(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を備えてシリコン基板でない基板の表面に周期的なＶ溝構造をもつＶ溝構造物品を製造する製造方法。
（Ａ）前記基板の平坦な表面と別途製作した型との間に光又は熱により硬化する硬化性材料層を挟み込み前記材料層を硬化させて面内方向と膜厚方向の両方に分布をもつ前記材料パターンを形成する工程、及び
（Ｂ）前記材料パターンと前記基板を同時にドライエッチングすることにより前記材料パターンを前記基板に転写して前記基板表面に周期的なＶ溝構造をもつパターンを形成するドライエッチング工程。
【請求項２】
以下の工程を備えてシリコン基板でない基板の表面に周期的なＶ溝構造をもつＶ溝構造物品を製造する製造方法。
（Ａ）前記基板の平坦な表面に感光性材料層を形成する工程、
（Ｂ）面内方向と膜厚方向の両方に光透過率分布をもつ濃度分布マスクを使用して、フォトリソグラフィーにより面内方向と膜厚方向の両方に分布をもつ感光性材料パターンを形成する工程、及び
（Ｃ）前記感光性材料パターンと前記基板を同時にドライエッチングすることにより前記感光性材料パターンを前記基板に転写して前記基板表面に周期的なＶ溝構造をもつパターンを形成するドライエッチング工程。
【請求項３】
前記ドライエッチング工程では、ドライエッチングの選択比とエッチング時間の少なくともいずれかを制御し、前記Ｖ溝構造の角度及び／又は深さを制御する請求項１又は２に記載のＶ溝構造物品製造方法。
【請求項４】
使用する型は、以下の工程により製作され、シリコン基板でない基板の表面に周期的なＶ溝構造をもつＶ溝構造物品である請求項１に記載のＶ溝構造物品製造方法。
（Ａ）前記基板の平坦な表面に感光性材料層を形成する工程、
（Ｂ）面内方向と膜厚方向の両方に光透過率分布をもつ濃度分布マスクを使用して、フォトリソグラフィーにより前記感光性材料層により面内方向と膜厚方向の両方に分布をもつ感光性材料パターンを形成する工程、及び
（Ｃ）前記感光性材料パターンと前記基板を同時にドライエッチングすることにより前記感光性材料パターンを前記基板に転写して前記基板表面に周期的なＶ溝構造をもつパターンを形成するドライエッチング工程。
【請求項５】
使用する型は、シリコン基板にアルカリ異方性ウエットエッチングにより周期的なＶ溝構造が形成されたＶ溝構造物品である請求項１に記載のＶ溝構造物品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信用アレー型多心光コネクタ、光学反射面（入射光を反射面２面を使用して入射方向に戻すもの）のような複数のＶ溝をもつ物品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信用アレー型多心光コネクタでは、複数の光ファイバーの先端を規則正しく配列して接続するために、光ファイバーを１本ずつ配列するＶ溝が互いに平行に等ピッチで形成された整列部材が使用される。そのような整列部材としては、シリコン（Ｓｉ）基板にＶ溝が形成されたものが使用されている。
【０００３】
シリコン基板にＶ溝を形成する方法として、Ｓｉ（１００）基板の表面にフォトリソグラフィー法によってレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとしてアルカリエッチング液（ＫＯＨ液）によってウエットエッチングしている。このエッチングではシリコン基板は特定の角度をもって斜め方向にエッチングされ、断面がＶ形状の溝（Ｖ溝）が形成される。
【０００４】
また、例えば、ハーフピッチ光通信用Ｖ溝を形成するような場合には、ある程度エッチング（第１段階）した後にレジストパターンを除去し、その後に更にアルカリエッチング液による第２段階のウエットエッチングを施して上部端部を鋭角に加工している。
【０００５】
ここで、光ファイバー用コネクタの整列部材で「ハーフピッチ」とは「フルピッチ」に対する用語である。「フルピッチ」とは光ファイバー直径が２５０μｍである場合に光ファイバー固定用Ｖ溝のピッチも２５０μｍの場合をいい、「ハーフピッチ」とは光ファイバー固定用Ｖ溝のピッチが光ファイバー直径の半分の１２７μｍのものをいう。ハーフピッチ配列では、光ファイバーの配列方法は千鳥配列になる。
【０００６】
基幹線系の光ファイバーアレイを製作する際に使用する整列部材として、シリコン基板の（１００）表面にレジストパターンを形成した後、ウエットエッチングにより光通信用Ｖ溝を形成して製作したものは、整列部材がシリコン材料に限られていた。
【０００７】
従来から様々な形でウェットエッチングのプロセスは行われてきた。しかし、エッチングムラや、転写されたパターンの高精度化が困難であるなどの理由から、非常に高精度な微細３次元形状をウェットプロセスで作成する場合、所望の性能が得られないことがあった。レジストパターンをマスクにしてシリコン基板表面のウェットエッチングを行う方法は、サイドエッチ量の制御や面内バラツキの低減が困難で、パターンの高精度化が難しく、高精度な微細３次元形状を得るには不向きとされてきた。
【０００８】
従来の製造方法は、シリコン基板を使用した異方性ウエットエッチングによる方法のみであったため、加工精度の優れたドライエッチングを用いた製造方法は提案されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一方、基幹線系光通信用ファイバー材料（幹線系）は、石英ガラスで製作されている。光ファイバーと光ファイバー間の結合には光ファイバーを高精度で配列することが必要である。その配列精度は、光の結合効率にそのまま影響し精度低下は、光の結合効率の低下を招く。
【００１０】
また、光ファイバーアレイ製作方法は、整列部材のＶ溝により所望の数の光ファイバーを互いに並列に精度良く並べ、上から光ファイバーを固定する。Ｖ溝に光ファイバーを固定するために、Ｖ溝と光ファイバーの接合には接着剤が使用されている。幹線系の光ファイバーは使用環境が厳しく、砂漠から極寒の地まで幅広い環境での仕様を満足する必要がある。この環境下においては、整列部材がシリコン材料である場合には、整列部材と光ファイバーの熱膨張の差が大きな問題となる。石英ガラスとシリコン材料の熱膨張係数の差は、おおよそ１桁異なっている。
【００１１】
更に光ファイバーアレイの製造工程において、接着剤の加熱硬化を必要とする場合には、短時間で硬化させるために温度勾配が大きくなるため、熱膨張係数の差の影響は甚大で、歩留まり低下、コスト上昇の要因となっている。
【００１２】
このように、光ファイバーアレイ整列部材において、材料がシリコン基板に限られていたために次のような問題が生じていた。
▲１▼Ｖ溝の角度が結晶軸で決定されること。
▲２▼Ｖ溝とするには深さも限定されること。
▲３▼Ｖ溝材料と光ファイバーとの熱膨張係数の差異による剥離。
▲４▼結晶中の不純物によるＶ溝表面の荒れ。
▲５▼シリコン基板間のウエットエッチングバラツキ。
▲６▼シリコン基板ロット間の結晶軸バラツキによる斜面角度バラツキ。
▲７▼シリコン基板ロット間の結晶軸バラツキによるＶ溝の直線性の悪さ。
【００１３】
他の材料を使用する場合には、溝加工方法は研削加工に限られており、加工面粗さが粗く、チッピング（加工面のカケ）が大きく、光ファイバー固定用の溝精度としては、不十分であった。
このため、光ファイバーの熱膨張係数と等しい熱膨張係数をもつ石英ガラス製の整列部材が求められている。
【００１４】
また、Ｓｉ（１００）基板を使用した光通信用コネクタの光ファイバーアレイ整列部材のＶ溝は、山部が鋭角になっているため、光ファイバーアセンブリの際に光ファイバーに傷がつく。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、シリコン基板以外の材質の基板にＶ溝構造を精度よく形成することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明で製造される好ましいＶ溝構造物品は、シリコン基板でない基板の表面に周期的なＶ溝構造をもち、Ｖ溝間の山部の頂部が平坦面となっていることを特徴とするものである。
好ましいアレー型多心光コネクタは、そのようなＶ溝構造をもつＶ溝構造物品を複数の光ファイバーを固定するための整列部材としたことを特徴とするものである。
【００１７】
このＶ溝構造物品はＶ溝間の山部の頂部が平坦面となっているので、光ファイバーアセンブリの際に光ファイバーに傷がつくのを抑えることができる。
Ｖ溝構造物品はＶ溝の谷部の底部も平坦面となっていることが好ましい。これにより、Ｖ溝の谷部の底部に入る接着剤の量を低減できる。また、接着剤の量が少なくなるほど温度変化や経時変化に対する耐久性がよくなり、耐環境性の向上を図ることができる。
【００１８】
アレー型多心光コネクタにおいては、整列部材として使用するＶ溝構造物品の基板がガラス質材料であることが好ましい。幹線系光通信用ファイバー材料は石英材料製であるので、幹線系の光コネクタに使用する際には、光ファイバーと整列部材の熱膨張係数の差が小さくなり、従来のように光ファイバーアレイ整列部材がシリコン基板材料から作られていた場合の熱膨張係数の大きな違いに基づく問題を解決することができる。使用するガラス質材料としては、光ファイバーと同じものであることが熱膨張係数の点からは最も好ましく、ファイバー材料が石英材料の場合には整列部材が石英ガラスであるのが好ましい。他のガラス質材料としてはＰＹＲＥＸ（商標）やＴＥＭＰＡＸ（商標）などの低膨張ガラスも整列部材として使用するのに好ましい。
【００１９】
Ｖ溝構造物品は光ファイバーを固定するＶ溝配列の両側に、少なくとも一本づつダミーのＶ溝をもっていることが好ましい。そのダミーのＶ溝は光ファイバーアセンブリの際に配列部材を位置合わせするのに利用することができる。
【００２０】
アレー型多心光コネクタで整列部材の上部に整列部材との間に光ファイバーを挟む固定用カバーを備えるのが好ましい。その固定用カバーにより光ファイバーを固定することにより光ファイバーの配列精度を高めることができる。
【００２１】
整列部材と固定用カバーの対向面の一方又は両方に位置決め用凸部又は凹部を設けることが好ましい。これにより、整列部材と固定用カバーとの間の接合の際に容易に位置決めすることができるようになる。
【００２２】
本発明のＶ溝構造物品製造方法は、シリコン基板以外の基板の表面に周期的なＶ溝構造をもつＶ溝構造物品を製造するための方法であり、その第１の態様は以下の工程を備えている。
【００２３】
（Ａ）シリコン基板でない基板の平坦な表面と別途製作した型との間に光又は熱により硬化する硬化性材料層を挟み込みその硬化性材料層を硬化させて面内方向と膜厚方向の両方に分布をもつ硬化性材料材料パターンを形成する工程、及び（Ｂ）その硬化性材料パターンと基板を同時にエッチングすることにより硬化性材料パターンを基板に転写して基板表面に周期的なＶ溝構造をもつパターンを形成するドライエッチング工程。
【００２４】
本発明のＶ溝構造物品製造方法の第２の態様は以下の工程を備えている。
（Ａ）シリコン基板でない基板の平坦な表面に感光性材料層を形成する工程、
（Ｂ）面内方向と膜厚方向の両方に光透過率分布をもつ濃度分布マスクを使用して、フォトリソグラフィーにより感光性材料層に面内方向と膜厚方向の両方に分布をもつ感光性材料パターンを形成する工程、及び
（Ｃ）その感光性材料パターンと基板を同時にドライエッチングすることにより感光性材料パターンを基板に転写して基板表面に周期的なＶ溝構造をもつパターンを形成するドライエッチング工程。
【００２５】
本発明の製造方法では、Ｖ溝構造製作時にドライエッチングを採用することで微細形状の形状精度が向上する。
Ｖ溝構造製作時のドライエッチング工程では、ドライエッチングの選択比とエッチング時間の少なくともいずれかを制御し、Ｖ溝構造の角度及び／又は深さを制御することが好ましい。、これにより、設計の自由度が向上する。すなわち、自由度の高いＶ溝構造が提案でき、角度変更の容易さ、溝深さ変更の容易さも達成することができる。
【００２６】
Ｖ溝構造物品製造方法の第１の態様で使用する型としては、第２の態様により製作されたＶ溝構造物品を使用することもできるし、シリコン基板にアルカリ異方性ウエットエッチングにより周期的なＶ溝構造が形成されたＶ溝構造物品とすることもできる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（製作手段その１）
Ｖ溝構造物品を製造する第１の態様は、まず型を用意する必要がある。その型の１つとしてシリコン基板にＶ溝を形成したものを使用する。そのシリコン基板による型は次のように製作する。
【００２８】
熱酸化処理により表面にシリコン酸化膜を形成した（１００）面をもつシリコン基板上にフォトレジスト層を形成し、プリベークの後、フォトリソグラフィーによりそのフォトレジスト層に予め設計されたライン・アンド・スペース（互いに平行な帯状開口パターンが繰り返されるパターンで、以下ライン／スペースと記す）の微細レジストパターンを形成する。このレジストパターンをポストベークした後、このレジストパターンをマストとしてドライエッチング法を用いてレジストパターンを酸化膜に転写する。これにより、シリコン基板上にライン／スペースのシリコン酸化膜パターンが形成され、そのパターンに周期的に繰り返して配列された帯上の開口部にはシリコン基板表面が露出した状態となる。
【００２９】
次に、Ｏ2アッシングによりレジストパターンを除去する。このときシリコン酸化膜パターンの開口部に露出したシリコン基板表面にはこのＯ2アッシングの際に薄いシリコン酸化膜が形成される。そのシリコン酸化薄膜は、そのまま残すと後のウエットエッチングの精度に影響を与えるので、そのシリコン酸化薄膜を除去するためにＨＦ（フッ酸）によるライトエッチング処理を短時間行う。これにより、シリコン基板内でアルカリ性溶液による均一なウエットエッチングが可能な状態となる。
【００３０】
次に、上で形成されたシリコン酸化膜パターンをマスクにしてシリコン基板をアルカリによるウエットエッチングすると、断面にシリコン（１１１）面が向かいあって現れ、断面がＶ字形のＶ溝が形成される。その後、マスクに使用したシリコン酸化膜パターンを除去する。
【００３１】
上記方法で製作したＶ溝構造を有する物品を型として使用する。最終使用目的の基板材料と上の型との間に光又は熱により硬化する硬化性材料を適量挟み込み、所定の工法で硬化させる。これにより、最終使用目的の基板材料上に型により硬化性材料のパターンが成型される。
【００３２】
この成型工程では、最終使用目的の基板材料の表面には接着強度向上の表面処理を施しておき、型には離型処理を施しておくのが好ましい。これらの処理を行うと、硬化後に型を剥離するのが容易になる。
【００３３】
型を剥離した後、硬化性材料と最終使用目的の基板材料を同時にドライエッチングして硬化性材料の形状を目的基板材料に転写する。このドライエッチング工程では、選択比の変更、エッチングエンドポイントの変更等によって、形成される溝角度の変更や溝形状の変更が可能となる。
【００３４】
（製作手段その２）
この方法も型を用いる方法であるが、型としては上の方法で使用したシリコン基板による型以外のものを使用する。そのような型は、機械加工やフォトリソグラフィとエッチングによる微細加工などにより製作することができる。
【００３５】
その型を用いて上記のその１の方法と同様に最終使用目的の基板材料上に硬化性材料のパターンを成型し、ドライエッチングによって硬化性材料パターンを最終使用目的の基板材料に転写する。
【００３６】
（製作手段その３）
感光性材料（レジスト）を目的基板材料上にスピンナーで塗付する。レジストの塗付厚さは目的形状の高さ（深さ）に応じて設定する。
次いで通常の方法によって、プリベークする。
【００３７】
次いで、予めレジストの感度曲線から別途設計しておいた濃度分布マスクを用いて上記基板上のレジストにステッパーを用いて露光する。更に、現像、リンスを行う。このようにして所望の角度を有するＶ溝形状をもつレジストバターンを形成する。
【００３８】
次いで、真空中で減圧処理、真空中で遠赤外線照射処理を行なってレジストを完全に硬化させる。
硬化後の形状を測定する。目的基板材料に形成しようとする所望の形状と硬化後のレジストパターンの形状プロファイルから、次工程におけるドライエッチングの選択比及び経時的なエッチング条件設定タイムデータを作成する。このタイムデータに基づきＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置で上記レジストつき基板をドライエッチングする。ドライエッチングの条件はタイムデータ表に従って経時的に変更する。エッチング後には、所望の角度や深さを有するＶ溝構造物品が製作される。
【００３９】
（製作手段その４）
所望の基板材料上に感光性材料からなる接着剤を均一に塗布し、別途用意したマスクを介してその接着剤を露光する。接着剤は光の照射された部分は硬化するが、光の当たらない部分は硬化しない。未硬化部分は、所定の有機溶剤（接着剤を溶解する溶媒）で洗浄して除去する。その結果、基板材料上に硬化した接着剤による凹凸形状をもつＶ溝構造物品を形成することができる。このＶ溝構造物品は最終的な製品とすることができる。
【００４０】
また、必要に応じて接着剤の形状をドライエッチングによって基板材料に転写し、その転写後の基板材料を最終的な製品とすることもできる。
上の製作手段その１〜４で記載した方法により製作したＶ溝構造物品は、そのまま最終製品として使用することも可能であり、また製作手段その２における樹脂成型の型として利用することも可能である。
【００４１】
型を使用する方法によれば、低コストに、高精度、高信頼性で、バラツキの少ない製品を大量に製作できる。
型の形状を樹脂に転写した後、その転写された樹脂形状をドライエッチングで更に商品材料に転写することで、耐環境性等に優れた所望の目的を達成できる製品とすることができる。
【００４２】
更にドライエッチングの選択比を経時的に変化させたり、途中でエッチングを中断したりすることで、所望の機能を有しながら低コストの商品形状を製作することができる。
【００４３】
【実施例】
図１は本発明で製造されるＶ溝構造物品の一例を示し、光通信用アレー型多心光コネクタの整列部材に利用した例を示している。
Ｖ溝構造物品からなる光ファイバー整列部材２は石英ガラス基板の表面に互いに平行なＶ溝４が等しいピッチで配列されて形成されている。Ｖ溝４は紙面垂直方向に帯状に延びており、谷部６は底部が平坦面となっている。Ｖ溝４間の山部８はその頂部が平坦面となっている。Ｖ溝４が形成されている領域の両側には１本ずつのダミーのＶ溝１０がＶ溝４に平行に形成されている。Ｖ溝４とダミーＶ溝１０は同一形状であるが、ダミーＶ溝１０は最も外側のＶ溝４から適当な距離Ａ、例えばＶ溝４どうしのピッチの２〜３倍の距離を離して配置されている。
【００４４】
Ｖ溝４には光ファイバー１２が１本ずつ配置され、整列部材２と光ファイバー１２の間は接着剤により固定される。ダミーＶ溝１０には光ファイバーは配置されない。
【００４５】
Ｖ溝４間の山部８が平坦面となっているので、光ファイバー１２をＶ溝４に配置する際に光ファイバー１２に傷がつくのを防ぐことができる。また、Ｖ溝４は谷部６の底部が平坦面となっているので、光ファイバー１２を配置するとＶ溝４内の隙間が少なくなり、整列部材２と光ファイバー１２の間を固定する接着剤の量が少なくてすむ。
【００４６】
整列部材２と光ファイバー１２がともに石英ガラス製であるので、熱膨張係数に違いが生じることはなく、そのため温度変化によっても光ファイバー１２の位置が変動するなどの不都合は生じない。
【００４７】
図２は図１の光通信用アレー型多心光コネクタにおいて、光ファイバー１２を固定するためのカバーを設けた例を示したものである。
図２（Ａ）の例では、カバー１４ａは光ファイバー１２を押える領域に凹部１６が形成されている。凹部１６は紙面垂直方向に延びて形成されている。
【００４８】
図２（Ｂ）の例では、カバー１４ｂは光ファイバー１２を押える領域の両側に凸部１８が形成されている。凸部１８も紙面垂直方向に延びて形成されている。
カバー１４ａ，１４ｂに凹部１６や凸部１８を設けることによって、両端の光ファイバー１２とカバー１４ａ，１４ｂが相対的に位置決めされるので、整列部材２に対しカバー１４ａ，１４ｂを位置決めするのが容易になる。
【００４９】
図２（Ｃ）の例では、カバー１４ｃには整列部材２のＶ溝４とダミーＶ溝８に対応したＶ溝４ａ，１０ａが形成されている。カバー１４ｃは整列部材２と同じものを利用することができる。このカバー１４ｃによれば、光ファイバー１２の１本ずつを整列部材２のＶ溝４とカバー１４ｃのＶ溝４ａで固定することができるようになり、光ファイバー１２をより安定して固定することができるようになる。
【００５０】
以下、本発明のＶ溝構造物品の製造方法の実施例を詳細に説明する。
製造方法の第１の実施例として、シリコン基板にＶ溝を形成したものを型とする方法を詳細に説明する。
【００５１】
まず、図３及び図４によりシリコン基板にＶ溝を形成する方法を説明する。
（Ａ）結晶面として（１００）面を平面に有し、ＯＦ（オリフラ）部にｂ軸を有するシリコン基板２０を使用する。ＯＦ部はシリコン基板２０の円形のウエハの外形基準となる外周部の切り欠きである。
【００５２】
このシリコン基板２０の表面を熱酸化するが、このときＨ2ガスとＯ2ガスを導入し１１００℃で熱酸化することにより、シリコン表面に熱酸化膜（ＳｉＯ2）２２を成膜する。
この基板を洗浄するが、その洗浄は、キャロス（ＣＡＲＯＳ）洗浄、ＳＣ−１洗浄及びエキシマ洗浄の順に行う。更に基板にＯＡＰ処理（レジストの密着性向上処理）を施す。ここで、キャロス洗浄は硫酸とＨ2Ｏ2の混合液による洗浄方法、ＳＣ−１洗浄はＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2の混合液による洗浄方法である。また、エキシマ洗浄はＯ2ガスを流しながらエキシマ光を照射してＯ3を発生させ、基板表面の有機物質を酸化して除去する洗浄方法である。
【００５３】
（Ｂ）次に熱酸化膜２２上にレジスト（東京応化社製：ＩＰ２２５０−１３ＣＰ）を１．５μｍ塗布する。この時の塗布方法としてはレジスト表面荒さのばらつきを無くするためにスピンコート法を用いる。スピンコートの条件は回転数１２００ｒｐｍで２０秒間程度である。
【００５４】
次にこのレジストに対して、ホットプレートを用い、１００℃で３分間のプリベークを行う。
プリベークを行ったレジストに対して、目的のライン／スペースの微細形状がパターン化されたマスクを用いて、２２０ｍｊの光を照射する。光の照射量はレジストの感度から最適な値を実験的に設定し行うと、より精度の高いパターンを転写することができる。
【００５５】
次にレジストを現像（現像時間３８ｓ）し、リンスするとレジストパターン２４が形成される。
そのレジストパターン２４に対して、ホットプレートを用いて１５０℃で３分間程度のポストベークを行う。
【００５６】
（Ｃ）次に酸化膜２２に対して、レジストパターン２４をマスクとして、ＲＩＥ装置を用い上部電極パワー：１２５０Ｗ、下部電極（ＲＦ）パワー：２００Ｗでドライエッチング処理を行う。エッチング条件の一例は、エッチングガスがＣＦ４：２０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ３：１０ｓｃｃｍ、Ａｒ：５ｓｃｃｍで、時間が３分間である。このとき、レジストパターン２４の開口部の酸化膜２２は完全に除去され、またレジストパターン２４は残っている状態となる。
【００５７】
（Ｄ）次にこの基板に対してＯ2アッシング処理を１分間行い、レジスト２４を除去する。この処理により、先のドライエッチング時にシリコン基板２０の露出面に付着したＣｘＦｙ系のポリマーを中心とする有機物２６も除去できる。
【００５８】
次にキャロス洗浄を行う。この洗浄処理により基板上に残っているレジストを完全に除去する。ここでの処理が不十分であると後工程おけるフッ酸処理において、溶け出したレジストが基板表面に再付着しエッチングムラの原因となる。
【００５９】
（Ｅ）次に１％フッ酸水溶液で２分間エッチング（ライトエッチング）を行う。この処理により、先のＯ２アッシング及びキャロス洗浄処理時にシリコン基板２０の露出面に生成した酸化薄膜２８を除去する。
【００６０】
（Ｆ）次に８５℃の１３％ＫＯＨ溶液を用いて４０分間エッチングを行う。このエッチングは異方的に進行し、断面がＶ形状で紙面垂直方向に延びたＶ溝３０が形成される。Ｖ溝３０が形成されたシリコン基板を２０ａとする。
このアルカリ異方性エッチングは、先の工程（Ｅ），（Ｆ）における前処理の効果により、ムラの無いエッチングとなる。この点が、従来のようにレジストパターンをマスクとしてシリコン基板をアルカリ異方性エッチングする方法と異なる点であり、従来のようにシリコン基板のエッチングの際にレジストパターンをマスクとすると、露出したシリコン基板表面に対して上のような前処理を行うことはできないからである。
【００６１】
（Ｇ）次に１８０秒間のキャロス洗浄を行った後に、１％フッ酸水溶液で２０分間のエッチングを行う。この処理により基板２０ａの表面に残っている酸化膜２２のマスクを除去する。
【００６２】
次に、上記方法で製作したＶ溝構造３０を有するシリコン基板２０ａを型として最終使用目的の材料にＶ溝構造３０を転写する。
その方法を図５により説明する。
ここでは、型２０ａとするシリコン基板のＶ溝構造３０の形状は、谷部がＶ字形に形成されており、Ｖ溝３０間の山部の頂部が平坦面となった形状に形成しておく。
【００６３】
（Ａ）最終使用目的の基板材料３２の表面上と、型２０ａの表面上に光又は熱により硬化する硬化性材料３４を適量滴下し、基板材料３２と型２０ａを硬化性材料面で合わせる。基板材料３２は例えば石英ガラス基板である。このとき、泡が発生しないようにすることが重要である。この際、基板材料３２の表面には接着強度向上の表面処理を施し、型２０ａには離型処理を施しておくのが好ましい。これらの処理を行うと、硬化性材料３４の硬化後に型２０ａの剥離が容易となる。接着強度向上の表面処理の一例はシランカップリング処理であり、離型処理の一例はフッ素系プライマー処理である。
ここでは基板材料３２として透明基板を使用する。
【００６４】
（Ｂ）次に、基板材料３２側から光を照射して硬化性材料３４を硬化させる。硬化後の硬化性材料を３４ａとする。
【００６５】
（Ｃ）硬化後の硬化性材料３４ａから型２０ａを剥離する。硬化性材料３４ａに転写された形状は、型２０ａの表面形状とは凹凸が逆になったものであり、溝３０に対応する部分が断面逆Ｖ字形の隆起３０ａとなり、その隆起３０ａ間に谷部が平坦面となったＶ溝３０ｂが形成される。
【００６６】
（Ｄ）硬化性材料３４ａと基板材料３２を同時にドライエッチングして硬化性材料３４ａの形状３０ａ，３０ｂを目的材料である基板材料３２に転写する。基板材料３２に転写される形状３０ａ'，３０ｂ'は、基本的には型２０ａの表面形状とは逆の凹凸をもつ形状であるが、ドライエッチングの選択比の変更、エッチングエンドポイントの変更等によって溝角度の変更、溝形状の変更が可能となる。図５（Ｄ）中に実線と鎖線で示した溝形状は、そのような条件を変えることによって、得られる溝形状が変化することを示している。
【００６７】
また、同図中に実線で示したように、硬化性材料３４ａが完全になくなるまでエッチングせずに幾らか残してエッチングを終了し、その後、残った硬化性材料３４ａを除去すれば、図５（Ｅ）に示されるように、Ｖ溝３０ｂ'間の山部の頂部が平坦面となったＶ溝構造が得られる。その山部の頂部の平坦面の平面度は基板材料３２の平面度である。
【００６８】
図５において、型２０ａは、シリコン基板にＶ溝を形成したものに替えて、機械加工により製作したものや、微細加工技術により製作したもの、本発明によりＶ溝構造物品として製作したものなどを使用してもよい。
【００６９】
製造方法の第２の実施例として、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより最終目的の基板材料表面にＶ溝構造を形成する方法を図６により詳細に説明する。
【００７０】
（Ａ）感光性材料（東京応化製：ＴＧＭＲ９５０ＧＭレジスト）４２を石英ガラス基板４０上にスピンナーで３０μｍの厚さに塗付する。このレジストは低感度レジストとして市販されているものである。次いで通常の方法によって、真空減圧中（１０ｍＴｏｏｒ）、９０℃で６０分間のプリベークを行う。
【００７１】
次いで、予めレジストの感度曲線から別途設計しておいた濃度分布マスク４４を用いてステッパー（１／５倍）により、基板４０上のレジスト４２に露光する。濃度分布マスク４４はＶ溝製作用に設計されており、石英ガラス基板４５上に光ファイバーチャンネル数に応じて、ライン／スペースの遮光膜パターン４６がクロム膜により形成されている。遮光膜パターン４６は形成しようとするＶ溝に対応して面内方向と膜厚方向の両方に透過率分布をもつように設計されている。
【００７２】
（Ｂ）露光後、通常の方法によって現像とリンスを行う。このようにして所望の角度と深さＨを有するＶ溝形状の断面形状をもつレジストパターンが形成される。
【００７３】
次いで、真空中で減圧処理（１０ｍＴｏｏｒ）しながら同時に１５分間の遠赤外線照射処理を行う。この処理でレジスト４２ａは完全に硬化する。その後、硬化後の形状を測定する。所望の形状と硬化後の形状プロファイルから、次工程におけるドライエッチングの選択比および経時的なエッチング条件の設定又は変更を行ってタイムデータを作成する。タイムデータは、最終の完成形状とポストベーク後のレジストパターン４２ａの形状データを幾何学的に比較し、全体的又は部分的に拡大又は縮小するためのものである。ここでの拡大又は縮小は、所望の形状を３次元構造物とみなした場合に、例えば高さ方向に３〜５分割しエッチング条件を３〜５段階に変更する。
【００７４】
（Ｃ）このタイムデータに基づきＲＩＥ装置で上記レジストパターン４２ａつき基板４０を数段階に分けてドライエッチングする。なお、段階を変更する際は各段階の加工時間に対して１０％程度の変更時間を設けながら条件変更する。ドライエッチングの条件はタイムデータ表に従って経時的に変更する。この条件下でエッチングすると、所望の角度や深さＨ'を有するＶ溝形状が製作できる。４０ａは製作されたＶ溝構造物品である。
【００７５】
製造方法の第３の実施例は、別途用意した型を使用しその形状を接着剤を使用して所望の基板に転写する方法である。基板上の接着剤のパターンに転写された型の形状を、その接着剤硬化後、ドライエッチングによって基板に転写する。このときの選択比を経時的に変化させることによって所望の形状を形成できる。
【００７６】
本発明の一実施例で製作されたダミーのＶ溝をもつＶ溝構造物品を光通信用アレー型多心光コネクタの整列部材として使用し、複数の光ファイバーの先端を規則正しく配列して固定する方法を図７により説明する。
【００７７】
（Ａ）整列部材２であるＶ溝構造物品には、図１の実施例に示されているように石英ガラス基板の表面に互いに平行なＶ溝４が等しいピッチで配列されて形成されており、その配列領域の両側には１本ずつのダミーＶ溝１０がＶ溝４に平行に形成されている。整列部材２を位置決めするのに段差をもつ治具５０を使用する。治具５０上には所定の位置で、段差の方向と直交する方向の２本の位置決め用ファイバー５２をダミーＶ溝１０，１０の間隔をもって配置する。
【００７８】
（Ｂ）整列部材２はＶ溝４，１０の長手方向と直交する端面を治具５０の段差に突き当て、位置決め用ファイバー５２がダミーＶ溝１０に位置するように位置決めする。これにより、治具５０に対してＶ溝４が位置決めされる。
【００７９】
次に、光ファイバーを予めテープ状に固定したテープファイバー５４を位置決め用ファイバー５２とは反対側から整列部材２のＶ溝４に配置する。
【００８０】
（Ｃ）テープファイバー５４は治具５０に対するガイド部材５６を用いて整列部材２のＶ溝４に配置し、各光ファイバーがＶ溝４に配置された状態でガイド部材５６によってテープファイバー５４を固定する。
【００８１】
その状態でＶ溝４と光ファイバーを固着するために接着剤を塗布し、Ｖ溝４の上部にテープファイバー５４上からカバーを押し当てて固定し、接着剤を露光して硬化させる。
【００８２】
接着剤の硬化後、整列部材２の端面でカッター５８により位置決め用ファイバー５２とテープファイバー５４を切断する。これにより、整列部材２への光ファイバーアレイの固定が完了する。
（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）を繰り返すことにより、整列部材２への光ファイバーアレイの固定を順次行なうことができる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明で製造される好ましいＶ溝構造物品は、シリコン基板でない基板を用い、Ｖ溝間の山部の頂部が平坦面としたので、そのようなＶ溝構造をもつＶ溝構造物品を複数の光ファイバーを固定するための整列部材に使用した場合には、光ファイバーアセンブリの際に光ファイバーに傷がつくのを抑えることができる。
また、基板はシリコン基板以外であるので、例えば石英ガラス基板とすれば幹線系光通信用ファイバー材料と熱膨張係数が等しくなり、熱膨張係数の違いに基づく問題を解決することができる。
本発明の製造方法は、シリコン基板以外の基板の表面にドライエッチングにより周期的なＶ溝形状を形成するので、微細形状の形状精度が向上する。
また、ドライエッチング工程でドライエッチングの選択比とエッチング時間の少なくともいずれかを制御すれば、Ｖ溝構造の角度及び／又は深さを制御することができ、設計の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で製造される好ましいＶ溝構造物品の一例を光通信用アレー型多心光コネクタの整列部材に利用した実施例を示す断面図である。
【図２】  図１の例においてカバーを設けた実施例を示したものであり、（Ａ）はカバーが光ファイバーを押える領域に凹部が形成された例の断面図、（Ｂ）はカバーが光ファイバーを押える領域の両側に凸部が形成された例の断面図、（Ｃ）は整列部材のＶ溝とダミーＶ溝に対応したＶ溝が形成された例の断面図である。
【図３】  シリコン基板にＶ溝を形成する工程の前半部を示す工程断面図である。
【図４】  シリコン基板にＶ溝を形成する同工程の後半部を示す工程断面図である。
【図５】  Ｖ溝構造を有するシリコン基板を型として最終使用目的の材料にＶ溝構造を転写する方法を示す工程断面図である。
【図６】  フォトリソグラフィーとドライエッチングにより最終目的の基板材料表面にＶ溝構造を形成する方法を示す工程断面図である。
【図７】  一例のＶ溝構造物品を整列部材として複数の光ファイバーの先端を規則正しく配列して固定する方法を示す工程斜視図である。
【符号の説明】
２      光ファイバー整列部材
４，３０      Ｖ溝
４ａ      カバーのＶ溝
６      谷部
８      山部
１０      ダミーＶ溝
１２      光ファイバー
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ      カバー
１６      凹部
１８      凸部
２０      シリコン基板
２２熱酸化膜
２４      レジストパターン
２０ａ      型
３２      最終使用目的の基板材料
３４      硬化性材料
３４ａ    硬化後の硬化性材料
４０      石英ガラス基板
４２      低感度感光性材料
４２ａ    レジストパターン
４４      濃度分布マスク
４６      遮光膜パターン
【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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