JP2000347082A - 光学装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の光部品３３と第２の光部品３５とを積
層かつ固定した構造を含む光学装置３１の、前記固定
を、平行度良くかつ精度良く行う。 【解決手段】 第１および第２の光部品の固定箇所同士
を直接接合することにより前記固定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学装置および
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光素子の１種として計算機ホログラム
（Computer Generated Hologram : ＣＧＨ）素子が注目
されている（例えば文献１：アプライド オプティクス
（APPLIED OPTICS）10 June 1998/Vol.37,No.17 ）。こ
の素子は、ＤＯＥ（DiffractiveOptical Element ）素
子ともいわれている。

【０００３】図１５（Ａ）および（Ｂ）は、ＣＧＨ素子
１１を説明する図である。特に、図１５（Ａ）はＣＧＨ
素子１１の原型に当たるフレネルレンズ１３を説明する
側面図であり、図１５（Ｂ）はＣＧＨ素子１１を説明す
るための部分的な側面図である。

【０００４】ＣＧＨ素子１１は、図１５（Ａ）に示した
フレネルレンズ１３を近似した素子であり、図１５
（Ｂ）に示すように、基板１１ａの厚みを階段状に変化
させた構造を有したものである。このＣＧＨ素子１１
は、基板１１ａの表層部に上記階段状の構造が形成され
るように、基板１１ａを例えば１〜２μｍ程度選択的に
エッチングすることで、製造される。

【０００５】ＣＧＨ素子１１は、：複雑な非球面レン
ズの機能を１枚の所定の基板で実現できる、：焦点距
離、偏光角度を任意に制御できる、：収差をなくせ
る、：現行のＬＳＩ製造技術で製造できる等の利点を
持つ。また、小型化が可能という利点を持つ。例えば、
直径や１辺の長さでいって、数１００μｍから数ｍｍの
大きさの素子を実現できる。

【０００６】上記の文献１には、ＣＧＨ素子を利用した
光学装置の１種として、光通信で使用可能な、加入者系
光モジュール１５が開示されている。図１６はこの光モ
ジュール１５を説明する図である。

【０００７】この光モジュール１５は、音声および映像
の２種の信号を波長１．３μｍおよび波長１．５５μｍ
の光信号を用いて伝送する。この光モジュール１５は、
第１の光部品１７、第２の光部品１９および第３の光部
品２１を積層した部分２３と、この積層部分２３に対し
所定の関係で配置された受信用フォトダイオード２５
と、１．３μｍ光を発するレーザダイオード２７とを具
える。

【０００８】第１の光部品１７は３つのＣＧＨ素子１１
を具える。第２の光部品１９は、２つのＣＧＨ素子１１
と、１．５５μｍ光を反射し、１．３μｍ光を透過する
波長フィルタ１９ａを具える。第３の光部品２１は、コ
モンポートとしての第１の光ファイバ２１ａと、１．５
５μｍ光の出力ポートとしての第２の光ファイバ２１ｂ
とを有する光ファイバアレイとなっている。

【０００９】第１の光部品１７と第２の光部品１９、並
びに、第２の光部品１９と第３の光部品２１とは、それ
ぞれ、接着剤２９によって接続してある（例えば文献１
の第３７４１頁、左欄第１１〜１２行）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光部品
同士を接着剤２９を用いて接続した場合、以下の様な問
題点が生じる。

【００１１】上述した様に、ＣＧＨ素子は、基板を１〜
２μｍ程度エッチングすることで製造されているので、
ＣＧＨ素子の表面と基板表面とは、ほとんど実質的に平
坦面である。従って、光部品の、ＣＧＨ素子が形成され
た面に接着剤２９を塗布すると、この接着剤はＣＧＨ素
子部分にまで入り込む。そのため、ＣＧＨ素子が設計通
りに動作しなかったり、また、ＣＧＨ素子の製造歩留ま
りを低下させるという問題点がある。

【００１２】また、例え接着剤がＣＧＨ素子部分まで入
り込まなかったとしても、光部品間に均一な厚さの接着
剤層を形成することは難しい。そのため、接続した両光
部品の平行度を所望の通りにすることが難しい。また、
光部品同士を接着剤で接着する際に、一般に光部品を互
いに押しつけるが、この際に両光部品を積層する方向と
直交する方向（水平方向）での、両光部品間の位置ズレ
が生じ易い。これらのことから、光部品同士を接着剤で
接着する構造の場合、平行度や位置精度を確保するのが
難しいという問題点がある。

【００１３】従って、これら問題点を解決できる新規な
構造の光学部品および上記問題点を解決できる光学部品
の製造方法が望まれる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、この出願の光学
装置の発明によれば、第１の光部品と第２の光部品とを
積層かつ固定した構造を含む光学装置において、これら
光部品の固定を、第１および第２の光部品の固定箇所同
士を直接接合することにより行ってあることを特徴とす
る。

【００１５】この発明の光学装置によれば、第１および
第２の光部品の固定箇所同士の直接接合により、これら
光部品を固定する。

【００１６】直接接合の考え自体は、例えば、半導体ウ
エハ同士の直接接合技術などとして知られている（例え
ば文献２：応用物理第６０巻、第８号、第７９０〜７９
３「Ｓｉウエハの直接接着技術」）。直接接合では、接
合させる面同士の平行度が確保し易く、しかも、接着剤
が不要である。それらのため、上述した問題点を解決す
ることができる。

【００１７】なお、光学装置の発明および後の製造方法
の発明それぞれにおいて、固定箇所とは、光学装置の設
計に応じて決められる任意の箇所である。例えば、第１
および第２の光部品の互いが対向する面の全面同士を固
定箇所とする場合（例えば後の図１（Ａ）参照）、また
は、第１および第２の光部品の互いが対向する面の一部
分同士を固定箇所とする場合（例えば後の図１（Ｂ）や
図２参照）、または、第１および第２の光部品の互いが
対向する面であって、一方は全面、他方はその面の一部
分を、固定箇所とする場合（例えば図１（Ｄ）参照）な
どが考えられる。

【００１８】また、光学装置の発明および後の製造方法
の発明それぞれでは、光学装置が３以上の光部品を具え
る場合も勿論含む。そして、３以上の光部品間の固定
を、それぞれの光部品の固定箇所同士の直接接合により
行ってある場合も含む。

【００１９】また、この光学装置の発明を実施するに当
たり、第１および第２の光部品のいずれか一方の固定箇
所に、薄膜を具え、これら光部品の固定を、第１および
第２の光部品のうちの薄膜を具えていない光部品と薄膜
とを直接接合することにより行っても良い。

【００２０】或いは、第１および第２の光部品の双方の
固定箇所に、薄膜を具え、これら光部品の固定を、これ
ら薄膜同士を直接接合することにより行っても良い。

【００２１】このように薄膜を用いるいずれの場合も、
第１の光部品と第２の光部品との間であって、前記固定
箇所以外の部分に、前記薄膜の厚さ分相当の隙間が生じ
る。すると、固定箇所以外の部分では、第１および第２
の光部品同士が直接接合するのを、防止できる。光学装
置の設計によっては、第１の光部品と第２の光部品との
間であって、前記接続箇所以外の部分に任意の素子（例
えば任意の光素子（例えばＣＧＨ素子や波長フィルタ）
および又は光素子以外の素子）が存在することが多い。
しかも、この任意の素子の部分上には隙間（例えば空気
層）が存在した方が良い場合がある。この様な要求に対
して、上記の薄膜を用いる各形態は好適である。

【００２２】なお、薄膜を用いる上記の２つの形態のう
ち、第１および第２の光部品の双方の固定箇所に薄膜を
設けて薄膜同士で直接接合を実施する形態の方が好まし
いと考える。なぜなら、薄膜同士であると、これら薄膜
として同じ材質の薄膜を用いることができる。直接接合
は同じ材質の方が接合強度を高め易いので、結果的に光
部品同士の接合強度が高まると考えられるからである。

【００２３】また、この光学装置の発明を実施するに当
たり、第１の光部品および第２の光部品のうちの少なく
とも一方を、ＣＧＨ素子を含む光部品とするのが好適で
ある。なぜなら、図１６を参照して説明した様に、ある
光部品のＣＧＨ素子が形成された面を他の光部品に接着
剤で接続した場合、接着剤の悪影響が顕著に出易いとい
う問題点の対策を考えたとき、この問題点の解決に本発
明は特に有効だからである（後の製造方法の発明におい
て同じ。）。

【００２４】また、この出願の光学装置の製造方法の発
明によれば、以下の（ａ）〜（ｃ）の各行程を含むこと
を特徴とする。

【００２５】（ａ）第１の光部品と第２の光部品とを積
層かつ固定した構造を含む光学装置を作製するための、
第１の光部品が多数形成された第１の基板と、第２の光
部品が多数形成された第２の基板とを、第１の光部品お
よび第２の光部品が１つずつ対向するように、かつ、こ
れら光部品の固定箇所同士が接触するように位置決めす
る工程。

【００２６】（ｂ）上述の様に位置決めの済んだ試料の
前記固定箇所同士を直接接合する工程。

【００２７】（ｃ）この直接接合の済んだ試料を、個々
の光学装置に分離する工程。

【００２８】この発明の光学装置の製造方法によれば、
第１の光部品が多数形成された第１の基板と、第２の光
部品が多数形成された第２の基板とが、所定箇所同士で
直接接合され、その後、個々の光学部品に分離される。
従って、第１の光部品および第２の光部品を直接接合し
た構造を有する光学装置を、量産性良く製造することが
できる。

【００２９】なお、この光学装置の製造方法の発明を実
施するに当たり、第１および第２の基板を位置決めする
ための工程（ａ）の前に、第１の基板および第２の基板
それぞれを洗浄活性化する工程を設け、かつ、直接接合
するための工程（ｂ）では、固定箇所同士を接触させた
第１および第２の基板を加熱する処理を実施し、およ
び、個々の光学部品に分離するための工程（Ｃ）は、前
記分離をダイシングソーにより行うのが好適である。こ
うすると、接合強度をより向上させることができ、しか
も、個々の光学部品への分離を容易に行える。

【００３０】さらに、この光学装置の製造方法の発明を
実施するに当たり、位置決めする工程（ａ）の前に、第
１および第２の基板の少なくとも一方の基板の、他方の
基板と対向する面に、第１および第２の基板を積層させ
る際に両基板間に残存しようとする気体をこれら基板間
から排除するための溝を、形成する工程を設けるのが好
適である。

【００３１】なぜなら、第１および第２の基板間に気体
（典型的には、空気）が残存した状態で直接接合を行う
と、所望の直接接合を行う事が困難であったり、接合強
度が低下する。上記溝によれば、このような問題を軽減
若しくは解決することができる。

【００３２】なお、この溝の形成は、好ましくは、ダイ
シングまたはエッチングにより行うのが好適である。ダ
イシングにより上記の溝を形成する場合、溝形成を比較
的簡易に行うことができる。また、エッチングにより上
記の溝を形成する場合、例えば、光部品形成時にエッチ
ング工程がある場合はそのエッチング工程で、また、後
に説明する第１の基板および第２の基板のアライメント
マーク形成時のエッチング工程で、光部品またはアライ
メントマークと同時に上記溝を形成することが可能にな
る。すると、上記溝を、ＣＧＨ素子等に対し容易に所定
の位置関係で形成できるので、ＣＧＨ素子に支所の無い
位置に上記溝を形成し易いという利点を得ることができ
る。

【００３３】または、溝の形成を以下の様に行うのが好
適である。すなわち、第１の基板および第２の基板の少
なくとも一方の、他方の基板と対向する面に、薄膜から
なるストライプ状の凸部を多数並置形成し、これら凸部
間に生じる凹部を前記溝とするのが好適である。こうし
た場合、光学装置の製造段階では、このストライプ状の
凸部は、第１および第２の基板間に気体が残存するのを
防止または軽減する機能を示し、光学装置の製造が済ん
だ後は、第１および第２の光部品間の固定箇所以外の部
分に隙間を生じさせる機能を示すという利点が得られ
る。

【００３４】さらに、この光学装置の製造方法の発明を
実施するに当たり、第１および第２の基板を接触させる
際は、前記第１および第２の基板の少なくとも一方をた
わませて固定箇所の一部同士を接触させ、その後、両基
板間に残存しようとする気体を排除しながら徐々に固定
箇所全部を接触させるのが好適である。こうすると、第
１および第２の基板間に気体を残存させずらくできるの
で、直接接合をより確実に行える。

【００３５】なお、第１の基板および第２の基板の接触
させる面それぞれは、予め、平滑性の良い面、好ましく
は鏡面研磨した面としておくのが良い。直接接合がより
生じ易くなるからである。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの出願の
光学装置の発明およびその製造方法の発明の実施の形態
についてそれぞれ説明する。なお、説明に用いる各図は
これらの発明を理解出来る程度に各構成成分の寸法、形
状および配置関係を概略的に示してあるにすぎない。ま
た、各図において、同様な構成成分については、同一の
番号を付して示し、その重複する説明を省略することも
ある。

【００３７】１．光学装置の説明 図１（Ａ）〜（Ｄ）は、光学装置の発明のいくつかの実
施の形態を説明する断面図である。

【００３８】図１（Ａ）〜（Ｄ）いずれの場合も、第１
の光部品と第２の光部品とを積層かつ固定した構造を含
む光学装置において、第１および第２の光部品の固定箇
所同士を直接接合することにより、第１および第２の光
部品を固定してある。

【００３９】特に、図１（Ａ）に示した光学装置３１
は、第１の光部品３３の第１の面全面と、第２の光部品
３５の第１の面全面とを、それぞれの固定箇所としてあ
る光学装置である。そして、これら面同士を直接接合し
てある。なお、この光学装置３１の場合、第１の光部品
３３および第２の光部品３５の双方または一方は、例え
ば、直接接合された面以外の面に、任意の素子（図示せ
ず）を具えていても勿論良い。任意の素子とは、光学装
置３１の設計に応じた種々の素子である。例えば、光素
子、例えばＣＧＨ素子等である。

【００４０】また、図１（Ｂ）に示した光学装置４１
は、第１の光部品４３の第１の面の一部分と、第２の光
部品４５の第１の面の一部分とを、それぞれの固定箇所
としてある光学装置である。そして、これら一部分同士
を直接接合してある。ここで、上記の一部分とは、第２
の光部品４５の一方の面の、任意の素子４５ａが形成さ
れた部分を除いた部分である。任意の素子４５ａとは、
光学装置４１の設計に応じた種々の素子である。これに
限られないが、典型的には、光素子、例えばＣＧＨ素子
である。ただし、この任意の素子４５ａの最も出っぱっ
た部分は、この素子４５ａを設けた以外の２の光部品の
表面より窪んでいることが前提である。そうでないと、
素子４５ａの表面が第１の光部品４３の第１の面と直接
接合してしまうからである。もちろん、任意の素子４５
ａが第１の光部品４３と直接接合しても問題がないのな
ら、上記の前提（素子４５ａの表面高さの前提）は無用
である。

【００４１】なお、第２の光部品４５に形成された任意
の素子４５ａが第１の光部品４３と直接接合するのを避
けるために、図１（Ｃ）に示した様に、第１の光部品４
３の、任意の素子４５ａと対向する部分に、任意の素子
４５ａをかわすための凹部４３ａを設けても良い。

【００４２】また、図１（Ｄ）に示した光学装置５１
は、第１の光部品５３の第１の面の方が第２の光部品５
５の第１の面より小さい場合の例である。そのため、こ
の光学装置５１では、第１の光部品５３の第１の面全面
と、第２の光部品５５の第１の面の一部分とを、それぞ
れの固定箇所としてある。そして、これら面同士を直接
接合してある。

【００４３】また、図２（Ａ）および（Ｂ）は、より実
際的な光学装置に本発明を適用した例を説明する図であ
る。詳細には、光学装置としての光通信で利用可能な加
入者系光モジュール（図１６を用いて説明したもの）
に、本発明を適用した例を説明する図である。特に図２
（Ａ）は、この光学装置６０の全体を示した側面図、図
２（Ｂ）は第３の光部品６５の上面図（図２（Ａ）のＰ
方向から見た図）である。

【００４４】この光学装置６０は、音声および映像の２
種の信号を波長１．３μｍおよび波長１．５５μｍの光
信号を用いて伝送する。この光学装置６０は、第１の光
部品６１、第２の光部品６３および第３の光部品６５を
この順に積層した部分６７を具えている。さらに、この
積層部分６７に対し所定の関係で配置された受信用フォ
トダイオード６９ａと、１．３μｍ光を発するレーザダ
イオード６９ｂとを具えている。しかも、少なくとも、
第１の光部品６１および第２の光部品６３の固定箇所同
士を直接接合することで、両光部品６１，６３を積層固
定してある。以下、詳細に説明する。

【００４５】この実施の形態の第１の光部品６１は、平
行平板状の基板６１ａと、この基板６１ａの第１の面に
形成した第１のＣＧＨ素子６１ｂと、この第１の面のＣ
ＧＨ素子６１ｂを形成した以外の所定部分上に設けた薄
膜６１ｃとを具える。さらに、この第１の光部品６１
は、基板６１ａの第２の面に形成した第２のＣＧＨ素子
６１ｄおよび第３のＣＨＧ素子６１ｅを具える。

【００４６】基板６１ａは、信号光に対し透明な好適な
材料、例えば溶融石英ガラスで構成することができる。
各ＣＨＧ素子６１ｂ、６１ｄおよび６１ｅそれぞれは、
例えば文献１に記載の方法で形成することができる。薄
膜６１ｃは、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの任意
の成膜方法と、リソグラフィ技術と、エッチング技術と
により形成することができる。

【００４７】また、この実施の形態の第２の光部品６３
は、平行平板状の基板６３ａと、この基板６３ａの第１
の面に形成した第１のＣＧＨ素子６３ｂおよび第２のＣ
ＧＨ素子６３ｃと、この第１の面に対向する第２の面に
形成した波長フィルタ６３ｄと、この第２の面の波長フ
ィルタ６３ｄを形成した以外の所定部分上に設けた薄膜
６３ｅとを具える。波長フィルタ６３ｄは、１．５５μ
ｍ光を反射し、１．３μｍ光を透過する特性を有する。

【００４８】基板６３ａは、信号光に対し透明な好適な
材料、例えば溶融石英ガラスで構成することができる。
各ＣＨＧ素子６３ｂおよび６３ｃそれぞれは、例えば文
献１に記載の方法で形成することができる。波長フィル
タ６３ｄは、例えば誘電体多層膜フィルタを形成する公
知の技術により形成することができる。薄膜６３ｅは、
例えば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの任意の成
膜方法と、リソグラフィ技術と、エッチング技術とによ
り形成することができる。波長フィルタ６３ｄを誘電体
多層膜で構成する場合、薄膜６３ｅは、波長フィルタ６
３ｄを形成する工程中で形成しても良い。

【００４９】また、この実施の形態の第３の光部品６５
は、コモンポートとしての第１の光ファイバ６５ａと、
１．５５μｍ光の出力ポートとしての第２の光ファイバ
６５ｂとを有する光ファイバアレイとなっている。この
ような光ファイバアレイは、例えば、図２（Ｂ）に示し
た様に、２つのＶ溝を有した第１および第２の保持部材
６５ｃ、６５ｄによって第１および第２の光ファイバ６
５ａ、６５ｂを挟んだ構造の光部品により構成すること
ができる。

【００５０】第１の光部品６１の第１のＣＧＨ素子６１
ｂと、第２の光部品６３の波長フィルタ６３ｄとを対向
させた状態で、かつ、第１の光部品６１の薄膜６１ｃ
と、第２の光部品６３の薄膜６３ｅとを直接接合させた
状態で、第１の光部品６１と第３の光部品６３とを積層
固定してある。

【００５１】また、第２の光部品６３の第１のＣＧＨ素
子６３ｂに第２の光ファイバ６５ｂの端面を対向させ、
かつ、第２のＣＧＨ素子６３ｃに第１の光ファイバ６５
ａの端面を対向させた状態で、第２の光部品６３と第３
の光部品６５とを積層固定してある。これら第２の光部
品６３と第３の光部品との固定も、好ましくは、両者の
固定箇所の直接接合によって行ってあるのが好適であ
る。

【００５２】また、第１の光部品６１の第２のＣＧＨ素
子６１ｄに、受信用フォトダイオード６９ａを対向さ
せ、また、第３のＣＧＨ素子６１ｅに、レーザダイオー
ド６９ｂを対向させてある。

【００５３】この光学装置６０では、従来同様、１．３
μｍ光信号のピンポン伝送と、１．５５μｍの反射動作
とが行える。１．３μｍ光信号受信時は、コモンポート
６５ａより入力された１．３μｍ光が、ＣＧＨ素子６３
ｃ、６１ｂおよび６１ｄを通過して受信用フォトダイオ
ード６９ａに入射する。１．３μｍ光信号送信時は、レ
ーザダイオード６９ｂ、ＣＧＨ素子６１ｅ、６１ｂおよ
び６３ｃを通過し、さらに、コモンポート６５ａから出
力される。１．３μｍ光信号と波長多重されてコモンポ
ート６５ａより入力された１．５５μｍ光信号は、ＣＧ
Ｈ素子６３ｃを通過後、波長フィルタ６３ｄで反射され
た後、さらにＣＧＨ素子６３ｂを経た後、出力ポート６
５ｂから出力される。

【００５４】この光学部品６０によれば、光部品６１〜
６５同士を、それぞれの固定箇所同士の直接接合により
固定してあるので、平行度、位置精度が従来より優れる
光学装置（加入者系光モジュール）を実現することがで
きる。

【００５５】２．光学装置の製造方法の説明 次に、光学装置の製造方法の発明のいくつかの実施の形
態について説明する。

【００５６】２−１．第１の実施の形態 図３および図４は、光学装置の製造方法の第１の実施の
形態を説明するための工程図である。特に図３は、試料
の平面図および平面図中のＩ−Ｉ線に沿って切った断面
図によって示した工程図、図４は側面図によって示した
工程図である。

【００５７】先ず、第１の光部品７１が多数形成された
第１の基板７３と、第２の光部品７５が多数形成された
第２の基板７７とを、用意する。

【００５８】ここで、第１の光部品７１とは、任意の素
子（例えば光素子、例えばＣＧＨ素子等）を１以上含む
もの、または、特別に素子は含まず第１の基板７３の一
部分自体でも良い。第２の光部品７５とは、任意の素子
（例えば光素子、例えばＣＧＨ素子等）を１以上含むも
の、または、特別に素子は含まず第２の基板７７の一部
分自体でも良い。図３の例では、第１の光部品７１は、
任意の素子を含み、一方、第２の光部品７５は、第２の
基板７７の一部分自体である例を示してある。第１の基
板７３および第２の基板７７それぞれは、例えば、石英
ガラスなどで構成できる。また、第１の基板７３に第１
の光部品７１を形成する方法は、例えば、文献１に開示
された方法で行える。また、第１の基板７３および第２
の基板７７それぞれの、少なくとも直接接合を予定して
いる面は、平坦度の良い面、例えば鏡面研磨した面とす
るのが良い。

【００５９】次に、第１の基板７３および第２の基板７
７それぞれに対し洗浄活性化処理をする。この処理自体
は、例えば、第１および第２の基板７３および７７を洗
浄活性が可能な溶液を入れた容器８１に浸漬することで
行える（図４（Ａ））。この溶液として、例えば硫酸加
水を用いることができる。また、硫酸加水として、例え
ば、硫酸：過酸化水素水：水＝３：１：１（容積比）を
用いることができる。

【００６０】次に、第１の基板７３および第２の基板７
７の接合予定面同士が接触するように、これら基板を積
層する（図４（Ｂ））。なお、この積層に当たり、第１
の光部品７１および第２の光部品７５が１つずつ対向す
るように、これら基板７３および７７を位置合わせして
積層する。ただし、図３に示した例の場合は、第２の基
板７７の第２の光部品７５が特別な光部品ではなく基板
の一部分であるので、第１の光部品７１と第２の光部品
７５との位置合わせは特にせずに、第１および第２の基
板同士の位置合わせで良い。また、第１および第２の基
板を積層した後、これら基板同士がより密着するよう
に、これら基板に圧力を加えても良い。圧力を加える場
合のその大きさや圧のかけ方（一定圧なのか等）は、実
験的または理論的に決めれば良い。

【００６１】洗浄活性化処理が済んだ第１および第２の
基板７３、７７それぞれの表面には、ＯＨ基が形成され
るため、この基板同士は水素結合により密着する。

【００６２】このように密着させた第１および第２の基
板に加熱処理をする。この加熱処理により、第１および
第２の基板はより強固に密着（接合）する。従って、第
１の光部品７１および第２の光部品７５それぞれを固定
箇所同士の直接接合により固定することができる。

【００６３】なお、上記の加熱処理は、例えば、好適な
加熱炉８３に上記第１および第２の基板を投入すること
で行える（図４（Ｃ））。加熱処理時の加熱温度および
雰囲気は、第１および第２の基板に形成されている光部
品の耐熱性、好適な雰囲気等を考慮して決める。これに
限られないが、例えば、４００℃の温度かつ窒素雰囲気
とすることができる。

【００６４】直接接合し終えた第１および第２の基板か
らなる試料を、次に、個々の光学装置に分離する。すな
わち、直接接合を終えた試料を、図１（Ａ）に示したよ
うに第１の光部品７１を１つずつ含む領域になるよう
に、分離する。この分離作業は、例えば、ダイシングソ
ーを用いて行うのが好適である。

【００６５】この分離作業が済むと、第１の光部品と第
２の光部品とを積層かつ固定した構造を含む光学装置
（例えば図１に示した光学装置３１、４１または５１）
を得ることができる。

【００６６】この第１の実施の形態で説明した方法によ
れば、第１および第２の光部品同士の接合を接着剤を用
いずに行うことができる。従って、第１および第２の光
部品を平行度良く、しかも、精度良く固定することがで
きる（後の実施例参照）。

【００６７】２−２．第２の実施の形態 第１の基板７３と第２の基板７７とを、それらの一方の
面同士で密着させて直接接合するに当たり、これら基板
間に気体（典型的には空気）が残存した状態でこれら基
板を密着させると、直接接合の工程で気体の膨張などが
生じて、直接接合する光部品同士の平行度を損ねたり、
両光部品間のギャップ差を大きくしたり、直接接合の強
度が得られない等の不具合が生じる。そのため、光学装
置の製造歩留まりが低下する等の問題が生じ易い。この
第２の実施の形態では、この問題を軽減または解決でき
る方法を説明する。

【００６８】図５は、この第２の実施の形態の製造方法
の主要な部分を説明するための図である。詳細には、第
２の実施の形態での第１の基板７３Ａの平面図およびＩ
−Ｉ線に沿って切った断面図である。

【００６９】この第２の実施の形態では、第１の基板お
よび第２の基板の少なくとも一方の基板の、他方の基板
と対向する面に、溝を少なくと１つ形成する。この実施
の形態では、第１の基板７３Ａ側にこの溝９１を設け、
第２の基板７７（図３（Ｂ）参照）は、第１の実施の形
態のままとしてある。

【００７０】この溝９１は、第１および第２の基板７３
Ａ，７７を積層させる際に両基板間に残存しようとする
気体をこれら基板間から排除するための溝である。この
目的を達成できれば、溝９１は、任意の形状および数と
できる。

【００７１】好ましくは、この溝９１は、各光部品の近
傍にそれぞれ形成するのが良い。従って、例えば、図５
に示した様に、各光部品７１の少なくとも両側に溝９１
がそれぞれ位置するように、第１の基板７３Ａに、複数
本形成するのが良い。もちろん、各溝９１の少なくとも
一方端は、第１の基板７３Ａの縁部まで至っている。

【００７２】この溝９１は、光部品を形成する前に第１
の基板７３Ａに形成しても良いし、光部品形成後に形成
しても良いし、光部品形成工程中で形成しても良い。こ
の溝９１の形成方法として、例えば、エッチングまたは
ダイシングによる方法を挙げることができる。

【００７３】第２の基板７７および溝９１を形成した第
１の基板７３Ａに対し、第１の実施の形態と同様に、洗
浄活性化処理をする。

【００７４】次に、第１の基板７３Ａの溝９１を形成し
た面が、第２の基板７７に対向するようにして、両基板
７３Ａ、７７を積層する（図示せず）。

【００７５】その後は、第１の実施の形態で説明したと
同様な手順で、直接接合のための加熱処理など、およ
び、個々の光学装置への分離作業を行う。

【００７６】この第２の実施の形態によれば、第１の実
施の形態で得られる効果に加えて、基板間に残存する恐
れがある気体（空気層）を、排除または軽減することが
できるという効果も得られる。従って、直接接合する光
部品同士の平行度や両光部品間のギャップ差や直接接合
の強度を、より所望の通りにすることができる（後の実
施例参照）。

【００７７】２−３．第３の実施の形態 第２の実施の形態では、溝９１を、基板の光部品を設け
ていない部分に、設けていた。しかし、溝を設ける位置
はこれに限られない。この第３の実施の形態はその例で
ある。

【００７８】図６は、この第３の実施の形態の製造方法
の主要な部分を説明するための図である。詳細には、第
３の実施の形態での第１の基板７３Ｂの平面図およびＩ
−Ｉ線に沿って切った断面図である。

【００７９】この第３の実施の形態では、第１の基板お
よび第２の基板の少なくとも一方の基板の、他方の基板
と対向する面に、溝（連結溝ともいう）を形成する。こ
の実施の形態では、第１の基板７３Ｂ側に、この９３
（連結溝９３ともいう）を、第１の光部品７１同士を連
結するような配置で、形成する。もちろん、連結溝９３
の少なくとも一方端は、第１の基板７３Ｂの縁部まで至
っている。なお、第２の基板７７（図３（Ｂ）参照）
は、第１の実施の形態のままとしてある。

【００８０】この連結溝９３は、光部品を形成する前に
第１の基板７３Ｂに形成しても良いし、光部品形成後に
形成しても良いし、光部品形成工程中で形成しても良
い。また、この連結溝９３の形成方法として、例えば、
エッチングまたはダイシングを挙げることができる。

【００８１】第２の基板７７および連結溝９３を形成し
た第１の基板７３Ｂに対し、第１の実施の形態と同様
に、洗浄活性化処理をする。

【００８２】次に、第１の基板７３Ｂの連結溝９３を形
成した面が、第２の基板７７に対向するようにして、両
基板７３Ｂ、７７を積層する（図示せず）。

【００８３】その後は、第１の実施の形態で説明したと
同様な手順で、直接接合のための加熱処理を実施し、さ
らに、個々の光学装置への分離作業を行う。

【００８４】この第３の実施の形態によれば、第１およ
び第２の実施の形態で得られる効果が得られる。また、
光部品７１が例えばＣＧＨ素子である場合、その表面は
基板面から１〜２μｍ程度へこんでいるので、ＣＧＨ素
子上に凹部が生じる。この凹部は連結溝９３に接続する
ので、光部品の部分に気体が溜まってもこの気体は連結
溝９３を介して排除できる。すなわち、この第３の実施
の形態では、光部品７１の箇所に気体が溜まるのをより
効果的に防止することができる。

【００８５】２−４．第４の実施の形態 上述した第２および第３の実施の形態では、基板の一部
を除去して、気体抜きの溝を形成していたが、基板に２
以上の凸部を形成し、これら凸部と凸部との間に生じる
凹部を気体抜きの溝として利用しても良い。この第４の
実施の形態は、その例である。

【００８６】図７は、この第４の実施の形態の製造方法
の主要な部分を説明するための図である。詳細には、第
４の実施の形態での第１の基板７３Ｃの平面図およびＩ
−Ｉ線に沿って切った断面図である。

【００８７】この第４の実施の形態では、第１の基板お
よび第２の基板の少なくとも一方の基板、ここでは第１
の基板７３Ｃの、他方の基板と対向する面に、ライン状
の薄膜９５を所定間隔で複数本形成する。この所定間隔
とは、第１の光部品７１の列間に、これら薄膜９５が１
つずつ位置するような間隔である。隣り合うライン状の
薄膜９５の間は、凹部９７となるので、第２および第３
の実施例で説明した気体抜き溝が実現される。薄膜９５
の材質および膜厚は、光学装置の設計に応じた任意好適
な材質および膜厚で良い。材料としては、例えばシリコ
ン酸化膜を用いることが出来る。薄膜９５の形成自体
は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの
公知の成膜方法、リソグラフィー技術およびエッチング
技術により行える。

【００８８】この薄膜９５は、光部品を形成する前に第
１の基板７３Ｃに形成しても良いし、光部品形成後に形
成しても良いし、光部品形成工程中に形成しても良い。

【００８９】なお、第２の基板７７は、この実施の形態
では、第１の実施の形態で説明したものと同様なとして
ある（図３（Ｂ）参照）。

【００９０】第２の基板および薄膜９５を形成した第１
の基板７３Ｃに対し、第１の実施の形態と同様に、洗浄
活性化処理をする。

【００９１】次に、第１の基板７３Ｃの薄膜９５を形成
した面が第２の基板７７に対向するようにして、両基板
７３Ｃ、７７を積層する（図示せず）。

【００９２】その後は、第１の実施の形態で説明したと
同様な手順で、直接接合のための加熱処理を実施し、さ
らに、個々の光学装置への分離作業を行う。なお、この
第４の実施に形態の場合、第１の基板７３Ｃの薄膜９５
と第２の基板７７とが直接接合される。

【００９３】この第４の実施の形態によれば、第１、第
２および第３の実施の形態で得られる効果が得られる。
また、光学装置の製造終了後は、薄膜９５が、第１およ
び第２の光部品間の隙間形成部材として機能する。

【００９４】２−５．第５の実施の形態 上述した製造方法の第１の実施の形態では、第１および
第２の基板７３，７７の接合面同士を密着させるに当た
り、これら基板を自然体のまま（平板状態のまま）密着
させていた。しかし、これら基板７３，７７間に気体が
残存するのを防止するためには、少なくとも一方の基板
の一部が他方の基板側に凸になるようにたわませた状態
で両基板を接触させ、その後、このたわみを徐々に解除
することで、両基板の全面を徐々に接触させて行くのが
好ましい。この第５の実施の形態はその例である。

【００９５】図８〜図１０は、第５の実施の形態を説明
するための図である。特に、図８（Ａ）は、この第５の
実施の形態を実施するために好適な製造装置１００の全
体構成を説明する側面図、図８（Ｂ）は製造装置１００
が有する第１のステージ１０１の平面図、図８（Ｃ）は
第１のステージ１０１のＩ−Ｉ線に沿って切った断面図
である。また、図９（Ａ）は、製造装置１００が有する
第２のステージ１０３の平面図、図９（Ｂ）は第２のス
テージ１０３のＩ−Ｉ線に沿って切った断面図である。
また、図１０（Ａ）および（Ｂ）は、第５の実施の形態
の主要部の製造工程図である。

【００９６】製造装置１００は、第１の基板および第２
の基板のいずれか一方の基板を搭載するための第１のス
テージ１０１と、他方の基板を搭載するための第２のス
テージ１０３とを有する。

【００９７】第１のステージ１０１は、例えば第１の基
板７３を位置決めする部分としての、第１の基板の平面
形状よりやや大きい平面形状を持つ凹部１０１ａと、こ
の凹部１０１ａ内に配置してあり第１の基板７３を第１
のステージ１０１に吸着する複数の吸着穴１０１ｂとを
有する。各吸着穴１０１ｂは真空ポンプ１０５と接続さ
れている。

【００９８】第２のステージ１０３は、例えば第２の基
板７７を位置決めする部分としての、第２の基板７７の
平面形状よりやや大きい平面形状を持つ凹部１０３ａ
と、この凹部１０３ａ内に配置してあり第２の基板７７
を第２のステージ１０３に吸着する複数の吸着穴１０３
ｂとを有する。ただし、この第２のステージ１０３の場
合の吸着穴１０３ｂそれぞれは、ステージ１０３から突
出した筒状の部材で構成してある。しかも、凹部１０３
ａの中心（図９（Ａ）のＰ）に１つの筒状部材を配置
し、そこからいくつかの同心円上に、それぞれ複数個の
筒状の部材を配置してある。しかも、凹部１０３ａの中
心に設けた筒状の部材の背を最も高くしてあり、かつ、
１つの同心円上に配置してある筒状の部材の高さは同じ
としてあり、かつ、中心から離れる同心円上にある筒状
の部材ほど、背が低くなっている（図９（Ｂ）参照）。
また、いずれの筒状の部材も、真空ポンプ１０７に接続
してある。この真空ポンプ１０７は、コントローラ１０
９によって制御される。この製造装置１００の場合、筒
状の部材から成る各吸着穴１０３ｂは、背の高さが同一
な部材同士をそれぞれ１グループとして、グループ単位
に、独立に吸着動作をＯＮ／ＯＦＦ制御できる構成とし
てある。

【００９９】次に、この製造装置１００を用いて、第１
および第２の基板７３、７７を直接接合する手順につい
て説明する。

【０１００】第１の基板７３および第２の基板７７の洗
浄活性化処理までの処理を、第１の実施の形態で説明し
たと同様の手順で行う。

【０１０１】次に、第１の基板７３の、第２の基板７７
と接合する予定面を上方にした状態で、第１の基板７３
を第１のステージ１０１に置く。そして、真空ポンプ１
０５を動作させて、第１の基板７３を第１のステージ１
０１に吸着させる（図１０（Ａ））。

【０１０２】また、第２の基板７７の、第１の基板７３
と接合する予定面を上方にした状態で、第２の基板７７
を第２のステージ１０３に置く。そして、真空ポンプ１
０７およびコントローラ１０９を動作させて、第２の基
板７７を第２のステージ１０３に吸着させる（同じく図
１０（Ａ））。第２のステージ１０３が上記したような
特殊な構造であるので、第２の基板７７はその中心が凸
状態にたわんだで状態で第２のステージ１０３に吸着さ
れる。この様な吸着を効果的に行わせるために、例え
ば、第２の基板７７を第２のステージ１０３に吸着させ
る場合、第２のステージ１０３の中心にある吸着穴から
縁に向かって順に吸着させる。

【０１０３】基板をそれぞれ吸着し終えた第１および第
２のステージ１０１、１０３の双方または一方を、第２
の基板７７の凸部頂点が第１の基板７３に接触する位置
まで、移動する（図１０（Ａ））。この様な位置検出
は、製造装置１００に好適なセンサを設けておくことで
行える。

【０１０４】上記頂点の接触を確認したら、第２のステ
ージ１０３の各吸着穴１０３ｂを制御しているコントロ
ーラ１０９によって、第２のステージ１０３の中心側の
吸着穴から端に向かって順に吸着を解除してゆく。こう
すれば、第１および第２の基板７３，７７間に残存しよ
うとする気体を排除しながら徐々に両基板の固定箇所全
部を接触させることができる（図１０（Ｂ））。

【０１０５】その後は、第１の実施の形態で説明したと
同様な手順で、直接接合のための加熱処理を実施し、さ
らに、個々の光学装置への分離作業を行う。

【０１０６】この第５の実施の形態の製造方法によれ
ば、第１および第２の基板を密着させるに当たり、両基
板の中心から端に向かって徐々に密着させることができ
る。従って、これら基板間に残存しようとする気体を基
板間から外部に逃がし易くできるという効果を得ること
ができる。

【０１０７】なお、第５の実施の形態は、第１の基板お
よび第２の基板のいずれか一方に溝９１または溝９３ま
たは薄膜９５を設ける上述の各実施の形態のいずれかと
併用しても勿論良い。

【０１０８】また、第２のステージ１０３として、高さ
が異なる筒状の吸着穴を多数設ける例を説明したが、こ
れは一例にすぎず、基板を反らせて吸着できる構造であ
れば、他の構造でも良い。例えば、ステージの表面自体
が凸レンズ状に予めなっている様なステージとしても良
い。

【０１０９】２−６．第６の実施の形態 次に、製造方法の第６の実施の形態として、第１の基板
と第２の基板とを密着させるときのこれら基板の位置合
わせ方法の好適例について説明する。

【０１１０】図１１〜図１３は、この第６の実施の形態
を説明するための図である。特に、図１１（Ａ）は、こ
の第６の実施の形態で用いて好適な第１の基板７３Ｄを
説明する平面図および断面図、図１１（Ｂ）はこの第６
の実施の形態で用いて好適な第２の基板７７Ａを説明す
る平面図および断面図である。また、図１２（Ａ）は、
第６の実施の形態を実施するために好適な製造装置２０
０の全体構成を説明する側面図、図１２（Ｂ）は製造装
置２００が有する第１および第２のステージ２０１、２
０３の平面図、図１２（Ｃ）は第１および第２のステー
ジ２０１、２０３のＩ−Ｉ線に沿って切った断面図であ
る。なお、この例の場合、第１および第２のステージ２
０１、２０３は、同一構成としてある。また、図１３
（Ａ）および（Ｂ）は第６の実施の形態の主要部の製造
工程図である。

【０１１１】この第６の実施の形態では、第１の基板７
３Ｄとして、第１の光部品７１と、この光部品７１に対
して所定の位置関係を持つ第１のアライメントマーク１
１１とを有する基板を用意する。また、第２の基板７７
Ａとして、第２の光部品７５と、この光部品７５に対し
て所定の位置関係を持つ第２のアライメントマーク１１
３とを有した基板を用意する。これら基板自体は、例え
ば合成石英基板で構成することが出来る。

【０１１２】第１および第２のアライメントマーク１１
１，１１３それぞれは、少なくとも２個ずつ設けるのが
良い。これらアライメントマーク１１１，１１３それぞ
れは、例えば、第１および第２の基板それぞれの所定位
置に、基板以外の任意の材質からなる所定の平面形状を
持つマークを形成する方法、或いは、第１および第２の
基板それぞれの所定位置に所定の平面形状のマークが形
成される様に、該所定位置をエッチングする方法など、
任意の方法で形成することができる。

【０１１３】さらにこの第１のアライメントマーク１１
１は、好ましくは、第１の光部品７１を形成する時に形
成するのが良い。第２のアライメントマーク１１３は、
好ましくは、第２の光部品７５を形成する時に形成する
のが良い。なぜなら、こうした方が、光部品およびアラ
イメントマークの形成を、同一のリソグラフィ工程を利
用して行えるため、両者の位置関係の精度を高めること
ができるからである。

【０１１４】また、製造装置２００は、第１の基板およ
び第２の基板のいずれか一方の基板を搭載するための第
１のステージ２０１と、他方の基板を搭載するための第
２のステージ２０３と、アライメントマーク検出のため
の光源２０５ａ、２０５ｂおよびカメラ２０７ａ、２０
７ｂとを具える。

【０１１５】第１のステージ２０１は、例えば第１の基
板７３Ｄを位置決めする部分としての、第１の基板の平
面形状よりやや大きい平面形状を持つ凹部２０１ａと、
この凹部２０１ａ内に配置してあり第１の基板７３Ｄを
第１のステージ２０１に吸着する複数の吸着穴２０１ｂ
と、アライメントマーク１１１を観察するためのアライ
メントマーク観察穴２０１ｃとを有する。各吸着穴２０
１ｂは真空ポンプ２０５と接続されている。

【０１１６】第２のステージ２０３は、例えば第２の基
板７７Ａを位置決めする部分としての、第２の基板の平
面形状よりやや大きい平面形状を持つ凹部２０３ａと、
この凹部２０３ａ内に配置してあり第２の基板７７Ａを
第２のステージ２０３に吸着する複数の吸着穴２０３ｂ
と、アライメントマーク１１３を観察するためのアライ
メントマーク観察穴２０３ｃとを有する。各吸着穴２０
３ｂは真空ポンプ２０５に接続してある。なお、真空ポ
ンプ２０５による吸着動作を、第１のステージ２０１お
よび第２のステージ２０３それぞれで、独立に制御でき
るのが好ましい。

【０１１７】光源２０５ａ、２０５ｂそれぞれは、第１
および第２の基板に光を照射するためのもので、第１お
よび第２ステージ２０１、２０３のアライメントマーク
観察穴２０１ｃ、２０３ｃに対向する様に配置してあ
る。また、カメラ２０７ａ、２０７ｂそれぞれは、第１
および第２のステージ２０１、２０３のアライメントマ
ーク観察穴２０１ｃ、２０３ｃに対向する様に、かつ、
光源２０５ａ、２０５ｂとは、第１および第２のステー
ジを挟んで反対位置になる様に配置してある。

【０１１８】次に、この製造装置２００を用いて、第１
および第２の基板７３Ｄ、７７Ａを直接接合する手順に
ついて説明する。

【０１１９】第１の基板７３Ｄおよび第２の基板７７Ａ
の洗浄活性化処理までの処理を、第１の実施の形態で説
明したと同様の手順で行う。

【０１２０】次に、第１の基板７３Ｄの、第２の基板７
７Ａと接合する予定面を上方にした状態で、第１の基板
７３Ｄを第１のステージ２０１に置く。そして、真空ポ
ンプ２０５を動作させて、第１の基板７３Ｄを第１のス
テージ２０１に吸着させる（図１３（Ａ））。

【０１２１】また、第２の基板７７Ａの、第２の基板７
３Ｄと接合する予定面を上方にした状態で、第２の基板
７７Ａを第２のステージ２０３に置く。そして、真空ポ
ンプ２０５を動作させて、第２の基板７７Ａを第２のス
テージ２０３に吸着させる（同じく図１３（Ａ））。

【０１２２】基板をそれぞれ吸着し終えた第１および第
２のステージ２０１、２０３を、第１の基板７３Ｄのア
ライメントマーク１１１と、第２の基板７７Ａのアライ
メントマーク１１３とが重なるように、水平方向に移動
する。両ステージ２０１、２０３の水平方向の移動は、
図示しないステージ移動装置で行う。また、アライメン
トマーク１１１および１１３が重なったか否かの検出
は、光源２０５ａ、２０５ｂからの光をアライメントマ
ーク観察穴２０１ｃおよび２０３ｃを通過させた状態と
しておいて、アライメントマーク１１１および１１３の
重なり具合をカメラ２０７ａおよび２０７ｂで把握する
ことで行う。

【０１２３】第１の基板７３Ｄに形成してあるアライメ
ントマーク１１１と第２の基板７７Ａに形成してあるア
ライメントマーク１１３とが重なるようにこれら第１お
よび第２の基板の位置合わせが済んだら、次に、第１の
基板および第２の基板が密着するように、第１および第
２のステージ２０１および２０３を近づける（図１３
（Ｂ））。これにより、両基板を接触させることができ
る。

【０１２４】その後は、第１の実施の形態で説明したと
同様な手順で、直接接合のための加熱処理を実施し、さ
らに、個々の光学装置への分離作業を行う。

【０１２５】この第６の実施の形態の製造方法によれ
ば、第１および第２の基板を位置合わせするに当たり、
アライメントマークを用いる。そのため、第１および第
２の基板の位置合わせを高精度に行うことができる。従
って、設計通りの光学装置を製造し易いという利点を得
ることができる。

【０１２６】

【実施例】以下、この発明の効果をより理解し易くする
ため、いくつかの実施例を説明する。

【０１２７】１．第１実施例 第１の石英基板と第２の石英基板とを用意する。これら
基板を、製造方法の第１の実施の形態で説明した洗浄活
性化処理に従い洗浄活性化する。次に、これら基板を、
それぞれの一方の面同士で、製造方法の第１の実施の形
態で説明した手順で直接接合する。次に、この直接接合
した第１および第２の石英基板からなる構造体を、１辺
が４ｍｍの四角形状のチップとなるように、ダイシング
ソーにより分離する。以下、このチップを第１実施例の
チップという。

【０１２８】一方、第１比較例として以下の実験をす
る。すなわち、第１の石英基板と第２の石英基板それぞ
れの一方の面同士を、紫外線硬化型接着剤により接着す
る。次に、この接着した第１および第２の石英基板から
なる構造体を、１辺が４ｍｍの四角形状のチップとなる
ように、ダイシングソーにより分離する。以下、このチ
ップを比較例のチップという。

【０１２９】第１実施例のチップおよび第１比較例のチ
ップそれぞれ３０個ずつの、第１の石英基板および第２
の石英基板間ギャップを、それぞれ測定する。ギャップ
測定は、レーザ顕微鏡により行う。

【０１３０】第１実施例のチップの上記ギャップは、レ
ーザ顕微鏡によっては測定不可能なほど小さいことが分
かった。一方、第１比較例の各チップの上記ギャップの
平均値は４．８μｍであり、また、測定値バラツキは、
（最大値−最小値）×１００／平均値で表して、５３％
であることが分かった。

【０１３１】上記の第１実施例および第１比較例から分
かるように、この発明の光学装置および製造方法によれ
ば、第１の光部品および第２の光部品間のギャップを極
めて小さく（ギャップがない場合も含む）できることが
分かる。

【０１３２】２．第２実施例 第２実施例として、以下に説明する実験をする。先ず、
第１の石英基板として、当該基板の第１の面に、エッチ
ングにより、幅が２００μｍかつ深さが５０μｍの溝を
４ｍｍ間隔で形成した基板を用意する。第２の石英基板
として、溝を形成しない状態の石英基板を用意する。

【０１３３】これら基板を、製造方法の第１の実施の形
態で説明した洗浄活性化処理に従い洗浄活性化する。次
に、第１の石英基板の溝形成面が第２の基板に対向する
ように、これら基板を密着させ、そして、製造方法の第
１の実施の形態で説明した手順で直接接合する。次に、
この直接接合した第１および第２の石英基板からなる構
造体を、１辺が４ｍｍの四角形状のチップとなるよう
に、ダイシングソーにより分離する。以下、このチップ
を第２実施例のチップという。なお、分離の際のダイシ
ング位置は、第１の基板に設けてある溝と溝との中間と
する。

【０１３４】ダイシングを終えた後、第２実施例のチッ
プのとれ個数を数える。ここでとれ個数とは、第１の石
英基板と第２の石英基板とが剥がれなかったチップおよ
び剥がれなかったとしても両基板間に気泡が存在しない
と認められるチップの合計個数ｎである。次に、直接接
合した第１および第２の石英基板からなる構造体から１
辺が４ｍｍのチップを理論的にとれる個数をＮとしたと
き、このＮと上記のとれ個数ｎとから、１００×（上記
とれ個数ｎ）／（理論的なとれ個数Ｎ）で与えられると
れ個数百分率を算出する。上記実験を３セット分実施し
て、上記とれ個数百分率の平均値を算出する。

【０１３５】一方、第２比較例として、第１の石英基板
に溝を形成しないこと以外は、第２実施例と同様な手順
でとれ個数百分率の平均値を算出する。

【０１３６】図１４は、第２実施例および第２比較例の
結果を比較する図である。第２実施例のとれ個数百分率
の平均値は９６％であり、第２比較例のとれ個数百分率
の平均値は８２％である。実施例の方法が比較例に比べ
て１４％もとれ個数率が向上する。この結果から分かる
ように、基板間から気体を排除する溝を設けると、チッ
プとれ率が向上することが理解できる。

【０１３７】上述においては、この発明のいくつかの実
施の形態およびいくつかの実施例について説明した。し
かし、この出願の発明は上述した実施の形態および実施
例に何ら限定されるものではなく、多くの変形または変
更を加えることができる。

【０１３８】例えば、上述の説明では第１および第２の
基板それぞれを合成石英基板で構成する例を説明した
が、第１および第２の基板の構成材料はこの例に限られ
ない。光学装置で扱う波長光を実用上問題なく透過で
き、かつ、固定箇所同士の直接接合が可能な材料であれ
ば、他の任意の材料を用いることができる。たとえば、
シリコン基板や表面に酸化膜を形成したシリコン基板な
どでも良い。

【０１３９】また、製造装置１００、２００の構成はあ
くまで一例であり、この発明はこれら装置に何ら限定さ
れない。

【０１４０】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
出願の光学装置の発明によれば、第１の光部品と第２の
光部品とを積層かつ固定した構造を含む光学装置におい
て、第１およ第２の光部品の固定箇所同士を直接接合す
ることにより、これら基板の固定を行ってあることを特
徴とする。

【０１４１】そのため、接着剤を用いて第１および第２
の光部品を接続する場合に比べて、平行度や位置精度を
確保し易いので、信頼性に富む光学装置を実現し易い。

【０１４２】また、この出願の光学装置の製造方法の発
明によれば、所定の第１の基板および第２の基板を位置
決めする工程と、位置決めの済んだ第１および第２の基
板の固定箇所同士を直接接合する工程と、この直接接合
の済んだ試料を、個々の光学装置に分離する工程とを含
む。そのため、第１の光部品および第２の光部品を直接
接合した構造を有する光学装置を、量産性良く製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学装置の実施の形態の説明図である。

【図２】光学装置の他の実施の形態の説明図である。

【図３】製造方法の第１の実施の形態を説明する図であ
る。

【図４】製造方法の第１の実施の形態を説明する図３に
続く図である。

【図５】製造方法の第２の実施の形態の主要部を説明す
る図である。

【図６】製造方法の第３の実施の形態の主要部を説明す
る図である。

【図７】製造方法の第４の実施の形態の主要部を説明す
る図である。

【図８】製造方法の第５の実施の形態を説明する図であ
る。

【図９】製造方法の第５の実施の形態を説明する図８に
続く図である。

【図１０】製造方法の第５の実施の形態を説明する図９
に続く図である。

【図１１】製造方法の第６の実施の形態を説明する図で
ある。

【図１２】製造方法の第６の実施の形態を説明する図１
１に続く図である。

【図１３】製造方法の第６の実施の形態を説明する図１
２に続く図である。

【図１４】第２実施例の結果を説明する図である。

【図１５】ＣＧＨ素子の説明図である。

【図１６】従来技術および課題の説明図である。

【符号の説明】

３１、４１、５１：光学装置 ３３、４３、５３：第１の光学部品 ３５、４５、５５：第２の光学部品 ４３ａ：凹部 ４５ａ：任意の素子 ６０：他の実施の形態の光学部品 ６１：第１の光学部品 ６１ａ：基板 ６１ｂ：第１のＣＧＨ素子 ６１ｃ：薄膜 ６１ｄ：第２のＣＧＨ素子 ６１ｅ：第３のＣＧＨ素子 ６３：第２の光学部品 ６３ａ：基板 ６３ｂ：第１のＣＧＨ素子 ６３ｃ：第２のＣＧＨ素子 ６３ｄ：波長フィルタ ６３ｅ：薄膜 ６５：第３の光学部品 ６５ａ：第１の光ファイバ ６５ｂ：第２の光ファイバ ６５ｃ：第１の保持部材 ６５ｄ：第２の保持部材 ６７：第１〜第３の光部品を積層した部分 ６９ａ：受信用フォトダイオード ６９ｂ：レーザダイオード ７１：第１の光部品 ７３、７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、７３Ｄ：第１の基板 ７５：第２の光部品 ７７、７７Ａ：第２の基板 ８１：洗浄活性化液を入れた容器 ８３：加熱炉 ９１：溝 ９３：溝（連結溝） ９５：薄膜 ９７：凹部 １００：製造装置 １０１：第１のステージ １０３：第２のステージ １０１ａ、１０３ａ：凹部 １０１ｂ、１０３ｂ：吸着穴 １０５、１０７：真空ポンプ １０９：コントローラ １１１：第１のアライメントマーク １１３：第２のアライメントマーク ２００：製造装置 ２０１：第１のステージ ２０３：第２のステージ ２０１ａ、２０３ａ：凹部 ２０１ｂ、２０３ｂ：吸着穴 ２０１ｃ、２０３ｃ：アライメントマーク観察穴 ２０５ａ、２０５ｂ：光源 ２０７ａ、２０７ｂ：カメラ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の光部品と第２の光部品とを積層か
   つ固定した構造を含む光学装置において、 前記固定を、前記第１および第２の光部品の固定箇所同
   士を直接接合することにより行ってあることを特徴とす
   る光学装置。
2. 【請求項２】 第１の光部品と第２の光部品とを積層か
   つ固定した構造を含む光学装置において、 前記第１および第２の光部品のいずれか一方の前記固定
   箇所に、薄膜を具え、 前記固定を、前記第１および第２の光部品のうちの前記
   薄膜を具えていない光部品と前記薄膜とを直接接合する
   ことにより行ってあることを特徴とする光学装置。
3. 【請求項３】 第１の光部品と第２の光部品とを積層か
   つ固定した構造を含む光学装置において、 前記第１および第２の光部品の双方の前記固定箇所に、
   薄膜を具え、 前記固定を、前記薄膜同士を直接接合することにより行
   ってあることを特徴とする光学装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の光学装置にお
   いて、 前記薄膜は、前記第１の光部品と前記第２の光部品との
   間の前記固定箇所以外の部分に、所定の隙間を生じさせ
   るための薄膜であることを特徴とする光学装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光
   学装置において、 前記第１の光部品および第２の光部品のうちの少なくと
   も一方は、計算機ホログラム素子を含む光部品であるこ
   とを特徴とする光学装置。
6. 【請求項６】 第１の光部品と第２の光部品とを積層か
   つ固定した構造を含む光学装置を作製するための、前記
   第１の光部品が多数形成された第１の基板と、前記第２
   の光部品が多数形成された第２の基板とを、前記第１の
   光部品および第２の光部品が１つずつ対向するように、
   かつ、これら光部品の前記固定箇所同士が接触するよう
   に位置決めする工程と、 前記位置決めの済んだ試料の前記固定箇所同士を直接接
   合する工程と、 該直接接合の済んだ試料を、個々の光学装置に分離する
   工程とを含むことを特徴とする光学装置の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の光学装置の製造方法に
   おいて、前記位置決めする工程の前に、前記第１の基板
   および第２の基板それぞれを洗浄活性化する工程を含
   み、前記直接接合する工程は、前記固定箇所同士を接触
   させた第１および第２の基板を加熱する処理を含み、そ
   して、前記分離する工程はダイシングソーにより前記分
   離を行う工程であることを特徴とする光学装置の製造方
   法。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の光学装置の製造方法に
   おいて、前記位置決めする工程の前に、前記第１および
   第２の基板の少なくとも一方の基板の、他方の基板と対
   向する面に、前記第１および第２の基板を積層させる際
   に両基板間に残存しようとする気体をこれら基板間から
   排除するための溝を、少なくとも１つ形成する工程を含
   むことを特徴とする光学装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の光学装置の製造方法に
   おいて、前記溝を、エッチングまたはダイシングにより
   形成することを特徴とする光学装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の光学装置の製造方法
    において、前記溝を形成する工程は、前記第１の基板お
    よび第２の基板の少なくとも一方の、他方の基板と対向
    する面に、薄膜からなるストライプ状の凸部を多数並置
    形成し、これら凸部間に生じる凹部を前記溝とする工程
    であることを特徴とする光学装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項６に記載の光学装置の製造方法
    において、 前記第１および第２の基板を接触させる際は、前記第１
    および第２の基板の少なくとも一方をたわませて前記固
    定箇所の一部同士を接触させ、その後、両基板間に残存
    しようとする気体を排除しながら徐々に前記固定箇所全
    部を接触させること を特徴とする光学装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項６に記載の光学装置の製造方法
    において、 前記第１の基板に前記第１の光部品に対して所定の位置
    関係を持つ第１のアライメントマークを形成し、 前記第２の基板に前記第２の光部品に対して所定の位置
    関係を持つ第２のアライメントマークを形成し、 前記第１および第２の基板を位置決めする工程では、こ
    れら第１および第２のアライメントマークを用いて前記
    位置決めを行うことを特徴とする光学装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項６に記載の光学装置の製造方法
    において、 前記第１の光部品および第２の光部品のうちの少なくと
    も一方は、計算機ホログラム素子を含む光部品であるこ
    とを特徴とする光学装置の製造方法。