(57)【要約】【課題】  斜め蒸着工程を用いて作製するマイクロミラー付き平面光回路において、ウエハ面内でのミラー角度誤差をなくする。【解決手段】  基板内に複数の光路変換ミラーを有する平面光回路において、斜め蒸着工程における蒸着源と基板面上との位置関係（Ｄ，θ）をもとに、所定のミラー角度（δ）を得られるようにミラー面方向（β）を設定する。即ち、斜め蒸着工程を用いて基板内で均一性よく複数のミラーを作製するために、蒸着源と基板上の各ミラーの作製位置（ｘ、ｙ）との位置関係をもとに、（基板内で均一な）所定のミラー角度（δ）が得られるように、各ミラー作製位置（ｘ、ｙ）やミラー面方向（β）を所定の数式１，２を用いて制御する。数式１，２は、斜め蒸着に代わり、斜め露光を用いる場合にも同様に適用できる。【選択図】  図７
2005241762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な基板上に、コアおよびクラッドから成る光導波路と、該光導波路のコアと交わる第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有して該コアよりも深く形成された溝と、該溝内で該第２の端面に接して設けられて前記光導波路からの出力光を前記基板上方へ導き、および／または前記基板上方からの入力光を前記光導波路へ導くためのＮ個（Ｎは少なくとも２以上の整数）の光路変換ミラーとを備えた平面光回路において、
前記各光路変換ミラーは、前記第２の端面と接する第１の辺と、前記溝の底面の一部領域を占める第２の辺と、前記基板に対して傾斜した面を構成する第３の辺とを有する略三角形状断面に形成された反射材支持層と、該反射材支持層の該第３の辺の傾斜面の表面に布設された反射材とから形成されており、
前記溝の底面の前記一部領域を、前記基板斜め上方の所定の定点から該溝を見込んだときに前記第２の端面の陰となる領域として規定し、かつ前記基板の表面をｘ−ｙ面とし、前記定点をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系において該座標系の原点と前記定点間の距離を一定のＤとし、前記定点と前記原点とを結ぶ線分がｚ軸となす角を一定のθとするとき、
ｘ，ｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）とするｉ番目（ｉは１〜Ｎ）に配置された前記光路変換ミラーの前記傾斜面が前記基板面となす所定の角度δｉに対して、該ｉ番目の前記光路変換ミラーにおける前記第２の端面がｘ軸となす角βｉ、すなわちｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表わす角βｉが、下記の数式１、数式２で表される関係を満たすように設定されていることを特徴とする平面光回路。
【数１】
2005241762.tif 000016
【請求項２】
平坦な基板上に、コアおよびクラッドから成る光導波路と、該光導波路のコアと交わる第１の端面と該第１の端面と対向し略並行な第２の端面とを有して該コアよりも深く形成された溝と、該溝内で該第２の端面に接して設けられて前記光導波路からの出力光を前記基板上方へ導き、および／または前記基板上方からの入力光を前記光導波路へ導くためのＮ個（Ｎは少なくとも２以上の整数）の光路変換ミラーとを備えた平面光回路において、
前記各光路変換ミラーは、前記第２の端面と接する第１の辺と、前記溝の底面の一部領域を占める第２の辺と、前記基板に対して傾斜した面を構成する第３の辺とを有する略三角形状断面に形成された反射材支持層と、該反射材支持層の該第３の辺の傾斜面の表面に布設された反射材とから形成されており、
前記溝の底面の前記一部領域を、前記基板斜め上方の所定の点から該溝を見込んだときに前記第１の端面の蔭となる部分を除いた領域として規定し、かつ
前記溝の深さをＴ、第１の端面と第２の端面間の距離をＧとし、かつ前記基板の表面をｘ−ｙ面とし、前記基板斜め上方の定点をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系において該座標系の原点と前記定点間の距離を一定のＤとし、前記定点と前記原点とを結ぶ線分がｚ軸となす角を一定のθとするとき、
ｘ，ｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）とするｉ番目（ｉは１〜Ｎ）に配置された前記光路変換ミラーの前記傾斜面が前記基板面となす所定の角度δ２ｉに対して、該ｉ番目の前記光路変換ミラーにおける前記第２の端面がｘ軸となす角βｉ、すなわちｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表わす角βｉが、下記の数式３、数式４、数式５で表される関係を満たすように設定されていることを特徴とする平面光回路。
【数２】
2005241762.tif 000017
【請求項３】
前記平面光回路は、同一の単位光回路パタンを複数個基板面内に配置したものであり、
前記単位光回路パタンは、少なくともひとつ以上の前記光路変換ミラーを備え、
前記単位光回路パタン上に設けたｘ′−ｙ′座標系において、前記光路変換ミラーの前記溝の前記第２の端面とｘ′軸とのなす角をβ″とし、前記単位光回路パタンのｘ′軸と前記ｘ−ｙ−ｚ直角座標系におけるｘ軸とのなす角をβ′とするとき、
これらβ、β″の和（β′＋β″）が、前記βｉとして、前記数式１および前記数式２、または前記数式３、前記数式４、前記数式５を満たすように、前記各単位光回路パタンを配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面光回路。
【請求項４】
前記所定の定点が、前記光路変換ミラーを形成するための斜め蒸着工程で用いる蒸着源の位置、または前記光路変換ミラーを形成するための斜め露光工程で用いる露光源の位置であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の平面光回路。
【請求項５】
平坦な基板上にコアおよびクラッドから成る光導波路と、該光導波路の光路を該基板の上方向に変換するためのＮ個（Ｎは少なくとも２以上の整数）の光路変換ミラーとが形成された平面光回路の作製方法において、
前記平面光回路の面内の所定の部位に、前記導波路のコアと交わる第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有すると共に、前記クラッド表面から前記コアまでよりも深い矩形断面の溝を形成する溝形成工程と、
次いで、前記溝に対して前記第２の端面側の斜め上方の定点に位置する蒸着源から該溝に向かって特定の物質を蒸着する斜め蒸着工程と、
次いで、前記定点から前記溝を見込んだときに前記第２の端面の陰となる該溝の底面の一部領域と該第２の端面とからなるコーナー部に液状硬化物質を充填し、しかる後に、該液状硬化物質を硬化させて傾斜面を形成し、その後、該傾斜面上に反射材を付着して前記光路変換ミラーを形成するミラー形成工程とを有し、
前記斜め蒸着工程において、前記基板の表面をｘ−ｙ面とし、前記定点をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系において該座標系の原点と前記定点間の蒸着距離を同一のＤとし、前記定点と前記原点とを結ぶ線分がｚ軸となす蒸着角を同一のθとし、ｘ，ｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）とするｉ番目（ｉは１〜Ｎ）に配置された前記光路変換ミラーの前記傾斜面が前記基板面となす所定の角度δｉに対して、該ｉ番目の前記光路変換ミラーにおける前記第２の端面がｘ軸となす角βｉ、すなわちｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表わす角βｉが、下記の数式１、数式２で表される関係を満たすように予め設定されており、同一の前記蒸着距離Ｄと同一の前記蒸着角θで一括してＮ個の前記光路変換ミラーの斜め蒸着を行なうことを特徴とする平面光回路の作製方法。
【数３】
2005241762.tif 000018
【請求項６】
平坦な基板上にコアおよびクラッドから成る光導波路と、該光導波路の光路を該基板の上方向に変換するためのＮ個（Ｎは少なくとも２以上の整数）の光路変換ミラーとが形成された平面光回路の作製方法において、
前記平面光回路の面内の所定の部位に、前記導波路のコアと交わる第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有すると共に、前記クラッド表面から前記コアまでよりも深い矩形断面の溝を形成する溝形成工程と、
次いで、前記溝に対して前記第１の端面側の斜め上方の定点に位置する蒸着源から該溝に向かって所定の物質を蒸着する斜め蒸着工程と、
次いで、前記定点から前記溝を見込んだときに前記第１の端面の陰となる部分を除いた該溝の底面の一部領域と該第２の端面とからなるコーナー部に液状硬化物質を充填し、しかる後に、該液状硬化物質を硬化させて傾斜面を形成し、その後、該傾斜面上に反射材を付着して前記光路変換ミラーを形成するミラー形成工程とを有し、
前記斜め蒸着工程において、前記溝の深さをＴ、第１の端面と第２の端面間の距離をＧとし、かつ前記基板の表面をｘ−ｙ面とし、前記基板斜め上方の定点をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系において該座標系の原点と前記定点間の距離を一定のＤとし、前記定点と前記原点とを結ぶ線分がｚ軸となす角を一定のθとし、ｘ，ｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）とするｉ番目（ｉは１〜Ｎ）に配置された前記光路変換ミラーの前記傾斜面が前記基板面となす所定の角度δ２ｉに対して、該ｉ番目の前記光路変換ミラーにおける前記第２の端面がｘ軸となす角βｉ、すなわちｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表わす角βｉが、下記の数式３、数式４、数式５で表される関係を満たすように予め設定されており、同一の前記蒸着距離Ｄと同一の前記蒸着角θで一括してＮ個の前記光路変換ミラーの斜め蒸着を行なうことを特徴とする平面光回路の作製方法。
【数４】
2005241762.tif 000019
【請求項７】
前記定点の位置に前記蒸着源の代わりに露光光源を配置し、該露光光源から前記溝に向かって露光することにより、前記溝底面の一部領域に前記液状硬化物質を充填可能にさせる斜め露光工程を、前記斜め蒸着工程の代わりに用い、該斜め露光工程において、前記数式１および前記数式２、または前記数式３、前記数式４、前記数式５を満たすように、前記βｉが予め設定されていることを特徴とする請求項５または６に記載の平面光回路の作製方法。
【請求項８】
前記平面光回路は、同一の単位光回路パタンを複数個基板面内に配置したものであり、
前記単位光回路パタンは、少なくともひとつ以上の前記光路変換ミラーを備え、
前記単位光回路パタン上に設けたｘ′−ｙ′座標系において、前記光路変換ミラーの前記溝の前記第２の端面とｘ′軸とのなす角をβ″とし、前記単位光回路パタンのｘ′軸と前記ｘ−ｙ−ｚ直角座標系におけるｘ軸とのなす角をβ′とするとき、
これらβ、β″の和（β′＋β″）が、前記βｉとして、前記数式１および前記数式２、または前記数式３、前記数式４、前記数式５を満たすように、前記各単位光回路パタンの配置を設定することを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の平面光回路の作製方法。
【請求項９】
前記斜め蒸着工程または前記斜め露光工程において、前記基板と蒸着源、または前記基板と前記露光光源との間に、遮蔽材を設けるとともに、
該遮蔽材は一部に開口を有し、該開口を通じて、同一の前記Ｄ，前記θに対して基板面内のミラー方向βｉを設定した複数の前記光路変換ミラーの部位のみを前記蒸着源または前記露光光源に対して露出し、それ以外の部位はマスクすることを特徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載の平面光回路の作製方法。
【請求項１０】
前記遮蔽材の前記開口がスリット状であることを特徴とする請求項９に記載の平面光回路の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面光回路およびその作製方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、光通信や光情報処理の分野で用いられる平面光回路において、特にフォトダイオードや面発光レーザー等の受発光素子の平面光回路への実装や平面光回路への垂直光ファイバ接続の際に必須となる導波光の垂直入出力構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信や光情報処理の分野において、平面光回路の一領域から光波の一部または全部を取り出して、その光波の強度をフォトダイオード（以下「ＰＤ」という）を用いて受光したり、あるいは逆に半導体レーザーダイオード（以下「ＬＤ」という）からの出力光を上記平面光回路に入力させるといったような構成の実現のため、平面光回路と受発光素子との光結合が必要になる。このような光素子と平面光回路との光結合構造として、光導波路軸と略垂直に光波を反射させる光路変換ミラーを、平面光回路の所望の微小部位に設ける構造が提案されている。
【０００３】
図１の（ａ）〜（ｃ）は、特許文献１、特許文献２、および特許文献３に記載された光路変換ミラーと同様な構成の従来例を示しており、（ａ）は光路変換ミラーの斜視図、（ｂ）はそのＡＡ線に沿う縦断面図、（ｃ）はミラー形成に関して中心的な役割を担う斜め蒸着工程を説明するための模式図である。
【０００４】
平坦な基板１０１上に形成された、コア１０２およびクラッド１０３からなる光導波路１０４の端部には、図１の（ａ），（ｂ）に示すような矩形のミラー溝１０５が設けられており、この溝１０５内の導波路端と対向する壁面には、ミラー溝１０５と連接して設けられた樹脂供給溝１０６を伝って供給された液状硬化物質により斜面１０７が形成されている。この斜面１０７上に金薄膜を被覆することにより光路変換ミラー１０８が形成されている。このミラー１０８によって光導波路１０４中の伝播光の一部を基板１０１の面から図の上方に取り出すことができる。
【０００５】
このような光路変換ミラー１０８は、ミラー溝１０５と樹脂供給溝１０６を形成しておけば、例えば特許文献３と同様の方法によって、光導波路端１０４Ａの対向部に形成することができる。この製造工程を具体例で説明する。まず、基板１０１の斜め上方３５．３度の角度（ψ＝３５．３度）からＴｉを０．１μｍの厚みに斜め蒸着する。すると、図１の（ｃ）の網点の部分１０９は影となって、ここにはＴｉは付着しない。次に、光回路を回転させながら、影ができないようにして全面にＣｒを０．１μｍの厚みに蒸着する。次に、希フッサン液に浸漬してＴｉでＣｒをリフトオフすると、図１の（ｃ）の網点の部分、すなわちＴｉ斜め蒸着の時に影になった部分１０９にＣｒが残る。次に、全面に表面処理を施して、後に使用する液状硬化樹脂に対する接触角４５度以上にする。次に、Ｃｒエッチング液で表面処理膜をリフトオフすると、図１の（ｃ）の網点１０９の領域は、液状硬化樹脂に対してヌレが良く、一方それ以外の領域は接触角が４５度以上となって液状硬化樹脂に対してヌレが悪くなる。このようなヌレ性を呈するミラー溝１０５に樹脂供給溝１０６を伝って液状硬化樹脂を供給すると、図１の（ａ）に示すように、光導波路１０４の端１０４Ａと対向する部位に４５度の斜面が形成される。ここで液状硬化樹脂とは、上述のようにミラー溝１０５に供給する際には液状のものであり、供給後に硬化させることによって斜面を形成する樹脂材料のことである。この４５度の斜面上に反射材として金を付着せしめて垂直光路変換ミラー１０８とすれば、導波路端１０４Ａから出射した導波光は回路面に対して垂直に出射する。
【０００６】
なお、上述の製造工程によって、斜面角度が４５度となるのは、上記の蒸着角度の関係から図１の（ｃ）の座標軸に示した角度φが４５度となるからである。逆に言えば、基板面内の蒸着方向χ＝４５度とし、このときに斜面角度φを４５度になるように、蒸着角度ψを３５．３度に設定してある。すなわち、蒸着角ψは、所望の斜面角度φに対して、
ψ＝atan(cos(χ)tan(φ))                    …（数式6）
の関係を満たすように設定されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−０２６５１５号公報
【特許文献２】特開平９−３１８８５０号公報
【特許文献３】特開平１１−０８４１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、光路変換ミラーを基板内に複数個配置する場合には、上述の従来提案されている技術のみでは不十分である。すなわち、上述のように設計したミラー溝を基板内で位置をずらして複数個配置し、一括して斜め蒸着工程を施してミラーを形成すると、基板内でミラー角度の分布が発生し、精度よく４５度の角度を得られないという点があった。本発明者らが実施したところによれば、４インチ基板面内で最大±６度程度のミラー角度誤差が発生した。このミラー角度誤差は光の反射角にすると±１２度に相当する。この程度の角度誤差は、直径３００μｍ程度の大きな受光径を有する面型ＰＤ素子を基板上面のミラーの極近に実装する場合には問題とならないが、受光径が小さいＰＤを実装する場合や、基板上面から距離が離れる場合には、いわゆる「ケラレ」による損失が生じ、受光感度が低下する結果となるため、好ましくない。
【０００９】
このような角度誤差が発生してしまう原因は、蒸着装置内での蒸発物質の飛散現象にある。すなわち、蒸着装置内では、蒸着源と基板との距離が十分大きくないため、基板上のあるミラーに対して上記面内蒸着方向χ、蒸着角度ψを設定したとしても、基板上でそれと離れた位置（ｘｉ，ｙｉ）にあるミラーに対しては、蒸着方向、蒸着角度ともにわずかに異なるため、基板面内でミラー角度の誤差が発生してしまうのである。従来では、単独のミラーの設計に関しては提案されていたが、上述のような斜め蒸着時の蒸発物質の飛散現象を詳細に考慮した設計および作製方法までは知られていなかった。このため、実際に複数ミラーを基板内に配置した平面光回路を作製しようとすると、大きな角度誤差が発生してしまっていた。
【００１０】
本発明の目的は、上記のような従来技術の課題を解決し、ミラー角度精度の高い光路変換ミラー構造を有する平面光回路およびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明者らは、蒸発物質の飛散現象を詳細に解析し、基板内の各位置でミラー面方向を所定の数式を用いて適切に設計することにより、斜め蒸着工程において発生する角度誤差を補正できること、またさらに、面内の任意の位置でそれぞれ所望のミラー角度を得ることができることを見出した。
【００１２】
すなわち、上記目的を達成するため、本発明の平面光回路は、平坦な基板上に、コアおよびクラッドから成る光導波路と、該光導波路のコアと交わる第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有して該コアよりも深く形成された溝と、該溝内で該第２の端面に接して設けられて前記光導波路からの出力光を前記基板上方へ導き、および／または前記基板上方からの入力光を前記光導波路へ導くためのＮ個（Ｎは少なくとも２以上の整数）の光路変換ミラーとを備えた平面光回路において、前記各光路変換ミラーは、前記第２の端面と接する第１の辺と、前記溝の底面の一部領域を占める第２の辺と、前記基板に対して傾斜した面を構成する第３の辺とを有する略三角形状断面に形成された反射材支持層と、該反射材支持層の該第３の辺の傾斜面の表面に布設された反射材とから形成されており、前記溝の底面の前記一部領域を、前記基板斜め上方の所定の定点から該溝を見込んだときに前記第２の端面の陰となる領域として規定し、かつ前記基板の表面をｘ−ｙ面とし、前記定点をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系において該座標系の原点と前記定点間の距離を一定のＤとし、前記定点と前記原点とを結ぶ線分がｚ軸となす角を一定のθとするとき、ｘ，ｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）とするｉ番目（ｉは１〜Ｎ）に配置された前記光路変換ミラーの前記傾斜面が前記基板面となす所定の角度δｉに対して、該ｉ番目の前記光路変換ミラーにおける前記第２の端面がｘ軸となす角βｉ、すなわちｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表わす角βｉが、下記の数式１、数式２で表される関係を満たすように設定されていることを特徴とする。
【００１３】
【数１】
2005241762.tif 000003
【００１４】
また、本発明の平面光回路の他の態様は、前記溝の底面の前記一部領域を、前記基板斜め上方の所定の点から該溝を見込んだときに前記第１の端面の蔭となる部分を除いた領域として規定し、かつ前記溝の深さをＴ、第１の端面と第２の端面間の距離をＧとし、かつ前記基板の表面をｘ−ｙ面とし、前記基板斜め上方の定点をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系において該座標系の原点と前記定点間の距離を一定のＤとし、前記定点と前記原点とを結ぶ線分がｚ軸となす角を一定のθとするとき、ｘ，ｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）とするｉ番目（ｉは１〜Ｎ）に配置された前記光路変換ミラーの前記傾斜面が前記基板面となす所定の角度δ２ｉに対して、該ｉ番目の前記光路変換ミラーにおける前記第２の端面がｘ軸となす角βｉ、すなわちｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表わす角βｉが、下記の数式３、数式４、数式５で表される関係を満たすように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
【数２】
2005241762.tif 000004
【００１６】
ここで、前記平面光回路は、同一の単位光回路パタンを複数個基板面内に配置したものであり、前記単位光回路パタンは、少なくともひとつ以上の前記光路変換ミラーを備え、前記単位光回路パタン上に設けたｘ′−ｙ′座標系において、前記光路変換ミラーの前記溝の前記第２の端面とｘ′軸とのなす角をβ″とし、前記単位光回路パタンのｘ′軸と前記ｘ−ｙ−ｚ直角座標系におけるｘ軸とのなす角をβ′とするとき、これらβ、β″の和（β′＋β″）が、前記βｉとして、前記数式１および前記数式２、または前記数式３、前記数式４、前記数式５を満たすように、前記各単位光回路パタンを配置したことを特徴とすることができる。
【００１７】
さらに、前記所定の定点が、前記光路変換ミラーを形成するための斜め蒸着工程で用いる蒸着源の位置、または前記光路変換ミラーを形成するための斜め露光工程で用いる露光源の位置であることを特徴とすることができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するため、本発明の平面光回路の作製方法は、平坦な基板上にコアおよびクラッドから成る光導波路と、該光導波路の光路を該基板の上方向に変換するためのＮ個（Ｎは少なくとも２以上の整数）の光路変換ミラーとが形成された平面光回路の作製方法において、前記平面光回路の面内の所定の部位に、前記導波路のコアと交わる第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有すると共に、前記クラッド表面から前記コアまでよりも深い矩形断面の溝を形成する溝形成工程と、次いで、前記溝に対して前記第２の端面側の斜め上方の定点に位置する蒸着源から該溝に向かって特定の物質を蒸着する斜め蒸着工程と、次いで、前記定点から前記溝を見込んだときに前記第２の端面の陰となる該溝の底面の一部領域と該第２の端面とからなるコーナー部に液状硬化物質を充填し、しかる後に、該液状硬化物質を硬化させて傾斜面を形成し、その後、該傾斜面上に反射材を付着して前記光路変換ミラーを形成するミラー形成工程とを有し、前記斜め蒸着工程において、前記基板の表面をｘ−ｙ面とし、前記定点をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系において該座標系の原点と前記定点間の距離を一定のＤとし、前記定点と前記原点とを結ぶ線分がｚ軸となす角を一定のθとし、ｘ，ｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）とするｉ番目（ｉは１〜Ｎ）に配置された前記光路変換ミラーの前記傾斜面が前記基板面となす所定の角度δｉに対して、該ｉ番目の前記光路変換ミラーにおける前記第２の端面がｘ軸となす角βｉ、すなわちｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表わす角βｉが、前記の数式１、数式２で表される関係を満たすように予め設定されており、同一の前記蒸着距離Ｄと同一の前記蒸着角θで一括してＮ個の前記光路変換ミラーの斜め蒸着を行なうことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の平面光回路の作製方法の他の態様は、前記溝に対して前記第１の端面側の斜め上方の定点に位置する蒸着源から該溝に向かって所定の物質を蒸着する斜め蒸着工程と、次いで、前記定点から前記溝を見込んだときに前記第１の端面の陰となる部分を除いた該溝の底面の一部領域と該第２の端面とからなるコーナー部に液状硬化物質を充填し、しかる後に、該液状硬化物質を硬化させて傾斜面を形成し、その後、該傾斜面上に反射材を付着して前記光路変換ミラーを形成するミラー形成工程とを有し、前記斜め蒸着工程において、前記溝の深さをＴ、第１の端面と第２の端面間の距離をＧとし、かつ前記基板の表面をｘ−ｙ面とし、前記基板斜め上方の定点をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系において該座標系の原点と前記定点間の距離を一定のＤとし、前記定点と前記原点とを結ぶ線分がｚ軸となす角を一定のθとするとき、ｘ，ｙ座標（ｘｉ，ｙｉ）とするｉ番目（ｉは１〜Ｎ）に配置された前記光路変換ミラーの前記傾斜面が前記基板面となす所定の角度δ２ｉに対して、該ｉ番目の前記光路変換ミラーにおける前記第２の端面がｘ軸となす角βｉ、すなわちｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表わす角βｉが、前記の数式３、数式４、数式５で表される関係を満たすように予め設定されており、同一の前記蒸着距離Ｄと同一の前記蒸着角θで一括してＮ個の前記光路変換ミラーの斜め蒸着を行なうことを特徴とする。
【００２０】
ここで、前記定点の位置に前記蒸着源の代わりに露光光源を配置し、該露光光源から前記溝に向かって露光することにより、前記溝底面の一部領域に前記液状硬化物質を充填可能にさせる斜め露光工程を、前記斜め蒸着工程の代わりに用い、該斜め露光工程において、前記数式１および前記数式２、または前記数式３、前記数式４、前記数式５を満たすように、前記βｉが予め設定されていることを特徴とすることができる。
【００２１】
また、前記平面光回路は、同一の単位光回路パタンを複数個基板面内に配置したものであり、前記単位光回路パタンは、少なくともひとつ以上の前記光路変換ミラーを備え、前記単位光回路パタン上に設けたｘ′−ｙ′座標系において、前記光路変換ミラーの前記溝の前記第２の端面とｘ′軸とのなす角をβ″とし、前記単位光回路パタンのｘ′軸と前記ｘ−ｙ−ｚ直角座標系におけるｘ軸とのなす角をβ′とするとき、これらβ、β″の和（β′＋β″）が、前記βｉとして、前記数式１および前記数式２、または前記数式３、前記数式４、前記数式５を満たすように、前記各単位光回路パタンの配置を設定することを特徴とすることができる。
【００２２】
また、前記斜め蒸着工程または前記斜め露光工程において、前記基板と蒸着源、または前記基板と前記露光光源との間に、遮蔽材を設けるとともに、該遮蔽材は一部に開口を有し、該開口を通じて、同一の前記Ｄ，前記θに対して基板面内のミラー方向βｉを設定した複数の前記光路変換ミラーの部位のみを前記蒸着源または前記露光光源に対して露出し、それ以外の部位はマスクすることを特徴とすることができる。
また、前記遮蔽材の前記開口がスリット状であることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
上記のように、本発明によれば、基板内に複数の光路変換ミラーを有し、これらミラーを斜め蒸着工程を用いて作成するマイクロミラー付き平面光回路において、斜め蒸着時の蒸発物質の飛散現象を考慮して、蒸着源と基板および個々のミラーとの位置関係を基に、基板内で均一な所定のミラー角度が得られるように、各ミラー作成位置とミラー面方向とを上記の数式１，２、または上記の数式３，４，５を用いて設定するようにしたので、以下の効果が得られる。
（１）大面積の基板上の任意の位置に配置された複数のミラーを、それぞれ所望のミラー角度に設定することが可能となり、かつ高い角度精度を実現できる。
（２）ミラー面方向を表わす角βｉを設計した回路、または基板に対して、これを設計する段階で予め決めた同一の蒸着角θと同一の蒸着距離Ｄで（即ち一回の蒸着で）、一括して複数のミラーの斜め蒸着ができるようになり、これによって工程数を大幅に減少させることができる。
（３）光回路に対して個々のミラー面方向を設定することに加え、光回路自体を基板に対して傾けて配置することにより、同一の光回路を基板上に複数レイアウトすることが可能となり、またこれによって設計および検査を簡略化することができる。
（４）斜め蒸着工程において開口を有する遮蔽材を用いることにより、より柔軟なミラー設計が可能となり、特にスリット状開口を用いることで、多くの場合、設計の単純化および光回路配置の高密度化に有効となる。
（５）斜め蒸着の代わりに斜め露光を用いる場合にも、同様に適用でき、同様な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。  
（基本構成）
最初に、本発明の実施の形態に共通する本発明の基本構成について説明する。ここでは、説明の簡潔のため、基本的な点のみについて説明し、その他の付加的な発明や詳細に関しては、後述の個別の実施の形態において具体例とともに述べることとする。
【００２５】
図２および図３は、本発明で用いる座標系について説明するための模式図である。図２の（ａ）は斜め蒸着時の蒸着源２１と基板２２とを含む系全体を示す斜視図、図２の（ｂ）はそのｘ−ｙ面への投影図である。図３の（ａ）は基板面内の位置（ｘ，ｙ）に配置されたミラー（図示しない）と蒸着源２１との関係を表す斜視図、図３の（ｂ）は図３の（ａ）を蒸着源２１とミラー位置（ｘ，ｙ）とを含み基板と垂直な平面Ｓで切った断面図である。
【００２６】
座標系は基板２２をｘ−ｙ面に含み、蒸着源２１をｙ−ｚ面に含むｘ−ｙ−ｚ直角座標系であり、正負の方向は図示の通りである。また、簡単のために、座標原点Ｏは基板２２の中央とした。図中において、ｘ，ｙはそれぞれ基板上のｘ座標、ｙ座標、Ｄは蒸着源２１と座標原点との距離、θは蒸着源２１と座標原点Ｏとを結ぶ線分がｚ軸となす角であり、斜め蒸着角度に相当する。αは個々のミラーと蒸着源２１とを結ぶ直線が基板面となす角、βは個々のミラーの第２の端面、すなわちミラー溝において導波路端と対向する端面がｘ軸となす角であり、ｘ−ｙ面におけるミラー面方向を表す。γは蒸着源２１と個々のミラーとを結ぶ直線のｘ−ｙ面への投影と、ミラーの第２の端面との間の角であり、δはミラーの第２の端面および基板面２２と垂直に交わる平面への、蒸着源と２１ミラーとを結ぶ直線の投影が基板面となす角であり、ミラー角度に相当する。また、以下の説明において、添え字ｉは個々のミラーに付した番号の意味で用いる。
【００２７】
以上のように座標系を設定すると、ｉ番目のミラーにおけるミラー角度δｉは以下のように表すことができる。
【００２８】
【数３】
2005241762.tif 000005
【００２９】
ここで、
【００３０】
【数４】
2005241762.tif 000006
【００３１】
の関係を用いれば、
【００３２】
【数５】
2005241762.tif 000007
【００３３】
と整理できる。また、γｉは以下の関係を満たす。
【００３４】
【数６】
2005241762.tif 000008
【００３５】
数式１、数式２が個々のミラー角度δｉを表すものであり、逆に所望のミラー角度δｉを得るためには、これらの関係を満たすように、ミラー座標（ｘｉ，ｙｉ）に配置したミラー面方向βｉと、蒸着源位置Ｄおよびθを設定すればよい。ただし、複数のミラーに対して個別に蒸着源位置を設定すると、一度の蒸着工程でひとつのミラーしか形成できないから、できるだけ同一のＤ，θに設定された一度の蒸着工程で多くのミラーの蒸着処理を施すことが肝要である。そのためには、ミラー面方向βｉを基板内で適宜設計すればよい。
【００３６】
具体的な値を計算するため、上記関係式の逆正接をとると、次の、数式９、数式１０のように表現できる。なお、逆三角関数は多価関数であるが、ここでは計算の便のため主値をとるものとし、計算上で扱う角度範囲を、δは０〜π、γは−π〜πとしておくために、以下のように場合分けして表現した。
【００３７】
【数７】
2005241762.tif 000009
【００３８】
図４の（ａ），（ｂ）は、上記数式９，１０から得られたミラー角度分布を示す。それぞれ等高線図、３次元プロットであり、本発明を用いずに、同一設計、すなわちミラー面方向βが等しいミラーを１０ｃｍ角の基板上に配置した場合に生じるミラー角度の分布を示している。従来例に述べたのと同様に、蒸着角θは５４．７°（従来例のψ＝３５．３°と同等）、ミラー面方向βは４５°（従来例のχ＝４５°と同等）とした。また、蒸着源の距離Ｄは５０ｃｍとした。同図からわかるように、本発明を用いない場合、ミラー角度４５度を中心として、４インチ基板で最大±７°程度の角度誤差が発生してしまうことがわかる。尚、このとき、概ねβ方向には分布は生じず、それと直交する方向に一様に傾斜した分布が発生する特徴がある。
【００３９】
これに対して、本発明によれば、蒸着源と基板および個々のミラーとの位置関係を考慮し、ミラー面方向βを個々のミラーごとに適宜設計することにより、ミラー角度精度の高い光回路を提供することができる。すなわち、上述の関係式１，２から、所望のδｉに対して、βｉを決定すればよい。
【００４０】
具体的な事例を示すために、ミラー面方向βについて整理すると、以下の数式１１，１２のように表すことができる。なお、所望のδｉを与えた場合の最適なβｉは２つの解β１，β２がある。そこで、ここでは取り扱うβの範囲を−π／２〜π／２までとし、逆三角関数は主値をとるものとして、場合分けをして２つの解のそれぞれを表現した。
【００４１】
【数８】
2005241762.tif 000010
【００４２】
または
【００４３】
【数９】
2005241762.tif 000011
【００４４】
図５の（ａ），（ｂ）は、上記の数式１１を用いて計算した最適なβの設定値を１０ｃｍ角の基板上で示したものであり、図５の（ａ）が等高線図、図５の（ｂ）が３次元プロットである。前述の図４と同様に、蒸着源の距離Ｄは５０ｃｍ、蒸着角θは５４．７°とした。図５の（ａ），（ｂ）から、この場合のミラー面方向は４５°を中心に４インチ基板の端では±１０°程度回転させればよいことがわかる。このように設定した場合のミラー角度δの分布を図５の（ｃ）に示す。図５の（ｃ）から、上記のように本発明を適用し、適切なミラー設計および蒸着工程設計を行うことによって、基板内で精度よく４５度のミラーが形成できることがわかる。
【００４５】
さらに、数式１２を用いた場合を、同様に図６の（ａ）〜（ｃ）に示す。図５と異なるのは、−４５度付近を中心に設定されているのと、分布の方向が９０°異なる点である。このようにある所望のδを与えると９０°異なる２つの解が得られる。以下特に説明しない限り、数式１１のみを用いて説明するが、異なるβの設定が可能であることは注意されたい。
【００４６】
図５、図６の例では、簡単のため、基板内のすべてのミラー角度を４５°、すなわち垂直に光路変換をする場合について示したが、同様の手法により、個々のミラーごとに所望のミラー角度δｉを設定し、各々最適なミラー面方向βｉを決めれば、基板面内の任意の位置に配置したミラーに対して任意のミラー角度を精度よく与えることもできる。
【００４７】
以上、本発明の基本的な内容についてのみ説明した。本発明の最大の特徴は、斜め蒸着工程における蒸発物質の飛散現象をも考慮して、基板内の各位置でミラー面方向や蒸着源位置Ｄ，θを適切に設計することにある。これにより、基板上に複数の光路変換ミラーを配置する場合にも、工程の増加なく高い精度でミラー角度を設定することが可能となる。
【００４８】
（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施の形態の具体例について詳細な説明を行う。なお、以下の実施の形態ではすべて、光導波路として石英系平面光回路を用い、また、光導波路上部にＰＤ素子を設置することを想定して説明を行うが、これは単に説明を容易にするためのものであって、本発明はこれに限定するものではない。また、ミラー溝や樹脂供給溝の構造、および樹脂供給方法に関しては、主として特許文献２，３に記載された、図１と同様のものであるとして、ここでは、その詳細な説明は省略する。本発明の要点は、ミラー面の配置と、その作製方法であって、ミラー溝や樹脂供給溝の構造、および樹脂供給方法に関して限定するものではないからである。
【００４９】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る平面光回路の構成を示す平面図である。基板としてＳｉ基板７１を用い、これにＳｉＯ２を主成分とするガラスから成る石英系光導波回路を、火炎堆積法、及びドライエッチング法を用いて作製する。コア−クラッド間の比屈折率差は０．５％、下部クラッドの厚みは２０μｍ、導波路コアは７μｍ角、上下両クラッドを含む全厚みは４０μｍである。
【００５０】
この光回路は、１６本の光導波路７２と、その各々の端部に設けた１６個の光路変換ミラー１〜１６からなり、光路変換ミラー１〜１６は５ｍｍ間隔で４行４列に配置してある。本平面光回路は、各ミラー１〜１６の上部に４ｍｍ径のＣＡＮパッケージに内蔵した面型ＰＤを実装することにより、１６チャネルのＰＤアレイ部品として利用することができるものである。
【００５１】
各々のミラー部１〜１６の構造は、図１に示す従来例と同様である。すなわち、導波路端部に、図１に示すような幅Ｗが１９０μｍでＳｉ基板７１まで達する深さ４０μｍのミラー溝７３を、またこのミラー溝７３に連結され光回路端まで伸びる幅３７μｍの樹脂供給溝７４をドライエッチングによって形成してある。ミラー溝７３の底部にはミラー形成樹脂に対してヌレ性のよい領域が導波路端を含む第１の端面と対向する第２の端面に接して設けられており、樹脂供給溝７４を伝って供給されたミラー形成樹脂は溝底部のそのヌレ性の良い領域と第２の端面との間に傾斜面を形成している。さらに、その表面には金が蒸着されて光路変換ミラー１〜１６を構成している。いずれの光路変換ミラー１〜１６も、そのミラー角度はほぼ４５度であり、導波路７２からの出力光は光路変換ミラー１〜１６により基板７１に対して垂直上方に出射されるようになっている。
【００５２】
さて、このような平面光回路は、次のように作製できる。まず、シリコン基板７１上に火炎堆積法によって下部クラッド層を堆積し、次いでその下部クラッド層上にコア層を堆積し、反応性イオンエッチングにより導波路７２を図７に示すように形成し、形成された導波路７２を上部クラッド層によって埋め込む。続いて、反応性イオンエッチングにより、１６箇所の導波路端部にミラー溝７３および樹脂供給溝７４を形成する。
【００５３】
従来例でも説明したように、このようなミラー溝７３と樹脂供給溝７４を形成しておけば、特許文献３に記載の方法と同様の方法によって、光導波路端の対向部に光路変換ミラー１〜１６を形成することができる。すなわち、図１で既述したように、表面処理および斜め蒸着によって、ミラー溝底部のヌレ性制御加工を施し、次いで液状硬化樹脂を供給して斜面を形成し、この斜面の上面に金を蒸着すれば、光路変換ミラー１〜１６が得られる。
【００５４】
本実施の形態において、本発明に特有な特徴の第１は、１６個のミラー１〜１６のミラー面方向が同一ではなく、適切な値に設計されている点である。図７は、設計に用いた座標系と、ミラー番号１およびミラー番号４のミラー面方向βを示す拡大図を併せて示している。また、各々のミラー面方向βの詳細な設計値は図８に示す通りである。図８からわかるように、ミラーの位置座標（ｘ，ｙ）に応じてミラー面方向βは４３．４度から４６．４度まで異なる値に設定してある。なお、ミラーの位置座標として、ここでは光ビームの反射中心をとった。正しくは光ビームの反射中心と蒸着源とを結ぶ線とクラッド上面との交点をとることが望ましいが、ミラー溝７３が数１００μｍ程度のサイズであり、この範囲での角度分布はほぼ無視できるため、ミラーの位置座標として光ビームの反射中心をとっても、実際には問題は生じない。
【００５５】
また、本発明に係る第２の特徴は、上記ミラー設計と併せて、蒸着源と基板および個々のミラー位置との関係を所定の設定にして、上記の斜め蒸着工程を実施した点にある。すなわち、図７のｘ−ｙ座標軸を図２のｘ−ｙ軸と同等の関係になるように蒸着源と基板との関係をセットしている。そして、Ｄ＝５０ｃｍ、θ＝５４．７°としてある。なお、Ｄは蒸着源と座標原点との距離、θは蒸着源と座標原点とを結ぶ線分がｚ軸となす角で、斜め蒸着角度に相当する。
【００５６】
図８中に示すように、以上の設計および作製方法によって、４５°±０．０３°と極めて精度が高いミラー角度δを期待できる。ちなみに、本発明を適用せずに、ミラー面方向をすべて同一とした場合には、全幅で１．５°程度の角度誤差分布が発生してしまう。
【００５７】
実際に作製した本実施の形態の平面光回路を測定したところ、ミラーからの出射光はいずれも基板に対してほぼ９０°であり、±１°以下の良好な角度精度を有していた。すなわち、ミラー角度は４５°±０．５°以下であった。
【００５８】
以上のように、本発明によるただ一度の斜め蒸着工程によって、高い精度でミラー角度が設定された光路変換ミラーを複数個基板上に配置した平面光回路を実現することができる。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る単位光回路チップを示す平面図であり、図１０は、この単位光回路チップを４インチ（１０．１６センチ）・シリコン基板上に６８チップ配置した平面光回路のレイアウトを示す平面図である。
【００６０】
図９に示すように、単位光回路９０となる８チャネルＰＤアレイ回路は、石英系光導波路からなり、８本の光導波路９２とその端部に設けた８個の光路変換ミラー１〜８からなる。単位光回路９０の回路サイズは縦４ｍｍ、横１５ｍｍとし、光路変換ミラー１〜８のピッチは２．５４ｍｍピッチで２行４列に配置してある。
【００６１】
ミラー部１〜８の構造は従来例および本発明の第１の実施の形態と同様の構造であるのでその詳細な説明は省略するが、ミラー面方向は８個のミラーで図９中に示すように設定した。すなわち、単位光回路の座標系として、ミラー番号４と５の中点を原点Ｏとするｘ′−ｙ′座標系を設け、ｘ′軸に対するミラー面方向β″を、４５°を基準に、ミラー番号１および８は＋２．７°、ミラー番号２および７は＋１．８°、ミラー番号３および６は＋０．９°、ミラー番号４および５は０°に設定した。
【００６２】
以上のように設定された８チャネルＰＤアレイ回路を単位光回路９０として、図１０に示すように基板９５上に６８チップレイアウトした。すなわち、基板９５の中央を原点Ｏとする基板ｘ−ｙ座標のｘ軸に対する各単位光回路で定義したｘ′軸の角度β′を、本図の向かって左の列から順に、それぞれ７．２°、１．５°、−４．４°、−１１．３°に設定した。したがって、基板９５のｘ軸に対する個々のミラー面方向βは、
β＝β′＋β″
に設定されており、具体的には、βは基板全面で最大５４．９°、最小３３．７°である。ここで、すべてのβが、公差を含む所望のミラー角度４５°±１°を実現するよう、上述の数式１，２を満たすように設定してある。このように基板上のミラー面方向βを所定の幅をとるように、光回路内でのミラー面方向と光回路の基板に対する回転角とを適切に選ぶことによって、同一の光回路を基板上にレイアウトすることが可能である。
【００６３】
なお、本実施の形態では、基板の作製が終了した時点で、ダイシングソーによって単位光回路に切り出すため、切断作業が容易となるように複数個づつまとめてバー状に配置している（図１０参照）。
【００６４】
また、単位光回路の作製工程は、本発明の第１の実施の形態と同様である。当然、ここでも、斜め蒸着時の設定は図２に示した通りとし、図１０のｘ−ｙ軸を図２のｘ−ｙ軸に一致させるように設定した。ただし、蒸着源と座標原点との距離Ｄ＝２７ｃｍ、斜め蒸着角θ＝５４．７°とした。
【００６５】
本実施の形態の平面光回路を実際に作製したところ、ミラー角度は、単位光回路内で４５°±０．５°、４インチ基板全体でも４３°〜４６°であり、十分な設定精度が得られた。
【００６６】
本発明は、ミラー位置に応じてミラー面方向を適宜設定するものであるが、同一機能の光回路チップを大面積の基板上に多数レイアウトする場合には、不都合な面も生じる。つまり、個々のチップごとにミラー面方向をすべて設計しなおすのは手間がかかるし、検査工程もすべて異なる回路レイアウトになってしまって作業能率が低下したり、問題点の発見を遅らせる要因になることもある。
【００６７】
これに対して、本実施の形態における特徴は、個々のミラー面方向の設定に加え、チップ自身を基板に対して回転させて配置した点であり、このような設計により、同一の光回路チップをウエハ上に複数レイアウトすることが可能になり、これによって、光回路の設計および検査等が大幅に単純化できるという、実用上極めて大きな効果が得られた。なお、このような設計が可能であるのは自明なことではない。前述したように、本発明者らは角度誤差の発生現象を調べた結果、その分布はおおむね一様になるということを見出し、この特性を利用することによってはじめて本発明は成しえたのである。
【００６８】
（第３の実施の形態）
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る平面光回路を示し、本発明の第２の実施の形態で用いた図９の単位光回路８４チップを４インチ基板上にレイアウトした様子を示している。図１１に示すように、チップを上下方向に配列したバー（アレイ）９６を、基板９５の左から順に第１、第２・・第５列まで配置してある。また、図中ｘ−ｙ座標軸は、図１０の第２の実施の形態と同様に基板中央を原点Ｏとして設定してある。
【００６９】
本発明の第２の実施の形態と異なる本実施の形態の特徴は、第１に、チップの回転はせずに、通常通り格子状にチップ９０をレイアウトしたことである。また、第２に斜め蒸着時にスリット状の開口を設けた後述の遮蔽材を用いた点である。これらの特徴とその効果に関して以下に説明する。
【００７０】
図１２は、本実施の形態における斜め蒸着時の設定を示す模式図である。本実施の形態が本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態と異なる点は、基板９５と蒸着源９７との間にスリット状の開口９８を有する遮蔽材９９を設けた点である。ここで遮蔽材９９は１ｍｍ厚のアルミ板とし、スリット開口８７の寸法は、図９の単位光回路９０のうち８個のミラー部が露出できるように幅１０ｍｍとし、長さは１２ｃｍとする。この遮蔽板９９を、基板９５の表面から１ｍｍ離して基板９５と並行に設置し、かつスリット開口９８の長辺方向とｘ座標軸とのなす角βｓが上記バー９６の傾きと等しくなるように、図１２に示す通りにセットする。
【００７１】
この状態で、斜め蒸着工程は以下のように５回に分けて行う。すなわち、図１２の（ａ）に示すように、蒸着源９７に対して第１列のバーのミラー部がスリット開口９８から露出するようにマスク（遮蔽板）９９をセットし、蒸着角θ１で第１回目の斜め蒸着を行う。
【００７２】
次に、第２列のバー９６のミラー部が露出するように図１２の（ａ）中の矢印の方向にマスク９９を並行移動し、図１２の（ｂ）に示すように、加えて蒸着角がθ２となるように、蒸着源９７に対する基板９５とマスク９９の向きを変更する。この状態で第２回目の斜め蒸着を行う。後はこれと同様に、第３列から第５列まで順次マスク９９を並行移動して第３回目から第５回目の斜め蒸着を行う。このとき、蒸着源９７と座標原点との距離Ｄは２７ｃｍで一定とし、基板９５とマスク９９をそれぞれ回転シャフト（図示しない）に取り付けて、蒸着角θとマスク開口位置のみを変更している。具体的な蒸着角θは、第１例から第５列のバー９６に対して、それぞれθ１＝５０．６°、θ２＝５３．２°、θ３＝５５．８°、θ４＝５８．４°、θ５＝６１°である。なお、斜め蒸着を除くほかの工程は本発明の第１、第２の実施の形態で前述したものと全く同様である。
【００７３】
以上のようにして実際に作製した本実施の形態の平面光回路のミラー角度は、基板全面にわたって４４°〜４６°の範囲で精度よく作製されていた。
【００７４】
このような高いミラー角度精度が得られたのは、斜め蒸着によって生じる角度分布は、ミラー面方向βに沿う方向に対しては発生せず、これと直交する方向に対して一様な分布が発生するという前述した現象を応用して、回路レイアウトと蒸着工程の設計を行ったためである。すなわち、本実施の形態では、ミラー面方向βと概略同じ方向βｓに沿ってバー状にチップ９０を配列し、このバー９６を単位として斜め蒸着工程を施している。このようにすれば、一括して同一の斜め蒸着工程を施しても、バー上のミラー角度は均一に作製できることとなる。蒸着源距離Ｄ、蒸着角度θは、βｓと数式１，２を満たすように決定すればよい。一方、バー９６と直交する方向には角度分布が発生するため、同一の蒸着源距離Ｄ，蒸着角度θの設定では、残りのバー９６の角度がずれてしまう。そのため、蒸着角度θをバー９６ごとに変更し、いずれも所望のミラー角度が得られるよう、数式１，２を満たすように蒸着角度θを設定している。なお、Ｄ，θ，βｓのいずれを変更しても、またその併用でも構わないが、ここでは回転シャフト（図示しない）を用いるだけで容易に実施可能なθの再設定を選択している。
【００７５】
前述した本発明の第２の実施の形態によれば、同一の蒸着工程で基板上に形成した複数のミラーを処理することが可能となるが、その一面、ミラー方向の設計が制限されるため、極めて多数のマイクロミラーを設ける場合や、他の光回路と高密度な集積化を行う場合には、不都合となることもある。そのような場合には、蒸着工程の増加と設計の容易さとを勘案して、本実施の形態のように、必要であればＤ，θの設定の異なる蒸着工程を複数回行えばよい。
【００７６】
このような工程は、基板９５と蒸着源９７との間に、ある蒸着工程に対して所定のミラーのみを露出する開口９８を有する遮蔽材９９を設けることによって可能となる。このとき、開口９８は、ランダムな複数の穴でも良く、それをケースに応じて用いてもよいが、本実施の形態で示したような特に直線スリット状の開口９８を有する遮蔽材９９を用いることは、多くの場合、有効である。なぜなら、前述したようにミラー角度の誤差分布は基板面内のある１方向に生じ、それと直交する方向ではその誤差分布は小さいからである。つまり、ミラー角度の誤差分布の小さい方向に沿ってスリット状の開口９８を設ければ、同一の蒸着工程で多くのミラーを処理できるので効率的であり、加えて図１１からもわかるように、基板９５への光回路レイアウトも単純で多数のチップを配置することができるようになるという大きな利点が生まれる。
【００７７】
（第４の実施の形態）
図１３は、本発明の第４の実施の形態に係り、蒸着方向を逆転した光路変換ミラーの形態とその作製方法を説明する模式図である。
【００７８】
上述の第１〜第３の実施の形態では、従来技術と同様に、ミラー溝底部の斜面形成領域が陰となるように、導波路端と対向する端面の側から斜め蒸着を施していたが（図１参照）、これと反対に導波路端の側が陰となるような斜め蒸着工程を用いても、図１に示すような光路変換ミラーを作製することは可能である。後者の蒸着方法に関しては、特許文献２に記載されているように、液状硬化樹脂に対してヌレ性の良い第２のヌレ性制御物質を導波路端側から斜め蒸着しても良いし、あるいは、同方向からリフトオフ用の犠牲層としてＣｒ等を斜め蒸着し、その後、液状硬化樹脂に対してヌレ性の悪い表面処理コートを施し、Ｃｒのリフトオフによってこれを除去するといった工程も適用可能である。
【００７９】
このような蒸着方向が逆になった場合にも、本発明の要点は同様に適用できる。すなわち、図１３に示すように、溝幅Ｇのうち、斜め蒸着の陰になる領域ｄ１を除いた領域ｄ２が、液状硬化樹脂に対してヌレが良く、この領域ｄ２と導波路端と対向する壁面との間にミラー角度δ２の斜面が形成されるのであるから、上述の第１〜第３の実施の形態の議論にこの点だけを加味してやればよい。
【００８０】
ミラー角度δ２は、溝深さＴの壁面と、領域ｄ２を用いて、
【００８１】
【数１０】
2005241762.tif 000012
【００８２】
と書ける。また、斜め蒸着の陰になる領域のｄ１と導波路側端面とで構成する斜面の角度δ１は、
【００８３】
【数１１】
2005241762.tif 000013
【００８４】
であるから、
【００８５】
【数１２】
2005241762.tif 000014
【００８６】
である。なお、ｉ番目のミラーの意としてｉを表示した。ここで角度δ１ｉは、これまで扱ってきた導波路端と対向する端面側からの斜め蒸着工程におけるミラー角度そのものに相当しているので、数式１，２をそのまま用いることができる。
【００８７】
【数１３】
2005241762.tif 000015
【００８８】
以上、数式３，４，５が、蒸着方向が逆になった場合にミラー面方向βｉ、ミラー角δ２ｉなどのパラメータが満たすべき関係である。これら数式３，４，５を用いて、第１〜第３の実施の形態と同様に設計・作製をすればよい。
【００８９】
（第５の実施の形態）
上述した本発明の第１〜第４の実施の形態では、ミラー溝底部の領域に光路変換ミラーを形成する方法として斜め蒸着を用いた光路変換ミラー作製方法について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９０】
図１４は、本発明の第５の実施形態を示し、斜め蒸着に代わり、斜め露光を用いた場合の作製工程の一例を示す模式図である。
【００９１】
図１４の（１）に示すように、ミラー溝１４１を形成した後、図１４の（２）に示すように、０．１μｍ厚のＣｒ１４２を全面に蒸着し、さらにフォトレジスト１４３を塗布する。
【００９２】
その後、図１４の（３）に示すように、ＵＶランプ１４４を基板斜め上方から照射し、フォトレジスト１４３を感光させる。このとき、端面の陰になった部分のレジストは感光されない。
【００９３】
その後、図１４の（４）に示すように、現像して感光した部分を除去し、図１４の（５）に示すように、Ｃｒをエッチングによって除去すれば所望の領域のみにＣｒ１４２を残すことができる。
【００９４】
ここから後は、斜め蒸着の場合と同様である。すなわち、図１４の（５）に示すように、表面処理剤１４５をコートし、図１４の（６）に示すように、このコートした表面処理剤１４５をＣｒによってリフトオフすれば、ミラー形成部位１４６のみ表面処理剤１４５が除去されたパタンができあがる。このミラー形成部位１４６に、図１４の（７）に示すように、ミラー樹脂１４７を供給して、斜面を形成した後に、その斜面の表面に金を蒸着すればミラー１４８が形成できる。
【００９５】
以上のような方法で光路変換ミラーを形成する場合でも、基本的な考え方は、前述の本発明の第１〜第４の実施の形態に示したのと同様であり、本実施の形態を用いることにより、高い精度でミラー角度を設計・作製することが可能である。また、本実施の形態によれば、特殊な斜め蒸着装置は不要であり、また、光源からのＵＶ光を均一な並行光に変換する高価な光学系を装備した露光機がなくとも、大面積の基板上に光路変換ミラーを形成することが可能となるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】従来の光路変換ミラーの一例を示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はその斜め蒸着時の状態を説明する斜視図である。
【図２】本発明における斜め蒸着時の設定、および座標系の全体を示す模式的な図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はそのｘ−ｙ面投影図である。
【図３】本発明における斜め蒸着時の設定および座標系において、個々のミラーと蒸着源との関係を示す模式的な図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はそのＳ面における断面図である。
【図４】本発明を用いない場合のミラー角度分布の一例を示す図であって、（ａ）はその等高線図、（ｂ）はその３次元プロット図である。
【図５】本発明における数式１１を用いた場合のミラー面方向βの設計およびミラー角度分布δの一例を示す図であって、（ａ）はそのβの等高線図、（ｂ）はそのβの３次元プロット図、（ｃ）はそのδの３次元プロット図である。
【図６】本発明における数式１２を用いた場合のミラー面方向βの設計およびミラー角度分布δの一例を示す図であって、（ａ）はそのβの等高線図、（ｂ）はそのβの３次元プロット図、（ｃ）はそのδの３次元プロット図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の平面光回路の構成を示す平面図と一部拡大図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の具体的設計値の一例をまとめた図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の単位平面光回路の構成を示す平面図と一部拡大図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の基板レイアウトを示す平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の基板レイアウトを示す平面図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態の斜め蒸着時の設定を示す模式図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態の構成を示す斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図１４】（１）〜（７）は、本発明の第５の実施の形態の光路変換ミラー作製工程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９７】
１〜１６  光路変換ミラー
２１  蒸着源
２２  基板
７１  Ｓｉ基板
７２  光導波路
ミラー溝７３
７４  樹脂供給溝
９０  単位光回路（チップ）
９２  光導波路
９５  基板
９３  ミラー溝
９４  樹脂供給溝
９６  バー
９７  蒸着源
９８  スリット状の開口
９９  遮蔽材（マスク）
１０１  基板
１０２  コア
１０３  クラッド
１０４  光導波路
１０４Ａ  光導波路端
１０５  ミラー溝
１０６  樹脂供給溝
１０７  斜面
１０８  光路変換ミラー
１０９  斜め蒸着の時に影になった部分（網点の部分）
１４１  ミラー溝
１４２  Ｃｒ
１４３  フォトレジスト
１４４  ＵＶランプ
１４５  表面処理剤
１４６  ミラー形成部位
１４７  ミラー樹脂
１４８  ミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１４】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１２】
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【図１３】
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