JP2001138337A - Mold for deformed semispherical microstructure, micro- concave mirror, and method for manufacturing the same - Google Patents

Mold for deformed semispherical microstructure, micro- concave mirror, and method for manufacturing the same

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JP2001138337A
JP2001138337A JP32346699A JP32346699A JP2001138337A JP 2001138337 A JP2001138337 A JP 2001138337A JP 32346699 A JP32346699 A JP 32346699A JP 32346699 A JP32346699 A JP 32346699A JP 2001138337 A JP2001138337 A JP 2001138337A
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substrate
deformed
concave mirror
manufacturing
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Japanese (ja)
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Yukio Furukawa
幸生 古川
Takayuki Yagi
隆行 八木
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold for a deformed semispherical microstructure such as an oval spherical element suitable as a mirror for coupling lights in horizontal and vertical directions, a micro-concave mirror, and a method for manufacturing the same. SOLUTION: A method for manufacturing a mold for a deformed semispherical microstructure includes a process for preparing a substrate 1 having a conductive part 13 provided in at least a part thereof, a process for forming an insulating mask layer 15 on the substrate, a process for forming aperture parts 17 to the mask layer 15 and a process for forming plating layers 19 on the aperture parts 17 and the mask layer 15 through the aperture parts 17 by electroplating using the conductive part 13 as a cathode. A plating liquid is allowed to flow on the aperture parts 17 relatively with respect to the substrate to form the deformed semispherical plating layers 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ化が容易に
可能な楕円球体などの変形半球状マイクロ構造体用金
型、マイクロ凹面鏡、及びその作製方法等に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold for a deformable hemispherical microstructure such as an ellipsoidal sphere, which can be easily formed into an array, a micro concave mirror, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大容量の光通信や光インターコネ
クションを実現するために、複数のレーザ素子をアレイ
状に配置し、光情報を並列に伝送する研究が進められて
いる。アレイ化に適し、低しきい値の発光デバイスとし
て、面発光レーザ(Vertical Cavity
Surface Emitting Laser: V
CSEL)が注目されている。また、発光ダイオードも
低コストの点から広く使われている。このような面型光
デバイスを、ボード間あるいはチップ間を光で接続する
光インターコネクションに応用するためには、光を伝送
する導波路と面型光デバイスとを光結合させる必要があ
り、より結合効率の高い構造が要望されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to realize large-capacity optical communication and optical interconnection, researches on arranging a plurality of laser elements in an array and transmitting optical information in parallel have been advanced. Surface emitting lasers (Vertical Cavity) as light emitting devices suitable for arraying and having a low threshold value
Surface Emitting Laser: V
CSEL) has attracted attention. Light emitting diodes are also widely used because of their low cost. In order to apply such a planar optical device to an optical interconnection that connects between boards or chips with light, it is necessary to optically couple a waveguide for transmitting light and the planar optical device. There is a demand for a structure having a high coupling efficiency.

【0003】或る基板に対し垂直方向の発光/受光を行
う光デバイス(発光素子、受光素子、あるいは光ファイ
バ等の導波路であってもよい)と基板に平行な方向に光
を導波する光導波路とを結合する手段としては、 基板に45°ミラーを形成すること、 水平方向と垂直方向を結合するような回折格子を基板
に設けること、 が知られている。
An optical device (which may be a light emitting element, a light receiving element, or a waveguide such as an optical fiber) which emits / receives light in a vertical direction with respect to a certain substrate and guides light in a direction parallel to the substrate. As means for coupling with the optical waveguide, it is known that a 45 ° mirror is formed on the substrate, and a diffraction grating that couples the horizontal direction and the vertical direction is provided on the substrate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な光結合手段においては次のような問題点がある。の
場合、例えば、発光素子からの光は発散光であるため、
そのまま45°ミラーを介して光導波路に結合した場
合、結合効率が低下するという問題がある。したがっ
て、発光素子と45°ミラーの間に集光するためのレン
ズを挿入する必要があるが、その場合、構造が複雑にな
ってしまう。また、結合効率を向上させるために、ミラ
ー部を湾曲させてシリンドリカル構造にしたタイプも提
案されている(特開平5−264870号公報)が、こ
の場合も基板に垂直な方向には集光作用があるが、水平
方向には集光作用がないため、結合効率の低下は否めな
い。
However, such an optical coupling means has the following problems. In the case of, for example, since the light from the light emitting element is divergent light,
When coupled to the optical waveguide via the 45 ° mirror as it is, there is a problem that the coupling efficiency is reduced. Therefore, it is necessary to insert a lens for condensing light between the light emitting element and the 45 ° mirror, but in that case, the structure becomes complicated. Further, in order to improve the coupling efficiency, a type in which a mirror portion is curved to have a cylindrical structure has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 5-264870). However, since there is no light condensing action in the horizontal direction, a decrease in coupling efficiency cannot be denied.

【0005】また、の場合、垂直方向の光を水平方向
の光に変換する回折格子の回折効率に限界があるため、
高結合効率を得るのは困難である。また、回折格子の効
率向上の為には面積を大きくする必要があり、小型化に
限界がある。加えて、垂直方向の発散光を水平方向の集
束光に変換する回折格子はパターンが複雑であるため、
干渉露光法では作製は困難で、電子ビーム描画等の特殊
な方法が必要となる。
In the case of (1), the diffraction efficiency of a diffraction grating that converts vertical light into horizontal light is limited.
It is difficult to obtain high coupling efficiency. Further, in order to improve the efficiency of the diffraction grating, it is necessary to increase the area, and there is a limit to miniaturization. In addition, the diffraction grating that converts vertical divergent light into horizontal focused light has a complicated pattern,
The interference exposure method is difficult to manufacture, and requires a special method such as electron beam lithography.

【0006】一方、曲面を持つ構造体或は該構造体用の
金型の作製については、特開平6−27302号公報に
提案されている様に、電解メッキ法によって金属の凸状
構造体を形成する方法が知られているが、これは陰極部
を中心に等方的に金属を成長させているものであり、上
記のような水平方向と垂直方向の光を結合するミラーを
形成する為の金型の作製に用いるのは不適当である。
On the other hand, for manufacturing a structure having a curved surface or a mold for the structure, a metal convex structure is formed by electrolytic plating as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-27302. A method of forming the mirror is known, but this is a method in which a metal is grown isotropically around the cathode portion, and in order to form a mirror that couples the light in the horizontal direction and the vertical direction as described above. It is not suitable for use in the production of the metal mold.

【0007】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑み成されたものであり、その目的は、上記のような水
平方向と垂直方向の光を結合するミラーなどとして適し
た楕円球体などの変形半球状マイクロ構造体用の金型、
マイクロ凹面鏡、及びその作製方法などを提供すること
にあり、特に、(1)マイクロ凹面鏡の作製が容易で、
(2)マイクロ凹面鏡のアレイ化に適し、(3)マイク
ロ凹面鏡を比較的安価で作製でき、(4)マイクロ凹面
鏡の曲率を大きく且つそれを微細化するのに適し、
(5)45°ミラーの機能とレンズの機能を併せ持ち、
面型光デバイスと光導波路の結合等に適した、マイクロ
凹面鏡の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide an elliptical sphere or the like suitable as a mirror for coupling light in the horizontal and vertical directions. Molds for deformed hemispherical microstructures,
It is an object of the present invention to provide a micro concave mirror, a method of manufacturing the same, and the like.
(2) suitable for arraying micro concave mirrors, (3) micro concave mirrors can be manufactured at relatively low cost, (4) large curvature of micro concave mirrors and suitable for miniaturizing it,
(5) It has both the function of a 45 ° mirror and the function of a lens,
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a micro concave mirror, which is suitable for coupling a surface optical device and an optical waveguide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段と作用】45°ミラーの機
能とレンズの機能を併せ持つ凹面鏡においては光軸が折
れているので、その反射面の形状には注意が必要であ
る。例えば、真円状の反射面の場合はレンズとしての収
差が大きく、実用性が乏しい。一方、楕円球状の反射面
では、楕円球の2つの焦点の一方からの発散光は反射に
よって他方への集束光に変換されるので、光学的結合に
は有利である。
Since the optical axis of a concave mirror having both the function of a 45 ° mirror and the function of a lens is broken, attention must be paid to the shape of the reflecting surface. For example, in the case of a perfectly circular reflecting surface, aberration as a lens is large, and the practicality is poor. On the other hand, an elliptical spherical reflecting surface is advantageous for optical coupling because divergent light from one of the two focal points of the elliptical sphere is converted by reflection into focused light toward the other.

【0009】よって、本発明では、実質的に楕円球状の
反射面を有するマイクロ凹面鏡を特徴としている。かか
る目的を達成する本発明のマイクロ凹面鏡は、本発明の
変形半球状マイクロ構造体用金型の作製方法を用いて作
製された変形半球状マイクロ構造体を有する基板をもと
に、その形状を転写することにより作製される。
Therefore, the present invention features a micro concave mirror having a substantially elliptical spherical reflecting surface. The micro concave mirror of the present invention that achieves the above object has a shape based on a substrate having a deformed hemispherical microstructure manufactured using the method of manufacturing a deformed hemispherical microstructure mold of the present invention. It is produced by transferring.

【0010】以下に、上記のような水平方向と垂直方向
の光を結合するミラーなどとして適した本発明による楕
円球体などの変形半球状マイクロ構造体用の金型、マイ
クロ凹面鏡、及びその作製方法の基本構成及びより具体
的な形態を述べる。
Hereinafter, a mold for a deformed hemispherical microstructure such as an ellipsoidal sphere according to the present invention, which is suitable as a mirror for coupling light in the horizontal and vertical directions, a micro concave mirror, and a method of manufacturing the same will be described. The basic configuration and a more specific form will be described.

【0011】上記目的を達成する為の本発明の変形半球
状マイクロ構造体用金型の作製方法は、(1)少なくと
も一部に導電性部分を有する基板(導電性基板、電極層
を有する基板など)を準備する工程、(2)前記基板上
に絶縁性マスク層を形成する工程、(3)前記マスク層
に開口部を形成する工程、(4)導電性部分を陰極とし
て電気メッキにより、開口部を通じて開口部およびマス
ク層上にメッキ層を形成する工程、を有し、前記工程
(4)において、メッキ液を開口部上で一方向に所定の
流速にて基板に対して相対的に流動させることを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the method for producing a mold for a deformed hemispherical microstructure according to the present invention comprises: (1) a substrate having a conductive portion at least in part (a conductive substrate, a substrate having an electrode layer); (2) a step of forming an insulating mask layer on the substrate, (3) a step of forming an opening in the mask layer, and (4) electroplating using the conductive portion as a cathode. Forming a plating layer on the opening and the mask layer through the opening. In the step (4), the plating solution is applied to the substrate at a predetermined flow rate in one direction on the opening relative to the substrate. It is characterized by flowing.

【0012】より具体的には以下の如き形態が可能であ
る。前記工程(4)において、電気メッキによりメッキ
層を異方的に成長させ得る。
More specifically, the following forms are possible. In the step (4), a plating layer can be grown anisotropically by electroplating.

【0013】前記工程(3)において、開口部は円形形
状であり、典型的には、ほぼ楕円球体状のメッキ層を形
成し得る。
In the step (3), the opening has a circular shape, and typically, a substantially elliptical spherical plating layer can be formed.

【0014】前記工程(3)において、開口部が基板上
に複数形成され得る。これにより、メッキ層をアレー状
に形成され得る。
In the step (3), a plurality of openings may be formed on the substrate. Thereby, the plating layer can be formed in an array.

【0015】前記工程(4)おいて、メッキ液の流速の
速度および方向、メッキ時間、メッキ液の温度を制御し
て変形半球体の大きさおよび形状を制御し得る。
In the step (4), the size and shape of the deformed hemisphere can be controlled by controlling the speed and direction of the flow rate of the plating solution, the plating time, and the temperature of the plating solution.

【0016】また、上記目的を達成する為の本発明の変
形半球状マイクロ構造体用金型は、上記の本発明の作製
方法により作製されて楕円球の一部の形状である等の形
態を取り得る変形半球状マイクロ構造体である。
Further, a mold for a deformed hemispherical microstructure of the present invention for achieving the above object has a form such as a part of an elliptical sphere manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention. It is a deformable hemispherical microstructure that can be taken.

【0017】また、上記目的を達成する為の本発明のマ
イクロ凹面鏡の作製方法は、上記の本発明の変形半球状
マイクロ構造体用金型上に樹脂等のミラー材料を塗布
し、該金型よりミラー材料を剥離し、ミラー材料に変形
半球状の凹部を形成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a micro concave mirror according to the present invention is a method of applying a mirror material such as a resin onto the deformed hemispherical micro structure die of the present invention. It is characterized in that the mirror material is further peeled off and a deformed hemispherical concave portion is formed in the mirror material.

【0018】前記変形半球状の凹部の表面の少なくとも
一部には反射膜を形成し得る。
A reflection film may be formed on at least a part of the surface of the deformed hemispherical concave portion.

【0019】また、上記目的を達成する為の本発明のマ
イクロ凹面鏡の作製方法は、(1)少なくとも一部に導
電性部分を有する基板を準備する工程、(2)上記の本
発明の作製方法により変形半球状マイクロ構造体用金型
を作製する工程、(3)前記マイクロ構造体用金型をマ
スターとして金型を形成する工程、(4)前記金型を前
記金型マスターより剥離する工程、(5)前記金型を型
取りして変形半球状の凸部を形成する工程、を有するこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, the method for producing a micro concave mirror according to the present invention comprises: (1) a step of preparing a substrate having a conductive portion at least in part; (3) forming a mold using the microstructure mold as a master, and (4) peeling the mold from the mold master. (5) a step of forming the deformed hemispherical convex portion by molding the mold.

【0020】前記工程(5)の後に、前記変形半球状の
凸部の表面の少なくとも一部に反射膜を形成する工程を
含み得る。
After the step (5), a step of forming a reflective film on at least a part of the surface of the deformed hemispherical projection may be included.

【0021】前記工程(2)において、メッキ層を形成
した後に、犠牲層を形成する工程を含み得る。
The step (2) may include a step of forming a sacrificial layer after forming the plating layer.

【0022】前記工程(4)において、金型を金型マス
ターから剥離する工程を前記犠牲層を除去することによ
り行い得る。
In the step (4), the step of peeling the mold from the mold master can be performed by removing the sacrificial layer.

【0023】前記工程(4)において、金型を金型マス
ターから剥離する工程を基板、メッキ層を順次エッチン
グ除去することにより行い得る。
In the step (4), the step of peeling the mold from the mold master can be performed by sequentially etching and removing the substrate and the plating layer.

【0024】前記工程(3)において、金型を形成する
工程をメッキにより形成することにより行い得る。
In the step (3), the step of forming a mold can be performed by forming the mold by plating.

【0025】前記工程(5)において、変形半球状の凸
部が形成される材料が樹脂であり得る。
In the step (5), the material on which the deformed hemispherical projections are formed may be a resin.

【0026】また、上記目的を達成する為の本発明のマ
イクロ凹面鏡は、上記の本発明の作製方法により作製さ
れて楕円球の一部の形状である等の曲面を有し得るマイ
クロ凹面鏡である。
Further, a micro concave mirror of the present invention for achieving the above object is a micro concave mirror which can be formed by the above manufacturing method of the present invention and can have a curved surface such as a part of an elliptical sphere. .

【0027】本発明の作用原理を説明する。本発明の変
形半球状マイクロ構造体用金型の作製方法は、電極上に
設けたマスク層に形成した微小な開口部に電気メッキに
より変形半球体を形成するものである。微小な開口部上
にメッキを行うと、まず開口部内にメッキが析出し、さ
らにメッキを行うと開口部及びマスク層上にメッキ層が
成長し始める。通常の電気メッキの場合、電気メッキの
陽極に比べて開口部寸法が十分に小さい或は細いと、メ
ッキ層は開口部を中心に等方的に成長し、半球状のメッ
キ層が開口部及びマスク層上に形成される。
The operation principle of the present invention will be described. According to the method of manufacturing a mold for a deformed hemispherical microstructure of the present invention, a deformed hemisphere is formed by electroplating a minute opening formed in a mask layer provided on an electrode. When plating is performed on the minute opening, plating first deposits in the opening, and when plating is further performed, a plating layer starts to grow on the opening and the mask layer. In the case of normal electroplating, if the size of the opening is sufficiently smaller or smaller than the anode of electroplating, the plating layer grows isotropically around the opening, and the hemispherical plating layer forms the opening and It is formed on a mask layer.

【0028】一方、本発明によるメッキ方法では、メッ
キの際にメッキ液を開口部上で一方向に所定の流速にて
流動させている。このため、メッキ液の上流と下流で金
属イオンの密度に分布が生じ、上流側の方がイオン密度
が高くなる。この結果、上流側の方が成長速度が高くな
る(このような状態を本明細書中では異方的と表現して
いる)。開口部形状を円形にしておけば、メッキ層は、
その頂点が上流側にシフトした楕円球のような形状にな
る。メッキ液の流速を制御することにより頂点のずれる
割合を変化させることができる。
On the other hand, in the plating method according to the present invention, a plating solution is caused to flow in one direction at a predetermined flow rate over the opening during plating. For this reason, distribution occurs in the metal ion density upstream and downstream of the plating solution, and the ion density is higher on the upstream side. As a result, the growth rate is higher on the upstream side (such a state is expressed as anisotropic in this specification). If the shape of the opening is circular, the plating layer
Its vertex is shaped like an elliptical sphere shifted upstream. By controlling the flow rate of the plating solution, it is possible to change the rate at which the peak shifts.

【0029】このような電気メッキによるマイクロ構造
体の作製方法は、所望の形状が得られた時点で陽極と陰
極との間に流れる電流を停止すればメッキの析出を停止
できるため、作製の制御性が良い。
In such a method of manufacturing a microstructure by electroplating, when the current flowing between the anode and the cathode is stopped when a desired shape is obtained, the deposition of plating can be stopped. Good nature.

【0030】本発明のマイクロ凹面鏡は、上記変形半球
状のメッキ層を有する基板を金型として、別の基板上に
変形半球状の凹部を転写して形成される。もしくは、本
発明のマイクロ凹面鏡は、上記変形半球状のメッキ層を
有する基板を金型マスターとして変形半球状の凹部を有
する金型を形成し、さらにこの金型を用いて、別の基板
上に変形半球状の凸部を転写することで形成される。
The micro concave mirror of the present invention is formed by transferring a deformed hemispherical concave portion onto another substrate using a substrate having the deformed hemispherical plating layer as a mold. Alternatively, the micro concave mirror of the present invention forms a mold having a deformed hemispherical concave portion using the substrate having the deformed hemispherical plating layer as a mold master, and further uses this mold to form a mold on another substrate. It is formed by transferring a deformed hemispherical convex portion.

【0031】このように、電気メッキで形成した構造を
そのまま金型として用いることができるので、高価な設
備を必要とせず、低コストで作製でき、大判化すること
も可能となる。さらに、メッキ時間、メッキ温度により
メッキの大きさをその場観察により制御でき、容易に大
きさを制御できる。マスク層に複数の開口部を形成する
ことにより同様の方法を用いてマイクロ凹面鏡アレイを
形成することもできる。
As described above, since the structure formed by electroplating can be used as it is as a mold, it can be manufactured at low cost without requiring expensive equipment, and can be made larger. Further, the size of the plating can be controlled by in-situ observation by the plating time and the plating temperature, and the size can be easily controlled. By forming a plurality of openings in the mask layer, a micro concave mirror array can be formed using a similar method.

【0032】剥離の方法としては、機械的に金型と基板
を剥離すればよい。しかし、金型が大判化するなどで剥
離時に変形する場合は、基板、マスク層、メッキ層を順
次裏面よりエッチング除去する方法を取ることが可能で
ある。
The mold may be peeled off mechanically from the mold. However, when the mold is deformed at the time of peeling due to enlargement or the like, it is possible to adopt a method of sequentially etching and removing the substrate, the mask layer, and the plating layer from the back surface.

【0033】基板及びメッキ層上に犠牲層を設けた後に
金型を形成する場合には、犠牲層を除去することにより
金型と基板を剥離することが可能である。この場合、犠
牲層をエッチングするエッチャントにより金型が腐食さ
れないよう犠牲層の材料を選ぶ。犠牲層をエッチングす
るエッチャントによりメッキ層及び基板も腐食されない
場合、メッキ層を形成した基板を金型用の金型マスター
として複数回使用することが可能であり、金型が劣化し
た際に同様の方法で金型を容易に作製することができ
る。
When the mold is formed after providing the sacrificial layer on the substrate and the plating layer, the mold and the substrate can be separated by removing the sacrificial layer. In this case, the material of the sacrificial layer is selected so that the mold is not corroded by the etchant for etching the sacrificial layer. If the plating layer and the substrate are not corroded by the etchant that etches the sacrificial layer, the substrate on which the plating layer is formed can be used multiple times as a mold master for the mold, and the same when the mold is deteriorated. The mold can be easily manufactured by the method.

【0034】変形半球状の凹部を有するマイクロ凹面鏡
の材料としては、メッキ層を形成した基板上に形成で
き、かつ剥離できるものであれば樹脂、金属、絶縁体等
の何れの材料も用いることができる。メッキ層を形成し
た基板を金型マスターとして作製される金型の材料につ
いても、メッキ層を形成した基板上に形成でき、かつ剥
離できるものであれば樹脂、金属、絶縁体等の何れの材
料も用いることができる。この場合の金型の形成方法
は、樹脂や金属、ガラスの溶融または溶解した溶液をメ
ッキ層が形成された基板に塗布し硬化した後に基板を剥
離して形成する。他の方法としては、基板を陰極として
メッキ層上に金型を電気メッキして形成する。犠牲層を
用いるのであれば、犠牲層上に金型用電極層を形成し、
この電極を陰極として電気メッキを行えばよい。
As a material of the micro concave mirror having the deformed hemispherical concave portion, any material such as resin, metal, and insulator can be used as long as it can be formed on the substrate on which the plating layer is formed and can be peeled off. it can. Regarding the material of the mold produced using the substrate on which the plating layer is formed as a mold master, any material such as resin, metal, and insulator can be formed on the substrate on which the plating layer is formed and can be peeled off. Can also be used. In this case, the mold is formed by applying a solution in which a resin, metal, or glass is melted or dissolved to a substrate on which a plating layer is formed, curing the substrate, and then peeling the substrate. As another method, a mold is formed by electroplating a mold on a plating layer using the substrate as a cathode. If a sacrificial layer is used, a mold electrode layer is formed on the sacrificial layer,
Electroplating may be performed using this electrode as a cathode.

【0035】また、変形半球状の凸部を有するマイクロ
凹面鏡の材料としては、内部を光が通過するので透明で
ある方が望ましい。
It is desirable that the material of the micro concave mirror having the deformed hemispherical convex portions is transparent because light passes through the inside.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0037】(第1実施例)本発明の第1実施例のマイ
クロ構造体用金型の作製方法を図1、図2を用いて説明
する。図1は、半球体に近似した変形半球状のマイクロ
構造体の作製工程を示す断面図であり、図2は、電気メ
ッキ方法を説明する電気メッキ浴の斜視図である。
(First Embodiment) A method of manufacturing a mold for a microstructure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a process for producing a deformed hemispherical microstructure similar to a hemisphere, and FIG. 2 is a perspective view of an electroplating bath for explaining an electroplating method.

【0038】図1において、Si基板11上にCr/A
uからなる電極層13及びポリイミド膜からなるマスク
層15を順次成膜する(図1(a))。次いで、ホトレ
ジスト(不図示)の塗布、パターニング、露光、現像、
エッチングを行い、マスク層15に開口部17を形成す
る。その後、残ったホトレジストは除去する(図1
(b))。開口部17は円形をしており、その直径は1
0μmである。開口部17は200μm間隔で2次元状
に複数配置されている。
In FIG. 1, a Cr / A
An electrode layer 13 made of u and a mask layer 15 made of a polyimide film are sequentially formed (FIG. 1A). Next, application, patterning, exposure, development of a photoresist (not shown),
An opening 17 is formed in the mask layer 15 by performing etching. Thereafter, the remaining photoresist is removed (FIG. 1).
(B)). The opening 17 is circular and has a diameter of 1
0 μm. A plurality of openings 17 are two-dimensionally arranged at intervals of 200 μm.

【0039】この基板をワークとして用いて、電極13
を陰極として、硝酸ニッケル、塩化ニッケル、ほう酸、
光沢剤からなるNiメッキ液を用いて、温度50℃、陰
極電流密度5A/dmの条件で電気メッキを行った。
電気メッキの方法を図2で説明する。
Using this substrate as a work, the electrode 13
As a cathode, nickel nitrate, nickel chloride, boric acid,
Electroplating was performed at a temperature of 50 ° C. and a cathode current density of 5 A / dm 2 using a Ni plating solution comprising a brightener.
The method of electroplating will be described with reference to FIG.

【0040】図2において、51は陽極側の電極、53
はメッキ液である。この時、図2に示す様に、基板11
を浸漬したメッキ液53に、スターラー55を一方向に
回転して一定方向の流動を起こさせることで、開口部1
7上の流速を形成させておく。すると、上流側の方が下
流側より金属イオンの供給が多いため、メッキの成長速
度が速くなる。本実施例では、スターラー55の回転速
度は500rpmとし、基板11上の開口部17を回転
中心より1cm外側の位置に配置した。また、メッキ液
53の温度を50℃、陰極電流密度を5A/dmとし
た。
In FIG. 2, reference numeral 51 denotes an anode-side electrode;
Is a plating solution. At this time, as shown in FIG.
By rotating the stirrer 55 in one direction in the plating solution 53 immersed in the opening 1 to cause a flow in a certain direction, the opening 1
A flow rate above 7 is allowed to form. Then, since the supply of metal ions is higher on the upstream side than on the downstream side, the growth rate of plating is higher. In this embodiment, the rotation speed of the stirrer 55 is set to 500 rpm, and the opening 17 on the substrate 11 is arranged at a position 1 cm outside the center of rotation. The temperature of the plating solution 53 was 50 ° C., and the cathode current density was 5 A / dm 2 .

【0041】その結果、図1(c)の状態を経て、図1
(d)の様な右側(メッキ液上流側)に偏ったほぼ楕円
球状の凸部19を形成できた。このとき形成された楕円
球は、頂上部の高さ15μmであり、基板を上から見た
ときの輪郭(ほぼ楕円)の縦30μm、横40μmであ
った。流動するメッキ液でこの様な楕円球状凸部が形成
される理由は、静止メッキ液では半球状凸部が形成され
るところ(この場合、陽極側の電極51の大きさは開口
部17に対して桁違いに充分に大きい)、メッキ液の流
動で頂上部が上流側に若干ずれて実質的な楕円球体にな
ると考えられる。こうして形成された変形半球状の凸部
19は厳密な楕円球とは言えないが、例えば、楕円曲面
ミラーとして充分な機能を持つ程度には楕円球に近い形
状となる。
As a result, the state shown in FIG.
As shown in (d), a substantially elliptical spherical convex portion 19 biased to the right (upstream of the plating solution) was formed. The elliptical sphere formed at this time had a height of 15 μm at the apex, and had a height of 30 μm and a width of 40 μm in the outline (almost elliptical) when the substrate was viewed from above. The reason why such an elliptical spherical convex portion is formed by a flowing plating solution is that a hemispherical convex portion is formed by a stationary plating solution (in this case, the size of the electrode 51 on the anode side is larger than that of the opening portion 17). It is considered that the top portion is slightly shifted to the upstream side due to the flow of the plating solution to form a substantially elliptical sphere. The deformed hemispherical projections 19 formed in this manner cannot be said to be strictly elliptical spheres, but, for example, have a shape close to an elliptical sphere to such a degree as to have a sufficient function as an elliptical curved mirror.

【0042】本実施例において作製された複数のマイク
ロ構造体用金型の各凸部19の形状はほぼ同一であり、
本実施例の方法がアレイ化に有効であることが示され
た。直径10μm程度の開口部17に対して、その間隔
を200μm程度と大きくすれば、メッキ液53の流れ
に対する凸部19の位置に関係なくその形状はほぼ同一
になる。
The shapes of the projections 19 of the plurality of microstructure molds manufactured in this embodiment are substantially the same.
It was shown that the method of this example was effective for arraying. If the distance between the openings 17 having a diameter of about 10 μm is increased to about 200 μm, the shape thereof becomes substantially the same regardless of the position of the projections 19 with respect to the flow of the plating solution 53.

【0043】本実施例において、Niからなる楕円球状
の凸部を作製したが、電気メッキが可能であれば何でも
よく、例えば、Au、Pt、Cr、Cu、Ag、Zn等
の単金属、あるいはCu−Zn、Sn−Co、Ni−F
e、Zn−Ni等の合金であってもよい。また、基板と
しては、金属やGaAs等の半導体、あるいは石英等の
絶縁体を用いてもよい。金属を用いた場合は電極を成膜
する工程を除くことができる。
In the present embodiment, an elliptical spherical convex portion made of Ni was prepared. However, any convex portion can be used as long as electroplating is possible. For example, a single metal such as Au, Pt, Cr, Cu, Ag, Zn, or the like, or Cu-Zn, Sn-Co, Ni-F
e, an alloy such as Zn-Ni may be used. Further, as the substrate, a metal, a semiconductor such as GaAs, or an insulator such as quartz may be used. When a metal is used, the step of forming an electrode can be omitted.

【0044】加えて、マスク層をホトレジストで形成す
ることでマスク層エッチングの工程を簡略化してもよ
い。さらに、本実施例においては、スターラーでメッキ
液を回転させることにより開口部上での流速を与えた
が、メッキ液に所定の流速を与えうる方法であれば何で
も用い得る。また、メッキ液中でメッキされる基板側を
動かすことで、相対的に開口部上での流速を形成しても
よい。
In addition, the mask layer etching process may be simplified by forming the mask layer with photoresist. Further, in the present embodiment, the flow rate over the opening is given by rotating the plating solution with a stirrer, but any method capable of giving a predetermined flow rate to the plating solution may be used. Alternatively, the flow velocity over the opening may be relatively formed by moving the substrate to be plated in the plating solution.

【0045】(第2実施例)本発明の第2実施例である
マイクロ凹面鏡の作製方法を図3を用いて説明する。図
3はマイクロ凹面鏡の作製方法を示す断面図である。
(Second Embodiment) A method of manufacturing a micro concave mirror according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a micro concave mirror.

【0046】本実施例では、第1の実施例で示した略楕
円球状の凸部19を有する基板111を金型として用
い、楕円球状の凹部を形成してマイクロ凹面鏡の作製を
行なう。楕円球状の凸部19を有する基板111の作製
方法は第1の実施例と同様であり、図1で示すものと同
一の箇所には同一の番号を付してある。
In this embodiment, the substrate 111 having the substantially elliptical spherical projections 19 shown in the first embodiment is used as a mold, and an elliptical spherical concave portion is formed to manufacture a micro concave mirror. The method of manufacturing the substrate 111 having the elliptical spherical projections 19 is the same as in the first embodiment, and the same portions as those shown in FIG.

【0047】図3において、まず、楕円球状の凸部19
を有する基板111上に紫外線硬化樹脂113を塗布し
(図3(a))、支持基板となるガラス基板115をそ
の上に載せた後に、紫外線を照射して樹脂113を硬化
する(図3(b))。樹脂113の硬化後にガラス基板
115を持ち上げたところ、樹脂113は金型111よ
り剥離され、楕円球状の凹部117が形成された(図3
(c))。次いで、楕円球状の凹部117にAlからな
る反射膜119を成膜して、マイクロ凹面鏡アレイを作
製できた(図3(d))。
In FIG. 3, first, an elliptical spherical convex portion 19 is formed.
An ultraviolet curing resin 113 is applied on a substrate 111 having (FIG. 3A), a glass substrate 115 serving as a support substrate is placed thereon, and then the resin 113 is cured by irradiating ultraviolet rays (FIG. b)). When the glass substrate 115 was lifted after the resin 113 was cured, the resin 113 was separated from the mold 111, and an elliptical spherical concave portion 117 was formed (FIG. 3).
(C)). Next, a reflective film 119 made of Al was formed in the elliptical spherical concave portion 117, and a micro concave mirror array was manufactured (FIG. 3D).

【0048】本実施例のマイクロ凹面鏡を用いて光デバ
イスと光導波路とを結合する例を図4に示す。図4中、
211はGaAs基板、213は基板211に設けられ
た面発光レーザ、215はコア215aとクラッド21
5bから成る光導波路、217は樹脂、219は樹脂2
17に設けられたマイクロ凹面鏡である。面発光レーザ
213の光出射点は楕円球状のマイクロ凹面鏡219の
一方の焦点近傍に位置決めされ、光導波路215の左端
面はマイクロ凹面鏡219の他方の焦点近傍に位置決め
されている。
FIG. 4 shows an example in which an optical device and an optical waveguide are connected by using the micro concave mirror of this embodiment. In FIG.
211 is a GaAs substrate, 213 is a surface emitting laser provided on the substrate 211, 215 is a core 215a and a clad 21
5b, 217 is a resin, 219 is a resin 2
17 is a micro concave mirror provided at 17. The light emitting point of the surface emitting laser 213 is positioned near one focal point of the elliptical micro concave mirror 219, and the left end face of the optical waveguide 215 is positioned near the other focal point of the micro concave mirror 219.

【0049】この構成において、面発光レーザ213か
ら発散光はマイクロ凹面鏡219で反射して光導波路2
15に効率よく結合された。図4中には示していない
が、紙面に対して奥行き方向に各デバイスがアレイ化さ
れていてもよい。さらに、面発光レーザ213の所に発
光ダイオードのような発光素子やホトダイオードのよう
な受光素子を用いてもよい。
In this configuration, the divergent light from the surface emitting laser 213 is reflected by the micro concave mirror 219 and is reflected by the optical waveguide 2.
15 efficiently coupled. Although not shown in FIG. 4, each device may be arrayed in the depth direction with respect to the paper surface. Further, a light emitting element such as a light emitting diode or a light receiving element such as a photodiode may be used in place of the surface emitting laser 213.

【0050】本実施例において、マイクロ凹面鏡21
7、219の材料としては、メッキ層19を形成した基
板111上に形成でき、かつ剥離できるものであれば樹
脂、金属、絶縁体等の何れの材料であってもよい。ま
た、反射膜219としては、Auなどの金属、またはS
i/SiO等の多層膜であってもよい。
In this embodiment, the micro concave mirror 21
As a material of 7, 219, any material such as resin, metal, and insulator may be used as long as it can be formed on the substrate 111 on which the plating layer 19 is formed and can be peeled off. Further, as the reflection film 219, a metal such as Au or S
It may be a multilayer film such as i / SiO 2 .

【0051】(第3実施例)本発明の第3実施例である
マイクロ凹面鏡の作製方法を図5、図6を用いて説明す
る。図5、図6はマイクロ凹面鏡の作製方法を示す断面
図である。
(Third Embodiment) A method for manufacturing a micro concave mirror according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a micro concave mirror.

【0052】本実施例では、第1の実施例で示した楕円
球状の凸部19を有する基板311を金型マスターとし
て金型を形成し、さらに金型から楕円球状の凸部を形成
してマイクロ凹面鏡の作製を行う。楕円球状の凸部19
を有する基板311の作製方法は第1の実施例と同様で
あり、同一の箇所には同一の番号を付してある。
In this embodiment, a mold is formed using the substrate 311 having the elliptical spherical projections 19 shown in the first embodiment as a mold master, and an elliptical spherical projection is formed from the mold. A micro concave mirror is manufactured. Elliptical convex part 19
Is the same as that of the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals.

【0053】図5において、まず、楕円球状の凸部19
を有する基板311上にPSG(Phosphosil
icate glass)からなる犠牲層313を成膜
し(図5(a))、さらに、Ti/Auからなる金型メ
ッキ用電極315を成膜して金型用の金型マスターを形
成した(図5(b))。次いで、この金型マスターをワ
ークとして用いて、金型メッキ用電極315を陰極とし
て、Niメッキ浴にて、温度50℃、陰極電流密度5A
/dmでNiメッキを行い、金型317を形成する
(図5(c))。
In FIG. 5, first, an elliptical spherical convex portion 19 is formed.
PSG (Phosphosil) on a substrate 311 having
A sacrifice layer 313 made of silicate glass (FIG. 5A) was formed, and a mold plating electrode 315 made of Ti / Au was formed to form a mold master for the mold (FIG. 5A). 5 (b)). Next, using the mold master as a work, the mold plating electrode 315 as a cathode, a temperature of 50 ° C. and a cathode current density of 5 A in a Ni plating bath.
Ni plating is performed at / dm 2 to form a mold 317 (FIG. 5C).

【0054】続いて、フッ酸と弗化アンモニウムの混合
水溶液で犠牲層313をエッチング除去し、金型317
を剥離する(図5(d))。この時、金型メッキ用電極
315のTiも同時にエッチングされた。最後に、金型
メッキ用電極315のAuを沃素と沃化カリウムの混合
水溶液でエッチング除去し、楕円球状の凹部319を有
する金型を形成した(図5(e))。
Subsequently, the sacrificial layer 313 is removed by etching with a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride, and a mold 317 is formed.
Is peeled off (FIG. 5D). At this time, the Ti of the mold plating electrode 315 was simultaneously etched. Finally, Au of the mold plating electrode 315 was removed by etching with a mixed aqueous solution of iodine and potassium iodide to form a mold having an elliptical spherical concave portion 319 (FIG. 5E).

【0055】剥離後の基板311は図1(d)のように
楕円球状の凸部19を有する構成であり、図5の工程を
行なうことにより、再び、金型を形成することが可能と
なり、生産性が向上した。
The substrate 311 after peeling has an elliptical spherical convex portion 19 as shown in FIG. 1D. By performing the process of FIG. 5, it becomes possible to form a mold again. Productivity has improved.

【0056】次に、図6(a)のように、紫外線硬化樹
脂321を金型317に塗布し、支持基板となるガラス
基板323をその上に載せ、紫外線を照射して樹脂32
1を硬化する(図6(b)。図6では上下を逆転して示
す)。硬化後にガラス基板323を持ち上げたところ、
樹脂321は金型317より剥離され、楕円球状の凸部
325が形成された(図6(c))。次いで、楕円球状
の凸部325にAlからなる反射膜327を成膜して、
マイクロ凹面鏡アレイを作製できた(図6(d))。
Next, as shown in FIG. 6A, an ultraviolet curable resin 321 is applied to a mold 317, a glass substrate 323 serving as a support substrate is placed thereon, and the resin 32 is irradiated with ultraviolet rays.
1 is cured (FIG. 6 (b), which is shown upside down in FIG. 6). When the glass substrate 323 is lifted after curing,
The resin 321 was separated from the mold 317 to form an elliptical spherical convex portion 325 (FIG. 6C). Next, a reflective film 327 made of Al is formed on the elliptical spherical protrusion 325,
A micro concave mirror array was produced (FIG. 6D).

【0057】本実施例のマイクロ凹面鏡を用いて光デバ
イスと光導波路とを結合する例を図7に示す。図7中、
411はGaAs基板、413は基板411に設けられ
た面発光レーザ、415は光導波路、417は樹脂、4
19は樹脂417の楕円球状凸部に設けられたマイクロ
凹面鏡である。本実施例においては、面発光レーザ41
3が設けられたGaAs基板411を支持基板として用
いることで、面発光レーザ413上にマイクロ凹面鏡4
19を容易に配置することができる。尚、図7では、マ
イクロ凹面鏡419の樹脂417の端面と光導波路41
7の左端面とは離して描いてあるが、端面での望ましく
ない反射を防止する為には両者は密着していたり、屈折
率の比較的近い材料が充填してあったりするのがよい。
また、両者は屈折率は同じであるのがよい。
FIG. 7 shows an example in which an optical device and an optical waveguide are connected using the micro concave mirror of this embodiment. In FIG.
411 is a GaAs substrate, 413 is a surface emitting laser provided on the substrate 411, 415 is an optical waveguide, 417 is a resin,
19 is a micro concave mirror provided on the elliptical spherical convex portion of the resin 417. In this embodiment, the surface emitting laser 41
By using the GaAs substrate 411 provided with the substrate 3 as a support substrate, the micro concave mirror 4
19 can be easily arranged. In FIG. 7, the end face of the resin 417 of the micro concave mirror 419 and the optical waveguide 41 are shown.
Although it is drawn apart from the left end face of 7, it is preferable that both are in close contact or filled with a material having a relatively close refractive index in order to prevent undesired reflection on the end face.
Further, it is preferable that both have the same refractive index.

【0058】この構成において、面発光レーザ413か
らの発散光はマイクロ凹面鏡419で反射して光導波路
415に効率よく結合された。本実施例でも、図7中に
は示していないが、紙面に対して奥行き方向に各デバイ
スがアレイ化されていてもよい。さらに、発光ダイオー
ドのような発光素子やホトダイオードのような受光素子
を用いてもよい。
In this configuration, the divergent light from the surface emitting laser 413 was reflected by the micro concave mirror 419 and efficiently coupled to the optical waveguide 415. Also in this embodiment, although not shown in FIG. 7, each device may be arrayed in the depth direction with respect to the paper surface. Further, a light emitting element such as a light emitting diode or a light receiving element such as a photodiode may be used.

【0059】また、金型317の材料についても、メッ
キ層19を形成した基板311上に形成でき、かつ剥離
できるものであれば樹脂、金属、絶縁体等の何れの材料
も用いることができる。楕円球状の凸部417を有する
マイクロ凹面鏡419の材料としては、内部を光が通過
するので透明である方が望ましい。また、金型317の
形成方法は、電気メッキ法によるものだけでなく、樹脂
や金属、ガラスの溶融または溶解した溶液をメッキ層1
9が形成された基板311に塗布し、硬化した後に基板
311を剥離して形成したりしてもよい。また、反射膜
としても、Auなどの金属、またはSi/SiO等の
多層膜であってもよい。
As the material of the mold 317, any material such as resin, metal, and insulator can be used as long as it can be formed on the substrate 311 on which the plating layer 19 is formed and can be peeled off. It is desirable that the material of the micro concave mirror 419 having the convex portion 417 having an elliptical sphere be transparent because light passes through the inside. The method of forming the mold 317 is not limited to the method using the electroplating method, but also includes a method in which a molten or dissolved solution of resin, metal, or glass is applied to the plating layer 1.
Alternatively, the substrate 311 may be formed by applying to the substrate 311 on which the substrate 9 is formed and curing the substrate 311. Further, the reflection film may be a metal such as Au or a multilayer film such as Si / SiO 2 .

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ミラーなどとして適した楕円球体などの変形半球状マイ
クロ構造体用の金型、マイクロ凹面鏡、及びその作製方
法を提供でき、特には、45°ミラーの機能とレンズの
機能を併せ持ち、面型光デバイスと光導波路等の結合に
適したマイクロ凹面鏡、およびその製造方法を提供する
ことができた。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a mold for a deformed hemispherical microstructure such as an ellipsoidal sphere suitable as a mirror, a micro concave mirror, and a method of manufacturing the same. In particular, a surface type optical device having both the function of a 45 ° mirror and the function of a lens A micro concave mirror suitable for coupling the optical waveguide and the like, and a method for manufacturing the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明の第1実施例であるマイクロ構造
体用金型の作製工程を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a microstructure mold according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は本発明のマイクロ構造体用金型の作製に
おける電気メッキの工程を示す電気メッキ槽の斜視図。
FIG. 2 is a perspective view of an electroplating tank showing an electroplating step in the production of the microstructure mold according to the present invention.

【図3】図3は本発明の第2実施例であるマイクロ凹面
鏡の作製工程を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of a micro concave mirror according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図4は第2実施例のマイクロ凹面鏡を用いて光
デバイスと光導波路とを光結合する例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which an optical device and an optical waveguide are optically coupled using the micro concave mirror of the second embodiment.

【図5】図5は本発明の第3実施例であるマイクロ凹面
鏡用金型の作製工程を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of a mold for a micro concave mirror according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図6は図5のマイクロ凹面鏡用金型を用いたマ
イクロ凹面鏡の作製工程を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a step of manufacturing a micro concave mirror using the micro concave mirror mold of FIG. 5;

【図7】図7は図6のマイクロ凹面鏡を用いて光デバイ
スと光導波路とを光結合する例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of optically coupling an optical device and an optical waveguide using the micro concave mirror of FIG. 6;

【符号の説明】 11、111、211、311、411 基板 13、51、315 電極 15 マスク 17 開口部 19、325 楕円球状の凸部 53 メッキ液 55 スターラー 113、217、321、417 樹脂 115、323 支持基板 117、319 楕円球状の凹部 119、327 反射膜 213、413 面発光レーザ 215、415 光導波路 215a 光導波路のコア 215b 光導波路のクラッド 219、419 マイクロ凹面鏡 313 犠牲層 317 金型[Description of Signs] 11, 111, 211, 311, 411 Substrate 13, 51, 315 Electrode 15 Mask 17 Opening 19, 325 Elliptical Spherical Convex 53 Plating Solution 55 Stirrer 113, 217, 321, 417 Resin 115, 323 Support substrate 117, 319 Elliptical spherical concave portion 119, 327 Reflective film 213, 413 Surface emitting laser 215, 415 Optical waveguide 215a Optical waveguide core 215b Optical waveguide cladding 219, 419 Micro concave mirror 313 Sacrificial layer 317 Mold

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 5/10 G02B 5/10 C 5F073 6/42 6/42 H01L 33/00 H01L 33/00 M H01S 5/022 H01S 5/022 // B29L 11:00 B29L 11:00 Fターム(参考) 2H037 BA03 BA12 CA12 2H042 DA05 DA08 DA11 DB14 DC11 DC12 DD04 DD07 DE07 4F202 AA44 AH73 CA30 CB01 CD02 CD03 CD07 CD22 CD24 4K024 AA03 AB01 BA11 BA15 BB07 BC10 FA07 GA16 5F041 CA12 CA35 EE01 EE23 FF14 FF16 5F073 AB16 AB25 AB26 DA35 FA06 FA30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 5/10 G02B 5/10 C 5F076 / 42 6/42 H01L 33/00 H01L 33/00 M H01S 5 / 022 H01S 5/022 // B29L 11:00 B29L 11:00 F term (reference) 2H037 BA03 BA12 CA12 2H042 DA05 DA08 DA11 DB14 DC11 DC12 DD04 DD07 DE07 4F202 AA44 AH73 CA30 CB01 CD02 CD03 CD07 CD22 CD24 4K024 AA03 AB01 BA11 BA15 BB07 BC10 FA07 GA16 5F041 CA12 CA35 EE01 EE23 FF14 FF16 5F073 AB16 AB25 AB26 DA35 FA06 FA30

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】変形半球状マイクロ構造体用金型の作製方
法であって、 (1)少なくとも一部に導電性部分を有する基板を準備
する工程、 (2)前記基板上に絶縁性マスク層を形成する工程、 (3)前記マスク層に開口部を形成する工程、 (4)導電性部分を陰極として電気メッキにより、開口
部を通じて開口部およびマスク層上にメッキ層を形成す
る工程、 を有し、 前記工程(4)において、メッキ液を開口部上で一方向
に所定の流速にて基板に対して相対的に流動させること
を特徴とする変形半球状マイクロ構造体用金型の作製方
法。
1. A method for producing a mold for a deformed hemispherical microstructure, comprising: (1) a step of preparing a substrate having a conductive portion at least in part; and (2) an insulating mask layer on the substrate. (3) forming an opening in the mask layer; and (4) forming a plating layer on the opening and the mask layer through the opening by electroplating using the conductive portion as a cathode. Producing a mold for a deformed hemispherical microstructure, wherein in the step (4), a plating solution is caused to flow relative to the substrate at a predetermined flow rate in one direction over the opening. Method.
【請求項2】前記工程(4)において、電気メッキによ
りメッキ層が異方的に成長する請求項1に記載の変形半
球状マイクロ構造体用金型の作製方法。
2. The method according to claim 1, wherein in the step (4), a plating layer is grown anisotropically by electroplating.
【請求項3】前記工程(3)において、開口部が円形形
状である請求項1又は2に記載の変形半球状マイクロ構
造体用金型の作製方法。
3. The method according to claim 1, wherein, in the step (3), the opening has a circular shape.
【請求項4】前記工程(3)において、開口部が基板上
に複数形成される請求項1乃至3の何れかに記載の変形
半球状マイクロ構造体用金型の作製方法。
4. The method according to claim 1, wherein in the step (3), a plurality of openings are formed on the substrate.
【請求項5】前記工程(4)おいて、メッキ液の速度お
よび方向、メッキ時間、メッキ液の温度を制御して変形
半球の大きさおよび形状を制御することを特徴とする請
求項1乃至5の何れかに記載の変形半球状マイクロ構造
体用金型の作製方法。
5. The method according to claim 1, wherein in said step (4), the size and shape of the deformed hemisphere are controlled by controlling the speed and direction of the plating solution, the plating time, and the temperature of the plating solution. 5. The method for producing a mold for a deformed hemispherical microstructure according to any one of 5.
【請求項6】請求項1乃至5の何れかに記載の作製方法
により作製された変形半球状マイクロ構造体用金型。
6. A mold for a deformed hemispherical microstructure manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
【請求項7】前記メッキ層がほぼ楕円球の一部の形状で
ある請求項6記載の変形半球状マイクロ構造体用金型。
7. The mold for a deformed hemispherical microstructure according to claim 6, wherein the plating layer has a shape of a part of an almost elliptical sphere.
【請求項8】基板、該基板上に形成された周期的な繰り
返しパターンの開口部を有するマスク層、及びマスク層
の開口部を中心として変形半球状に成長したメッキ層よ
りなるマイクロ構造体用金型であって、該メッキ層がほ
ぼ楕円球の一部の形状であることを特徴とする変形半球
状マイクロ構造体用金型。
8. A microstructure comprising a substrate, a mask layer having an opening of a periodic repetition pattern formed on the substrate, and a plating layer grown in a hemispherical shape around the opening of the mask layer. A mold for a deformed hemispherical microstructure, wherein the plating layer has a shape of an approximately elliptical sphere.
【請求項9】マイクロ凹面鏡の作製方法であって、請求
項6乃至8の何れかに記載の変形半球状マイクロ構造体
用金型上にミラー材料を塗布し、前記金型よりミラー材
料を剥離し、ミラー材料に変形半球状の凹部を形成する
ことを特徴とするマイクロ凹面鏡の作製方法。
9. A method for manufacturing a micro concave mirror, wherein a mirror material is applied onto the deformed hemispherical microstructure mold according to claim 6, and the mirror material is peeled off from the mold. And forming a deformed hemispherical concave portion in the mirror material.
【請求項10】前記変形半球状の凹部の表面の少なくと
も一部に反射膜を形成する工程を含む請求項9に記載の
マイクロ凹面鏡の作製方法。
10. The method of manufacturing a micro concave mirror according to claim 9, further comprising a step of forming a reflective film on at least a part of the surface of the deformed hemispherical concave portion.
【請求項11】変形半球状の凹部が形成されるミラー材
料が樹脂である請求項9又は10に記載のマイクロ凹面
鏡の作製方法。
11. The method according to claim 9, wherein the mirror material on which the deformed hemispherical concave portion is formed is a resin.
【請求項12】マイクロ凹面鏡の作製方法であって、 (1)少なくとも一部に導電性部分を有する基板を準備
する工程、 (2)請求項1乃至6の何れかに記載の作製方法により
変形半球状マイクロ構造体用金型を作製する工程、 (3)前記マイクロ構造体用金型をマスターとして金型
を形成する工程、 (4)前記金型を前記金型マスターより剥離する工程、 (5)前記金型を型取りして変形半球状の凸部を形成す
る工程、 を有することを特徴とするマイクロ凹面鏡の作製方法。
12. A method of manufacturing a micro concave mirror, comprising: (1) a step of preparing a substrate having a conductive portion at least in part; (2) deformation by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6. (3) a step of forming a mold using the mold for a microstructure as a master, (4) a step of peeling the mold from the mold master, 5) forming a deformed hemispherical convex portion by molding the mold; and a method for manufacturing a micro concave mirror.
【請求項13】前記工程(5)の後に、前記変形半球状
の凸部の表面の少なくとも一部に反射膜を形成する工程
を含む請求項12に記載のマイクロ凹面鏡の作製方法。
13. The method of manufacturing a micro concave mirror according to claim 12, further comprising, after the step (5), a step of forming a reflective film on at least a part of the surface of the deformed hemispherical convex portion.
【請求項14】前記工程(2)において、メッキ層を形
成した後に、犠牲層を形成する工程を含む請求項12又
は13に記載のマイクロ凹面鏡の作製方法。
14. The method according to claim 12, further comprising the step of forming a sacrificial layer after forming the plating layer in the step (2).
【請求項15】前記工程(4)において、金型を金型マ
スターから剥離する工程を前記犠牲層を除去することに
より行う請求項14に記載のマイクロ凹面鏡の作製方
法。
15. The method of manufacturing a micro concave mirror according to claim 14, wherein in the step (4), the step of separating the mold from the mold master is performed by removing the sacrificial layer.
【請求項16】前記工程(4)において、金型を金型マ
スターから剥離する工程を基板、メッキ層を順次エッチ
ング除去することにより行う請求項12、13又は14
に記載のマイクロ凹面鏡の作製方法。
16. The method according to claim 12, wherein in the step (4), the step of separating the mold from the mold master is performed by sequentially etching and removing the substrate and the plating layer.
3. The method for producing a micro concave mirror according to 1.
【請求項17】前記工程(3)において、金型を形成す
る工程をメッキにより形成することにより行う請求項1
2乃至16の何れかに記載のマイクロ凹面鏡の作製方
法。
17. The method according to claim 1, wherein in the step (3), the step of forming a mold is performed by plating.
17. The method for manufacturing a micro concave mirror according to any one of 2 to 16.
【請求項18】前記工程(5)において、変形半球状の
凸部が形成される材料が樹脂である請求項12乃至17
の何れかに記載のマイクロ凹面鏡の作製方法。
18. The method according to claim 12, wherein in the step (5), the material for forming the deformed hemispherical convex portion is a resin.
The method for producing a micro concave mirror according to any one of the above.
【請求項19】請求項9乃至18の何れかに記載の作製
方法により作製された変形半球状マイクロ凹面鏡。
19. A deformed hemispherical concave micromirror manufactured by the manufacturing method according to claim 9.
【請求項20】ほぼ楕円球の一部の形状からなる曲面を
有する請求項19記載の変形半球状マイクロ凹面鏡。
20. The deformed hemispherical micro-concave mirror according to claim 19, having a curved surface substantially formed in a part of an elliptical sphere.
【請求項21】ほぼ楕円球の一部の形状からなる曲面が
複数存在してアレイ状になっている請求項19又は20
に記載の変形半球状マイクロ凹面鏡。
21. An array according to claim 19, wherein a plurality of curved surfaces substantially having a partial shape of an elliptical sphere exist.
3. The deformed hemispherical micro concave mirror according to claim 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006508398A (en) * 2002-11-27 2006-03-09 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Optical vias for 3D interconnects
JP2009128777A (en) * 2007-11-27 2009-06-11 Fujikura Ltd Optical transmitter/receiver
JP2014035435A (en) * 2012-08-08 2014-02-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical coupling circuit element and manufacturing method thereof
JP2016533527A (en) * 2013-10-14 2016-10-27 モレックス エルエルシー Optical coupling and assembly

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006508398A (en) * 2002-11-27 2006-03-09 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Optical vias for 3D interconnects
KR100997611B1 (en) * 2002-11-27 2010-11-30 제너럴 일렉트릭 캄파니 Optical via for three dimensional interconnection
JP2009128777A (en) * 2007-11-27 2009-06-11 Fujikura Ltd Optical transmitter/receiver
JP2014035435A (en) * 2012-08-08 2014-02-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical coupling circuit element and manufacturing method thereof
JP2016533527A (en) * 2013-10-14 2016-10-27 モレックス エルエルシー Optical coupling and assembly

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