット１６と連絡しうる。このような連絡によって、Ｖ溝１２内に配置されている素子、例えばファイバーが、エッチング停止ピット１６の上の部位の中まで伸び、Ｖ溝１２の縦軸に垂直に配置されたエッチング停止ピット１６の側壁１６ａと境を接し、ファイバーストップ１７を備えることができる。
【００２４】
図２Ｄに関して上に記載されたプロセスは、本明細書に例証されている構造のすべてを形成するのに適している。例えば下に記載されている次の構造の各々は、隣接する異方性エッチングされた構造体、例えばＶ溝がピットに隣接して形成される前に形成される、少なくとも１つのエッチング停止ピットを含む。さらにはエッチング停止層は、異方性エッチングされた構造体を形成する前に、エッチング停止ピットに備えられる。エッチング停止層は図面に示すことはできないが、これは異方性エッチングされた構造体の形成後に除去されてしまっているので、エッチング停止層は、異方性エッチングされた構造体が形成されつつある間エッチング停止ピット内に存在すると理解される。
【００２５】
図２Ａ〜２Ｄに例証されているエッチング停止ピット１６の三角形断面形状に加えて、図３Ｃ〜３Ｆおよび４Ａ〜４Ｄに示されているように、Ｖ溝の楔形状末端壁の形成を完全にまたは一部防ぐために、本発明の方法にしたがって他の断面形状を用いることができる。例えば楔形状末端壁４４の形成を完全に防ぐためのエッチング停止ピット構成の第一の型が、図４Ａ〜４Ｄに例証されている。図４Ａ〜４Ｄは、様々な断面領域のエッチング停止ピット４６、４７、４８、４９に隣接するＶ溝４２の上部立面図を示している。各々の構成において、エッチング停止ピット４６、４７、４８、４９は、Ｖ溝４２の楔形状末端壁４４がさもなければ形成されるであろうような基体の部位に完全に重複している。エッチング停止ピット４６、４７、４８、４９、およびＶ溝４２は、図２Ｄに例証されているデバイスに関して上に記載されている手順によって基体中に形成することができる。
【００２６】
エッチング停止ピット４９の１つの望ましい構成は、頂角αが縦軸によって二分されるように、Ｖ溝４２の縦軸に沿って存在する頂点のところで接合された２つの側壁を含む。エッチング停止ピット４９のこのような構成は、頂角が９０°またはそれ未満である時に楔形状末端壁４４の形成を防ぐことができる。
【００２７】
図３Ｃおよび３Ｄに例証されているように、頂角が９０°超であるならば、部分的楔形状末端壁３４が、Ｖ溝３２に形成されるであろう。頂角αが１８０°である構成において、すなわち直線において、図３Ａおよび３Ｂに示されているように、典型的な楔形状末端壁２４がＶ溝２２に形成されるであろう。すなわち、Ｖ溝２２が形成されてＶ溝２２の縦軸に垂直に配向されることになる区域に隣接する直線側壁２３を有するエッチング停止ピット２６によって、楔形状末端壁２４の形成が可能になる。エッチング停止ピットの他の断面形状が、本発明にしたがって考察される。例えば図３Ｅおよび３Ｆに描かれているＡＷ＠断面形状である。
【００２８】
本発明によるエッチング停止ピット３８６のさらに他の構成を、ファイバーストップ３８７が、図３８Ａ〜３８Ｂおよび図３９Ａ〜３９Ｂに例証されているように、Ｖ溝３８４の中に作られるように提供することができる。図３８Ａおよび３９Ａは、Ｖ溝３８４が形成されている基体３８０の上面図を示している。図３８Ｂおよび３９Ｂはそれぞれ、図３８Ａおよび３９ＡのラインＢ−Ｂに沿う断面図を示している。エッチング停止ピット３８６は、エッチング停止ピット３８６の第一側壁３８３に隣接する｛１１１｝結晶面に沿う、楔形状ファイバーストップ３８７の形成を促進する形状を有する。特に、Ｖ溝３８４の縦軸に垂直に配向された直線側壁３８３は、図３Ｂにおける楔形状末端壁２４の形成と類似した方法で、楔形状ファイバーストップ３８７の形成を促進させる。エッチング停止ピット３８６はまた、第一末端壁３８３からダークな部分および３８６を横断する方向に、角をなす一対の側壁３８５も含む。この角をなす側壁３８５は、角をなす側壁３８５に隣接したＶ溝３８４中への楔形状表面、すなわち｛１１１｝表面の形成を防ぐのに適した規模および配向を有する選択された頂角で交差する。角をなす側壁３８５は、図２Ｄに描かれた対応する側壁と同様な形状を有することができる。図３８Ｂおよび３９Ｂの断面図に例証されているように、楔形状ファイバーストップ３８７は、Ｖ溝３８４内に配置されたファイバー３８１が、楔形状ファイバーストップ３８７と境を接しうるように、Ｖ溝３８４の最も深い部分の上に伸びている。
【００２９】
楔形状末端壁が形成されるのを防ぐエッチング停止ピット構成の第二の型は、図５に例証されているようにＶ溝５２の縦軸と、４５°またはそれ未満の角度βで配向された平行四辺形断面形状を有する。図６の構成に描かれているように、角度βが４５°よりも大きいならば、その場合には楔形状末端壁６４の一部分が、Ｖ溝６２に形成される。βが９０°である場合、エッチング停止ピットの構成は、図３Ａに描かれているエッチング停止ピットのものと機能的に同等になる。さらにはＶ溝５２、５３、５５は、図７に例証されているように、エッチング停止ピット５６について向かい合った側に備えられていてもよい。各Ｖ溝５２、５３、５５の縦軸が、エッチング停止ピット５６の隣接表面に対して４５°未満の角度で配向されている限り、本発明によるエッチングプロセスは、エッチング停止ピット５６に隣接する部位において、Ｖ溝５２、５３、５５に楔形状末端壁を生じない。Ｖ溝はいくつでもこのように設けることができ、このような溝は同じサイズを有する必要はない。
【００３０】
図２Ｄに例証されている構成に戻ると、これは組合わされたＶ溝１４およびエッチング停止ピット１６が、ファイバー光学素子を保持するためのファイバーストップ１７を有するキャビティーを生じるが、さらなるオプティカルサブアセンブリーを、基体１０中またはその上に追加構造体を提供することによって製造することができる。このようなサブアセンブリーは、ファイバーとの光学的連絡を与えることができる。特に図２Ｄの構造は、他の光学素子との使用に非常に適している。その理由は、ファイバーストップ１７が、ファイバーの末端がどこに配置されているかを正確に特定するための基準点を与えるからである。
【００３１】
例えば図８〜１０は、ファイバー８１、９１、１０１、Ｖ溝８４、９４、１０４、およびレーザーマウント８５、９５、１０５を含むオプティカルサブアセンブリーを備えた、本発明による追加構成の上部立面図を示している。代替的に、検出器またはＶＣＳＥＬマウントが、エッジ放出レーザーマウント８５、９５、１０５の代わりに提供することができる。特に図８を参照すると、Ｖ溝８４、およびファイバーストップ８３を有する隣接エッチング停止ピット８６は、上記の図２Ｄに描かれているものと同様な構成で備えられている。図８の設計の利点には、ファイバー、レンズ付き先端（ｌｅｎｓｅｄ  ｔｉｐｐｅｄ）ファイバー、または円筒レンズが、他の場合には隣接する＜１１１＞ファセットからの妨害を伴なわず、かつこのファセットを除去するためのダイシングカットを必要とせずに、レーザーのエッジ放出ファセットの近くに任意に配置することができることあげられる。しかしながらエッチング停止ピット８６は、断面が正確に三角形ではなく、断面において、エッチング停止ピット８６のファイバーストップ縁部から突出しているエッチングされた区域８７を含んでおり、したがってエッチング停止ピット８６の断面形状は、矢じりの断面形状と類似している。任意のエッチングされた区域８７によって、ビーム拡大が可能になる。さらにはレーザーマウント８５が、エッチングされた区域８７の近くに備えられ、Ｖ溝８４の縦軸に沿って配置される。ファイバー光学素子８１の末端部とレーザーマウント８５との間に光デバイスを備えることが望ましいことがある。したがって図９および１０に示されている構成は、光学素子を受入れるためのスロット９９、１０９を提供する。スロット９９、１０９は、それぞれのエッチング停止ピット９６、１０６と連絡しており、エッチング停止ピット９６、１０６と同時に形成することができる。スロット９９、１０９は垂直側壁を含むが、しかしながら傾斜付き側壁を提供することができる。図１０のスロット１０９は、平面凸レンズの断面形状を有するのが都合がよく、一方、スロット９９は、ボールレンズ以外の平らな光学素子またはレンズを受入れるのに非常に適している。
【００３２】
本発明によるさらに他のエッチング停止ピット構成において、このエッチング停止ピットは、図１１〜１６に例証されているエッチング停止ピットについて反対側に配置されている２以上のＶ溝を含むデバイス構成に適した、ダイヤモンド様断面形状を有していてもよい。図１１を参照すると、２つのＶ溝１１４、１１５がエッチング停止ピット１１６について反対側に配置されている、ダイヤモンド断面形状のエッチング停止ピット１１６を含む基体１１０が示されている。Ｖ溝１１４、１１５は縦軸を有し、これらは同一線上にあり、エッチング停止ピット１１６のそれぞれの頂点において交差する。エッチング停止ピット１１６のそれぞれの部分との、各Ｖ溝１１４、１１５間の交差区域は、図２Ｄに描かれているＶ溝１４とエッチング停止ピット１６との間の交差と類似の幾何学形状を有する。したがって上記と同じ理由から、エッチング停止ピット１１６に隣接する位置において、Ｖ溝１１４、１１５には楔形状末端壁は形成されない。２つのＶ溝１６４、１６５に配置されたそれぞれのファイバーの端面が互いにより近い間隔であることができるように、エッチング停止ピット１６６は、図１６に例証されているように圧縮されたダイヤモンド様形状を含むことができる。
【００３３】
同様に、エッチング停止ピット１３６は、エッチング停止ピット１３６の片側に単一Ｖ溝１３４を有するのに適した、かつエッチング停止ピット１３６の反対側に配置された２以上のＶ溝１３５、１３７、１３９を有するのに適した断面形状を有していてもよい。さらにはエッチング停止ピット１３６は、Ｖ溝１３４、１３５、１３７、１３９がエッチング停止ピット１３６に隣接するそれぞれの位置において、各Ｖ溝１３４、１３５、１３７、１３９における楔形状末端壁の形成を防ぐのに適した断面形状を有していてもよい。このようなエッチング停止ピット１３６に適した形状は、図１３に描かれている。エッチング停止ピット１３６は、Ｖ溝１３４に配置されているファイバーのために２つのファイバーストップ１３７を提供する。図１２に例証されているように、複数Ｖ溝１２４、１２５、１２６、１２７における楔形状末端壁の形成を防ぐために、エッチング停止ピット１２６のさらに他の形状を提供することができる。楔形状末端壁は、例えば図４Ｄおよび図７に関して上に記載されている理由から形成されない。
【００３４】
シリコンオプティカルベンチにおいて、このような構造の用途には、単一グリンレンズまたはより大きい多モードファイバーにいくつかのファイバーを整列させることを含む。あるいはまたミクロ流体装置において、例えばこのような構造は、多重流路の流体混合に用いることができる。
【００３５】
さらには、図２Ｄに例証されている隣接Ｖ溝構造を有するエッチング停止ピットのうちの２つが、図１４に例証されているように、エッチング停止ピット１４６の２つの三角形断面間に伸びている通路１４９との背中合わせの共軸関係において、単一基体１４０に提供することができる。このような構成は、Ｖ溝１４４、１４５内に位置する２つのファイバーまたは円筒形物体の末端部間の距離Ｄが正確に特定できるように、Ｖ溝１４４、１４５の各々に対してファイバーストップ１４７を提供する。さらには通路１５９は、これら２つの機械的ストップ１５７間の光学素子の挿入について提供するために、十分に長くすることができる。例えば光学素子、例えばフィルター、絶縁体などを受入れるために、スロット１５３または他の適切な形状を提供することができる。
【００３６】
本発明のさらに別の側面において、隣接Ｖ溝構造を有する上記のエッチング停止ピットの２以上が、図１７、１８、および２０に示されているように、１つのＶピットを間に配置して、基体中に備えられていてもよい。Ｖピット１７９、１８９、２０９は、Ｖ溝を形成するために用いられるのと同じ方法による異方性エッチングによってであるが、長方形アパーチャマスクではなく正方形アパーチャマスクを用いて形成されてもよい。Ｖピット１７９、１８９、２０９は、溝１７４、１８４、２０４と同時に異方性エッチングされてもよい。Ｖピット１７９、１８９、２０９は、図２Ｄを参照して上に記載されたプロセスによれば、エッチング停止ピット１７６、１８６、２０６およびエッチング停止層が備えられた後でエッチングされるべきである。Ｖピット１７９、１８９、２０９は、｛１１１｝結晶面に存在する三角形形状の側壁を含み、基体１７０、１８０、２００の中まで伸びている四面を有する通常の角錐を形成する。Ｖ溝１７４、１８４のように、Ｖピット１７９、１８９は、図１７および１８に例証されているように、Ｖピット１７９、１８９とエッチング停止ピット１７６、１８６との間の交差点において、エッチング停止ピット１７６、１８６の深さよりも浅い深さだけ基体中に伸びるべきである。Ｖピット２０９がエッチング停止ピット２０６と交差しない形状においては、Ｖピット２０９の深さは、エッチング停止ピット２０６の深さに関して選択される必要はない。Ｖピット１７９、１８９、２０９は、球形光学素子、例えばボールレンズを保持するのに便利な形状を提供する。Ｖ溝１７４、１８４、２０４は、これらのＶ溝１７４、１８４、２０４の中に配置されている光学素子が、それぞれのＶピット１７６、１８６、２０６の中に配置されている光学素子と光学的に連絡しうるように配置されている。代替構成において、図１９に示されているように、エッチング停止ピット１９６は、球形光学素子を保持するように構成された中央部分１９５を含むことができる。例えばこの中央部分は、ダイヤモンド様形状を有していてもよい。エッチング停止ピット１９６の中央部分１９５は、Ｖピット１８９のものと同じ球形光学素子の保持機能を果たすことができるか、または他の素子、例えばビームスプリッティングキューブ、フィルター、サーキュレータなどを含むような構成であってもよい。
【００３７】
本発明のもう１つの側面において、エッチング停止ピットは、２つの異方性エッチングされた構造体が交差して、内側凸状コーナーを形成するような位置に備えられてもよい。マスク開口部における２つの｛１１１｝平面の交差によって形成された凸状コーナーは、エッチングて２つの平面間に直線交差を形成するのではなく、むしろこれら２つの交差｛１１１｝平面間に丸みが付けられているか、または複雑に腐蝕された交差を生じる。この丸み付けは伝搬し、交差の近くで材料を除去し、したがって十分に画定された｛１１１｝平面は、交差の近くでエッチングして取去られ、｛１１１｝平面でない構造を生じうる。したがって、このような丸みが付けられたコーナーの形成を防ぐことが望ましい。
【００３８】
図２１〜２８は、本発明によるエッチング停止ピットのいくつかの構成を例証している。これらは、内側凸状コーナーにおける望ましくないエッチングを防ぐのに適している。図２１〜２８の構造の各々は望ましくは、図２Ｄを参照して上に記載されている方法によって形成することができ、エッチング停止ピットおよびエッチング停止層はＶ溝を異方性エッチングする前に基体に提供される。例えば図２１を参照すると、２つのＶ溝２１４が配置されている基体２１０の上部立面図が示されている。２つのＶ溝２１４は、これらのそれぞれの縦軸が互いに対して９０°で配向されている。エッチング停止ピット２１６は、これがなければ２つのＶ溝２１４が交差するであろうような位置に対応する、基体２１０の選択された位置に提供されている。エッチング停止ピット２１６を選択された位置に備えることによって、Ｖ溝２１４の交差を防ぐ。エッチング停止ピット２１６を、４５°の角度βで配置することができ、したがって楔形状末端壁は、エッチング停止ピット２１６に隣接するＶ溝２１４中に形成されない。エッチング停止ピット２１６とＶ溝２１４の縦軸との間のアラインメントのより大きい容易さ（より小さいアラインメント許容差）を生じさせるために、４５°未満の角度が好ましいであろう。
【００３９】
内側凸状コーナーおよび楔形状Ｖ溝末端壁のエッチングを防ぐ、エッチング停止ピットの代替構成が、図２２〜２８に例証されている。図２２〜２８に描かれている各構成は、図２１の構成と同様な構成にある中間エッチング停止ピット２２６、２３６、２４６、２５６、２６６を有する、９０°の角度で配向されたＶ溝２２４、２３４、２４４、２５４、２６４を含む。エッチング停止ピット２２６、２３６、２４６、２５６、２６６は、Ｖ溝２２４、２３４、２４４、２５４、２６４の交差を防ぐように配置されている。エッチング停止ピット２２６、２３６、２４６、２５６、２６６の各々は、隣接Ｖ溝２２４、２３４、２４４、２５４、２６４の縦軸に対して４５°以下の角度で配置された直線壁セグメントを有する。図２２および２３を参照すると、エッチング停止ピット２２６、２３６は、光学素子、例えばフィルター、レンズ、ミクロ機械スイッチなどを保持するための内部部分２２５、２３５を含むことができる。このような素子は、ウエハー内に直接形成され、配置され、ウエハー中に接着されてもよく、または２つのウエハーが整列されて一緒にされる場合は、別のウエハー上およびキャビティーの奥に配置されてもよい。さらには図２５および２６に例証されているように、エッチング停止ピット２５６、２６６は、Ｖ溝２５４、２６４内に配置されたファイバー２５１、２６１のためのファイバーストップ２５７、２６７を備えるように構成された形状を有していてもよい。
【００４０】
本発明によれば、エッチング停止ピット２７６、２８６のさらに追加の構成が提供され、これによって２つのＶ溝２７４、２８４の交差が可能になり、一方で、内側凸状コーナー２７５、２８５の形成を回避し、したがって図２７および２８に示されているように、コーナーを補う必要性を未然に防ぐ。例えば、Ｖ溝２７４、２８４のペアが基体２７０、２８０の上部表面に備えられている、基体２７０、２８０の上部立面図が示されている。Ｖ溝２７４、２８４のペアは、Ｖ溝２７４、２８４の末端部において９０°の角度で交差する。エッチング停止ピット２７６、２８６は、これがなければ交差Ｖ溝２７４、２８４の内側コーナー２７５、２８５が形成されるであろうような位置に対応する、基体２７０、２８０の選択された位置に提供される。エッチング停止層でコーティングされたエッチング停止ピット２７６、２８６を選択された位置に備えることによって、内側凸状コーナー２７５、２８５の形成を回避する。
【００４１】
本発明の他の態様において、エッチング停止ピット２９６は、異方性エッチングされることになる基体の部位２９４を取囲んでいる連続境界として備えられてもよい。このようなエッチング停止ピット境界を備えることによって、異方性エッチングされた構造体が他の場合に可能である以上に深くエッチングされうる。例えば図３０を参照すると、陥凹Ｖ溝３０４が備えられている基体３００の断面図が示されている。上部表面３０１の平面の下にＶ溝３０４を形成する能力は、Ｖ溝３０４が形成されている部位を取囲んでいるエッチング停止ピット３０６（エッチング停止層でコーティングされている）の存在によって与えられる。もしもエッチング停止ピット３０６が備えられていないならば、Ｖ溝３０４の表面は、破線３０７によって示されているように、上部表面３０１まで上方に伸びるであろうし、したがって上部表面３０１に対して陥凹されないであろう。
【００４２】
ここで図２９Ａ〜Ｄに戻ると、異方性エッチングされた構造体が形成されうるＬ形状区域を取囲んでいるＬ形状エッチング停止ピット２９６が備えられている。Ｌ形状エッチング停止ピット２９６を備えることによって、図２９Ａおよび２９Ｂに例証されている｛１１１｝側壁の形成が可能になる。図２９Ｃおよび２９Ｄに例証されているより幅広いピット２９６をエッチングすることによって、より深い構造体を形成することができる。あるいはまた、Ｌ形状以外の形状をエッチング停止ピットとして利用することができる。例えばエッチング停止ピット３１６は、図３１の上面図に例証されているようにＴ形状断面を有していてもよい。Ｔ形状エッチング停止ピット３１６によって境界がつけられた部位３１１を異方性エッチングした時、｛１１１｝側壁は、図３２Ａおよび３２Ｂに例証されているように形成されてもよい。断面平面Ｂ−Ｂの近くにおいて、異方性エッチングされた構造体３２４は、図３２Ｂに例証されているようにＶ形状断面を有してもよい。例えば図３３に描かれている構成のように、異方性エッチングされることになる区域を取囲んでいるエッチング停止ピットとして、さらに他の形状も本発明にしたがって利用することができる。
【００４３】
本発明のさらに他の側面において、図３４〜３６に示されているように、Ｕ形状エッチング停止ピット３４６がＶピット３４５に隣接して備えられ、光学素子、例えばレーザーマウント３５５を取付けるための基体３４０上の位置を提供し、光学素子、例えば球形光学素子３５０を保持するための位置を提供する。図３４および３５Ａは、Ｕ形状エッチング停止ピット３４６がＶピット３４５に隣接して備えられている基体３４０の上面図を例証している。Ｕ形状エッチング停止ピット３４６は、基体３４０中に選択された深さだけ伸びている側壁を含む。任意に、Ｕ形状エッチング停止ピット３４６の側壁は、図３４に示されているように垂直であってもよい。あるいはまたＵ形状エッチング停止ピット３４６の側壁は、基体３４０の上部表面３０１に対して傾斜していてもよい。Ｕ形状エッチング停止ピット３４６の側壁は、エッチング停止層で均一にコーティングされるか、または任意にエッチング停止ピット３４６は、エッチング停止層材料で充填されている。さらにはエッチング停止ピット３４６の内部の基体表面３０１の部分３４３には、エッチング停止層を提供することができる。図２Ａ〜２Ｄのプロセスに関連して上記されているように、エッチング停止層は、異方性エッチングされた構造体、例えばＶピット３４５を形成するために用いられる、エッチングに対して抵抗性がある材料を含む。
【００４４】
１つまたはそれ以上の所望のエッチング停止層が備えられた後、Ｖピット３４５は、Ｖ溝を形成するために用いられたのと、正方形アパーチャマスクを用いて形成することを除いて、同じ方法による異方性エッチングによってなされてもよい。完全に正方形のアパーチャマスクを用いる代わりに、エッチング停止ピット３４６の内部の基体表面部分３４３を保護するための突出部を含む、概して正方形のアパーチャが用いられてもよい。Ｖピット３４５は、任意Ｖ溝３５４と同時に異方性エッチングされてもよい。Ｖピット３４５は、図３５Ｂに示されているように、Ｖピット３４５とエッチング停止ピット３４６との間の交差３５３においてエッチング停止ピット３４６の深さよりも浅い深さだけ基体の中まで伸びている方がよい。Ｖピット３４５がエッチング停止ピット３４６と交差しない構成において、Ｖピット３４５の深さは、エッチング停止ピット３４６の深さに関して選択される必要はない。
【００４５】
Ｖピット３４５は、球形光学素子、例えばボールレンズ３５０を保持するのに都合のよい形状を提供する。基体表面３０１の内部部分３４３は、レーザー３５５またはその他の光デバイスが、ボールレンズ３５０との光学的連絡のために配置されうる都合のよい位置を提供する。Ｕ形状エッチング停止ピット３４６を備えることによって、エッチング停止ピット３４６に隣接するＶピット３４５の一部を、基体３４０の表面３４１の下で陥凹させることができる。このような陥凹によって、ボールレンズ３５０を、図３５Ｂに示されているように、レーザー３５５のより近くに配置することができる。このことは、他の場合なら自由空間に存在するであろうような焦点を有するレンズにとって特に有用である。例えばキュービックジルコニアのボールレンズは、２．０近い屈折率を有する。このようなレンズを用いたコリメーティング設計の場合、エッジ放出レーザーに理想的な位置は、可能な限りボールレンズの表面に近いものであろう。従来の手段によってエッチングされ、レンズの周辺部をシリコン表面の上昇部（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）の近くに配置するように設計されたＶピットは、シリコン表面上に配置されるレーザーがレンズ表面に十分に近づくのを妨げるであろう。プラットフォーム３４３は、このような問題を防ぎ、このようなおよび同様な配置の必要性に合致するように構成することができる。さらに、図３６および３７に例証されているように、Ｖ溝３５４、３７４とともに配置されているファイバーとＶピットとの間の光学的連絡のために、Ｖ溝３５４、３７４が同様に備えられていてもよい。図３６に関して、Ｖ溝３５４は、例えば図１７のＶ溝１７４と同様な方法で製造されてもよい。あるいはまた、図３７に例証されているように、エッチング停止ピット３７６は、Ｖピット３７５が形成されている部位を取囲んでもよい。エッチング停止ピット３７６は、Ｕ形状セグメント３６６を含み、図３５Ａの構成におけるＵ形状のエッチングされたピット３４６の機能と類似の機能を与える。エッチング停止ピット３７６はまた、Ｖ溝３７４への楔形状末端壁の形成を回避するため、およびファイバーストップ３７７を備えるために、三角形形状セグメント３７８を含む。
【００４６】
本発明のさらに他の態様において、図６５〜６９は、基体の平面内に配置された光ファイバーへ／から、基体の平面から出る光を向け直すことを可能にするのに適したＶ溝および／またはＶピットと組合わせたエッチング停止ピットのいくつかの構成を例証している。このような構成は、面法線（ｓｕｒｆａｃｅ  ｎｏｒｍａｌ）光学素子または光電子素子、例えばＶＣＳＥＬとの光学的連絡に特に適している。図６５〜６９の構造の各々は望ましくは、図２Ｄを参照して上記されているプロセスによって形成されてもよく、エッチング停止ピットおよびエッチング停止層は、Ｖ溝／Ｖピットを異方性エッチングする前に基体中に備えられる。
【００４７】
例えば図６５Ａ〜６５Ｃを参照すると、ファイバーＶ溝６５２および先端が切取られたＶピット６５５が配置されている基体６５０が示されている。五角形形状のエッチング停止ピット６５６が、Ｖ溝６５２とＶピット６５５との間に配置され、この五角形の三角形部分が、Ｖ溝６５２の中の方に向けられ、三角形エッチング停止ピット１６と同様の方法で、図２ＤのＶ溝１２と交差し、エッチング停止ピット６５６に隣接する末端部においてＶ溝６５２への楔形状末端壁の形成を回避する。図６５Ｃに示されているように、エッチング停止ピット６５６は、図２Ｄのエッチング停止ピット１６のファイバーストップ１７と同様に、光ファイバー６５１が境を接しうるファイバーストップ６５７として機能する垂直表面を提供する。エッチング停止ピット６５６は、機械的ストップ６５７を、図７０に示されている問題を防ぐために、ファイバー６５１の端面が反対側のＶピット傾斜側壁６５４に対して正確に配置されるようにすることができる基体上の位置に配置される。この場合、ファイバー７０１からの光７０４のいくらかは、光デバイス７０２に達するのに失敗するが、その理由は、光７０４がファイバー７０１上に反射して戻るからである。図７０に例証されている状況は、異方性エッチングされた単一結晶シリコンから製造された微小のサブマウントの場合に特に問題がある。その理由は、Ｖ溝側壁の角度が、結晶構造によって固定されるからである。
【００４８】
ファイバー端面の正確な配置は、光学スポットサイズが正確に制御される必要がある場合に重要であり、例えば光学スポットサイズが通常、約≧９０％の活性拡散接合を満たす光検出器の場合、または約１００μｍのギャップがしばしば使用されてビームが拡大してファイバーコアをさらに十分に満たすことができる、多モードファイバーと組合わされているＶＣＳＥＬＳの場合をはじめとする。さらには、光学レンズ、ファイバー、および活性デバイス間の距離が、しばしば数十ミクロンから数ミクロン以下のオーダーで制御され、最適な結果および結合コンシステンシー（ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を生じることは、マイクロ光学素子、レーザー結合、およびファイバー光学部品パッケージングにおいて特に重要である。
【００４９】
図６５Ａ〜６５Ｃに例証されている効果を達成するために、Ｖ溝、エッチング停止ピット、およびＶピットの様々な他の構成が可能である。例えば図６６を参照すると、エッチング停止ピット６５６のものとは異なる形状のエッチング停止ピット６６６が、ファイバーＶ溝６６２と先端が切取られたＶピット６６４との間に備えられてもよい。エッチング停止ピット６６６はさらに、Ｖ溝６６２との交差のための三角形部分を含み、Ｖ溝６６２への楔形状末端壁の形成を回避することができる。エッチング停止ピット６５６のように、エッチング停止ピット６６６は、ファイバーストップ６６７を提供し、Ｖピット６６５はリフレクター表面６６４を提供する。
【００５０】
図６７Ａおよび６７Ｂに例証されているように、光ファイバーへ、およびこれからの光の平面外反射を生じるために、さらに他の構成も可能である。このようなリフレクターは、＜１００＞配向シリコンを用いる時に５４．７４°ファセットを用いて作ることができるか、または例えば、軸外カット＜１００＞ウエハーが、＜１００＞軸から９．７４°だけインゴットをスライスして除くことによって用いられる時に４５°ファセットを生成することができ、これは当該技術分野で知られている。図６７Ａおよび６７Ｂに示されているように、ファイバーＶ溝６７２は、エッチング停止ピット６７６に隣接して備えられ、これは、Ｖ溝６７２への楔形状末端壁の形成を防ぐためにＶ溝６７２の区域の中まで伸びている三角形部分を含む。この場合、リフレクター表面６７４は、ファイバーＶ溝６７２からエッチング停止ピット６７６の反対側に配置されている反射Ｖ溝６７５によって提供されてもよい。エッチング停止ピット６７６もまた、反射Ｖ溝６７５への楔形状末端壁の形成を防ぐために反射Ｖ溝６７５の区域の中まで伸びている三角形部分を含む。したがってエッチング停止ピット６７６は、図６７Ａおよび６７Ｂに示されているように、ダイヤモンド形状であってもよい。反射Ｖ溝６７５に最も近いエッチング停止ピット６７６の側壁は、図６７Ｂに示されているように、ファイバー６７１のためのファイバーストップ６７７を提供することができる。
【００５１】
光ファイバーへ、およびこれからの光の平面外反射を与えるための上記の構成に加えて、他の構成も可能である。これには、図６８Ａおよび６８Ｂに示されているもののように、光ファイバーとリフレクター表面との間にレンズを備えるものが含まれる。例えば、ファイバーＶ溝６８２は、エッチング停止ピット６８６に隣接して備えられる。これは、Ｖ溝６８２中の楔形状末端壁の形成を回避するためにＶ溝６８２の区域の中まで伸びている三角形部分を含む。エッチング停止ピット６８６もまた、ボールレンズ６８３を保持するために、Ｖピット６８８の中まで伸びている。この構成は、例えばレンズを伴なわないビーム拡大および経路長さが、ファイバーと活性素子との間の十分な結合を妨げるであろうような単一モードファイバーデバイスにとって有用である。反射Ｖ溝６８５は、ファイバー溝６８２に配置されたファイバー６８１との光学的連絡のためのリフレクター表面６８４を提供するために基体中に配置される。さらには基体の上部表面の下にある光ビームの一部が閉塞されるのを防ぐために、クリアランスエッチング停止ピット６８９が、ピット６８８のボールレンズと反射Ｖ溝６８５との中間に備えられてもよい。
【００５２】
図６８Ａおよび６８Ｂに例証されている効果を得るために、Ｖ溝およびエッチング停止ピットの様々な他の構成も可能である。例えば図６９Ａおよび６９Ｂを参照すると、エッチング停止ピット６８９の形状とは異なる形状のクリアランスエッチング停止ピット６９９が、反射Ｖ溝６９５とレンズＶピット６９８との間に備えられてもよい。クリアランスエッチング停止ピット６９９の形状は例外として、図６９Ａおよび６９Ｂに例証されている残りの構造は、図６８Ａおよび６８Ｂに例証されているものと類似している。エッチング停止ピット６９９の部位における基体材料の除去によって、ファイバー６９１からの光が、リフレクター表面６９４に達しうる。クリアランスエッチング停止ピット６９９のこの特定の構成によって、リフレクター表面６９４が、図６８Ａおよび６８Ｂの構成の場合よりもボールレンズ６９３の近くに配置されうる。さらには図６９Ｃに例証されているように、基体は、ファイバー６９１およびボールレンズ６９３が、基体の上部表面６９０の下に来るように構成されてもよい。このことによって、光デバイス６９３は、光ビーム６９７と連絡するために、上部表面６９０から片持ちされうる。図６９Ｃに示されているビームは４５°で示されている。これは、実際、軸外カットシリコンウエハーを用いて実施することができるが、より一般的には５４．７４°ファセットが、示されている位置の左側に反射するビーム６９７を生じることが分かるであろう。図６９Ｃの一バージョン例は、ＶＣＳＥＬを単一モードファイバーに結合することであろう。この場合、ＶＣＳＥＬ活性区域は、リフレクターファセットの上に突出て、光ビームをファイバーの方へ跳ね返すことができる。５４．７４°ファセットによって生じた角偏差は、ボールレンズの高さを最適化することによって修正することができ、ビームを焦点合わせすることができ、単一モード（または多モード）ファイバーのＮ．Ａ．内に捕らえることができる。
【００５３】
あるいはまたこの基体は、ファイバーおよびボールレンズが基体の上部表面の上に伸び、光デバイスが上部表面の上に懸垂されうるように構成されてもよい。
【００５４】
本発明のさらに他の側面において、図７１〜７５は、ウェットエッチピットに楔形状突出部を備えるために、ウェットエッチピット内に配置されたリング形状エッチング停止ピットのいくつかの構成を例証している。これらの突出部は、反射表面、取付け用構造、ニューロプローブ、または鋭いエッジまたは点が望まれるあらゆる用途に用いることができる。関連構造のその他の例は、米国特許出願第１０／０７６，８５８号に見られる。この発明の内容全体が、参照して本明細書に援用される。図７１〜７５の構造の各々は望ましくは、上記の方法と同様な方法で形成されてもよい。この場合、エッチング停止ピットが基体中に備えられ、エッチング停止層でコーティングされ、ついで異方性（ウエットエッチングされた）構造体がエッチングされる。図７１〜７５の構成の場合、異方性エッチングの部位は、エッチング停止ピットの位置を取囲み、これを包含する。
【００５５】
例えば図７１Ａおよび７１Ｂを参照すると、楔７４９０が、ウェットエッチピット７４１０の平らな底部７４１５上に備えられている基体７４００が示されている。楔７４９０を形成するために、まずＵ形状エッチング停止ピット７４３０が、基体７４００中にドライエッチングされるか、または機械加工される。ついでエッチング停止ピット７４３０が、エッチング停止層でコーティングされる。ついで基体７４００は、ウェットエッチピット７４１０の外周部に対応する長方形開口部を提供するためにマスキングされ、マスキングされた開口部内の基体７４１０の区域は、異方性エッチングされて、ウェットエッチピット７４１０および楔形状突出部７４９０を同時に形成する。すなわち、ウエットエッチングの間、ウェットエッチピット７４１０の傾斜側壁および楔形状突出部７４９０の傾斜側壁の両方が形成され、エッチング停止ピット７４３０は、楔形状突出部７４９０の周りにリングを形成する。
【００５６】
もう１つの構成において、図７２に示されているように、複数の楔形状突出部７５９０を備えるために、複数のＵ形状エッチング停止ピット７５３０が用いられてもよい。特に、エッチング停止層を有する４つのＵ形状エッチング停止ピット７５３０は、各々のＡＵ＠の開放部分がＡ＋＠の中心に隣接して配置されているＡ＋＠が形成されるように、互いに関連して配向されてもよい。図７１Ａおよび７１Ｂに関して上記されているものと同様に、その後の異方性エッチングは、ウェットエッチピット７５１０および４つの楔形状突出部７５９０を生じ、各々の楔形状突出部７５９０は、Ａ＋＠の中心の方に向かって下方に傾斜し、ボールレンズまたは他の物体が配置されうるポケット７５９５を提供する。エッチング停止ピットの他のリング形状も用いることができる。例えば図７３Ａおよび７３Ｂを参照すると、一般に三角形のエッチング停止ピット７６３０が、Ａ＋＠構成に配向され、図７２に例証されているものと同様な構造を生じうる。
【００５７】
特にエッチング停止ピット７６９０は、三角形の開放末端を生じるために、三角形の１つの頂点が存在しない、先端が切取られた三角形の形態を取ってもよい。各三角形エッチング停止ピット７６９０の開放末端は、Ａ＋＠の中心に隣接して配置される。図７２に関して上に記載されているものと同様な方法でのその後の異方性エッチングは、ウェットエッチピット７６１０および４つの楔形状突出部７６９０を、各エッチング停止ピット７６９０の内部に生じさせ、各楔形状突出部７６９０は、Ａ＋＠の中心の方に向かって下方に傾斜し、図７３Ｂに見られるように、ボールレンズまたは他の物体が配置されうるポケット７６９５を提供する。ウェットエッチピット７６１０および楔形状突出部７６９０を基体７６００上に備えることに加えて、図７３Ｃに示されているようなオプティカルベンチを提供するために、他の構造体、例えばボールレンズ７６２５を保持するためのＶピット７６２０を提供することができる。
【００５８】
取付け用構造を備えることに加えて、様々なデバイス、例えばプローブチップ、放射源、ミクロ流体ノズル、および／または平面外光反射表面への使用に適した構造を提供するために、本発明におけるウエットエッチングプロセスが利用されてもよい。例えばＡＩ＠形状エッチング停止ピット７７３０が、図７４Ａおよび７４Ｂに例証されているように、基体７７００中にドライエッチングされるか、または機械加工されてもよい。ついでエッチング停止ピット７７３０が、エッチング停止層でコーティングされる。基体７７００は、ウェットエッチピット７７１０の外周部に対応する長方形開口部を提供するためにマスキングされ、このマスキングされた開口部内の基体７７００の区域は、異方性エッチングされて、ウェットエッチピット７７１０および楔形状突出部７７９０を同時に形成することができる。ナイフのような鋭さ（ｋｎｉｆｅ−ｓｈａｒｐ）の先端部７７９１が、各楔７７９０の頂部に備えられ、これは、互いに非常に接近されうる。各先端部７７９１間の距離は、ＡＩ＠の垂直部分の幅によって決定される。あるいはまた、エッチング停止ピット７８３０は、ＡＸ＠形態で備えられてもよく、ついでその後のウエットエッチングが行なわれ、図７０に例証されているように、４つの楔形状突出部７８９０を含むウェットエッチピット７８１０を生じてもよい。
【００５９】
製造方法
本発明によれば、エッチング停止ピットおよび隣接陥凹区域、例えば光学素子を受入れるための異方性エッチングされた区域を有するオプティカルサブアセンブリーの製造方法が提供される。図４０〜４２のフローチャート、および図４５〜６４の添付側面断面図に３つの方法例が例証されている。図４５〜６４の側面断面図の配向が、図４３および４４に例証されている。
【００６０】
図４３を参照すると、基体４４０の上部立面図が示されており、この図面では、Ｖ溝４４４および隣接エッチング停止ピット４４６が備えられている。図４３に示されている構造は、図２Ｄに示されているものと同様であり、ここでは楔形状末端壁の１つが、Ｖ溝４４４から除去されている。ラインＢ−Ｂに沿う断面図が図４４に示されており、Ｖ溝４４４がエッチング停止ピット４４６と交差する位置でのＶ溝４４４の断面を示している。図４５〜６４は、図４４の断面図のように同じ図面方向Ｂ−Ｂに沿う基体の断面図を例証している。図４０〜４２のフローチャートに例証されている方法の各々によって製造された部品例は、図４３および４４に示されているデバイスの構成と同様な最終構成を有する。
【００６１】
ここで図４０を参照すると、図４３および４４に例証されているデバイスを製作するための、本発明による方法を例証するフローチャートが示されている。図４５に例証されているように、＜１００＞配向されたＳｉから製造された基体４５０が提供される。基体４５０の加工処理は、図４０の工程４０００から開始され、基体４５０の第一表面上に保護層４５２を備えさせ、エッチング停止ピット５１６が備えられない基体４５０の部分を覆うことによって行なわれる。すなわち保護層４５２は、エッチング停止ピットアパーチャ４５１を含んでおり、これを通って、基体４５０表面の一部分が、エッチング停止ピット５１６を形成するためにアクセス可能となる。
【００６２】
保護層４５２は、基体４５０の表面全体上に堆積させることができる。その後、エッチング停止ピット５１６のために選択された区域において基体４５０の表面を暴露するために、保護層４５２のいくつかの部分が除去されてもよい。保護層４５２の材料は、Ｖ溝５１２を形成するために用いられるエッチャントに対して抵抗性であるように選択される。例えば二酸化ケイ素は適切な材料の１つである。二酸化ケイ素は、ＣＶＤによって堆積させてもよく、または基体表面の熱酸化によって提供することもできる。二酸化ケイ素層は、エッチング停止ピット形成の間マスクとして用いられるのに十分な厚さを有するべきである。
【００６３】
保護層４５２の取付け後、アパーチャ画定層（ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）４５４を、工程４０１０において、図４５に示されているように保護層４５２の選択された部分の上に付着させる。アパーチャ画定層４５４が提供され、アパーチャ４５７を提供することができ、下に説明されるように、これを通ってＶ溝５１２がエッチングされる。アパーチャ画定層４５４の位置は、Ｖ溝５１２が配置されることになる基体表面の部分を覆うように選択される。
【００６４】
加工処理が続き、工程４０２０において、エッチング停止ピットアパーチャ４５１の中に位置する基体４５０の部分を選択的に除去し、図４６に描かれているように基体４５０にエッチング停止ピット５１６を形成する。エッチング停止ピット５１６は、反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、イオンミリングによって、またはその他のあらゆる方向性プロセスによって適宜形成することができる。さらにはエッチング停止ピット５１６は、エッチング停止ピット５１６が所望の形状および深さに達する限り、他の方法、例えば等方性または異方性エッチングによって形成することができる。
【００６５】
エッチング停止ピット５１６を製作してから、図４７に例証されているように、工程４０３０において、エッチング停止ピット５１６の表面は、エッチング停止層４５８で好ましくは均一に覆われる。エッチング停止層４５８は、二酸化ケイ素を含むエッチング停止層４５８を備えるために、基体を熱酸化することによって適宜備えることができる。エッチング停止層４５８の適切な選択には、Ｖ溝５１２を製作するために用いられるエッチャントに抵抗性のあるあらゆる材料が含まれる。熱酸化工程４０３０の間、既に堆積した二酸化ケイ素保護層４５２は厚さを増し、図４７に示されているように、アパーチャ画定層４５４の周辺部を取囲む。
【００６６】
エッチング停止層４５８を定位置に配置して、加工処理が続き、工程４０４０において、アパーチャ画定層４５４を除去し、図４８に示されているように、保護層４５２にＶ溝アパーチャ４５５を提供する。保護層４５２の十分な厚さが、工程４０５０において除去され、アパーチャ画定層４５４の下に配置された基体４５０の表面が暴露され、よってＶ溝アパーチャ４５５が基体４５０の表面と連絡する。保護層４５２の一部分およびエッチング停止層４５８は、図４９に例証されているようにＶ溝５１２が形成されない表面に留まる。保護層４５２のある厚さを除去するのに適した方法は、短い持続時間のウエットまたはドライ酸化物エッチングである。
【００６７】
次に、図５０に示されているように、Ｖ溝アパーチャ４５５を通ってアクセス可能な基体４５０の部分は、工程４０６０で選択的に除去され、図５０に示されているようなＶ溝５１２を形成する。Ｖ溝５１２の形成に適した方法には、ＥＤＰまたはＴＭＡＨでの異方性エッチングが挙げられる。ＫＯＨも用いることができる。しかしながらＫＯＨは、保護層４５２およびエッチング停止層４５８を侵蝕する可能性があるので、ＫＯＨは、保護層４５２およびエッチング停止層４５８が、ＫＯＨによって完全に除去されないように十分な厚さがある場合のみ用いるべきである。最終任意工程として、保護層４５２およびエッチング停止層４５８の残りの部分は工程４０７０で除去され、図５１に示されているデバイスを生じることができる。
【００６８】
次に図４１および５２〜５８を参照すると、図４３および４４に示されているデバイスを製作するための本発明による別の方法が例証されている。図５２に例証されているように、＜１００＞配向Ｓｉから製造された基体５２０が提供される。基体５２０の加工処理は、エッチング停止ピット５８６もＶ溝５８２も備えられていない基体５２０の部分を覆うために、基体５２０の第一表面上に第一保護層５２２を備えることによって、図４１の工程４１００において開始される。
【００６９】
第一保護層５２２は、基体５２０の表面全体に堆積させてもよい。その後、エッチング停止ピット５８６およびＶ溝５８２のために選択された区域において基体５２０の表面を暴露するために、第一保護層５２２のいくつかの部分が除去されてもよい。第一保護層５２２の材料は、Ｖ溝５８２を形成するために用いられるエッチャントに抵抗性があるように選択される。例えば窒化ケイ素は適切な材料の１つである。窒化ケイ素は、ＣＶＤによって堆積させることができる。
【００７０】
第一保護層５２２の取付け後、図５２に示されているように、第二保護層５２４が、第一保護層５２２の選択された部分およびＶ溝５８２が形成されることになる基体表面上に工程４１１０において堆積させる。第二保護層５２４はアパーチャ５２１を含み、これを通ってエッチング停止ピット５８６が形成されうる。第二保護層５２４として、例えばＣＶＤ酸化物、ホスホ−シリケートガラス、またはボロ−ホスホ−シリケートガラスを挙げることができる。
【００７１】
加工処理が続き、工程４１２０において、エッチング停止ピットアパーチャ５２１の中に位置する基体５２０の一部分を選択的に除去し、図５３に描かれているように、基体５２０にエッチング停止ピット５８６を形成する。エッチング停止ピット５８６は、反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、イオンミリングによって、またはその他のあらゆる方向性プロセスによって適宜形成することができる。さらにはエッチング停止ピット５８６は、エッチング停止ピット５８６が所望の形状および深さに達する限り、他の方法、例えば等方性または異方性エッチングによって形成することができる。
【００７２】
エッチング停止ピット５８６を製作してから、図５４に示されているように、エッチング停止ピット５８６および第二保護層５２４の表面が、工程４１３０においてエッチング停止層５２８で好ましくは均一に覆われる。エッチング停止層５２８は、ＣＶＤによって適宜備えることができる。エッチング停止層５２８の適切な選択には、Ｖ溝５８２を製作するために用いられるエッチャントに抵抗性のあるあらゆる材料、例えば窒化ケイ素が含まれる。
【００７３】
エッチング停止層５２８を定位置に配置して、加工処理が続き、工程４１４０において第二保護層５２４の上部表面５４１上に配置されたエッチング停止層５２８の部分を除去する。エッチング停止ピット５８６の中に配置されているエッチング停止層５２８の部分は、図５５に示されているように保持される。除去工程４１４０は、あらゆる適切な方法、例えば平坦化または研磨によって実施することができる。その後、工程４１５０において、第二保護層５２４が除去され、図５６に示されているように、Ｖ溝アパーチャ５２５が提供される。第二保護層５２４を除去するのに適した方法としては、希釈ＨＦでのエッチングが挙げられる。
【００７４】
次に、図５７に示されているように、Ｖ溝アパーチャ５２５を通ってアクセス可能な基体５２０の部分は、工程４１６０において選択的に除去され、図５０に示されているようなＶ溝５８２を形成する。Ｖ溝５８２の形成に適した方法として、ＫＯＨでの異方性エッチングが挙げられる。最終任意工程として、第一保護層５２２およびエッチング停止層５２８の残りの部分は工程４１７０で除去され、図５８に示されているデバイスを生じさせることができる
【００７５】
任意に、図５４の工程後、エッチング停止ピット５８６は、図７６のように窒化物エッチングに抵抗する不堅牢（ｆｕｇｉｔｉｖｅ）マスク材料５２９（例えばワックス、ポリマー、またはフォトレジスト）で充填することができる。エッチング停止ピット５８６を充填した後、上部表面５４１上のエッチング停止層５２８の部分が、図７７のようにエッチングによって除去される。その後、第二保護層５２４は、図７８のようにエッチングして除去される。ついで基体５２０が図７６のようにウエットエッチングされる。最後に、不堅牢マスク材料５２９、エッチング停止層５２８、および第一保護層５２２が、図８０のように除去される。
【００７６】
次に図４２および５９〜６４を参照すると、図４３および４４に示されているデバイスを製作するための本発明によるさらに他の方法が例証されている。図５９に例証されているように、＜１００＞配向Ｓｉから製造された基体５９０が提供される。基体５９０の加工処理は、図５９に示されているように、基体５９０の選択された部分上に堆積させた保護的アパーチャ画定層５９４を提供することによって、図４２の工程４２００において開始される。アパーチャ画定層５９４の位置は、Ｖ溝６３２が配置されることになる基体表面の部分を覆うように選択される。アパーチャ画定層５２４として用いるのに適した材料は、窒化ケイ素である。
【００７７】
基体５９０の加工処理が続き、工程４２１０においてアパーチャ画定層５９４上、およびアパーチャ画定層５２４によって覆われていない基体５９０の部分上の全体にフォトレジスト層５９２を提供する。フォトレジスト層５９２は、当該技術分野において知られている方法を用いてパターン化され、図５９に例証されているように、エッチング停止ピットアパーチャ５９１を生じる。加工処理が続き、工程４２２０において、エッチング停止ピットアパーチャ５９１の中に位置する基体５９０の一部分を選択的に除去して、図６０に描かれているように基体５９０中にエッチング停止ピット６３６を形成する。エッチング停止ピット６３６は、アパーチャ画定層５９４を除去しない方法によって適宜形成することができる。さらにはエッチング停止ピット６３６は、エッチング停止ピット６３６が所望の形状および深さに達する限り、他の方法、例えば等方性または異方性エッチングによって形成することができる。
【００７８】
エッチング停止ピット６３６を製作してから、フォトレジスト層５９２が工程４２３０において除去される。エッチング停止ピット６３６の表面および基体５９０の暴露された表面が酸化され、図６１に例証されているように、工程４２３０においてエッチング停止層５９８が形成される。エッチング停止層５９８を定位置に配置して、加工処理が続き、工程４２４０においてアパーチャ画定層５９４を除去して、図６２に示されているように基体５９０の非酸化部位５９７を提供する。
【００７９】
次に、図６３に示されているように、基体５９０の非酸化部位５９７は、工程４２５０において選択的に除去され、図６３に示されているようなＶ溝６３２が形成される。Ｖ溝６３２の形成に適した方法としては、ＥＤＰまたはＴＭＡＨでの異方性エッチングが挙げられる。ＫＯＨも用いることができる。しかしながらＫＯＨは、酸化物エッチング停止層５９８を侵蝕する可能性があるので、ＫＯＨは、エッチング停止層５９８が、ＫＯＨによって完全に除去されないように十分な厚さがある場合のみ用いるべきである。最終任意工程として、エッチング停止層５９８の残りの部分は、工程４２６０で除去されてもよく、図６４に示されているデバイスを生じる。
【００８０】
本発明のこれらの利点およびその他の利点は、前記の明細書から当業者には明らかである。したがって、本発明の広い発明の概念から逸脱することなく、変更または修正を上記実施態様に対して行なうことができることは、当業者によって理解されるであろう。例えば非異方性エッチングされた構造体は、エッチング停止ピットに隣接して形成されてもよい。したがってこの発明は、本明細書に記載された特定の実施態様に限定されず、特許請求の範囲に示されている本発明の範囲および精神の範囲内にあるすべての変更および修正を包含するものと理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、基体の上部表面に備えられたＶ溝の上面図を概略的に示しており、この場合このＶ溝は、楔形状末端部分を含む２つの末端部を含む。
【図２】図２Ａ〜２Ｄは、基体の上面図を概略的に示しており、これは、本発明の第一実施態様に従って、構造体が基体に追加されてＶ溝および隣接エッチング停止ピットを有する構造を生じる場合の基体の変化を示している。
【図３】図３Ａ〜３Ｆは、本発明による隣接Ｖ溝を有する代替エッチング停止ピット構成の上面図を概略的に示している。
【図４】図４Ａ〜４Ｄは、本発明による隣接Ｖ溝を有する代替エッチング停止ピット構成の上面図を概略的に示している。
【図５】図５は、Ｖ溝中への楔形状末端壁の形成を防ぐための、本発明による代替エッチング停止ピット構成の上面図を概略的に示している。
【図６】図６は、Ｖ溝に部分的楔形状末端壁を備えるための、本発明による代替エッチング停止ピット構成の上面図を概略的に示している。
【図７】図７は、エッチング停止ピットに隣接する３つのＶ溝への楔形状末端壁の形成を防ぐための、本発明による代替エッチング停止ピット構成の上面図を概略的に示している。
【図８】図８は、本発明によるオプティカルサブアセンブリーを提供するためのデバイスマウントとともに、エッチング停止ピットおよびＶ溝のさらなる構成の上面図を概略的に示している。
【図９】図９は、本発明によるオプティカルサブアセンブリーを提供するためのデバイスマウントとともに、エッチング停止ピットおよびＶ溝のさらなる構成の上面図を概略的に示している。
【図１０】図１０は、本発明によるオプティカルサブアセンブリーを提供するためのデバイスマウントとともに、エッチング停止ピットおよびＶ溝さのらなる構成の上面図を概略的に示している。
【図１１】図１１は、エッチング停止ピットに隣接する２以上のＶ溝を有するエッチング停止ピットの代替構成の上面図を概略的に示している。
【図１２】図１２は、エッチング停止ピットに隣接する２以上のＶ溝を有するエッチング停止ピットの代替構成の上面図を概略的に示している。
【図１３】図１３は、エッチング停止ピットに隣接する２以上のＶ溝を有するエッチング停止ピットの代替構成の上面図を概略的に示している。
【図１４】図１４は、エッチング停止ピットに隣接する２以上のＶ溝を有するエッチング停止ピットの代替構成の上面図を概略的に示している。
【図１５】図１５は、エッチング停止ピットに隣接する２以上のＶ溝を有するエッチング停止ピットの代替構成の上面図を概略的に示している。
【図１６】図１６は、エッチング停止ピットに隣接する２以上のＶ溝を有するエッチング停止ピットの代替構成の上面図を概略的に示している。
【図１７】本発明によるオプティカルサブアセンブリーを提供するための、エッチング停止ピット、Ｖ溝、および任意Ｖピットを有する基体の上面図を概略的に示している。
【図１８】本発明によるオプティカルサブアセンブリーを提供するための、エッチング停止ピット、Ｖ溝、および任意のＶピットを有する基体の上面図を概略的に示している。
【図１９】本発明によるオプティカルサブアセンブリーを提供するための、エッチング停止ピット、Ｖ溝、および任意のＶピットを有する基体の上面図を概略的に示している。
【図２０】本発明によるオプティカルサブアセンブリーを提供するための、エッチング停止ピット、Ｖ溝、および任意のＶピットを有する基体の上面図を概略的に示している。
【図２１】互いに対して９０°に配向された２つのＶ溝を有し、かつこれら２つのＶ溝の交差位置にエッチング停止ピットが配置されている基体の上面図を概略的に示している。
【図２２】互いに対して９０°に配向された２つのＶ溝を有し、かつこれら２つのＶ溝の交差位置にエッチング停止ピットが配置されている基体の上面図を概略的に示している。
【図２３】互いに対して９０°に配向された２つのＶ溝を有し、かつこれら２つのＶ溝の交差位置にエッチング停止ピットが配置されている基体の上面図を概略的に示している。
【図２４】互いに対して９０°に配向された２つのＶ溝を有し、かつこれら２つのＶ溝の交差位置にエッチング停止ピットが配置されている基体の上面図を概略的に示している。
【図２５】互いに対して９０°に配向された２つのＶ溝を有し、かつこれら２つのＶ溝の交差位置にエッチング停止ピットが配置されている基体の上面図を概略的に示している。
【図２６】互いに対して９０°に配向された２つのＶ溝を有し、かつこれら２つのＶ溝の交差位置にエッチング停止ピットが配置されている基体の上面図を概略的に示している。
【図２７】２つの交差Ｖ溝の内側凸状コーナーが配置されるであろう位置にエッチング停止ピットが配置されている基体の上面図を概略的に示している。
【図２８】２つの交差Ｖ溝の内側凸状コーナーが配置されるであろう位置にエッチング停止ピットが配置されている基体の上面図を概略的に示している。
【図２９】図２９Ａ、図２９Ｃは、異方性エッチングされた構造体が形成されている基体の選択された区域を取囲んでいるエッチング停止ピットを有する基体の上面図を、および図２９Ｂ、図２９Ｄは断面図を概略的に示している。
【図３０】異方性エッチングされた構造体が形成されている基体の選択された区域を取囲んでいるエッチング停止ピットを有する基体の断面図を概略的に示している。
【図３１】異方性エッチングされた構造体が形成されている基体の選択された区域を取囲んでいるエッチング停止ピットを有する基体の上面図を概略的に示している。
【図３２】図３２Ａは、異方性エッチングされた構造体が形成されている基体の選択された区域を取囲んでいるエッチング停止ピットを有する基体の上面図を、および図３２Ｂは断面図を概略的に示している。
【図３３】異方性エッチングされた構造体が形成されている基体の選択された区域を取囲んでいるエッチング停止ピットを有する基体の上面図を概略的に示している。
【図３４】Ｖピットに隣接するＵ形状エッチング停止ピットを有し、レーザーマウントのための基体上の位置を提供し、球形光学素子を保持するための位置を提供する基体の上面図を概略的に示している。
【図３５】図３５Ａは、Ｖピットに隣接するＵ形状エッチング停止ピットを有し、レーザーマウントのための基体上の位置を提供し、球形光学素子を保持するための位置を提供する基体の上面図を概略的に示している。  図３５Ｂは、図３５Ａに例証されている基体の断面図を概略的に示している。
【図３６】Ｖピットに隣接するＵ形状エッチング停止ピットを有し、レーザーマウントのための基体上の位置を提供し、球形光学素子を保持するための位置を提供する基体の上面図を概略的に示している。
【図３７】Ｖピットに隣接するＵ形状エッチング停止ピットを有し、レーザーマウントのための基体上の位置を提供し、球形光学素子を保持するための位置を提供する基体の上面図を概略的に示している。
【図３８】図３８Ａは、溝の内部に配置されたエッチング停止ピットおよびファイバーストップを伴なったＶ溝を有する基体の上面図を概略的に示している。  図３８Ｂは、図３８Ａに例証されている基体の断面図を概略的に示している。
【図３９】図３９Ａは、溝の内部に配置されたエッチング停止ピットおよびファイバーストップを伴なったＶ溝を有する基体の上面図を概略的に示している。  図３９Ｂは、図３９Ａに例証されている基体の断面図を概略的に示している。
【図４０】図４０は、エッチング停止ピットおよび隣接の異方性エッチングされた構造体を製作するための、本発明による方法を表わすフローチャートを示している。
【図４１】図４１は、エッチング停止ピットおよび隣接の異方性エッチングされた構造体を製作するための、本発明の別の方法を表わすフローチャートを示している。
【図４２】図４２は、エッチング停止ピットおよび隣接異方性構造体を製作するための、本発明のさらに別の方法を表わすフローチャートを示している。
【図４３】Ｖ溝および隣接するエッチング停止ピットを含む基体の、上面図を概略的に示している。
【図４４】Ｖ溝および隣接するエッチング停止ピットを含む基体の、断面図を概略的に示している。
【図４５】図４１のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図４６】図４１のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図４７】図４１のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図４８】図４１のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図４９】図４１のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５０】図４１のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５１】図４１のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５２】図４２のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５３】図４２のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５４】図４２のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５５】図４２のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５６】図４２のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５７】図４２のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５８】図４２のフローチャートに示されている方法による、選択された加工処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図５９】図４３のフローチャートに示されている方法による、選択された処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図６０】図４３のフローチャートに示されている方法による、選択された処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図６１】図４３のフローチャートに示されている方法による、選択された処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図６２】図４３のフローチャートに示されている方法による、選択された処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図６３】図４３のフローチャートに示されている方法による、選択された処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図６４】図４３のフローチャートに示されている方法による、選択された処理工程における基体の断面図を概略的に示している。
【図６５】図６５Ａは、エッチング停止ピットを間に有するＶ溝および先端が切取られたＶピットを有する基体の上面図を概略的に示している。この場合、Ｖピットは、基体の平面から光を反射させるための反射表面を提供し、エッチング停止ピットは、ファイバーストップを提供する。  図６５Ｂおよび６５Ｃは、それぞれ図６５Ａの基体の上面図、および図６５ＢのラインＡ−Ａに沿う断面図を概略的に示しているが、光ファイバーがＶ溝中に配置されている。
【図６６】図６６は、エッチング停止ピットをその間に有するＶ溝およびＶピットを有する基体の代替構成の上面図を概略的に示している。この場合、Ｖピットは、基体の平面から光を反射させるための反射表面を提供し、エッチング停止ピットは、ファイバーストップを提供する。
【図６７】図６７Ａは、エッチング停止ピットを間に有する２つのＶ溝を有する基体の上面図を概略的に示している。この場合、Ｖ溝の１つは、基体の平面から光を反射させるための反射表面を提供し、エッチング停止ピットはファイバーストップを提供する。  図６７Ｂは、図６７Ａの基体の上面図を概略的に示しているが、これらのＶ溝の１つに光ファイバーが配置されている。
【図６８】図６８Ａは、２つのエッチング停止ピットおよびＶピットが間に配置されている２つのＶ溝を有する基体の上面図を概略的に示している。この場合、これらのＶ溝の１つは、基体の平面から光を反射させるための反射表面を提供し、エッチング停止ピットの１つは、表面に沿ってファイバーを整列させるために用いることができる機械的停止を与える。  図６８Ｂは、図６８Ａの基体の上面図を概略的に示しているが、これらのＶ溝の１つに光ファイバーが配置されている。
【図６９】図６９Ａは、２つのエッチング停止ピットおよびＶピットが間に配置されている２つのＶ溝を有する基体の代替構成の上面図を概略的に示している。この場合、これらのＶ溝の１つは、基体の平面から光を反射させるための反射表面を提供し、エッチング停止ピットの１つは、ファイバーストップを与える。  図６９Ｂは、図６９ＡのラインＡ−Ａに沿う側面断面図を概略的に示しているが、これらのＶ溝の１つに光ファイバーが配置され、Ｖピット中にボールレンズが配置されている。  図６９Ｃは、図６９Ｂの図面と同様な側面断面図を概略的に示しているが、光ファイバーおよびボールレンズが、この基体の上部表面の下に配置されている。
【図７０】図７０は、Ｖ溝中に配置された光ファイバーの側面図を概略的に示している。
【図７１】図７１Ａおよび７１Ｂはそれぞれ、Ｕ形状エッチング停止ピットがウェットエッチピット内に配置されて、このウェットエッチピット中に楔形状突出部を生じる基体の上面図および図７１ＡのラインＡ−Ａに沿う側面断面図を概略的に示している。
【図７２】図７２は、４つのＵ形状エッチング停止ピットがウェットエッチピット内に配置されて、このウェットエッチピット中に４つの楔形状突出部を生じる基体のそれぞれ上面図を概略的に示している。
【図７３】図７３Ａおよび７３Ｂはそれぞれ、４つの一般に三角形のエッチング停止ピットがウェットエッチピット内に配置されて、このウェットエッチピット中に４つの楔形状突出部を生じる基体の上面図、および図７３ＡのラインＡ−Ａに沿う側面断面図を概略的に示している。  図７３Ｃは、図７３Ｂの基体を概略的に示しているが、ボールレンズを保持するための追加Ｖピットを有する。
【図７４】図７４Ａおよび７４Ｂはそれぞれ、ＡＩ＠形状エッチング停止ピットがウェットエッチピット内に配置されて、このウェットエッチピット中に２つの楔形状突出部を生じる基体の上面図、および図７４ＡのラインＡ−Ａに沿う側面断面図を概略的に示している。
【図７５】図７５は、ＡＸ＠形状エッチング停止ピットがウェットエッチピット内に配置されて、このウェットエッチピット中に４つの楔形状突出部を生じる基体の上面図を概略的に示している。
【図７６】図５２〜５８に例証されている方法とともに用いるための追加の任意工程を概略的に示している。
【図７７】図５２〜５８に例証されている方法とともに用いるための追加の任意工程を概略的に示している。
【図７８】図５２〜５８に例証されている方法とともに用いるための追加の任意工程を概略的に示している。
【図７９】図５２〜５８に例証されている方法とともに用いるための追加の任意工程を概略的に示している。
【図８０】図５２〜５８に例証されている方法とともに用いるための追加の任意工程を概略的に示している。
【符号の説明】
【００８２】
６、１０、５０、６０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、３００、３４０、３８０、４４０、４５０、５２０、５９０、６５０、７４００、７５００、７６００、７７００、７８００      基体
２、１２、１４、２２、３２、３８、４２、５２、５３、５５、６２、８４、９４、１０４、１１４、１１５、１２４、１２５、１２６、１２７、１３４、１３５、１３７、１３９、１４４、１４５、１６４、１６５、１７４、１８４、１９４、２０４、２１４、２２４、２３４、２４４、２５４、２６４、２７４、２８４、３０４、３５４、３７４、３８４、４４４、５１２、５８２、６３２、６５２、６６２、６７２、６８２    Ｖ溝
６７５、６８５、６９５    反射Ｖ溝
１５、３８５    Ｖ溝側壁
２３    直線側壁
４、１４ａ、２４、３４、３５、４４、６４      楔形状末端壁
５      頂点
１、１１、３０１、３４１、６９０    基体の上部表面
３４３    基体の上部表面上の部分
１３    交差セグメント
１６、２６、３６、３７、４６、４７、４８、４９、５６、６６、８６、９６、１０６、１１６、１２６、１３６、１４６、１５６、１６６、１７６、１８６、１９６、２０６、２１６、２２６、２３６、２４６、２５６、２６６、２７６、２８６、２９６、３０６、３１６、３２６、３４６、３７６、３８６、４４６、５１６、５８６、６３６、６５６、６６６、６７６、６８６、６８９、６９６、６９９、７４３０、７５３０、７６３０、７７３０、７８３０    エッチング停止ピット
１６ａ、３８３、３８５、  エッチング停止ピットの側壁
１９５    エッチング停止ピットの中央部分
２２５、２３５    エッチング停止ピットの内部部分
３６６    エッチング停止ピットのＵ形状セグメント
３７８    エッチング停止ピットの三角形形状セグメント
７４９０、７６９０、７７９０、７８９０    エッチング停止ピットの楔形状突出部
７７９１    エッチング停止ピットのナイフのような鋭さの先端部
１７９、１８９、２０９、３４５、３７５、６５５、６６５、６８８、６９８、７６２０    Ｖピット
６５４、６６４、６７４、６８４、６９４、    Ｖピット傾斜側壁・リフレクター表面
１８、４５８、５２８、５９８    エッチング停止層
２４５、２７５、２８５    内側凸状コーナー
１７、８３、９３、１０３、１３７、１４７、１５７、１７７、１８７、１９７、２０７、２３７、２５７、２６７、３７７、３８７、６５７、６６７、６７７、６８７、６９７    ファイバーストップ
８７、９７    ファイバーストップ縁部から突出しているエッチングされた区域
８１、９１、１０１、３８１、６５１、６７１、７０１、６８１、６９１    ファイバー
８５、９５、１０５、    レーザーマウント
３５５    レーザー
３５０、６８３、６９３、７６０５、７６２５    ボールレンズ
７０２    光デバイス
７０４    光
６９７    ビーム
９９、１０９、１５３    スロット
１４９、１５９      通路
４５２    保護層
４５４    アパーチャ画定層
５２２    第一保護層
５２４、５９４    第二保護層・アパーチャ画定層
５２９    マスク材料
５４１    第二保護層５２４の上部表面
４５１、５２１、５９１    エッチング停止ピットアパーチャ
４５５、５２５    Ｖ溝アパーチャ
５９２    フォトレジスト層
５９７    基体５９０の非酸化部位
７４１０、７５１０、７６１０、７７１０、７８１０、  ピット
７４１５  ピットの底部
７５９５  ポケット
２９４    異方性エッチングされることになる基体の部位
３１１    Ｔ形状エッチング停止ピット３１６によって境界がつけられた部位
３２４    異方性エッチングされた構造体
３５３    Ｖピットとエッチング停止ピットとの間の交差
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
0004732711.tif 000046
【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
0004732711.tif 000051
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
0004732711.tif 000056
【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
0004732711.tif 000061
【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
0004732711.tif 000066
【図６６】
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【図６７】
0004732711.tif 000068
【図６８】
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【図６９】
0004732711.tif 000070
【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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