JP2002277661A - 光導波路デバイスの切り出し方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切り出し工程において煩雑な作業が不要で、
且つ、平滑度がよく所謂光学的な荒れがない切り出し面
を容易に得ることができると共に、切り出し面と光導波
路デバイスの上面との境界となる稜においてチッピング
の発生を抑制できる光導波路デバイスの切り出し方法を
提供する。 【解決手段】 シリコン基板を用いて光導波路デバイス
を形成したウェハから光導波路デバイスのチップを切り
出す際に、光導波路を形成する層はフォト・リソグラフ
ィー技術を用いてドライ・エッチングによって光導波路
デバイスの端面部及び側面部を切り出し、上記光導波路
を形成する層のうち上記ドライ・エッチングの後に残っ
た部分をマスクとして利用してシリコン基板をウェット
・エッチングすることによって光導波路デバイスの端面
部及び側面部を切り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路デバイス
の切り出し方法に係り、特に、切り出し工程において煩
雑な作業が不要で、且つ、平滑度がよく所謂光学的な荒
れがない切り出し面を容易に得ることができると共に、
切り出し面と光導波路デバイスの上面との境界となる稜
においてチッピングの発生を抑制できる光導波路デバイ
スの切り出し方法に関する。

【０００２】ウェハ・プロセスを用いて形成する光導波
路デバイスには、例えば、１条の光を１／２のパワーの
２条の光に分岐したり、２条の光を結合して１条の光に
する３ｄＢカプラや、入力光を１／２のパワーの２条の
光に分岐して各々の光の伝播位相を温度により制御した
上で再結合して１条の光にすることによって入力光をデ
ータの振幅によって変調するマッハツェンダ型干渉計な
どがある。いずれも、基板となる素材の上に光導波路を
構成するコアとクラッドをウェハ・プロセスによって形
成するものである。

【０００３】図６は、光導波路デバイスの例で、ここで
は上記３ｄＢカプラを図示している。

【０００４】図６において、（イ）は３ｄＢカプラの断
面図、（ロ）は３ｄＢカプラの上面図である。尚、断面
図は上面図のＡ−Ａ’において３ｄＢカプラの上面に垂
直に切った面を示している。

【０００５】図６（イ）及び図６（ロ）において、１は
基板で、典型的には厚さ５００ミクロン乃至１，０００
ミクロンのシリコン（Ｓｉ）が使用される。

【０００６】２は厚さ約２０ミクロンの下部クラッド層
で、主成分は二酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）である。

【０００７】３ａは厚さ約１０ミクロンのコアで、主成
分は二酸化シリコンであるが、下部クラッド層２より光
に対する屈折率を若干高くするためにゲルマニウム又は
ボロン又はリンが添加されている。

【０００８】４は厚さ約２０ミクロンの上部クラッド層
で、下部クラッド層２と同じく主成分は二酸化シリコン
（ＳｉＯ₂ ）である。尚、上部クラッド層４の厚さとは
下部クラッド層２の上面と上部クラッド層４の上面との
間の距離のことである。

【０００９】そして、コア３ａの屈折率が下部クラッド
層２及び上部クラッド層４の屈折率より高いので、コア
３ａに入力された光はコア３ａ内を伝播し、図６（ロ）
のポートＰから入力された光は１／２のパワーの２条の
光に分岐されてポートＱとポートＲから出力され、ポー
トＱとポートＲから入力された光は１条の光に結合され
てポートＰから出力される。

【００１０】ところで、光導波路デバイスの外形は数ｍ
ｍ×１０ｍｍの大きさであり、厚さは１ｍｍ程度以下で
あり、上下クラッド層及びコアの厚さは１０乃至２０ミ
クロン程度であるので、正しい寸法で図示することは物
理的に不可能である。従って、図６を初めとして全ての
図においては正しい寸法では図示をしていないと理解さ
れたい。

【００１１】さて、図６に示した３ｄＢカプラは、直径
数インチのウェハ上に複数の３ｄＢカプラのパターンを
同時に形成した後で１つずつのチップに切り離して得ら
れる。従って、３ｄＢカプラの各ポートが現れる面を端
面と定義し、該端面と３ｄＢカプラの上面の双方に垂直
で各ポートが現れない面を側面と定義すると、光の入出
力ポートがある端面は平滑度がよく所謂光学的な荒れが
ない面になっていなければならず、更に、コア３ａが形
成されるのは上面から浅いところであるために端面と上
面との境界となる稜においてチッピング（欠け、ギザギ
ザ）の発生を抑制する必要がある。

【００１２】何故なら、端面の荒れが大きい場合やチッ
ピングが発生した場合、３ｄＢカプラと外部のファイバ
との間でレンズ結合又は接着剤を介する結合を行なう場
合において散乱損として結合損失を劣化させる恐れがあ
るからである。

【００１３】さらに、ウェハからチップへの切り離し作
業が煩雑であると３ｄＢカプラ単体のコスト・アップの
原因になるので、簡略な作業によって切り離しが可能な
ことも重要である。

【００１４】

【従来の技術】ウェハ・プロセスを用いた光導波路デバ
イスの製造においては、ウェハからチップに切り離す工
程が必須であるが、この切り離し工程においてはカッテ
ィングや碧開が一般的に行なわれている。これは、切り
離し工程に要する時間を短縮できるからである。

【００１５】しかし、カッティングにも碧開にも致命的
な問題点がある。以降、カッティングの問題点と碧開の
問題点を順次説明する。

【００１６】図５は、端面が同一線上にない場合のカッ
ティング手順を説明する図である。

【００１７】図５において、１１は光導波路デバイスを
形成したウェハ、１１ａ乃至１１ｃはウェハ１１を分割
したブロック、１２はウェハ１１上又はブロック１１ａ
乃至１１ｃ上に形成されている光導波路デバイスであ
る。

【００１８】又、１３はカッティングを行なう際にウェ
ハを装着する台である。尚、後で説明する如くウェハ１
１の接着、ブロック１１ａ乃至ブロック１１ｃの剥離、
ブロック１１ａ乃至ブロック１１ｃの接着、カッティン
グされた光導波路デバイスの剥離が繰り返されるので、
実際にはカッティング・マシン固有の台の上にウェハ１
１と同様な材質のダミー・ウェハを接着したものを台と
して使用するのが通常である。

【００１９】更に、１４は接着剤である。通常、樹脂系
のフラックスが使用される。

【００２０】さて、図５（１）は、光導波路デバイスを
形成したウェハを真上から見た図である。通常、直径数
インチのウェハ１１に複数の光導波路デバイス１２が形
成されている。

【００２１】今、矩形の光導波路デバイス１２において
短い辺に垂直な面が端面、長い辺に垂直な面が側面であ
るとすれば、側面の切り出し線は同一線上に並んでいる
が、端面の切り出し線は同一線上には並んではいない。
従って、以下のような手順でカッティングを行なう必要
がある。

【００２２】図５（２）は、台へウェハを接着した状態
を示す図である。即ち、先ずウェハ１１を台１３上に接
着剤１４を使用して接着する。

【００２３】図５（３）は、ブロックへの切り分けを示
す図である。即ち、台１３上にウェハ１１を接着固定し
た状態で図５（３）において太線で示したブロック切り
出し線に沿ってカッティングを行なう。この場合にはウ
ェハ１１を３つのブロックに切り分ける例を図示してい
る。

【００２４】図５（４）は、各ブロックを台より剥離し
た状態を示す図である。即ち、図５（３）のブロック切
り出し線に沿ってカッティングを行ない、各々のブロッ
クを個別に剥離する。

【００２５】図５（５）は、ブロックを台に再接着して
カッティングする工程を示す図である。この場合、ブロ
ック１１ａを台１３に接着して、太線で示した端面切り
出し線と側面切り出し線に沿ってカッティングをして光
導波路デバイスのチップを得るケースを図示している。
勿論、ブロック１１ａのカッティングの後、ブロック１
１ｂ及びブロック１１ｃのカッティングを行なう必要が
ある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】以上詳述したように、
端面の切り出し面が同一線上にない場合のカッティング
手順においては、ウェハの台への接着、ブロックの台か
らの剥離、ブロックの接台への接着、カッティングされ
た光導波路デバイスのチップの台からの剥離が繰り返さ
れるので、カッティング工程が煩雑になる。

【００２７】上記の如きカッティング工程が必要になる
のは、端面の切り出し線が同一線上になくて、端面の切
り出し線と側面の切り出し線が突き当たるようになって
いるために、ブロック分けを行なわないでカッティング
を行なうと端面の切り出し線が側面の切り出し線に突き
当たる点において完全にカッティングを行なうのが困難
な上に、端面の切り出し線が突き当たる側面上の点にお
いてチッピングが生ずる恐れが大きいからである。

【００２８】勿論、図５（１）に〔参考〕として示した
ように光導波路デバイスを形成する場合には端面の切り
出し線も側面の切り出し線も同一直線上になるので、ブ
ロック分けを行なわないでもカッティングが可能である
が、この場合には１枚のウェハから取ることができる光
導波路デバイスの数が少なくなるという別の問題が生ず
る。

【００２９】一方、碧開によって切り離しを行なう場合
には、カッティング・マシンを使用する場合に比較して
工数的には少なくて済むが、厚さが４０ミクロン程度を
越す光導波路デバイスの場合には切り離すべき線に正確
に沿って碧開をすることが困難である。又、光導波路デ
バイスの上面に対して垂直に碧開することが困難なため
に、コアの入出力面の角度にばらつきが生じて結合損失
が大きくなる恐れが多分にあり、光導波路デバイス製造
の歩留りの低下という問題につながる。

【００３０】本発明は、かかる問題点に鑑み、切り出し
工程において煩雑な作業が不要で、且つ、平滑度がよく
所謂光学的な荒れがない切り出し面を容易に得ることが
できると共に、切り出し面と光導波路デバイスの上面と
の境界となる稜においてチッピングの発生を抑制できる
光導波路デバイスの切り出し方法を提供することを目的
とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】第一の発明は、シリコン
基板を用いて光導波路デバイスを形成したウェハから光
導波路デバイスのチップを切り出す際に、光導波路を形
成している層はフォト・リソグラフィー技術を用いてド
ライ・エッチングによって光導波路デバイスの端面部及
び側面部を切り出し、上記光導波路を形成する層のうち
上記ドライ・エッチングの後に残った部分をマスクとし
て利用してシリコン基板をウェット・エッチングするこ
とによって光導波路デバイスの端面部及び側面部を切り
出すことを特徴とする光導波路デバイスの切り出し方法
である。

【００３２】第一の発明によれば、光導波路を形成して
いる領域はフォト・リソグラフィー技術を用いてドライ
・エッチングによって光導波路デバイスの端面部及び側
面部を切り出すので、平滑度がよくて且つチッピングが
ない端面及び側面の切り出しが可能で、チップに切り出
された光導波路デバイスの光学的特性を高く、しかも、
安定にすることができる。その上、厚いシリコン基板を
ウェット・エッチングによってエッチングするので切り
出し工程に要する時間を短縮でき、且つ、切り出し工程
を簡略化することも可能である。

【００３３】第二の発明は、シリコン基板を用いて光導
波路デバイスを形成したウェハから光導波路デバイスの
チップを切り出す際に、光導波路デバイスの上面側で光
導波路を形成している層と、光導波路デバイスの下面側
に形成された二酸化シリコンの層はフォト・リソグラフ
ィー技術を用いてドライ・エッチングによって光導波路
デバイスの端面部及び側面部を切り出し、光導波路デバ
イスの上面側で上記光導波路を形成する層と光導波路デ
バイスの下面側に形成された二酸化シリコンの層のうち
上記ドライ・エッチングの後に残った部分をマスクとし
て利用してシリコン基板をウェット・エッチングするこ
とによって光導波路デバイスの端面部及び側面部を切り
出すことを特徴とする光導波路デバイスの切り出し方法
である。

【００３４】第二の発明によれば、光導波路を形成して
いる領域はフォト・リソグラフィー技術を用いてドライ
・エッチングによって光導波路デバイスの端面部及び側
面部を切り出すので、平滑度がよくて且つチッピングが
ない端面及び側面の切り出しが可能で、チップに切り出
された光導波路デバイスの光学的特性を高く、しかも、
安定にすることができる。その上、厚いシリコン基板を
上面と下面から同時にウェット・エッチングによってエ
ッチングするので切り出し工程に要する時間を更に短縮
でき、且つ、切り出し工程を簡略化することも可能であ
る。

【００３５】第三の発明は、第一の発明及び第二の発明
の光導波路デバイスの切り出し方法において、上記シリ
コン基板の表面の結晶方位を（１１０）面とする光導波
路デバイスの切り出し方法である。

【００３６】第三の発明によれば、シリコン基板の表面
の結晶方位を（１１０）面するので、上記ウェット・エ
ッチングによって該シリコン基板の表面に対して垂直に
エッチングすることができ、切り出された光導波路デバ
イスのチップの機械的強度を高く保つことができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第一の実施の形
態を適用した工程図（その１）である。又、図２は、本
発明の第一の実施の形態を適用した工程図（その２）
で、図１の工程の一部について斜視図で示したものであ
る。

【００３８】図１及び図２において、１は基板で、典型
的には厚さ５００ミクロン乃至１，０００ミクロンのシ
リコン（Ｓｉ）が使用される。

【００３９】２は厚さ約２０ミクロンの下部クラッド層
で、主成分は二酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）である。

【００４０】３は厚さ約１０ミクロンのコア層、３ａは
コア層３をエッチングして得た厚さ約１０ミクロンのコ
アで、いずれも主成分は二酸化シリコンであるが、下部
クラッド層２より光に対する屈折率を若干高くするため
にゲルマニウム又はボロン又はリンが添加されている。

【００４１】４は厚さ約２０ミクロンの上部クラッド層
で、下部クラッド層２と同じく主成分は二酸化シリコン
（ＳｉＯ₂ ）である。尚、上部クラッド層４の厚さとは
下部クラッド層２の上面と上部クラッド層４の上面との
間の距離のことである。

【００４２】そして、図１及び図２において括弧で囲ん
だ数字は工程の順序を示しており、又、図１において左
側の列はウェハの断面図、右側の列ウェハの上面図であ
る。尚、ここでは図面の簡略化のために、矩形のウェハ
に１個の光導波路デバイスを形成して切り出すものとし
て図示している。しかし、図示の簡略化のために本発明
の技術が不明確になったり限定されることはない。

【００４３】以降、光導波路デバイスの製造工程を順を
追って説明する。

【００４４】（１）下部クラッド層の形成 先ず、厚さ５００ミクロン乃至１，０００ミクロンのシ
リコン基板１上に厚さ約２０ミクロンの二酸化シリコン
の層を形成して下部クラッド層２とする。形成の手段と
してはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法、スパッ
タリング、火炎堆積法などがある。

【００４５】（２）コア層の形成 次いで、下部クラッド層２の上に厚さ約１０ミクロンの
コア層３を形成する。コア層３は最終的に光導波路デバ
イスのコアとなる部分なので、下部クラッド層２より光
の屈折率を高くするためにコア層３にはゲルマニウム又
はリン又はボロンが添加される。この場合、コア層３の
組成を正確に制御するためにはＣＶＤ法を適用すること
が好ましい。

【００４６】ここまでの工程では、ウェハは平板であ
り、上面から見て特定なパターンは見えない。

【００４７】（３）コア層のエッチング 次いで、フォト・リソグラフィー技術によってコア層３
のうちコア３ａとして残す部分に所望のパターンのマス
クを形成してコア層３のエッチングを行なうが、コア３
ａの形状、散乱による端面の荒れや垂直性、エッチング
・レートの諸要素からＲＩＥ（Reactive Ion Etching)
法に代表されるドライ・エッチングを適用するのが好ま
しい。

【００４８】（４）上部クラッド層の形成 コア３ａのエッチング後に上部クラッド層４を形成す
る。上部クラッド層４の光学的性質は下部クラッド層２
と同じにするので、形成手段は下部クラッド層２と同じ
である。

【００４９】尚、スパッタリング、ＣＶＤ法によれば上
部クラッド層４の上面にコア３ａと同じパターンの盛り
上がりが生ずることがあるが、上部クラッド層及び下部
クラッド層２の融点がコア３ａの融点より若干低いこと
を利用して熱を印加することによって該盛り上がりを解
消することができる。一方、火炎堆積法によれば該盛り
上がりは殆ど生じない。

【００５０】しかし、後で詳述するように本発明の切り
出し方法においてはこの部分でカッティング又は碧開を
行なわないので、盛り上がりの有無は切り出された光導
波路デバイスの光学的特性には無関係である。

【００５１】（５）切り出し線部のドライ・エッチング 上部クラッド層を形成した後、切り出し線に相当する部
分以外の部分の上に光導波路デバイスの端面及び側面に
合わせてフォト・レジスト・パターンを形成して、ＲＩ
Ｅ法によって上部クラッド層４と下部クラッド層２をド
ライ・エッチングする。尚、ドライ・エッチングする部
分は上面図に二重線で、断面図に上部クラッド層４と下
部クラッド層２を貫通する溝で示している。

【００５２】この工程が終了すると光導波路デバイスの
端面にコア３ａが現れる。しかし、側面にはコア３ａは
現れないので、勿論側面側でコア３ａがエッチングされ
ることはない。

【００５３】ここで、フォト・レジストでは選択比が不
十分な場合には、例えば、クロム又はアモルファス・シ
リコンなどのマスクを使用すればよい。特に、アモルフ
ァス・シリコンをマスクとして使用すると、次のウェッ
ト・エッチング工程においてシリコン基板をエッチング
する時に同時に除去することができるという利点があ
る。

【００５４】図２（５）は、切り出し線部のドライ・エ
ッチング工程が終了した時のウェハの斜視図で、図１
（５）の矢印Ｂの方向、やや上から見たものである。

【００５５】（６）切り出し線部のウェット・エッチン
グ 次いで、上記ドライ・エッチングの結果残存している上
部クラッド層４、コア３ａ及び下部クラッド層２から成
る光導波路を形成する部分をマスクとして、水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）等を使用してシリコン基板１をウェット
・エッチングする。上記ドライ・エッチングのマスクが
アモルファス・シリコン以外の場合には該マスクを除去
してからウェット・エッチングする必要があるが、該マ
スクがアモルファス・シリコンである場合にはシリコン
基板１と同時にエッチングできるという利点がある。

【００５６】尚、図示は省略しているが、上部クラッド
層の形成工程までにシリコン・ウェハの側面と下面には
二酸化シリコンの層が同時に形成されているので、ウェ
ット・エッチング工程においてシリコン・ウェハが側面
及び下面からエッチングされることはない。

【００５７】ここで、シリコン基板１の表面の結晶方位
を（１１０）面とすることによってシリコン基板１の表
面に対して垂直にエッチングできる利点がある。

【００５８】更に、図１（６）及び図２（６）において
シリコン基板１が厚さ方向に全てエッチングされていな
い状態を図示しているが、これは、残ったシリコン部分
はドライ・エッチング又はウェット・エッチングにより
形成された溝を境界面として碧開すること、又は、この
状態でレーザ加工によってウェハから光導波路デバイス
を切り出すことがありうることを想定しているためであ
る。ここで、適用できるレーザはエキシマ・レーザであ
る。

【００５９】レーザ加工や碧開によってウェハから光導
波路デバイスを切り出すという工程を適用しない場合に
は、ウェット・エッチングによってシリコン基板１を厚
さ方向に全てエッチングして光導波路デバイスをウェハ
から切り出せばよい。

【００６０】図３は、本発明の第二の実施の形態を適用
した工程図（その１）である。又、図４は、本発明の第
二の実施の形態を適用した工程図（その２）で、図３の
工程の一部について斜視図で示したものである。

【００６１】実は、本発明の第一の実施の形態と第二の
実施の形態は非常に似通ったものであるので、以降の説
明は上記にはなかった点だけ行なえばよいとも考えられ
るが、一部を修正説明するだけでは正確な理解を阻害す
る恐れがあるので敢えて重複して説明を行なう。

【００６２】図３及び図４において、１は基板で、典型
的には厚さ５００ミクロン乃至１，０００ミクロンのシ
リコン（Ｓｉ）が使用される。

【００６３】２は厚さ約２０ミクロンの下部クラッド層
で、主成分は二酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）である。

【００６４】３は厚さ約１０ミクロンのコア層、３ａは
コア層３をエッチングして得た厚さ約１０ミクロンのコ
アで、いずれも主成分は二酸化シリコンであるが、下部
クラッド層２より光に対する屈折率を若干高くするため
にゲルマニウム又はボロン又はリンが添加されている。

【００６５】４は厚さ約２０ミクロンの上部クラッド層
で、下部クラッド層２と同じく主成分は二酸化シリコン
（ＳｉＯ₂ ）である。尚、上部クラッド層４の厚さとは
下部クラッド層２の上面と上部クラッド層４の上面との
間の距離のことである。

【００６６】５は、クラッド層やコア層を形成する時に
同時にシリコン基板の下面に形成される二酸化シリコン
である。

【００６７】そして、図３及び図４において括弧で囲ん
だ数字は工程の順序を示しており、又、図３において左
側の列はウェハの断面図、右側の列ウェハの上面図であ
る。尚、ここでは図面の簡略化のために、矩形のウェハ
に１個の光導波路デバイスを形成して切り出すものとし
て図示していることは上記と同じである。

【００６８】以降、光導波路デバイスの製造工程を順を
追って説明する。

【００６９】（１）下部クラッド層の形成 先ず、厚さ５００ミクロン乃至１，０００ミクロンのシ
リコン基板１上に厚さ約２０ミクロンの二酸化シリコン
の層を形成して下部クラッド層２とする。形成の手段と
してはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法、スパッ
タリング、火炎堆積法などがある。

【００７０】この際に、シリコン基板１の下面に二酸化
シリコン５の層が同時に形成される。

【００７１】（２）コア層の形成 次いで、下部クラッド層２の上に厚さ約１０ミクロンの
コア層３を形成する。コア層３は最終的に光導波路デバ
イスのコアとなる部分なので、下部クラッド層２より光
の屈折率を高くするためにコア層３にはゲルマニウム又
はリン又はボロンが添加される。この場合、コア層３の
組成を正確に制御するためにはＣＶＤ法を適用すること
が好ましい。

【００７２】この工程においてシリコン基板の下面の二
酸化シリコン５の層は若干成長する。

【００７３】ここまでの工程では、ウェハは平板であ
り、上面から見て特定なパターンは見えない。

【００７４】（３）コア層のエッチング 次いで、フォト・リソグラフィー技術によってコア層３
のうちコア３ａとして残す部分に所望のパターンのマス
クを形成してコア層３のエッチングを行なうが、コア３
ａの形状、散乱による端面の荒れや垂直性、エッチング
・レートの諸要素からＲＩＥ（Reactive Ion Etching)
法に代表されるドライ・エッチングを適用するのが好ま
しい。

【００７５】（４）上部クラッド層の形成 コア３ａのエッチング後に上部クラッド層４を形成す
る。上部クラッド層４の光学的性質は下部クラッド層２
と同じにするので、形成手段は下部クラッド層２と同じ
である。

【００７６】この工程においてもシリコン基板の下面の
二酸化シリコン５の層は若干成長すし、厚さは１０ミク
ロン前後になる。

【００７７】尚、スパッタリング、ＣＶＤ法によれば上
部クラッド層４の上面がコア３ａと同じパターンの盛り
上がりが生ずること、この盛り上がりをなくすことがで
きること、火炎堆積法によれば該盛り上がりは殆ど生じ
ないこと、及び、盛り上がりの有無は切り出された光導
波路デバイスの光学的特性には無関係であることは上記
と全く同じである。

【００７８】（５）切り出し線部のドライ・エッチング 上部クラッド層を形成した後、ウェハ上面において光導
波路デバイスの端面及び側面に合わせて切り出し線以外
の部分の上にフォト・レジスト・パターンを形成すると
共に、ウェハ下面の二酸化シリコン５の層において光導
波路デバイスの端面及び側面に合わせて切り出し線以外
の部分にフォト・レジスト・パターンを形成して、ＲＩ
Ｅ法によって上部クラッド層４、下部クラッド層２及び
二酸化シリコン５の層をドライ・エッチングする。但
し、一般的なドライ・エッチング装置を使用する場合に
は光導波路デバイスの上面と下面のドライ・エッチング
を別々に行なう必要がある。尚、ドライ・エッチングす
る部分は上面図に二重線で、断面図に上部クラッド層４
と下部クラッド層２を貫通する溝で示している。

【００７９】この工程が終了すると光導波路デバイスの
端面にコア３ａが現れる。しかし、側面にはコア３ａは
現れないので、勿論側面側でコア３ａがエッチングされ
ることはない。

【００８０】ここで、フォト・レジストでは選択比が不
十分な場合には、例えば、クロム又はアモルファス・シ
リコンなどのマスクを使用すればよいこと、アモルファ
ス・シリコンをマスクとして使用すると、次のウェット
・エッチング工程においてシリコン基板をエッチングす
る時に同時に除去することができるという利点があるこ
とも上記と同じである。

【００８１】図４（５）は、切り出し線部のドライ・エ
ッチング工程が終了した時のウェハの斜視図で、図３
（５）の矢印Ｂの方向、やや上から見たものである。

【００８２】（６）切り出し線部のウェット・エッチン
グ 次いで、上記ドライ・エッチングの結果残存している上
部クラッド層４、コア３ａ及び下部クラッド層２から成
る光導波路を形成する部分と、二酸化シリコン５のうち
残存している部分をマスクとして、水酸化カリウム（Ｋ
ＯＨ）等を使用してシリコン基板１をウェット・エッチ
ングする。この場合には、シリコン基板１は上面と下面
の双方から同時にエッチングされる。上記ドライ・エッ
チングのマスクがアモルファス・シリコン以外の場合に
は該マスクを除去してからウェット・エッチングする必
要があること、該マスクがアモルファス・シリコンであ
る場合にはシリコン基板１と同時にエッチングできると
いう利点があることは上記と同じである。

【００８３】尚、図示は省略しているが、上部クラッド
層の形成工程までにシリコン・ウェハの側面に二酸化シ
リコンの層が形成されているので、ウェット・エッチン
グ工程においてシリコン・ウェハが側面からエッチング
されることはない。

【００８４】ここで、シリコン基板１の表面の結晶方位
を（１１０）面とすることによってシリコン基板１の表
面に対して垂直にエッチングできる利点がある。

【００８５】更に、図３（６）及び図４（６）において
シリコン基板１が厚さ方向に全てエッチングされていな
い状態を図示しているが、これは、残ったシリコン部分
はドライ・エッチング又はウェット・エッチングにより
形成された溝を境界面として碧開すること、又は、この
状態でレーザ加工によってウェハから光導波路デバイス
を切り出すことがありうることを想定しているためであ
る。レーザ加工などによってウェハから光導波路デバイ
スを切り出すという工程を適用しない場合には、ウェッ
ト・エッチングによってシリコン基板１を厚さ方向に全
てエッチングして光導波路デバイスをウェハから切り出
せばよい。

【００８６】（付記１） シリコン基板を用いて光導波
路デバイスを形成したウェハから光導波路デバイスのチ
ップを切り出す際に、光導波路を形成する層はフォト・
リソグラフィー技術を用いてドライ・エッチングによっ
て光導波路デバイスの端面部及び側面部を切り出し、上
記光導波路を形成する層のうち上記ドライ・エッチング
の後に残った部分をマスクとして利用してシリコン基板
をドライ・エッチング又はウェット・エッチングのいず
れかにによって光導波路デバイスの端面部及び側面部を
切り出すことを特徴とする光導波路デバイスの切り出し
方法。

【００８７】（付記２） シリコン基板を用いて光導波
路デバイスを形成したウェハから光導波路デバイスのチ
ップを切り出す際に、光導波路デバイスの上面側で光導
波路を形成する層と、光導波路デバイスの下面側に形成
された二酸化シリコンの層はフォト・リソグラフィー技
術を用いてドライ・エッチングによって光導波路デバイ
スの端面部及び側面部を切り出し、光導波路デバイスの
上面側で上記光導波路を形成する層と光導波路デバイス
の下面側に形成された二酸化シリコンの層のうち上記ド
ライ・エッチングの後に残った部分をマスクとして利用
してシリコン基板をドライ・エッチング又はウェット・
エッチングのいずれかによって光導波路デバイスの端面
部及び側面部を切り出すことを特徴とする光導波路デバ
イスの切り出し方法。

【００８８】（付記３） 付記１又は付記２のいずれか
に記載の光導波路デバイスの切り出し方法において、上
記シリコン基板の表面の結晶方位を（１１０）面とする
ことを特徴とする光導波路デバイスの切り出し方法。

【００８９】（付記４） 付記１又は付記２のいずれか
に記載の光導波路デバイスの切り出し方法において、上
記光導波路を形成する層をドライ・エッチングする際に
使用するマスクはシリコンで形成することを特徴とする
光導波路デバイスの切り出し方法。

【００９０】（付記５） 付記１又は付記２のいずれか
に記載の光導波路デバイスの切り出し方法において、シ
リコン基板をウェット・エッチングによって切り抜くこ
とを特徴とする光導波路デバイスの切り出し方法。

【００９１】（付記６） 付記１又は付記２のいずれか
に記載の光導波路デバイスの切り出し方法において、残
存しているシリコン基板をレーザ加工によって切断する
ことを特徴とする光導波路デバイスの切り出し方法。

【００９２】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば、切
り出し工程において煩雑な作業が不要で、且つ、平滑度
がよく所謂光学的な荒れがない切り出し面を容易に得る
ことができると共に、切り出し面と光導波路デバイスの
上面との境界となる稜においてチッピングの発生を抑制
できる光導波路デバイスの切り出し方法を実現すること
ができる。

【００９３】即ち、第一の発明によれば、光導波路を形
成している領域はフォト・リソグラフィー技術を用いて
ドライ・エッチングによって光導波路デバイスの端面部
及び側面部を切り出すので、平滑度がよくて且つチッピ
ングがない端面及び側面の切り出しが可能で、チップに
切り出された光導波路デバイスの光学的特性を高く、し
かも、安定にすることができる。その上、厚いシリコン
基板をウェット・エッチングによってエッチングするの
で切り出し工程に要する時間を短縮でき、且つ、切り出
し工程を簡略化することも可能である。

【００９４】又、第二の発明によれば、光導波路を形成
している領域はフォト・リソグラフィー技術を用いてド
ライ・エッチングによって光導波路デバイスの端面部及
び側面部を切り出すので、平滑度がよくて且つチッピン
グがない端面及び側面の切り出しが可能で、チップに切
り出された光導波路デバイスの光学的特性を高く、しか
も、安定にすることができる。その上、厚いシリコン基
板を上面と下面から同時にウェット・エッチングによっ
てエッチングするので切り出し工程に要する時間を更に
短縮でき、且つ、切り出し工程を簡略化することも可能
である。

【００９５】更に、第三の発明によれば、シリコン基板
の表面の結晶方位を（１１０）面するので、上記ウェッ
ト・エッチングによって該シリコン基板の表面に対して
垂直にエッチングすることができ、切り出された光導波
路デバイスのチップの機械的強度を高く保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施の形態を適用した工程図
（その１）。

【図２】 本発明の第一の実施の形態を適用した工程図
（その２）。

【図３】 本発明の第二の実施の形態を適用した工程図
（その１）。

【図４】 本発明の第二の実施の形態を適用した工程図
（その２）。

【図５】 端面の切り出し面が同一線上にない場合のカ
ッティング手順を説明する図。

【図６】 光導波路デバイスの例（３ｄＢカプラ）。

【符号の説明】

１ シリコン基板 ２ 下部クラッド層 ３ コア層 ３ａ コア ４ 上部クラッド層 ５ 二酸化シリコン １１ ウェハ １１ａ ブロック １１ｂ ブロック １１ｃ ブロック １２ 光導波路デバイス １３ 台 １４ 接着剤

フロントページの続き (72)発明者 西條 正志 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 坪根 健一郎 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 PA04 PA05 PA21 PA24 PA26 QA02 QA04 TA41

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコン基板を用いて光導波路デバイス
   を形成したウェハから該光導波路デバイスのチップを切
   り出す際に、 光導波路を形成する層はフォト・リソグラフィー技術を
   用いてドライ・エッチングによって該光導波路デバイス
   の端面部及び側面部を切り出し、 上記光導波路を形成する層のうち上記ドライ・エッチン
   グの後に残った部分をマスクとして利用して該シリコン
   基板をウェット・エッチングすることによって該光導波
   路デバイスの端面部及び側面部を切り出すことを特徴と
   する光導波路デバイスの切り出し方法。
2. 【請求項２】 シリコン基板を用いて光導波路デバイス
   を形成したウェハから該光導波路デバイスのチップを切
   り出す際に、 該光導波路デバイスの上面側で光導波路を形成する層
   と、該光導波路デバイスの下面側に形成された二酸化シ
   リコンの層はフォト・リソグラフィー技術を用いてドラ
   イ・エッチングによって該光導波路デバイスの端面部及
   び側面部を切り出し、 該光導波路デバイスの上面側で上記光導波路を形成する
   層と該光導波路デバイスの下面側に形成された二酸化シ
   リコンの層のうち上記ドライ・エッチングの後に残った
   部分をマスクとして利用して該シリコン基板をウェット
   ・エッチングすることによって該光導波路デバイスの端
   面部及び側面部を切り出すことを特徴とする光導波路デ
   バイスの切り出し方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２のいずれかに記載
   の光導波路デバイスの切り出し方法において、 上記シリコン基板の表面の結晶方位を（１１０）面とす
   ることを特徴とする光導波路デバイスの切り出し方法。