(57)【要約】【課題】  光ファイバーコリメータの製造において、光ファイバーの位置合わせを精度よく低コストで行う。【解決手段】  第１のシリコン基板１０１上に半導体集積回路の製造プロセスを利用してマトリクスアレイ状に複数のコリメータレンズ１０２を形成する。他方で、第２のシリコン基板１０３を同様に加工し、マトリクスアレイ状に配置された光ファイバー保持部１０５を形成する。そして２枚のシリコン基板を貼り合わせ、その後に縦横に切断してコリメータレンズ部１０４と光ファイバー保持部１０５によって構成される光ファイバーコリメータ１０６を得る。【選択図】  図４
2005338221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーを保持する光ファイバー保持部と、前記光ファイバーの端面からの光束を略平行光束にするためのコリメータレンズとを有する光ファイバーコリメータの製造方法において、
第１の基板に複数のコリメータレンズを同時に形成する第１の工程と、
第２の基板に複数の光ファイバー保持部を同時に形成する第２の工程と、
前記第１の工程を経た前記第１の基板と前記第２の工程を経た前記第２の基板とを相互に位置決めして接合し、接合基板を得る第３の工程と、
コリメータレンズと光ファイバー保持部とをそれぞれ一つ含むように前記接合基板を切断分離する第４の工程と
を備えることを特徴とする光ファイバーコリメータの製造方法。
【請求項２】
前記第１の基板および前記第２の基板は、シリコン基板であり、
前記第１の工程および前記第２の工程において、シリコン基板に対するエッチングプロセスが利用されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバーコリメータの製造方法。
【請求項３】
前記コリメータレンズは、平凸レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバーコリメータの製造方法。
【請求項４】
前記光ファイバー保持部は、
凹部と、
この凹部底面の中心部に形成された前記光ファイバーを挿入するための開口と
を備え、
前記開口は、前記光ファイバーと前記コリメータレンズとの芯合わせ機能を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバーコリメータの製造方法。
【請求項５】
前記第１の基板の平坦面と前記第２の基板の前記凹部形成面とを対向して接合することを特徴とする請求項４に記載の光ファイバーコリメータの製造方法。
【請求項６】
光ファイバーの端面からの光束を略平行光束にするためのコリメータレンズと、
前記光ファイバーを保持する光ファイバー保持部とを備え、
前記コリメータレンズは、第１の基板を用いて複数が同時に形成されたものであり、
前記光ファイバー保持部は、第２の基板を用いて複数が同時に形成されたものであり、
前記第１の基板と前記第２の基板とを相互に位置合わせして接合させた接合基板を得、前記光ファイバー保持部と前記コリメータレンズとをそれぞれ一つ含むように前記接合基板を切断分離したものであることを特徴とする光ファイバーコリメータ。
【請求項７】
前記第１の基板および前記第２の基板は、シリコン基板であり、
前記第１の基板および前記第２の基板に対して、シリコン基板に対するエッチングプロセスが利用され加工が行われることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバーコリメータ。
【請求項８】
前記コリメータレンズは、平凸レンズであることを特徴とする請求項６または７に記載の光ファイバーコリメータ。
【請求項９】
前記光ファイバー保持部は、
凹部と、
この凹部底面の中心部に形成された前記光ファイバーを挿入するための開口と
を備え、
前記開口は、前記光ファイバーと前記コリメータレンズとの芯合わせ機能を有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の光ファイバーコリメータ。
【請求項１０】
前記第１の基板の平坦面と前記第２の基板の前記凹部形成面とが対向して接合されていることを特徴とする請求項９に記載の光ファイバーコリメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信や光情報処理等に用いられる光ファイバーコリメータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野においては、光スイッチ、光アイソレータ、光サーキュレータ、光アッテネータ、光分波器等の様々な光モジュールが必要となる。これらの光モジュールには、所謂光ファイバーコリメータが組み合わされて使用される。
【０００３】
光ファイバーコリメータは、コリメータレンズ部と光ファイバー保持部とが組み合わされた構造を有している。光ファイバーコリメータは、光ファイバー端面から出射される光束をコリメータレンズによって平行光束とし、各種光機能素子に導く機能、或いは逆に、各種光機能素子を透過した平行光束をコリメータレンズによって収束して光ファイバーに導く機能を有する。
【０００４】
例えば、光アッテネータであれば、その入力には、入力側配線となる光ファイバーが第１の光ファイバーコリメータを介して接続され、その出力には、出力側配線となる光ファイバーが第２の光ファイバーコリメータを介して接続され、両光コリメータ間に光量を調整するための光機能素子が配置される。
【０００５】
光ファイバーコリメータは、光を効率良く伝達する必要があるので、光ファイバーとコリメータレンズとを精度よく芯合わせする必要がある。そのための工夫として、芯合わせ用の部材を別に用意し、個別にコリメータレンズと光ファイバーとの芯合わせを行う方法が一般的である（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−２４６６１７号公報
【特許文献２】特開平２００３−２７９７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した芯出し用の部材を用いる方法は、高精度を要求される部品の点数が多くなることになり、また芯出しの精度が上がるといっても芯出しの作業が個別に必要であり、部品コストおよび作業コストが高くなる問題があった。
【０００８】
本発明は、構成部品が少なく、かつ芯合わせ調整も容易に行え、さらに製造・組み立てが簡単で低コストで行える光ファイバーコリメータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、光ファイバーを保持する光ファイバー保持部と、前記光ファイバーの端面からの光束を略平行光束にするためのコリメータレンズとを有する光ファイバーコリメータの製造方法において、第１の基板に複数のコリメータレンズを同時に形成する第１の工程と、第２の基板に複数の光ファイバー保持部を同時に形成する第２の工程と、前記第１の工程を経た前記第１の基板と前記第２の工程を経た前記第２の基板とを相互に位置決めして接合し、接合基板を得る第３の工程と、コリメータレンズと光ファイバー保持部とをそれぞれ一つ含むように前記接合基板を切断分離する第４の工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記光ファイバーコリメータの製造方法においては、第１の基板を利用してコリメータレンズを一体にしかも複数同時に形成するので、コリメータレンズの形成位置の精度を高く確保することができる。また、一つの基板を利用して複数を同時に形成するので、個体間の寸法精度のバラツキを無くすことができる。
【００１１】
この優位性は、光ファイバー保持部についてもいえる。すなわち、光ファイバー保持部は第２の基板を用いて複数同時に形成されるので、光ファイバーの位置を決める開口の位置精度を複数の部材に関して精度よく、しかもバラツキなく確保することができる。
【００１２】
また、２つの基板を貼り合わせることで、複数の光ファイバーコリメータが複数一体となった状態を得るので、コリメータレンズと光ファイバーとの光軸の芯合わせが複数個の光ファイバーコリメータにおいて同時に行われる。そのため、この基板の貼り合わせにおける位置合わせの精度を確保すれば、複数の光ファイバーコリメータにおける光軸の芯合わせ精度を同一工程で製造される複数の部材において同時に確保することができる。
【００１３】
第１の基板と第２の基板の寸法は、一つ一つの光ファイバーコリメータの寸法に比較すれば大きく、しかも平板形状を有しているので、位置合わせを行うことが容易であり、位置合わせの精度を高く確保することができる。また、同時に製造される複数の製品に関して、同じ寸法精度を確保できるので、個別の製品毎の光軸の合わせ精度のバラツキを抑えることができる。さらに、従来行われていた一つ一つの光ファイバーコリメータの部材を組み立てる場合に比較すれば、位置合わせに係る作業手順を少なくすることができ、個体間における誤差の発生を抑えることができる。
【００１４】
上記光ファイバーコリメータの製造方法において、第１の基板および第２の基板は、シリコン基板であり、第１の工程および第２の工程において、シリコン基板に対するエッチングプロセスが利用されることは好ましい。
【００１５】
シリコン基板は、半導体集積回路の基板として安価に供給されており、また光通信で一般的に用いられる赤外光を透過する材質であり、さらに後述するような加工プロセスが半導体集積回路の製造プロセスとして確立されているので、製造コストを抑える点で有利となる。
【００１６】
基板としては、光ファイバーコリメータが扱う波長帯域の光を透過し、さらに半導体集積回路に利用されるエッチングプロセスが適用できる材質であればよい。基板としては、例えば石英ガラスや一般的な光学ガラスを利用することができる。
【００１７】
上記光ファイバーコリメータの製造方法において、コリメータレンズが、平凸レンズであることは好ましい。後述するように平凸レンズは、半導体集積回路の加工プロセスを利用して、基板上に複数を同時にしかも高い寸法精度を確保した状態で形成することができる。
【００１８】
上記光ファイバーコリメータの製造方法において、光ファイバー保持部は、凹部と、この凹部底面の中心部に形成された前記光ファイバーを挿入するための開口とを備え、この開口は、光ファイバーとコリメータレンズとの芯合わせ機能を有する構造を採用することは好ましい。
【００１９】
この態様によれば、凹部底面の中心に形成された開口によって、光ファイバーの光軸とコリメータレンズの光軸との芯合わせが決まる構造が実現される。この開口は、半導体集積回路の製造に利用される、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を利用して、精度良く形成することができるので、コリメータレンズに対する光軸合わせの精度を高いレベルで確保することができる。
【００２０】
上記光ファイバーコリメータの製造方法において、第１の基板の平坦面と第２の基板の凹部形成面とを対向して接合する構造とすることは好ましい。この構造によれば、光ファイバー端面から光ファイバーのＮＡ（開口数：Numerical Aperture）で決まる広がり角で放射状に出射される光束を効率よくコリメータレンズによって略平行光束にする構造を得ることができ、低損失な光ファイバーコリメータを得ることができる。すなわち、この構造によれば、凹部の底面中央から凹部内に放射状の光が出射され、それがある程度広がった段階でコリメータレンズに入射するので、光ファイバー端面から放射された光束を平行光束とするコリメータレンズの機能を有効に働かせることができ、そのため光損失を抑えることができる。
【００２１】
本発明は、光ファイバーコリメータとして把握することもできる。すなわち、本発明の光ファイバーコリメータは、光ファイバーの端面からの光束を略平行光束にするためのコリメータレンズと、前記光ファイバーを保持する光ファイバー保持部とを備え、前記コリメータレンズは、第１の基板を用いて複数が同時に形成されたものであり、前記光ファイバー保持部は、第２の基板を用いて複数が同時に形成されたものであり、前記第１の基板と前記第２の基板とを相互に位置合わせして接合させた接合基板を得、前記光ファイバー保持部と前記コリメータレンズとをそれぞれ一つ含むように前記接合基板を切断分離したものであることを特徴とする。
【００２２】
本発明の光ファイバーコリメータにおいて、第１の基板および第２の基板は、シリコン基板であり、これらの基板の加工プロセスにおいて、シリコン基板に対するエッチングプロセスが利用され加工が行われていることは好ましい。
【００２３】
本発明の光ファイバーコリメータにおいて、コリメータレンズは、平凸レンズであることは好ましい。
【００２４】
本発明の光ファイバーコリメータにおいて、光ファイバー保持部は、凹部と、この凹部底面の中心部に形成された前記光ファイバーを挿入するための開口とを備え、この開口は、光ファイバーとコリメータレンズとの芯合わせ機能を有することは好ましい。
【００２５】
本発明の光ファイバーコリメータにおいて、第１の基板の平坦面と第２の基板の前記凹部形成面とが対向して接合されている構造とすることは好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、シリコン基板等を用いて、光ファイバーコリメータの構成部品を同一基板上に一度の加工によって複数同時に形成することができ、しかもこの加工を寸法精度および加工位置の位置決め精度に優れたフォトリソグラフィーおよびエッチングプロセスを利用して行うことができるので、構成部品が少なく、かつ光軸の芯合わせ調整も容易に行え、さらに製造・組み立てが簡単で低コストである光ファイバーコリメータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施形態の概略）
図１は、本発明を利用した実施形態の概略の構成を示す斜視図である。図１（ａ）は、シリコン基板を用いて複数個の光ファイバーコリメータを同時に形成した状態を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す状態において切断分離を行い、光ファイバーコリメータの個体を得た状態を示す斜視図である。
【００２８】
以下、光ファイバーコリメータ１０６を得る製造工程の概略を簡単に説明する。まず第１のシリコン基板１０１にコリメータレンズ１０２を備えたコリメータレンズ部１０４をマトリクス状に複数同時に形成し、他方で第２のシリコン基板１０３に光ファイバー保持部１０５をマトリクス状に複数同時に形成する。そして両基板を貼り合わせ、図１（ａ）に示すマトリクス状に複数の光ファイバーコリメータが形成され一体化された接合基板１０７を得る。そして、接合基板１０７を縦横に切断することで、図１（ｂ）に示す光ファイバーコリメータ１０６を複数同時に得る。
【００２９】
この製造方法においては、半導体デバイスの製造プロセスを利用することで、複数の光ファイバーコリメータを同時に精度よく製造することができ、個別に光ファイバーコリメータを製造する場合に問題となるコリメータレンズ部と光ファイバー保持部との位置あわせ作業を高精度にすることができるのと同時に簡略化することができる。
【００３０】
すなわち、第１のシリコン基板を用いてコリメータレンズ部を複数同時に形成する工程、および第２のシリコン基板を用いて光ファイバー保持部を複数同時に形成する工程は、フォトマスクを用いた半導体集積回路の製造プロセスを利用して行えるので、要求される第１の基板上におけるコリメータレンズ部の寸法精度、および第２の基板上における光ファイバー保持部の寸法精度（共にサブμｍオーダー）は、実用上十分な精度で確保することができる。
【００３１】
またこの方法によれば、第１の基板と第２の基板を貼り合わせる際の位置あわせ精度を確保しさえすれば、光ファイバーコリメータにおけるコリメータレンズ部と光ファイバー保持部との位置あわせ精度が複数同時に確保できるので、コリメータレンズ部と光ファイバー保持部との位置合わせ作業を個別に行う場合に比較して、作業を簡略化することができる。そのため、構成部品が少なく、かつ芯合わせ調整も容易に行え、さらに製造・組み立てが簡単な光ファイバーコリメータを得ることができる。
【００３２】
（実施形態の製造方法）
以下、本発明を利用した光ファイバーコリメータの製造方法の一例を説明する。まず第１の基板を用いてコリメータレンズを形成する工程について説明する。図２は、コリメータレンズの製造工程の一例を示す断面図である。ここでは、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィープロセスを利用してシリコン基板上にコリメータレンズを形成する例を説明する。
【００３３】
まず、シリコン基板１０１を用意する。このシリコン基板１０１は、通常のシリコンウェハーを利用することができる。シリコン基板１０１を用意したら、その表面に紫外線感光型のレジスト液を塗布し、加熱処理を施して、この塗布したレジストを硬化させ、レジスト層２０２を形成する。レジスト層２０２を形成したら、その上にフォトマスク２０３を位置あわせして配置する。このフォトマスク２０３において、円形遮蔽部を囲む領域２０４の部分は光が透過する領域である。こうして図２（ａ）に示す状態を得る。
【００３４】
図２（ａ）に示す状態を得たら、フォトマスク２０３に紫外線を照射し、レジスト層２０２を部分的に感光させ変質させる。この際、フォトマスク２０３の開口部分に位置するレジスト層２０２が感光する。この後、フォトマスク２０３を取り除き、さらに専用の現像溶液を用いてレジスト層２０２の感光部分を除去し、図２（ｂ）の状態を得る。こうして、レジスト層２０３が円形形状に加工され、残存したレジスト層によって形成された円柱形状のアイランド２０５が複数個マトリクス状に配置された状態が得られる。
【００３５】
次に熱処理を施し、残存したアイランド２０５の周囲を溶融させ、周囲の縁を丸め、図２（ｃ）に示すレンズ状レジスト層２０６を得る。すなわち、レジストで構成される円形のアイランド２０５を溶融させることで、溶融状態におけるレジスト材料の表面張力により水滴のようにレジストを丸め、レンズ状レジスト層２０６を得る。このレンズ状レジスト層２０６を得る処理をリフロー処理という。
【００３６】
図２（ｃ）に示す状態を得た後、ＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）を行う。ＲＩＥは、プラズマを用いたドライエッチングの一種であり、平行平板型のプラズマエッチング装置の放電時におけるバイアス電界を利用し、垂直異方性エッチング（垂直方向に選択的に行われるエッチング）を行う方法である。
【００３７】
すなわち、図２（ｃ）に示す状態からＲＩＥによるエッチングを開始すると、シリコン基板１０１の露出した表面が垂直方向にエッチングされてゆくのと同時に、レンズ状レジスト層２０６も垂直方向にエッチングされてゆき、その厚さが全体的に徐々に薄くなってゆく。この際、エッチングは垂直方向（シリコン基板１０１の表面に垂直な方向）に選択的に行われるので、エッチングが進行するのに従ってレンズ状レジスト層２０６は、符号２０８で示されるように、その断面形状を相似形に保持した状態で全体の大きさが徐々に小さくなってゆく。このため、エッチングが進行するのにしたがって、レンズ状レジスト層２０６の下のシリコン基板１０１表面には、レンズ状レジスト層２０６と同様な形状がその周囲付近から徐々に形成され、レンズ状レジスト層２０６がエッチングにより消失した段階でレンズ状レジスト層２０６の形状に対応した凸型の形状を有したコリメータレンズ１０２が形成される。
【００３８】
以上のようにして、シリコン基板１０１の表面に多数のコリメータレンズ１０２がマトリクス状に形成される（図１参照）。
【００３９】
次に第２の基板を利用して光ファイバー保持部を形成する工程について説明する。図３は、光ファイバー保持部の製造工程の一例を示す断面図である。まずシリコン基板１０３を用意し、その一方の表面に凹部形成の為の円形開口を有するレジストマスクを形成する。レジストマスク３０２は、通常のフォトリソグラフィー工程を利用して形成される（図３（ａ））。
【００４０】
次にＲＩＥ法により、エッチングを行い（図３（ｂ））、凹部３０３を形成する（図３（ｃ））。凹部３０３を形成したら、シリコン基板１０３を裏返し、他方の面にレジストマスク３０４を形成する（図３（ｄ））。
【００４１】
図３（ｄ）に示す状態を得たら、図２（ｂ）〜図２（ｃ）に至る工程において行ったレジストリフロー工程と同様な処理をより緩い条件で行い、レジストマスク３０４の開口３０５の縁部分３０６をなだらかなテーパー形状にする（図３（ｅ））。
【００４２】
次にＲＩＥ法によるエッチングによって、開口３０５の底部において露出したシリコン基板１０３を垂直方向に選択的にエッチングし、図３（ｆ）の符号３０７で示されるように開口を掘り進み、さらに図３（ｇ）に示す段階を経て、図３（ｈ）に示すように反対側の面に形成された凹部３０３に貫通する開口３０８を形成する。
【００４３】
この開口３０８を形成するためのエッチングプロセスでは、シリコン基板１０３をエッチングするのと同時にレジストマスク３０４をエッチングし、開口３０５の縁部分３０６のテーパー形状を利用したテーパー３０９の形成を行う。このようなエッチングは、エッチングガス中にレジストマスク３０４に対するエッチング効果を示す成分を添加し、またレジストの厚さを調整することで行うことができる。
【００４４】
シリコン基板１０３に形成される開口３０８の縁部分にテーパー形状３０９を付与することで、後の組み立て工程において、光ファイバーの挿入作業を容易に行うことができる。
【００４５】
こうして複数の光ファイバー保持部がマトリクス状に形成された第２のシリコン基板１０３（図１および図３（ｈ）を参照）を得る。
【００４６】
図４は、光ファイバーコリメータを製造する工程の一例を示す側面図である。図４（ａ）には、図２に示す方法で製造され、複数のコリメータレンズ１０２が形成された第１のシリコン基板１０１（図１参照）が示されている。図４（ｂ）には、図３に示す方法で製造され、複数の凹部３０３および複数の開口３０８が形成された第２のシリコン基板１０３が示されている。
【００４７】
第１のシリコン基板１０１および第２のシリコン基板１０３を用意したら、図４（ａ）および（ｂ）に示されるように、両基板を互いに位置合わせし、貼り付ける。この際、清浄な環境下において両基板を貼り合わせて密着させ、加圧および加熱することにより両基板は互いに相手基板に固着し、両者は一体化する。こうして、光ファイバーコリメータの出発基材となる接合基板１０７を得る（図４（ｃ））。
【００４８】
接合基板１０７は、多数の光ファイバーコリメータがマトリクス状に配列した状態で一体となった構造を有している。
【００４９】
図４（ｃ）に示す状態を得たら、図１および図４（ｄ）に示すように、光ファイバーコリメータ出発基材１０７を縦横に切断し、コリメータレンズ部１０４と光ファイバー保持部１０５からなる光ファイバーコリメータ１０６を切り出す。こうして、多数の光ファイバーコリメータ１０６を同時に得ることができる。
【００５０】
図５は、光ファイバーコリメータに光ファイバーを接続する工程を示す側面図であり、図６は、光ファイバーコリメータの概要を示す斜視図である。
【００５１】
図４に示すプロセスを経て光ファイバーコリメータ１０６（図５（ａ））を得た後、光ファイバー保持部１０５の中心に形成されている開口３０８に光ファイバー１１０を差し込み（図５（ｂ））、さらに接着剤１１１を塗布し、光ファイバー１１０を光ファイバー保持部１０５に固定する（図５（ｃ））。
【００５２】
この際、開口３０８の位置によって光ファイバー１１０の位置が決まるので、図５（ｂ）の作業工程において、光ファイバー１１０の差し込み位置の精度の確保および作業の簡略化を両立することができる。また、余分な部材を必要としない優位性を得ることができる。さらに、開口３０８の縁３０９に面取りがされテーパーが形成されているので、光ファイバー１１０の開口３０８への挿入作業をより簡単にそして確実に行うことができる。
【００５３】
こうして、光ファイバー１１０が接続された光ファイバーコリメータ１０６を得ることができる。通常、光ファイバーコリメータ１０６は、例えば１ｍｍ角程度の略立法体形状となる。
【００５４】
図５に示す光ファイバーコリメータ１０６は、光ファイバー１１０の端面から凹部３０３内に放射状（略円錐状）に光束が出射され、それがコリメータレンズ１０２によって略平行光束にされ、コリメータレンズ１０２から出射される機能を有する。また、外部からコリメータレンズ１０２に入射した平行光束をコリメータレンズ１０２の光学的な機能によって光ファイバー１１１の端面に収束させ、光ファイバー１１１内に光を導き入れる機能を有する。
【００５５】
実際の使用に際しては、図６に示すように１組の光ファイバーコリメータ６０１と６０２を用意し、その間６０３に光スイッチや光アッテネータ等の光機能素子を配置する。すなわち、光スイッチや光アッテネータ等の光モジュールの一方の入出力に光ファイバーコリメータ６０１を接続し、他方の入出力にもう一つの光ファイバーコリメータ６０２を接続する。また、光分波器のような光モジュールにおいては、１つの入出力に対して、複数の入出力が存在するので、光モジュールの入出力端子の数に応じた光ファイバーコリメータが使用される。
【００５６】
以上説明した例においては、図２（ａ）の工程で用いるフォトマスク２０３内のパターン配列精度、図３（ａ）の工程におけるレジストマスク３０２および図３（ｄ）におけるレジストマスク３０４の形成に用いるフォトマスク配列精度、さらに図４（ａ）、（ｂ）における第１のシリコン基板１０１と第２のシリコン基板１０３とを貼り合わせる際の位置合わせ精度を確保すればよい。
【００５７】
このように、本発明を利用することで、光ファイバー１１０とコリメータレンズ１０２との位置合わせ精度を確保しつつ、製品間における位置合わせ精度のバラツキを無くすことができる。光ファイバーとコリメータレンズとの位置合わせ精度のバラツキは、製品毎の損失特性の違いに影響するので、上述した優位性は性能の安定した光ファイバーコリメータを得る上で有用となる。また、本発明においては、光ファイバーの位置を決めるための別部材を必要としないので、構成部品を最小限に抑えることができる。さらに、本発明を利用した場合、複数の光ファイバーコリメータを同時に形成し、切り分けることで個体を得るので、所定の生産個数を得るために必要な作製工程手順を個別に作製する場合に比較して飛躍的に削減することができる。このため、製造コストを大きく削減することができる。
【００５８】
こうして、構成部品が少なく、かつ芯合わせ調整も容易に行え、さらに製造・組み立てが容易な光ファイバーコリメータを提供することができる。
【００５９】
次にコリメータレンズ部１０４（例えば図１参照）の他の製造方法の一例を説明する。この方法は、電子線による描画（電子線描画装置）を利用することで、紫外線に対して所定の透過率分布を示す濃度分布フィルターを作成し、この濃度分布フィルターをフォトマスクとして利用してコリメータレンズ形状のレジストパターンを形成するものである。
【００６０】
図７は、コリメータレンズの製造工程の一例を示す断面図である。まず第１のシリコン基板７０１を用意し、その上にレジスト層７０２を形成する。次にこのレジスト層７０２上に濃度分布フィルター７０３を配置する（図７（ａ））。
【００６１】
濃度分布フィルター７０３は、ガラス板の表面下数百ｎｍの位置に銀イオン層を有するもので、電子線描画装置により、コリメータレンズを形成する領域の中心から周囲に向かって同心円状に電子線の照射エネルギー量を連続的に減少させるように走査照射することにより、後述するコリメータレンズの形状に合わせた同心円状の濃淡７０４が形成されている。
【００６２】
この処理において、電子線が多く照射された領域は銀イオン層が変質し黒色化の度合いが強くなり、電子線の照射が少ない領域は、銀イオン層の黒色化の度合いが弱くなる濃淡が形成され、コリメータレンズの中心に対応する領域に行くに従って黒色度の強い同心円状の濃淡７０４が形成される。この同心円状の濃淡７０４はマトリクス状に複数形成され、その一つ一つが後述するコリメータレンズに対応したものとなる。
【００６３】
レジスト層７０２上に濃度分布フィルター７０３を配置した後、紫外線を照射し、電子線描画マスク７０３を介してレジスト層７０２を露光する。この露光の結果、レジスト層７０２に対して、中心部から外側に向かって同心円状に露光が漸次強く行われた領域がマトリクス状に多数形成された状態が得られる。そして、現像処理によって、レジスト層７０２は露光量に応じて除去されることで、図７（ｂ）に示すレンズ形状レジスト層７０５を得ることができる。
【００６４】
すなわち、図７（ａ）に示す状態で行われた露光において、露光の度合いの弱い部分は、露光がレジスト層７０２の表層近くしか及んでおらず、またこの傾向は露光の度合いに対応したものとなる。前述したように、レジスト層７０２には、同心円形状に中心から周囲に向かって露光の度合いが弱から強に変化する領域が多数形成されている。この領域においては、中心が露光されず、同心円状に周囲に向かうに従ってより深部にまで露光が行われることになる。
【００６５】
このような露光処理が施されたレジスト層７０２の露光された部分を専用の現像液により選択的に除去すると、中心から同心円状に周辺に向かってレジスト層が薄くなる処理が行われ、レンズ形状レジスト層７０５（図７（ｂ））を得ることができる。
【００６６】
図７（ｂ）に示す状態を得た後、図７（ｃ）に示すように、ＲＩＥ法による垂直異方性エッチングを行い、シリコン基板７０１の露出した領域に対する垂直方向へのエッチングと、レンズ状レジスト層７０５を利用したシリコン基板７０１に対するエッチングを行う。このレンズ状レジスト層７０５を利用したＲＩＥ法によるエッチングは、図２（ｃ）〜図２（ｅ）を参照して説明した工程と同様にして行われる。
【００６７】
図７（ｂ）〜図７（ｄ）の工程を経て、コリメータレンズ７０８が形成され、複数のコリメータレンズ部が形成された第１のシリコン基板７０１を得る。この第１のシリコン基板７０１は、図１のシリコン基板１０１の代わりに利用することができる。
【００６８】
図７に示す製造工程の場合、濃度分布フィルター７０３の精度とその位置合わせ精度を確保すればよい。これらの精度は半導体集積回路の製造工程で用いられるフォトマスク作成技術を利用することで、容易に低コストで得ることができる利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、光ファイバーコリメータおよびその製造技術に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明を利用した光ファイバーコリメータの製造過程の途中の状態および光ファイバーコリメータの概要を示す斜視図である。
【図２】コリメータレンズ部の製造工程の一例を示す断面図である。
【図３】光ファイバー保持部の製造工程の一例を示す断面図である。
【図４】光ファイバーコリメータの製造工程の一例を示す側面図である。
【図５】光ファイバーコリメータの製造工程の一例を示す側面図である。
【図６】光ファイバーコリメータの概要を示す斜視図である。
【図７】コリメータレンズの製造工程の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０１…第１のシリコン基板、１０２…コリメータレンズ、１０３…第２のシリコン基板、１０４…コリメータレンズ部、１０５…光ファイバー保持部、１０６…光ファイバーコリメータ、１０７…接合基板、１１０…光ファイバー、２０２…レジスト層、２０３…フォトマスク、２０４…フォトマスクに形成された透過部、２０５…円柱形状に加工されたアイランド状のレジスト層、２０６…レンズ状レジスト層、２０７…露出した領域、２０８…エッチングされてゆくレンズ状レジスト層、３０２…レジストマスク、３０３…凹部、３０４…レジストマスク、３０５…レジスト開口、３０６…レジスト開口の縁部分、３０７…開口、３０８…貫通した開口、３０９…開口の縁部分、６０１…光ファイバーコリメータ、６０２…光ファイバーコリメータ、７０１…シリコン基板、７０２…レジスト層、７０３…濃度分布フィルター、７０４…同心円状の濃淡、７０５…レンズ形状レジスト層、７０６…露出した領域、７０７…エッチングされてゆくレンズ状レジスト層、７０８…コリメータレンズ。
【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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