JP2003515186A - オプトエレクトロニクスアセンブリにおける位置合わせ方法 - Google Patents
オプトエレクトロニクスアセンブリにおける位置合わせ方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、例えば光ファイバ(80)といったようなアセンブリの外部に配置された部材を、デバイス(40,400)に対して取り付けることなく、アセンブリ(10,800)内におけるデバイス(40,400)に対して位置合わせし得るような、位置合わせ特徴物(200,300)をオプトエレクトロニクスアセンブリ(10,800)内に形成するための方法を提供する。本発明による方法においては、デバイスが発光デバイス(40)である場合には、デバイスからの放射を使用して、位置合わせ特徴物の位置を規定する。デバイスが検出デバイス(400)である場合には、外部装置(500)からの放射をデバイス(400)によって案内した後、この放射を使用して、位置合わせ特徴物の位置を規定する。
Description
【0001】
本発明は、オプトエレクトロニクスアセンブリにおける位置合わせ方法に関す
るものであり、限定するものではないけれども、特に、アセンブリ内におけるデ
バイスに対して、例えば光ファイバといったような他の部材を位置合わせし得る
よう、オプトエレクトロニクスアセンブリ内に位置合わせ特徴物を形成するため
の方法に関するものである。
るものであり、限定するものではないけれども、特に、アセンブリ内におけるデ
バイスに対して、例えば光ファイバといったような他の部材を位置合わせし得る
よう、オプトエレクトロニクスアセンブリ内に位置合わせ特徴物を形成するため
の方法に関するものである。
【0002】
従来より、例えば単一チップ光検出器やレーザー源デバイスといったような微
小形成されたオプトエレクトロニクスデバイスは、保護のために密封シールされ
たパッケージ内にパッケージングされる。デバイスに対して電磁放射を導入また
は導出するための光ファイバが、パッケージに対して取り付けられ、パッケージ
を貫通して、直接的にデバイス上へと接触される。これに代えて、光ファイバは
、パッケージを貫通し、デバイスに対して遠隔的に位置合わせされる。二次的構
造がデバイスに対して物理的に連結されており、光ファイバの端部を受領すると
ともに、デバイスに対して位置合わせしつつ光ファイバを固定する。デバイスに
対しての光ファイバの位置合わせは、多くの場合、得ることが困難であり、特に
、光ファイバが単一モードファイバであって数μmという程度のコア直径を有し
ているものである場合には、得ることが困難である。デバイスが、例えばガリウ
ム−インジウム−ヒ素からなるレーザー源といったようなIII−V化合物デバイス
である場合には、デバイスに対しての光ファイバの位置合わせは、重要なものと
なる。0.1μmという程度の位置合わせ誤差が、デバイスと光ファイバとの結
合効率に悪影響を与えることとなる。また、光ファイバがデバイス上に当接する
場所における機械的安定性という課題がある。光ファイバとデバイスとの間にお
ける数十nmという程度の相対変位が、デバイスから光ファイバ内への伝送効率
に悪影響を与える、あるいは、光ファイバから入射してくる放射に関してのデバ
イスの検出効率に悪影響を与える。
小形成されたオプトエレクトロニクスデバイスは、保護のために密封シールされ
たパッケージ内にパッケージングされる。デバイスに対して電磁放射を導入また
は導出するための光ファイバが、パッケージに対して取り付けられ、パッケージ
を貫通して、直接的にデバイス上へと接触される。これに代えて、光ファイバは
、パッケージを貫通し、デバイスに対して遠隔的に位置合わせされる。二次的構
造がデバイスに対して物理的に連結されており、光ファイバの端部を受領すると
ともに、デバイスに対して位置合わせしつつ光ファイバを固定する。デバイスに
対しての光ファイバの位置合わせは、多くの場合、得ることが困難であり、特に
、光ファイバが単一モードファイバであって数μmという程度のコア直径を有し
ているものである場合には、得ることが困難である。デバイスが、例えばガリウ
ム−インジウム−ヒ素からなるレーザー源といったようなIII−V化合物デバイス
である場合には、デバイスに対しての光ファイバの位置合わせは、重要なものと
なる。0.1μmという程度の位置合わせ誤差が、デバイスと光ファイバとの結
合効率に悪影響を与えることとなる。また、光ファイバがデバイス上に当接する
場所における機械的安定性という課題がある。光ファイバとデバイスとの間にお
ける数十nmという程度の相対変位が、デバイスから光ファイバ内への伝送効率
に悪影響を与える、あるいは、光ファイバから入射してくる放射に関してのデバ
イスの検出効率に悪影響を与える。
【0003】
関連するデバイスに対しての光ファイバの位置合わせを補助するためのものと
して、従来より様々な手法が知られている。
して、従来より様々な手法が知られている。
【0004】
従来技術による第1手法においては、オプトエレクトロニクスデバイスが、密
封シールされたパッケージ内に収容される。このデバイスの内部には、光ファイ
バのコアを受領するためのチャネルが、エッチングによって形成されている。光
ファイバは、パッケージの外部領域からパッケージ内へと貫通導入され、デバイ
ス上において終端する。デバイスと光ファイバとの組付に際しては、かなりの操
作者の熟練を必要とし、組付時に光ファイバの案内位置がずれてしまうと、例え
ば光ファイバがデバイスの金属電極を引っ掻いたり傷つけたりするといったよう
に、デバイスに損傷が発生し得る。チャネル内におけるコアの位置は、機械的当
接によって引き起こすことができる。しかしながら、例えば Norland Inc. 社に
よる透明UV硬化接着剤といったような光学的に透明な接着剤を使用することに
よって丈夫な接合を得ることが、有利である。
封シールされたパッケージ内に収容される。このデバイスの内部には、光ファイ
バのコアを受領するためのチャネルが、エッチングによって形成されている。光
ファイバは、パッケージの外部領域からパッケージ内へと貫通導入され、デバイ
ス上において終端する。デバイスと光ファイバとの組付に際しては、かなりの操
作者の熟練を必要とし、組付時に光ファイバの案内位置がずれてしまうと、例え
ば光ファイバがデバイスの金属電極を引っ掻いたり傷つけたりするといったよう
に、デバイスに損傷が発生し得る。チャネル内におけるコアの位置は、機械的当
接によって引き起こすことができる。しかしながら、例えば Norland Inc. 社に
よる透明UV硬化接着剤といったような光学的に透明な接着剤を使用することに
よって丈夫な接合を得ることが、有利である。
【0005】
従来技術による代替可能な第2手法においては、デバイス上に、エピタキシャ
ル位置合わせ構造が形成される。これにより、コアを当接することができる側部
当接エッジが形成される。しかしながら、この第2手法においては、デバイスに
対して損傷をもたらすことなくデバイスに対してコアを正確に位置決めするため
の操作を行うに際して熟練した操作者が必要であるという、第1手法の場合と同
じ欠点を有している。
ル位置合わせ構造が形成される。これにより、コアを当接することができる側部
当接エッジが形成される。しかしながら、この第2手法においては、デバイスに
対して損傷をもたらすことなくデバイスに対してコアを正確に位置決めするため
の操作を行うに際して熟練した操作者が必要であるという、第1手法の場合と同
じ欠点を有している。
【0006】
許可された米国特許明細書第4,892,377号においては、本発明者は、
例えば複数の導波管といったような複数の対応光学素子に対して光ファイバアレ
イを正確に位置決めするための手法を開示している。複数の光ファイバは、複数
の光学素子に対して連結された基板内にエッチングによって正確に形成されたV
字形グルーブ内に固定される。複数の光ファイバは、半田を使用して基板に対し
て固定することができる。このような手法は、許容可能な適合性をもたらすよう
にして満足な位置合わせを得るためにV字形グルーブ内に複数のファイバを案内
するに際して、熟練した操作者を必要とする。
例えば複数の導波管といったような複数の対応光学素子に対して光ファイバアレ
イを正確に位置決めするための手法を開示している。複数の光ファイバは、複数
の光学素子に対して連結された基板内にエッチングによって正確に形成されたV
字形グルーブ内に固定される。複数の光ファイバは、半田を使用して基板に対し
て固定することができる。このような手法は、許容可能な適合性をもたらすよう
にして満足な位置合わせを得るためにV字形グルーブ内に複数のファイバを案内
するに際して、熟練した操作者を必要とする。
【0007】
本発明者は、デバイスに対して光ファイバを物理的に接着したりまたは当接さ
せたりする必要なく、デバイスに対して光ファイバを正確に位置合わせすること
が望ましいと考えている。デバイスに対して空間的に光ファイバを空間的に固定
するためには、各光ファイバを関連する中間領域に対して正確に位置合わせしな
ければならずかつデバイスを中間領域に対して正確に位置合わせしなければなら
ないことにより、一見、そのような手法は、実行不可能であるように思われるか
もしれない。その場合、各段階における許容誤差が蓄積されることとなり、上述
の第1および第2手法よりも、制御が困難となる。
せたりする必要なく、デバイスに対して光ファイバを正確に位置合わせすること
が望ましいと考えている。デバイスに対して空間的に光ファイバを空間的に固定
するためには、各光ファイバを関連する中間領域に対して正確に位置合わせしな
ければならずかつデバイスを中間領域に対して正確に位置合わせしなければなら
ないことにより、一見、そのような手法は、実行不可能であるように思われるか
もしれない。その場合、各段階における許容誤差が蓄積されることとなり、上述
の第1および第2手法よりも、制御が困難となる。
【0008】
本発明者は、従来技術の場合のようなアセンブリ内のデバイスに対しての光フ
ァイバの直接的な連結を行う必要なくアセンブリ内のデバイスに対しての光ファ
イバの位置を空間的に規定したいという上記課題を解決し得るような、オプトエ
レクトロニクスアセンブリ内における位置合わせ方法を開発した。
ァイバの直接的な連結を行う必要なくアセンブリ内のデバイスに対しての光ファ
イバの位置を空間的に規定したいという上記課題を解決し得るような、オプトエ
レクトロニクスアセンブリ内における位置合わせ方法を開発した。
【0009】
本発明の第1見地においては、オプトエレクトロニクスアセンブリにおける位
置合わせ方法が提供され、オプトエレクトロニクスアセンブリが、1つまたは複
数のオプトエレクトロニクスデバイスと;このような1つまたは複数のオプトエ
レクトロニクスデバイスと、アセンブリの外部に位置するとともにデバイスと対
応して1つまたは複数のものとされたオプトエレクトロニクス素子と、の間のイ
ンターフェースをなすインターフェース手段と;を具備している場合において、
本発明による方法は、 (a)インターフェース手段において、1つまたは複数のデバイスからの放射を
受けるまたは1つまたは複数のデバイスに対して放射を行う1つまたは複数の領
域を規定するとともに、処理の目的のために、このような1つまたは複数の領域
を区画し; (b)アセンブリ内の1つまたは複数のデバイスのそれぞれに対しての1つまた
は複数の外部素子の位置合わせを補助するように機能する1つまたは複数の位置
合わせ特徴物を、1つまたは複数の領域のところに形成するようにアセンブリを
処理し; (c)1つまたは複数の外部素子が、1つまたは複数のデバイスのそれぞれに向
けて放射を行い得るようまたは1つまたは複数のデバイスのそれぞれからの放射
を受領し得るよう、各特徴物に対して1つまたは複数の外部素子を位置合わせし
; (d)1つまたは複数の外部素子を各特徴物に対して位置合わせした状態でアセ
ンブリに対して1つまたは複数の外部素子を取り付けるために、取付手段を適用
し、これにより、1つまたは複数の外部素子が、アセンブリ内のそれぞれ対応す
る1つまたは複数のデバイスに対して光学的に位置合わせする; ことを特徴としている。
置合わせ方法が提供され、オプトエレクトロニクスアセンブリが、1つまたは複
数のオプトエレクトロニクスデバイスと;このような1つまたは複数のオプトエ
レクトロニクスデバイスと、アセンブリの外部に位置するとともにデバイスと対
応して1つまたは複数のものとされたオプトエレクトロニクス素子と、の間のイ
ンターフェースをなすインターフェース手段と;を具備している場合において、
本発明による方法は、 (a)インターフェース手段において、1つまたは複数のデバイスからの放射を
受けるまたは1つまたは複数のデバイスに対して放射を行う1つまたは複数の領
域を規定するとともに、処理の目的のために、このような1つまたは複数の領域
を区画し; (b)アセンブリ内の1つまたは複数のデバイスのそれぞれに対しての1つまた
は複数の外部素子の位置合わせを補助するように機能する1つまたは複数の位置
合わせ特徴物を、1つまたは複数の領域のところに形成するようにアセンブリを
処理し; (c)1つまたは複数の外部素子が、1つまたは複数のデバイスのそれぞれに向
けて放射を行い得るようまたは1つまたは複数のデバイスのそれぞれからの放射
を受領し得るよう、各特徴物に対して1つまたは複数の外部素子を位置合わせし
; (d)1つまたは複数の外部素子を各特徴物に対して位置合わせした状態でアセ
ンブリに対して1つまたは複数の外部素子を取り付けるために、取付手段を適用
し、これにより、1つまたは複数の外部素子が、アセンブリ内のそれぞれ対応す
る1つまたは複数のデバイスに対して光学的に位置合わせする; ことを特徴としている。
【0010】
本発明による方法は、1つまたは複数のデバイスによって、インターフェース
手段内の各位置合わせ特徴物の位置を決定できる(規定できる)という利点をも
たらす。これにより、1つまたは複数のデバイスに対してのインターフェース手
段の位置を前もって正確に決定する必要なく、1つまたは複数の外部素子を位置
合わせすることができる。
手段内の各位置合わせ特徴物の位置を決定できる(規定できる)という利点をも
たらす。これにより、1つまたは複数のデバイスに対してのインターフェース手
段の位置を前もって正確に決定する必要なく、1つまたは複数の外部素子を位置
合わせすることができる。
【0011】
有利には、ステップ(a)において、インターフェース手段が、アセンブリの
壁を構成し、この壁には、層構成が設けられ、この層構成は、この層構成内に1
つまたは複数の領域を規定し得るよう、アセンブリ内の1つまたは複数のデバイ
スからの放射に感応し得るものとされ、層構成をなす複数の層が、ステップ(b
)において1つまたは複数の特徴物を形成する際のテンプレートをもたらす。1
つまたは複数のデバイスからの放射に対して感応性を有した層構成を有している
ことにより、1つまたは複数のデバイスによって、1つまたは複数の位置合わせ
特徴物の位置を規定することができる。
壁を構成し、この壁には、層構成が設けられ、この層構成は、この層構成内に1
つまたは複数の領域を規定し得るよう、アセンブリ内の1つまたは複数のデバイ
スからの放射に感応し得るものとされ、層構成をなす複数の層が、ステップ(b
)において1つまたは複数の特徴物を形成する際のテンプレートをもたらす。1
つまたは複数のデバイスからの放射に対して感応性を有した層構成を有している
ことにより、1つまたは複数のデバイスによって、1つまたは複数の位置合わせ
特徴物の位置を規定することができる。
【0012】
実用的には、層構成は、
(a)壁に1つまたは複数の特徴物を形成する際に壁に対しての処理可能性をも
たらすためのエッチングレジスト層と; (b)外部から印加された放射によって駆動され得るとともに、局所領域におい
て1つまたは複数のデバイスから受領した放射に応答してその局所領域について
は透過性をもたらし得るものとされた、フォトクロミック層と; を備え、これにより、外部から放射を印加することによって、1つまたは複数の
特徴物に対応する領域をレジスト層において規定することができ、レジスト層が
、1つまたは複数の特徴物を形成する際のテンプレートをもたらす。フォトクロ
ミック層を使用することにより、暗室条件下での操作を不要とした簡便な方法が
もたらされる。
たらすためのエッチングレジスト層と; (b)外部から印加された放射によって駆動され得るとともに、局所領域におい
て1つまたは複数のデバイスから受領した放射に応答してその局所領域について
は透過性をもたらし得るものとされた、フォトクロミック層と; を備え、これにより、外部から放射を印加することによって、1つまたは複数の
特徴物に対応する領域をレジスト層において規定することができ、レジスト層が
、1つまたは複数の特徴物を形成する際のテンプレートをもたらす。フォトクロ
ミック層を使用することにより、暗室条件下での操作を不要とした簡便な方法が
もたらされる。
【0013】
これに代えて、層構成は、アセンブリ内の1つまたは複数のデバイスから放出
される放射の周波数を増倍させるための周波数増倍手段を備えることができ、こ
れにより、層構成をなす1つまたは複数の層内において1つまたは複数の領域を
規定し得るよう、対応した比較的短波長の放射を生成する。周波数増倍手段を使
用することにより、1つまたは複数のデバイスが1300〜1550nmという
程度の波長を有した赤外放射を放出する場合において、層構成内に潜像を形成す
ることができる。潜像を処理することによって層構成内にテンプレートが形成さ
れ、このテンプレートを通して壁をエッチングすることにより、壁内に位置合わ
せ特徴物が形成される。
される放射の周波数を増倍させるための周波数増倍手段を備えることができ、こ
れにより、層構成をなす1つまたは複数の層内において1つまたは複数の領域を
規定し得るよう、対応した比較的短波長の放射を生成する。周波数増倍手段を使
用することにより、1つまたは複数のデバイスが1300〜1550nmという
程度の波長を有した赤外放射を放出する場合において、層構成内に潜像を形成す
ることができる。潜像を処理することによって層構成内にテンプレートが形成さ
れ、このテンプレートを通して壁をエッチングすることにより、壁内に位置合わ
せ特徴物が形成される。
【0014】
周波数増倍手段は、好ましくは、1つまたは複数のデバイスから放出された比
較的長波長の放射によって励起(刺激)されたときに比較的短波長の放射を放出
し得るリン酸チタニルカリウムを含有した周波数増倍層を有している。リン酸チ
タニルカリウム材料を使用することにより、アセンブリ内の1つまたは複数のデ
バイスからの赤外放射出力を、可視電磁放射スペクトル内の放射へと、変換する
ことができる。変換によって得られた可視放射に対して、層構成内の他の層が感
応性を示す。
較的長波長の放射によって励起(刺激)されたときに比較的短波長の放射を放出
し得るリン酸チタニルカリウムを含有した周波数増倍層を有している。リン酸チ
タニルカリウム材料を使用することにより、アセンブリ内の1つまたは複数のデ
バイスからの赤外放射出力を、可視電磁放射スペクトル内の放射へと、変換する
ことができる。変換によって得られた可視放射に対して、層構成内の他の層が感
応性を示す。
【0015】
位置合わせ特徴物の規定に際しての空間的解像度を適切なものとし得るよう、
周波数増倍層は、有利には、リン酸チタニルカリウムからなる連続フィルムを有
している。
周波数増倍層は、有利には、リン酸チタニルカリウムからなる連続フィルムを有
している。
【0016】
有利には、層構成は、アセンブリ内の1つまたは複数のデバイスから放出され
た放射に応答した周波数増倍手段における周波数増倍作用に感応し得る感光層を
備え、この感光層は、層構成の中のエッチングレジスト層に対して転写可能とさ
れた第1テンプレートを形成することができ、エッチングレジスト層は、壁に1
つまたは複数の特徴物を形成する際に壁に対しての処理可能性をもたらす第2テ
ンプレートを形成する。感光層を使用することにより、可視範囲内の放射によっ
て、感光層内に特徴物を形成することができる。この感光層内の特徴物は、紫外
(UV)放射を照射することによって、感光層からフォトレジスト層へと転写す
ることができる。フォトレジスト層は、位置合わせ特徴物が形成されない壁部分
においては、エッチングガスやエッチング溶液に対しての耐性を有している必要
がある。
た放射に応答した周波数増倍手段における周波数増倍作用に感応し得る感光層を
備え、この感光層は、層構成の中のエッチングレジスト層に対して転写可能とさ
れた第1テンプレートを形成することができ、エッチングレジスト層は、壁に1
つまたは複数の特徴物を形成する際に壁に対しての処理可能性をもたらす第2テ
ンプレートを形成する。感光層を使用することにより、可視範囲内の放射によっ
て、感光層内に特徴物を形成することができる。この感光層内の特徴物は、紫外
(UV)放射を照射することによって、感光層からフォトレジスト層へと転写す
ることができる。フォトレジスト層は、位置合わせ特徴物が形成されない壁部分
においては、エッチングガスやエッチング溶液に対しての耐性を有している必要
がある。
【0017】
実用的には、層構成内において赤外放射に対しての直接的な感応性が必要とさ
れている場合には、層構成は、アセンブリ内の1つまたは複数のデバイスから放
出された放射に対して直接的に感応し得るものとされた感光層を備え、この感光
層は、層構成の中のエッチングレジスト層に対して転写可能とされた第1テンプ
レートを形成することができ、エッチングレジスト層は、壁に1つまたは複数の
特徴物を形成する際に壁に対しての処理可能性をもたらす第2テンプレートを形
成する。
れている場合には、層構成は、アセンブリ内の1つまたは複数のデバイスから放
出された放射に対して直接的に感応し得るものとされた感光層を備え、この感光
層は、層構成の中のエッチングレジスト層に対して転写可能とされた第1テンプ
レートを形成することができ、エッチングレジスト層は、壁に1つまたは複数の
特徴物を形成する際に壁に対しての処理可能性をもたらす第2テンプレートを形
成する。
【0018】
上述したような本発明の第1見地による方法は、アセンブリが、非放射性(非
発光性)とされた1つまたは複数のデバイスを備えている場合には、変形される
。好ましくは、インターフェース手段が、アセンブリの壁を構成し、この壁には
、層構成が設けられ、この層構成は、この層構成内に1つまたは複数の領域を規
定し得るよう、アセンブリの外部に配置された外部光源からの放射に感応し得る
ものとされ、この場合、外部光源からの放射は、この放射を、アセンブリ内の1
つまたは複数のデバイスが受光することによって、位置合わせされ、層構成をな
す複数の層が、ステップ(b)において1つまたは複数の特徴物を形成する際の
テンプレートをもたらす。外部光源の使用は、1つまたは複数のデバイスが発光
性ではなく放射応答性(受光性)とされていることを補償する。
発光性)とされた1つまたは複数のデバイスを備えている場合には、変形される
。好ましくは、インターフェース手段が、アセンブリの壁を構成し、この壁には
、層構成が設けられ、この層構成は、この層構成内に1つまたは複数の領域を規
定し得るよう、アセンブリの外部に配置された外部光源からの放射に感応し得る
ものとされ、この場合、外部光源からの放射は、この放射を、アセンブリ内の1
つまたは複数のデバイスが受光することによって、位置合わせされ、層構成をな
す複数の層が、ステップ(b)において1つまたは複数の特徴物を形成する際の
テンプレートをもたらす。外部光源の使用は、1つまたは複数のデバイスが発光
性ではなく放射応答性(受光性)とされていることを補償する。
【0019】
実用的には、層構成は、外部光源から放出された放射に対して感応し得るもの
とされた感光層を備え、この感光層は、層構成の中のエッチングレジスト層に対
して転写可能とされた第1テンプレートを形成することができ、エッチングレジ
スト層は、壁に1つまたは複数の特徴物を形成する際に壁に対しての処理可能性
をもたらす第2テンプレートを形成する。感光層は、例えば、外部光源からの放
射に対して感応性を有した感光乳剤から形成することができる。外部光源は、1
300〜1550nmという程度の波長の赤外放射を放出する光源に限定される
ものではない。
とされた感光層を備え、この感光層は、層構成の中のエッチングレジスト層に対
して転写可能とされた第1テンプレートを形成することができ、エッチングレジ
スト層は、壁に1つまたは複数の特徴物を形成する際に壁に対しての処理可能性
をもたらす第2テンプレートを形成する。感光層は、例えば、外部光源からの放
射に対して感応性を有した感光乳剤から形成することができる。外部光源は、1
300〜1550nmという程度の波長の赤外放射を放出する光源に限定される
ものではない。
【0020】
有利には、エッチングレジスト層は、UV感応性有機レジスト層を有したもの
とされる。このようなレジスト層は、実用的には、エッチングプロセスにおける
テンプレートを構成するためのものとして、半導体製造工程において使用される
ものとされる。
とされる。このようなレジスト層は、実用的には、エッチングプロセスにおける
テンプレートを構成するためのものとして、半導体製造工程において使用される
ものとされる。
【0021】
例えば緩衝されたフッ酸(HF)を使用した等方性酸エッチングを行う場合に
、レジスト層の付着性や耐性が問題視される場合には、エッチングレジスト層は
、有利には、UV感応性有機レジスト層と、窒化シリコン層と、を有したものと
され、窒化シリコン層に対しては、有機レジスト層内の第2テンプレートを転写
することにより、窒化シリコン層内に第3テンプレートを形成し、この第3テン
プレートを通して、1つまたは複数の特徴物が形成される。窒化シリコンは、従
来より使用されている多くのシリコンエッチング剤に関して、有機レジスト材料
よりも、エッチング剤による侵食作用に対してより良好な耐性を有している。
、レジスト層の付着性や耐性が問題視される場合には、エッチングレジスト層は
、有利には、UV感応性有機レジスト層と、窒化シリコン層と、を有したものと
され、窒化シリコン層に対しては、有機レジスト層内の第2テンプレートを転写
することにより、窒化シリコン層内に第3テンプレートを形成し、この第3テン
プレートを通して、1つまたは複数の特徴物が形成される。窒化シリコンは、従
来より使用されている多くのシリコンエッチング剤に関して、有機レジスト材料
よりも、エッチング剤による侵食作用に対してより良好な耐性を有している。
【0022】
実用的には、壁内に位置合わせ特徴物を形成するに際しては、いくつもの代替
可能なエッチングプロセスを使用することができる。位置合わせ特徴物は、異方
性ウエットエッチングと等方性ウエットエッチングとドライプラズマエッチング
とドライ反応性イオンエッチングとの中の1つまたはいくつかを使用することに
よって、形成することができる。好ましくは、1つまたは複数の特徴物は、アセ
ンブリ内の1つまたは複数のデバイスのそれぞれに対して位置合わせするために
1つまたは複数の外部素子が内部に配置される凹所とされる。
可能なエッチングプロセスを使用することができる。位置合わせ特徴物は、異方
性ウエットエッチングと等方性ウエットエッチングとドライプラズマエッチング
とドライ反応性イオンエッチングとの中の1つまたはいくつかを使用することに
よって、形成することができる。好ましくは、1つまたは複数の特徴物は、アセ
ンブリ内の1つまたは複数のデバイスのそれぞれに対して位置合わせするために
1つまたは複数の外部素子が内部に配置される凹所とされる。
【0023】
アセンブリが、1300〜1550nmの程度の波長の赤外放射を受光したり
放射したりする場合には、壁は、実用的には、赤外放射に対して透過性であるシ
リコンから形成される。
放射したりする場合には、壁は、実用的には、赤外放射に対して透過性であるシ
リコンから形成される。
【0024】
アセンブリの製造を容易なものとするために、取付手段は、有利には、実質的
に透明なUV硬化可能な接着剤とされる。
に透明なUV硬化可能な接着剤とされる。
【0025】
本発明の第2見地においては、本発明の第1見地による方法によって形成され
たアセンブリが提供され、このアセンブリは、ハウジング内に収容された1つま
たは複数のオプトエレクトロニクスデバイスを具備し、ハウジングが、壁の形態
とされたインターフェース手段を備え、壁が、1つまたは複数のデバイスのそれ
ぞれに対して1つまたは複数の外部素子を位置合わせし得るよう、1つまたは複
数の外部素子を配置可能とされた1つまたは複数の特徴物を有していることを特
徴としている。
たアセンブリが提供され、このアセンブリは、ハウジング内に収容された1つま
たは複数のオプトエレクトロニクスデバイスを具備し、ハウジングが、壁の形態
とされたインターフェース手段を備え、壁が、1つまたは複数のデバイスのそれ
ぞれに対して1つまたは複数の外部素子を位置合わせし得るよう、1つまたは複
数の外部素子を配置可能とされた1つまたは複数の特徴物を有していることを特
徴としている。
【0026】
実用的には、壁は、<100>カット単結晶シリコンから形成されていて、1
つまたは複数の外部素子を配置可能とされた1つまたは複数の特徴物をもたらす
ために壁内にピラミッド状凹所を形成し得るよう、異方性ウェットエッチング可
能なものとされる。ピラミッド状凹所は、異方性ウェットエッチングにより形成
されることに基づいて、サイズが自己制限されるという有利な特徴点をもたらす
。これにより、例えば等方性ウェットエッチングの場合に起こり得るようなオー
バーエッチングを防止するためのエッチング観測を、それほど厳しく行う必要が
ない。
つまたは複数の外部素子を配置可能とされた1つまたは複数の特徴物をもたらす
ために壁内にピラミッド状凹所を形成し得るよう、異方性ウェットエッチング可
能なものとされる。ピラミッド状凹所は、異方性ウェットエッチングにより形成
されることに基づいて、サイズが自己制限されるという有利な特徴点をもたらす
。これにより、例えば等方性ウェットエッチングの場合に起こり得るようなオー
バーエッチングを防止するためのエッチング観測を、それほど厳しく行う必要が
ない。
【0027】
好ましくは、より凹凸の激しいアセンブリが得られるよう、壁は、ハウジング
の内方位置(奥まった位置)に配置され、これにより、アセンブリに対して1つ
または複数の外部素子を固定するに際して、ハウジングのうちの、取付手段を適
用し得る露出表面積が大きなものとされる。
の内方位置(奥まった位置)に配置され、これにより、アセンブリに対して1つ
または複数の外部素子を固定するに際して、ハウジングのうちの、取付手段を適
用し得る露出表面積が大きなものとされる。
【0028】
実用的には、1つまたは複数の外部素子は、1つまたは複数の光ファイバを備
え、各光ファイバは、クラッドから突出したコアを有し、この突出コアが、1つ
または複数の特徴物内に配置されるものとされる。特徴物に対してのコアのこの
ような位置合わせは、1つまたは複数の外部素子と、アセンブリ内における対応
する1つまたは複数のデバイスと、の間の結合効率を向上させる。
え、各光ファイバは、クラッドから突出したコアを有し、この突出コアが、1つ
または複数の特徴物内に配置されるものとされる。特徴物に対してのコアのこの
ような位置合わせは、1つまたは複数の外部素子と、アセンブリ内における対応
する1つまたは複数のデバイスと、の間の結合効率を向上させる。
【0029】
本発明の第3見地においては、本発明の第2見地による複数のアセンブリから
構成されたアレイが提供される。
構成されたアレイが提供される。
【0030】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の単なる例示としてのいくつかの実施形
態について説明する。
態について説明する。
【0031】
図1においては、符号(10)によって、オプトエレクトロニクスアセンブリ
が示されている。このアセンブリ(10)は、シリコン基板(20)を備えてい
る。シリコン基板(20)は、主面をなす上面を有しており、この上面上に、1
μm厚さの窒化シリコン製絶縁層が形成されている。絶縁層上には、例えばパッ
ド(22)といったような1μm厚さのアルミニウム製電極接続パッドが支持さ
れている。アルミニウム製電極接続パッドに対しては、例えばトラック(24)
といったような関連するアルミニウム製導電トラックが接続されている。
が示されている。このアセンブリ(10)は、シリコン基板(20)を備えてい
る。シリコン基板(20)は、主面をなす上面を有しており、この上面上に、1
μm厚さの窒化シリコン製絶縁層が形成されている。絶縁層上には、例えばパッ
ド(22)といったような1μm厚さのアルミニウム製電極接続パッドが支持さ
れている。アルミニウム製電極接続パッドに対しては、例えばトラック(24)
といったような関連するアルミニウム製導電トラックが接続されている。
【0032】
アセンブリ(10)は、さらに、<100>結晶配向を有したシリコン製キャ
ップ(30)と、シリコン製端部プレート(70)と、を備えている。シリコン
製キャップ(30)の内部には、異方性ウェットエッチングによって前もって凹
所が形成されている。アセンブリ(10)においては、キャップ(30)と基板
(20)とプレート(70)とが、相互に融着結合されているあるいは溶接され
ているあるいは接着されている。キャップ(30)の凹所は、密封シールされた
キャビティを形成する。このキャビティは、従来構成でもって微小形成された赤
外レーザーデバイス(40)を収容する。デバイス(40)は、基板(20)の
トラック上において、半田バンプ連結されている。これにより、パッドとデバイ
ス(40)とを電気的に接続することができる。製造時には、トラック上へとデ
バイス(40)を固定した後に、キャップ(30)とプレート(70)とが、基
板(20)に対して固定され、また、互いに固定される。
ップ(30)と、シリコン製端部プレート(70)と、を備えている。シリコン
製キャップ(30)の内部には、異方性ウェットエッチングによって前もって凹
所が形成されている。アセンブリ(10)においては、キャップ(30)と基板
(20)とプレート(70)とが、相互に融着結合されているあるいは溶接され
ているあるいは接着されている。キャップ(30)の凹所は、密封シールされた
キャビティを形成する。このキャビティは、従来構成でもって微小形成された赤
外レーザーデバイス(40)を収容する。デバイス(40)は、基板(20)の
トラック上において、半田バンプ連結されている。これにより、パッドとデバイ
ス(40)とを電気的に接続することができる。製造時には、トラック上へとデ
バイス(40)を固定した後に、キャップ(30)とプレート(70)とが、基
板(20)に対して固定され、また、互いに固定される。
【0033】
デバイス(40)は、発光領域(50)を有している。動作時には、この発光
領域(50)から、赤外放射ビーム(60)が放出される。ビーム(60)が伝
搬して、シリコン製端部プレート(70)の領域(65)を照射する。プレート
(70)は、主面をなす平面状外表面を有している。この外表面上に、単一モー
ド光ファイバ(80)が当接して固定されている。光ファイバ(80)は、単一
モードコア(85)を、領域(65)に対応する位置において外表面にエッチン
グ形成された凹所内に、位置している。プレート(70)は、さらに、デバイス
(40)を向く側に、主面をなす平面状内表面を有している。内表面は、外表面
と実質的に平行である。
領域(50)から、赤外放射ビーム(60)が放出される。ビーム(60)が伝
搬して、シリコン製端部プレート(70)の領域(65)を照射する。プレート
(70)は、主面をなす平面状外表面を有している。この外表面上に、単一モー
ド光ファイバ(80)が当接して固定されている。光ファイバ(80)は、単一
モードコア(85)を、領域(65)に対応する位置において外表面にエッチン
グ形成された凹所内に、位置している。プレート(70)は、さらに、デバイス
(40)を向く側に、主面をなす平面状内表面を有している。内表面は、外表面
と実質的に平行である。
【0034】
次に、アセンブリ(10)の製造およびアセンブリ(10)に対しての光ファ
イバ(80)の位置合わせに関する第1方法について、図1を参照して説明する
。この方法においては、以下の各ステップを順に行う。
イバ(80)の位置合わせに関する第1方法について、図1を参照して説明する
。この方法においては、以下の各ステップを順に行う。
【0035】
[ステップ1]
基板(20)を準備し、窒化シリコン層を形成し、関連するトラックとパッド
とを形成する。これを第1部材とする。
とを形成する。これを第1部材とする。
【0036】
[ステップ2]
従来の微小形成技術を使用してデバイス(40)を形成する。これを第2部材
とする。
とする。
【0037】
[ステップ3]
<100>カットシリコンウェハの一部から、キャップ(30)を形成し、こ
れを第3部材とする。キャップの形成に際しては、まず最初に、断面内において
光リソグラフィー的に第1エッチングウィンドウを線引きし、次に、イソプロパ
ノールと水酸化カリウム(KOH)との混合溶液中においてウィンドウに沿って
断面を異方的に選択エッチングすることにより、断面内に凹所を形成する。
れを第3部材とする。キャップの形成に際しては、まず最初に、断面内において
光リソグラフィー的に第1エッチングウィンドウを線引きし、次に、イソプロパ
ノールと水酸化カリウム(KOH)との混合溶液中においてウィンドウに沿って
断面を異方的に選択エッチングすることにより、断面内に凹所を形成する。
【0038】
[ステップ4]
前面と背面とが研磨された<100>カットシリコンウェハを切開する(スク
ライブする)ことにより、プレート(70)を形成し、これを第4部材とする。
ライブする)ことにより、プレート(70)を形成し、これを第4部材とする。
【0039】
[ステップ5]
特に基板(20)上のトラックの上へとデバイス(40)をバンプ接続するこ
とによって、第1部材と第2部材とを組み付ける。これにより、基板(20)上
のパッドから、デバイス(40)を駆動制御できるようにする。
とによって、第1部材と第2部材とを組み付ける。これにより、基板(20)上
のパッドから、デバイス(40)を駆動制御できるようにする。
【0040】
[ステップ6]
基板(20)上においてキャップ(30)を特に融着結合するあるいは溶接す
るあるいは接着することによって、第1部材と第2部材とからなるアセンブリ上
に、第3部材を組み付ける。これにより、デバイス(40)のためのキャビティ
を形成する。
るあるいは接着することによって、第1部材と第2部材とからなるアセンブリ上
に、第3部材を組み付ける。これにより、デバイス(40)のためのキャビティ
を形成する。
【0041】
[ステップ7]
図1に示すようにしてキャップ(30)のエッジ上においてかつ基板(20)
のエッジ上においてプレート(70)を特に融着結合するあるいは溶接するある
いは接着することによって、第1部材と第2部材と第3部材とからなるアセンブ
リに対して、第4部材を組み付ける。これにより、デバイス(40)のための密
封シールされたハウジングを形成する。付加的に、プレート(70)とキャップ
(30)と基板(20)との間に、ウィンドウ層付きの金属化層を設置すること
ができる。
のエッジ上においてプレート(70)を特に融着結合するあるいは溶接するある
いは接着することによって、第1部材と第2部材と第3部材とからなるアセンブ
リに対して、第4部材を組み付ける。これにより、デバイス(40)のための密
封シールされたハウジングを形成する。付加的に、プレート(70)とキャップ
(30)と基板(20)との間に、ウィンドウ層付きの金属化層を設置すること
ができる。
【0042】
[ステップ8]
プレート(70)の外表面を、感光性のエッチング耐性を有した層構成によっ
てコーティングする。
てコーティングする。
【0043】
[ステップ9]
パッドを介してデバイス(40)を駆動し、プレート(70)上へと、デバイ
スから放射ビーム(60)を放出させる。これにより、プレート(70)上の領
域(65)を照射するとともに、層構成のうちの、領域(65)に対応した領域
を露光する。
スから放射ビーム(60)を放出させる。これにより、プレート(70)上の領
域(65)を照射するとともに、層構成のうちの、領域(65)に対応した領域
を露光する。
【0044】
[ステップ10]
層構成を現像することによって、領域(65)の近傍における層を通して第2
エッチングウィンドウを残す。
エッチングウィンドウを残す。
【0045】
[ステップ11]
異方性エッチングを行うことによって、プレート(70)の外表面内において
、層構成内の第2ウィンドウを通して露光される場所に、ピラミッド状の凹所を
形成する。
、層構成内の第2ウィンドウを通して露光される場所に、ピラミッド状の凹所を
形成する。
【0046】
[ステップ12]
層構成を除去することによって、プレート(70)の外表面に、エッチング形
成された凹所を、露出状態で残す。
成された凹所を、露出状態で残す。
【0047】
[ステップ13]
光ファイバ(80)の端部において、わずかな長さにわたって光ファイバクラ
ッドを剥がすことによって、コア(85)を突出状態でもって残す。
ッドを剥がすことによって、コア(85)を突出状態でもって残す。
【0048】
[ステップ14]
突出コア(85)を凹所に対して案内し、突出コア(85)を凹所内に配置す
る。
る。
【0049】
[ステップ15]
光ファイバの端部に対しておよびプレート(70)に対して、例えば Norland
Inc. 社による透明UV硬化可能接着剤といったような光学的に透明な接着剤を
塗布し、その後、接着剤をUV硬化させ、これにより、プレート(70)に対し
て光ファイバ(80)を接着し固定する。凹所内にインターフェースレンズが配
置されかつこのインターフェースレンズの近傍に光ファイバが配置するようにな
っている場合には、レンズの非コリメート側においては、エアインターフェース
が必要とされ、したがって、硬化可能接着剤が付加的に充填されることとなる。
Inc. 社による透明UV硬化可能接着剤といったような光学的に透明な接着剤を
塗布し、その後、接着剤をUV硬化させ、これにより、プレート(70)に対し
て光ファイバ(80)を接着し固定する。凹所内にインターフェースレンズが配
置されかつこのインターフェースレンズの近傍に光ファイバが配置するようにな
っている場合には、レンズの非コリメート側においては、エアインターフェース
が必要とされ、したがって、硬化可能接着剤が付加的に充填されることとなる。
【0050】
一体部材としてのアセンブリ(10)の形成に関して説明を行ったけれども、
本発明においては、上記第1方法を、並列バッチプロセス技術を使用することに
よってこのようなデバイスを複数個にわたって同時に形成することへと、拡張す
ることができる。
本発明においては、上記第1方法を、並列バッチプロセス技術を使用することに
よってこのようなデバイスを複数個にわたって同時に形成することへと、拡張す
ることができる。
【0051】
第1方法においては、基板(20)とキャップ(30)とデバイス(40)と
プレート(70)とを所定の空間的相対配置へと固定した後に、デバイス(40
)が、プレート(70)上の凹所位置を、デバイス(40)から放射されるビー
ム(60)に対して正確に位置合わせされた場所に、規定することができるとい
う利点がもたらされる。よって、基板(20)とキャップ(30)とデバイス(
40)とプレート(70)とのいずれの部材も、組立時に、何らの特別の相互位
置合わせ操作によって位置合わせされる必要がない。デバイス(40)に対して
の凹所位置の正確さは、ビーム(60)自体が、凹所に関する正確な位置を決定
することによって、得られている。これにより、光ファイバ(80)に対しての
放射ビームの有効な結合が確保される。この利点は、かなりの商業的重要性を有
している。それは、複数の構成部材を、高精度でもって互いに適合するようにし
て形成する必要がなくなるからであり、それによって、製造コストを低減できる
からである。
プレート(70)とを所定の空間的相対配置へと固定した後に、デバイス(40
)が、プレート(70)上の凹所位置を、デバイス(40)から放射されるビー
ム(60)に対して正確に位置合わせされた場所に、規定することができるとい
う利点がもたらされる。よって、基板(20)とキャップ(30)とデバイス(
40)とプレート(70)とのいずれの部材も、組立時に、何らの特別の相互位
置合わせ操作によって位置合わせされる必要がない。デバイス(40)に対して
の凹所位置の正確さは、ビーム(60)自体が、凹所に関する正確な位置を決定
することによって、得られている。これにより、光ファイバ(80)に対しての
放射ビームの有効な結合が確保される。この利点は、かなりの商業的重要性を有
している。それは、複数の構成部材を、高精度でもって互いに適合するようにし
て形成する必要がなくなるからであり、それによって、製造コストを低減できる
からである。
【0052】
ステップ8〜ステップ12における層構成は、第1方法に独自のものである。
このような層構成について、図2を参照して詳細に説明する。層構成は、符号(
100)によって示されている。層構成は、プレート(70)の主面をなす外表
面(120)から順に、以下の構成要素を備えている。 (a)例えば AZ1505 といったような Hoechst 社の AZシリーズの有機レジスト
からなる有機レジスト層といったような、有機レジスト層(130)。この層の
厚さは、1〜1.5μmの範囲とされている。 (b)可視電磁放射スペクトル内における200nm〜800nmという範囲の
波長を有した放射に対して応答性を有し、厚さが0.5〜5μmの程度とされた
、従来技術による銀ベースの感光乳剤(フォトエマルジョン)層(140)。 (c)厚さが1〜10μmの程度とされた周波数増倍層(150)。この周波数
増倍層(150)は、リン酸チタニルカリウム(KTP)からなる単一層を備え
ている。
このような層構成について、図2を参照して詳細に説明する。層構成は、符号(
100)によって示されている。層構成は、プレート(70)の主面をなす外表
面(120)から順に、以下の構成要素を備えている。 (a)例えば AZ1505 といったような Hoechst 社の AZシリーズの有機レジスト
からなる有機レジスト層といったような、有機レジスト層(130)。この層の
厚さは、1〜1.5μmの範囲とされている。 (b)可視電磁放射スペクトル内における200nm〜800nmという範囲の
波長を有した放射に対して応答性を有し、厚さが0.5〜5μmの程度とされた
、従来技術による銀ベースの感光乳剤(フォトエマルジョン)層(140)。 (c)厚さが1〜10μmの程度とされた周波数増倍層(150)。この周波数
増倍層(150)は、リン酸チタニルカリウム(KTP)からなる単一層を備え
ている。
【0053】
次に、図2を参照して、上記第1方法におけるステップ9〜ステップ15に対
応した、層構成(100)の動作について説明する。
応した、層構成(100)の動作について説明する。
【0054】
デバイス(40)が駆動されたときには、デバイスは、1300nm〜155
0nmという程度の波長を有した赤外放射ビーム(60)を生成する。このビー
ム(60)は、デバイス(40)から、プレート(70)の内表面(110)上
の領域(65)へと、伝搬する。ビーム(60)は、プレート(70)内を通り
抜けた後、レジスト層(130)へと到達し、レジスト層(130)内を通って
伝搬した後、感光乳剤層(140)へと到達する。ビーム(60)内のフォトン
の量子エネルギーは、層(140)に影響を与えるには不十分なものである。層
(140)は、赤外放射に対しては感応することがなく、この層内に潜像を形成
するには、800nm以下の波長を有しているような、より短波長の放射が必要
である。よって、ビーム(60)は、感光乳剤層(140)に対して影響を与え
ることなく、この層(140)を通過する。ビーム(60)は、最終的には、周
波数増倍層(150)によって吸収される。
0nmという程度の波長を有した赤外放射ビーム(60)を生成する。このビー
ム(60)は、デバイス(40)から、プレート(70)の内表面(110)上
の領域(65)へと、伝搬する。ビーム(60)は、プレート(70)内を通り
抜けた後、レジスト層(130)へと到達し、レジスト層(130)内を通って
伝搬した後、感光乳剤層(140)へと到達する。ビーム(60)内のフォトン
の量子エネルギーは、層(140)に影響を与えるには不十分なものである。層
(140)は、赤外放射に対しては感応することがなく、この層内に潜像を形成
するには、800nm以下の波長を有しているような、より短波長の放射が必要
である。よって、ビーム(60)は、感光乳剤層(140)に対して影響を与え
ることなく、この層(140)を通過する。ビーム(60)は、最終的には、周
波数増倍層(150)によって吸収される。
【0055】
層(150)は、周波数増倍操作を行う。層(150)上に入射する1300
〜1550nmという程度の比較的長波長の放射を構成しているフォトンは、こ
の層(150)内において、650nmの程度という比較的短波長のフォトンの
生成を誘起する。その後、650nmの程度の短波長のフォトンが、層(150
)から放出される。つまり、吸収された比較的長波長のフォトンのうちのいくつ
かのフォトンが、比較的短波長のフォトンを生成する。
〜1550nmという程度の比較的長波長の放射を構成しているフォトンは、こ
の層(150)内において、650nmの程度という比較的短波長のフォトンの
生成を誘起する。その後、650nmの程度の短波長のフォトンが、層(150
)から放出される。つまり、吸収された比較的長波長のフォトンのうちのいくつ
かのフォトンが、比較的短波長のフォトンを生成する。
【0056】
よって、層(150)上にビーム(60)が入射した場所においては、吸収さ
れた赤外放射フォトンが、可視範囲に属する比較的短波長のフォトンを生成する
。比較的短波長のフォトンは、一部が、層(140)に向けて放射される。その
結果、デバイス(40)からの放射が層(140)を通って外向きに伝搬した近
傍位置において、層(140)内には、潜像が形成される。
れた赤外放射フォトンが、可視範囲に属する比較的短波長のフォトンを生成する
。比較的短波長のフォトンは、一部が、層(140)に向けて放射される。その
結果、デバイス(40)からの放射が層(140)を通って外向きに伝搬した近
傍位置において、層(140)内には、潜像が形成される。
【0057】
感光乳剤層(140)内において潜像を形成し得るだけの十分な持続時間にわ
たってデバイス(40)が駆動された後に、デバイス(40)が停止される。そ
の後、層(150)を除去することによって、層(140)が露出される。ここ
で、層(150)の除去は、層(140)内に形成された潜像を乱すことがない
よう、層(140)がさらに露光されてしまわないように、暗室条件下で行われ
る。その後、層(140)が、層(140)をなす材料に適した従来の写真プロ
セスによって、現像される。層(140)の現像により、層(140)がネガと
して機能することのために、領域(65)の近傍においてのみ、濃い色の不透明
領域が形成される。その後、レジスト層(130)が、層(140)を通しての
実質的に250nm波長の紫外(UV)放射によって、露光される。これにより
、重合が起こることによって、レジスト層(130)が硬化する。ただし、濃い
色の不透明領域が存在するところにおいては、レジスト層(130)は、局所的
に比較的ソフトなままである。この露光後に、層(140)の残存トレース量を
溶解させる。さらに、レジスト層(130)を、例えばメチルイソブチルケトン
とイソプロパノールとの混合溶媒といった溶媒内において現像する。これにより
、レジスト層(130)内には、領域(65)の近傍に、ウィンドウが残される
。領域(65)から離間したところに残存しているレジスト層(130)は、硬
化した重合状態のままで残されている。
たってデバイス(40)が駆動された後に、デバイス(40)が停止される。そ
の後、層(150)を除去することによって、層(140)が露出される。ここ
で、層(150)の除去は、層(140)内に形成された潜像を乱すことがない
よう、層(140)がさらに露光されてしまわないように、暗室条件下で行われ
る。その後、層(140)が、層(140)をなす材料に適した従来の写真プロ
セスによって、現像される。層(140)の現像により、層(140)がネガと
して機能することのために、領域(65)の近傍においてのみ、濃い色の不透明
領域が形成される。その後、レジスト層(130)が、層(140)を通しての
実質的に250nm波長の紫外(UV)放射によって、露光される。これにより
、重合が起こることによって、レジスト層(130)が硬化する。ただし、濃い
色の不透明領域が存在するところにおいては、レジスト層(130)は、局所的
に比較的ソフトなままである。この露光後に、層(140)の残存トレース量を
溶解させる。さらに、レジスト層(130)を、例えばメチルイソブチルケトン
とイソプロパノールとの混合溶媒といった溶媒内において現像する。これにより
、レジスト層(130)内には、領域(65)の近傍に、ウィンドウが残される
。領域(65)から離間したところに残存しているレジスト層(130)は、硬
化した重合状態のままで残されている。
【0058】
その後、エッチングの目的のために露出状態とされたレジスト層(130)を
有したプレート(70)を除いて、アセンブリ(10)を、保護樹脂すなわちフ
ォトレジストによって被覆する。保護樹脂すなわちフォトレジストは、例えばK
OH/イソプロパノール混合溶液によるエッチングといったような異方性シリコ
ンエッチングに耐え得るものである。樹脂は、アセンブリ(10)のうちの例え
ばトラックやパッドといったようなものを、異方性エッチング剤から保護する。
有したプレート(70)を除いて、アセンブリ(10)を、保護樹脂すなわちフ
ォトレジストによって被覆する。保護樹脂すなわちフォトレジストは、例えばK
OH/イソプロパノール混合溶液によるエッチングといったような異方性シリコ
ンエッチングに耐え得るものである。樹脂は、アセンブリ(10)のうちの例え
ばトラックやパッドといったようなものを、異方性エッチング剤から保護する。
【0059】
その後、アセンブリ(10)を、例えばKOH/イソプロパノール混合溶液と
いったような異方性シリコンエッチング溶液内に浸漬する。異方性シリコンエッ
チング溶液は、領域(65)の近傍において、ウィンドウを通して、プレート(
70)に対して作用する。溶液は、エッチング作用によって、プレート(70)
の表面(120)において、図3に示すような自己制限型のピラミッド状凹所を
形成する。この凹所は、符号(200)によって示されており、例えば表面(2
10)といったような<111>結晶平面を4つ備えている。
いったような異方性シリコンエッチング溶液内に浸漬する。異方性シリコンエッ
チング溶液は、領域(65)の近傍において、ウィンドウを通して、プレート(
70)に対して作用する。溶液は、エッチング作用によって、プレート(70)
の表面(120)において、図3に示すような自己制限型のピラミッド状凹所を
形成する。この凹所は、符号(200)によって示されており、例えば表面(2
10)といったような<111>結晶平面を4つ備えている。
【0060】
凹所(200)をエッチングによって形成した後に、アセンブリ(10)をエ
ッチング溶液から取り出し、アセンブリ(10)を保護している樹脂すなわちレ
ジストと、面(120)上のレジストとを、除去することにより、デバイス(4
0)に対して正確に位置合わせされた凹所(200)を有したアセンブリ(10
)が得られる。
ッチング溶液から取り出し、アセンブリ(10)を保護している樹脂すなわちレ
ジストと、面(120)上のレジストとを、除去することにより、デバイス(4
0)に対して正確に位置合わせされた凹所(200)を有したアセンブリ(10
)が得られる。
【0061】
端部においてコア(85)が突出状態とされている光ファイバ(80)の端部
を、その後、表面(120)へと案内し、図4に示すようにして、コア(85)
を、凹所(200)内へと配置する。図4においては、コア(85)の周縁エッ
ジが、図示のポイント(P1〜P4)において、凹所(200)上に当接してい
る。例えば、コア(85)の周縁エッジは、ポイント(P2)において面(21
0)に対して当接している。
を、その後、表面(120)へと案内し、図4に示すようにして、コア(85)
を、凹所(200)内へと配置する。図4においては、コア(85)の周縁エッ
ジが、図示のポイント(P1〜P4)において、凹所(200)上に当接してい
る。例えば、コア(85)の周縁エッジは、ポイント(P2)において面(21
0)に対して当接している。
【0062】
凹所(200)内にコア(85)を適切に当接させた後に、プレート(70)
の近傍に位置した光ファイバ(80)と面(120)とに対して、例えばタイプ
N65という Norland Inc. 社による光学的UV硬化可能樹脂といったような光
学的に透明な接着樹脂を所定量だけ塗布し、その後、接着樹脂をUV(紫外)硬
化させ、これにより、アセンブリ(10)に対して光ファイバ(80)を機械的
に接着する。凹所(200)内にコア(85)が当接していることは、経時変化
によって接着樹脂がわずかに縮んだり寸法変化を起こしたりしたときであってさ
えもデバイス(40)に対しての高精度な位置合わせを確実に維持することを補
助する。
の近傍に位置した光ファイバ(80)と面(120)とに対して、例えばタイプ
N65という Norland Inc. 社による光学的UV硬化可能樹脂といったような光
学的に透明な接着樹脂を所定量だけ塗布し、その後、接着樹脂をUV(紫外)硬
化させ、これにより、アセンブリ(10)に対して光ファイバ(80)を機械的
に接着する。凹所(200)内にコア(85)が当接していることは、経時変化
によって接着樹脂がわずかに縮んだり寸法変化を起こしたりしたときであってさ
えもデバイス(40)に対しての高精度な位置合わせを確実に維持することを補
助する。
【0063】
図2における層(130,140)は、ビーム(60)がこれら層を通過する
際にビーム(60)の横方向散乱を引き起こさないよう、十分に薄いものである
ように選択されている。同時に、図2における層(130,140)は、レジス
ト層(130)内に信頼性高くウィンドウを形成し得るよう、かつ、凹所(20
0)を形成するために必要な異方性エッチングに耐え得るよう、十分に厚いもの
であるように選択されている。散乱が層(130,140)を通して等方的であ
る場合には、限られた程度の散乱であれば許容することができる。なぜなら、凹
所(200)が、領域(65)に対して実質的に正確に中心合わせされているか
らである。
際にビーム(60)の横方向散乱を引き起こさないよう、十分に薄いものである
ように選択されている。同時に、図2における層(130,140)は、レジス
ト層(130)内に信頼性高くウィンドウを形成し得るよう、かつ、凹所(20
0)を形成するために必要な異方性エッチングに耐え得るよう、十分に厚いもの
であるように選択されている。散乱が層(130,140)を通して等方的であ
る場合には、限られた程度の散乱であれば許容することができる。なぜなら、凹
所(200)が、領域(65)に対して実質的に正確に中心合わせされているか
らである。
【0064】
上記第1方法においては、デバイス(40)が、層(140)が実質的に感応
可能であるような波長範囲の放射を放出するデバイスによって代替された場合に
は、凹所を形成するにあたって、周波数増倍層(150)を省略することができ
る。
可能であるような波長範囲の放射を放出するデバイスによって代替された場合に
は、凹所を形成するにあたって、周波数増倍層(150)を省略することができ
る。
【0065】
上記第1方法においては、ステップ11において、異方性ウェットエッチング
に代えて、等方性ウェットエッチングを使用することができる。レジスト層(1
30)のウィンドウを通してプレート(70)をエッチングするに際しての適切
な等方性エッチング剤には、緩衝されたフッ酸がある。図5においては、そのよ
うな等方性ウェットエッチング剤は、表面(120)内において、実質的に半球
状の凹所(300)の形成をもたらしている。この凹所(300)内にコア(8
5)が配置されている。コア(85)は、周縁エッジの全体が凹所(300)の
内面上に当接するようにして、配置されている。等方性ウェットエッチングは、
等方性エッチング速度がエッチング剤の局所的流通速度に依存することのために
、異方性ウェットエッチングよりも、寸法精度の制御性が劣る傾向がある。よっ
て、異方性ウェットエッチングの自己制限特性は、自己制限特性を有していない
等方性エッチングプロセスによって形成された凹所と比較して、より正確に中心
合わせされた(芯出しされた)凹所をもたらすことができる。
に代えて、等方性ウェットエッチングを使用することができる。レジスト層(1
30)のウィンドウを通してプレート(70)をエッチングするに際しての適切
な等方性エッチング剤には、緩衝されたフッ酸がある。図5においては、そのよ
うな等方性ウェットエッチング剤は、表面(120)内において、実質的に半球
状の凹所(300)の形成をもたらしている。この凹所(300)内にコア(8
5)が配置されている。コア(85)は、周縁エッジの全体が凹所(300)の
内面上に当接するようにして、配置されている。等方性ウェットエッチングは、
等方性エッチング速度がエッチング剤の局所的流通速度に依存することのために
、異方性ウェットエッチングよりも、寸法精度の制御性が劣る傾向がある。よっ
て、異方性ウェットエッチングの自己制限特性は、自己制限特性を有していない
等方性エッチングプロセスによって形成された凹所と比較して、より正確に中心
合わせされた(芯出しされた)凹所をもたらすことができる。
【0066】
等方性ウェットエッチングや異方性ウェットエッチングを行うことの代替とし
ては、ステップ11において、気体プラズマエッチングまたは反応性イオンエッ
チングを行うことができる。ただし、そのようなドライエッチングを行う場合に
は、アセンブリ(10)に対してのプラズマ電界による歪み効果が許容されなけ
ればならない。プラズマエッチングまたは反応性イオンエッチングは、使用され
るエッチングガス圧力に応じて、および、エッチング時のアセンブリ(10)近
傍における電界分布に応じて、等方的とも異方的ともすることができる。適切な
エッチングガスは、ハロゲン化水素化合物とすることができ、また、酸素とハロ
ゲン化炭素化合物との混合ガスとすることができる。
ては、ステップ11において、気体プラズマエッチングまたは反応性イオンエッ
チングを行うことができる。ただし、そのようなドライエッチングを行う場合に
は、アセンブリ(10)に対してのプラズマ電界による歪み効果が許容されなけ
ればならない。プラズマエッチングまたは反応性イオンエッチングは、使用され
るエッチングガス圧力に応じて、および、エッチング時のアセンブリ(10)近
傍における電界分布に応じて、等方的とも異方的ともすることができる。適切な
エッチングガスは、ハロゲン化水素化合物とすることができ、また、酸素とハロ
ゲン化炭素化合物との混合ガスとすることができる。
【0067】
図2に示す層構成(100)においては、感光乳剤層(140)と周波数増倍
層(150)とは、赤外放射に感応する感光乳剤からなる単一層によって代替す
ることができる。そのような赤外用感光乳剤は、道路交通速度カメラにおいて使
用されるような赤外フィルムの製造において使用されるものであり、従来技術に
よる製品である。そのような赤外感応性感光乳剤が使用されたときには、デバイ
ス(40)は、感光乳剤を直接的に露光することができ、周波数増倍層(150
)を使用する必要がない。
層(150)とは、赤外放射に感応する感光乳剤からなる単一層によって代替す
ることができる。そのような赤外用感光乳剤は、道路交通速度カメラにおいて使
用されるような赤外フィルムの製造において使用されるものであり、従来技術に
よる製品である。そのような赤外感応性感光乳剤が使用されたときには、デバイ
ス(40)は、感光乳剤を直接的に露光することができ、周波数増倍層(150
)を使用する必要がない。
【0068】
ステップ1〜ステップ15に示す方法は、放射を行うデバイス(40)を備え
たアセンブリ(10)に対して好適なものではあるけれども、この方法を修正す
ることによって、デバイス(40)が例えば実質的に1550nmという波長の
赤外放射に対して感応する光検出器といったような検出デバイスによって代替さ
れた場合に対しても、うまく対処することができる。
たアセンブリ(10)に対して好適なものではあるけれども、この方法を修正す
ることによって、デバイス(40)が例えば実質的に1550nmという波長の
赤外放射に対して感応する光検出器といったような検出デバイスによって代替さ
れた場合に対しても、うまく対処することができる。
【0069】
図6には、第1方法のステップ1〜ステップ6に従って形成されたアセンブリ
(10)であるもののデバイス(40)に代えて光検出デバイス(400)を備
えているアセンブリ(10)を含めた、全体構成(500)が示されている。全
体構成(500)は、さらに、投影器(550)と、基台(610)と、駆動機
構(600)と、を備えている。投影器(550)と機構(600)とは、基台
(610)上に設置されている。機構(600)は、上面上にアセンブリ(10
)を搭載するためのプラットホームを備えている。図6においては、各部材の寸
法比率は互いに正確ではなく、明瞭化のため、いくつかの部材は、誇張して図示
されている。
(10)であるもののデバイス(40)に代えて光検出デバイス(400)を備
えているアセンブリ(10)を含めた、全体構成(500)が示されている。全
体構成(500)は、さらに、投影器(550)と、基台(610)と、駆動機
構(600)と、を備えている。投影器(550)と機構(600)とは、基台
(610)上に設置されている。機構(600)は、上面上にアセンブリ(10
)を搭載するためのプラットホームを備えている。図6においては、各部材の寸
法比率は互いに正確ではなく、明瞭化のため、いくつかの部材は、誇張して図示
されている。
【0070】
投影器(550)は、光学ユニット(560)を備えている。光学ユニット(
560)は、1300〜1550nmという程度の赤外放射波長の放射と560
nm近辺の可視放射波長の放射との双方を焦点合わせし得るミラーを有している
。さらに、投影器(550)は、ビーム案内ミラー(570)と、1300〜1
550nmという程度の波長のビームを放出し得る第1レーザー源(580)と
、560nm近辺の波長のビームを放出し得る第2レーザー源(590)と、を
備えている。ミラー(570)は、片持ち式に回転可能であるようにして、一端
におけるポイント(P)において取り付けられている。ミラー(570)は、図
6に示す第1位置と、破線(620)によって示す第2位置と、の間にわたって
移動可能であるように制御される。
560)は、1300〜1550nmという程度の赤外放射波長の放射と560
nm近辺の可視放射波長の放射との双方を焦点合わせし得るミラーを有している
。さらに、投影器(550)は、ビーム案内ミラー(570)と、1300〜1
550nmという程度の波長のビームを放出し得る第1レーザー源(580)と
、560nm近辺の波長のビームを放出し得る第2レーザー源(590)と、を
備えている。ミラー(570)は、片持ち式に回転可能であるようにして、一端
におけるポイント(P)において取り付けられている。ミラー(570)は、図
6に示す第1位置と、破線(620)によって示す第2位置と、の間にわたって
移動可能であるように制御される。
【0071】
アセンブリ(10)は、プレート(70)の主面をなす外表面(120)上に
成膜されたレジスト層(130)と、この層(130)上に成膜された従来的な
感光乳剤層(140)と、を有している。全体構成(500)は、レーザー源(
580,590)からの照射が行われるよりも先に層(140)内に潜像が形成
されてしまわないよう、暗室状況下に維持されている。
成膜されたレジスト層(130)と、この層(130)上に成膜された従来的な
感光乳剤層(140)と、を有している。全体構成(500)は、レーザー源(
580,590)からの照射が行われるよりも先に層(140)内に潜像が形成
されてしまわないよう、暗室状況下に維持されている。
【0072】
機構(600)は、図6に示すように、投影器(550)に対して、x,y方
向において、アセンブリ(10)を制御可能に駆動制御する。x方向とは、紙面
に垂直な方向であり、方向x,y,zは、相互に直交しており、y,z方向が、
紙面内に位置する面を形成する。
向において、アセンブリ(10)を制御可能に駆動制御する。x方向とは、紙面
に垂直な方向であり、方向x,y,zは、相互に直交しており、y,z方向が、
紙面内に位置する面を形成する。
【0073】
投影器(550)は、デバイス(400)の領域(410)上へと、および、
プレート(70)の外表面(120)上へと、それぞれ、第1レーザー源(58
0)および第2レーザー源(590)からの像を投影することができる。各レー
ザー源からの像は、投影器(550)からの互いに異なる距離のところに形成さ
れる。第2レーザー源(590)の場合の距離は、第1レーザー源(580)の
場合と比較して、ミラー(570)から、より遠くに位置している。レーザー源
(580,590)は、1〜3μmという程度の直径のポイント対象物を光学ユ
ニット(560)に対してもたらすような固体レーザーデバイスである。
プレート(70)の外表面(120)上へと、それぞれ、第1レーザー源(58
0)および第2レーザー源(590)からの像を投影することができる。各レー
ザー源からの像は、投影器(550)からの互いに異なる距離のところに形成さ
れる。第2レーザー源(590)の場合の距離は、第1レーザー源(580)の
場合と比較して、ミラー(570)から、より遠くに位置している。レーザー源
(580,590)は、1〜3μmという程度の直径のポイント対象物を光学ユ
ニット(560)に対してもたらすような固体レーザーデバイスである。
【0074】
次に、デバイス(400)を有したアセンブリ(10)の製造に関する第2方
法について、図6を参照して説明する。この方法においては、全体構成(500
)を使用し、以下の各ステップを行う。
法について、図6を参照して説明する。この方法においては、全体構成(500
)を使用し、以下の各ステップを行う。
【0075】
[ステップA]
上記第1方法におけるステップ1〜ステップ6に従って、デバイス(400)
を有したアセンブリ(10)を形成する。ここで、アセンブリ(10)のパッド
から制御ユニット(図示せず)へと信号を伝達し得るようにして、アセンブリ(
10)のパッドに対して電気接続を行う。制御ユニットは、また、機構(600
)と投影器(550)とに対しても、接続される。
を有したアセンブリ(10)を形成する。ここで、アセンブリ(10)のパッド
から制御ユニット(図示せず)へと信号を伝達し得るようにして、アセンブリ(
10)のパッドに対して電気接続を行う。制御ユニットは、また、機構(600
)と投影器(550)とに対しても、接続される。
【0076】
[ステップB]
制御ユニットからの指示によって、ミラー(570)を第2位置(620)へ
と回転させる。そして、第1レーザー源(580)を駆動することによって、光
学ユニット(560)に向けて、1550nm近辺の波長の赤外放射ビームを放
出させる。これにより、第1レーザー源(580)の像が、デバイス(400)
に向けて投影される。次に、制御ユニットからの指示によって、機構(600)
を駆動制御することにより、アセンブリ(10)を投影器(550)に対して横
方向に移動させ、像が領域(410)へと入射しその結果アセンブリ(10)に
よって生成される受領信号がパッド上において得られるようにする。受領信号は
、機構(600)を通しての接続ラインを介して、制御ユニットへと伝達される
。
と回転させる。そして、第1レーザー源(580)を駆動することによって、光
学ユニット(560)に向けて、1550nm近辺の波長の赤外放射ビームを放
出させる。これにより、第1レーザー源(580)の像が、デバイス(400)
に向けて投影される。次に、制御ユニットからの指示によって、機構(600)
を駆動制御することにより、アセンブリ(10)を投影器(550)に対して横
方向に移動させ、像が領域(410)へと入射しその結果アセンブリ(10)に
よって生成される受領信号がパッド上において得られるようにする。受領信号は
、機構(600)を通しての接続ラインを介して、制御ユニットへと伝達される
。
【0077】
[ステップC]
第1レーザー源(580)を停止させる。その後、ミラー(570)を、図6
に示すような第1位置へと回転させる。そして、第2レーザー源(590)を駆
動することによって、560nm近辺の波長の放射ビームを放出させる。このビ
ームは、ミラー(570)によって反射されて、光学ユニット(560)へと到
達する。これにより、第2レーザー源(590)の像が、プレート(70)の外
表面(120)上へと、投影される。第2レーザー源(590)の像に関するビ
ームが、層(140)に到達したときには、ビームは、層(140)内に潜像を
形成する。両レーザー源(580,590)の像が、これら両レーザー源(58
0,590)に共通した光学軸に沿って形成されていることにより、潜像は、層
(140)のうちの、デバイス(400)に対して位置合わせされた領域に形成
される。そして、第2レーザー源(590)を停止させる。
に示すような第1位置へと回転させる。そして、第2レーザー源(590)を駆
動することによって、560nm近辺の波長の放射ビームを放出させる。このビ
ームは、ミラー(570)によって反射されて、光学ユニット(560)へと到
達する。これにより、第2レーザー源(590)の像が、プレート(70)の外
表面(120)上へと、投影される。第2レーザー源(590)の像に関するビ
ームが、層(140)に到達したときには、ビームは、層(140)内に潜像を
形成する。両レーザー源(580,590)の像が、これら両レーザー源(58
0,590)に共通した光学軸に沿って形成されていることにより、潜像は、層
(140)のうちの、デバイス(400)に対して位置合わせされた領域に形成
される。そして、第2レーザー源(590)を停止させる。
【0078】
[ステップD]
アセンブリ(10)を機構(600)から取り外し、従来技術による現像剤を
使用して層(140)内の潜像を現像する。この現像操作は、可視スペクトル内
の雰囲気放射を排除する目的で、暗室環境下で行われる。フィルム(140)を
露光することによって第2レーザー源(590)の像を現像することにより、層
(140)において不透明領域だけが残される。次に、アセンブリ(10)を一
般のUV放射によって露光することにより、層(140)がなす不透明領域に対
応した領域を除いて、層(130)を硬化させる。
使用して層(140)内の潜像を現像する。この現像操作は、可視スペクトル内
の雰囲気放射を排除する目的で、暗室環境下で行われる。フィルム(140)を
露光することによって第2レーザー源(590)の像を現像することにより、層
(140)において不透明領域だけが残される。次に、アセンブリ(10)を一
般のUV放射によって露光することにより、層(140)がなす不透明領域に対
応した領域を除いて、層(130)を硬化させる。
【0079】
[ステップE]
層(140)を除去し、レジスト層(130)を現像する。現像後においては
、層(140)がなす不透明領域によって影となった領域を除いて、レジスト硬
化層が残される。これにより、レジスト層(130)において、表面(120)
にまで達するウィンドウが形成される。
、層(140)がなす不透明領域によって影となった領域を除いて、レジスト硬
化層が残される。これにより、レジスト層(130)において、表面(120)
にまで達するウィンドウが形成される。
【0080】
[ステップF]
そして、プレート(70)を除いて、アセンブリ(10)を、樹脂すなわちレ
ジストによって被覆する。その後、特にKOH/イソプロパノール混合溶液とい
ったような異方性ウェットエッチング溶液内へと、アセンブリを浸漬する。これ
により、ウィンドウに対応した場所において、プレート(70)に凹所がエッチ
ング形成される。
ジストによって被覆する。その後、特にKOH/イソプロパノール混合溶液とい
ったような異方性ウェットエッチング溶液内へと、アセンブリを浸漬する。これ
により、ウィンドウに対応した場所において、プレート(70)に凹所がエッチ
ング形成される。
【0081】
[ステップG]
アセンブリ(10)の異方性エッチングが終了した後に、適切な溶媒を使用し
て、樹脂/レジストと、レジスト層(130)とを、除去する。端部においてク
ラッドを除去することによって単一モードコア(85)が所定長さ分だけ突出状
態で露出されている単一モード光ファイバ(80)を、アセンブリ(10)へと
案内し、突出コア(85)を、凹所内へと配置する。その後、光ファイバ(80
)の端部とプレート(70)とに対して、UV硬化可能で実質的に透明な光学的
接着剤を塗布し、これにより、凹所に対して位置合わせされた突出コア(85)
を、位置合わせ状態でもって固定する。これにより、アセンブリ(10)と光フ
ァイバ(80)との連結が完了し、アセンブリ(10)は、光ファイバ(80)
に沿ってアセンブリ(10)に向けて搬送されてくる赤外放射に対して応答する
ことができる。光ファイバ(80)とデバイスとの間において、より効果的な結
合が要望された場合には、凹所内にレンズが配置されかつこのレンズに対してコ
ア端部(85)が位置合わせされる、UV硬化接着剤が光ファイバ(80)に対
して塗布され、これにより、アセンブリ(10)に対して光ファイバ(80)が
固定される。
て、樹脂/レジストと、レジスト層(130)とを、除去する。端部においてク
ラッドを除去することによって単一モードコア(85)が所定長さ分だけ突出状
態で露出されている単一モード光ファイバ(80)を、アセンブリ(10)へと
案内し、突出コア(85)を、凹所内へと配置する。その後、光ファイバ(80
)の端部とプレート(70)とに対して、UV硬化可能で実質的に透明な光学的
接着剤を塗布し、これにより、凹所に対して位置合わせされた突出コア(85)
を、位置合わせ状態でもって固定する。これにより、アセンブリ(10)と光フ
ァイバ(80)との連結が完了し、アセンブリ(10)は、光ファイバ(80)
に沿ってアセンブリ(10)に向けて搬送されてくる赤外放射に対して応答する
ことができる。光ファイバ(80)とデバイスとの間において、より効果的な結
合が要望された場合には、凹所内にレンズが配置されかつこのレンズに対してコ
ア端部(85)が位置合わせされる、UV硬化接着剤が光ファイバ(80)に対
して塗布され、これにより、アセンブリ(10)に対して光ファイバ(80)が
固定される。
【0082】
デバイス(400)を有したアセンブリ(10)と同様の複数のアセンブリを
並列プロセスによって形成することによって、コストを低減することができる。
しかしながら、全体構成(500)における操作は、本質的に、常にただ1個の
アセンブリだけを対象としたシリアルプロセスである。
並列プロセスによって形成することによって、コストを低減することができる。
しかしながら、全体構成(500)における操作は、本質的に、常にただ1個の
アセンブリだけを対象としたシリアルプロセスである。
【0083】
検出器(400)を有したアセンブリ(10)のプレート(70)に凹所を形
成するに際して、ウェットエッチングを行うことに代えて、等方性ウェットエッ
チングや、あるいは、気体プラズマエッチングや反応性イオンエッチングを、代
替可能に行うことができる。
成するに際して、ウェットエッチングを行うことに代えて、等方性ウェットエッ
チングや、あるいは、気体プラズマエッチングや反応性イオンエッチングを、代
替可能に行うことができる。
【0084】
全体構成(500)、および、ステップA〜ステップGによって規定された上
記第2方法は、変形することができる。例えば、第2レーザー源(590)は、
レジスト層(130)を直接的に露光し得るよう、紫外(UV)放射といったよ
うなより短波長のレーザー源によって代替することができる。これにより、層(
140)を省略できるとともに、ステップDに関する処理操作を省略することが
できる。この変形は、第2方法における暗室環境の確保の必要性を、不要とする
。レーザー源(590)の代替としては、UV放射をもたらし得るコンパクトな
エキシマレーザーを使用することができる。
記第2方法は、変形することができる。例えば、第2レーザー源(590)は、
レジスト層(130)を直接的に露光し得るよう、紫外(UV)放射といったよ
うなより短波長のレーザー源によって代替することができる。これにより、層(
140)を省略できるとともに、ステップDに関する処理操作を省略することが
できる。この変形は、第2方法における暗室環境の確保の必要性を、不要とする
。レーザー源(590)の代替としては、UV放射をもたらし得るコンパクトな
エキシマレーザーを使用することができる。
【0085】
さらに、全体構成(500)は、デバイス(400)が発光デバイス(40)
によって代替された場合にプレート(70)に位置合わせ凹所を形成するに際し
て有効なものであるように、変形することができる。その場合、第1レーザー源
(580)は、直径が数μmとされた検出開口をなす開口を有した赤外検出器デ
バイスによって代替される。この赤外検出器デバイスは、制御ユニットに対して
接続される。操作時においては、ミラー(570)を第2位置(620)へと退
避させる。そして、制御ユニットからの指示によって機構(600)内の電気接
続を介してアセンブリ(10)内のデバイス(40)を駆動し、赤外ビームを放
出させる。そして、赤外検出器デバイスが、アセンブリ(10)内のデバイス(
40)からの放射を受領することに応答して信号を生成するようになるまで、機
構(600)によって、アセンブリ(10)を投影器(550)に対して相対移
動させる。次に、ミラー(570)を図6に示すような第1位置へと回転させる
。これにより、第2レーザー源(590)からの放射ビームは、ミラー(570
)によって反射されて、凹所に対応した潜像を層(130,140)において形
成する。そして、ステップD〜ステップGにおいて上述した現像プロセスおよび
エッチングプロセスを行い、これにより、凹所を形成する。そして、光ファイバ
(80)を凹所に対して位置合わせしつつ固定する。
によって代替された場合にプレート(70)に位置合わせ凹所を形成するに際し
て有効なものであるように、変形することができる。その場合、第1レーザー源
(580)は、直径が数μmとされた検出開口をなす開口を有した赤外検出器デ
バイスによって代替される。この赤外検出器デバイスは、制御ユニットに対して
接続される。操作時においては、ミラー(570)を第2位置(620)へと退
避させる。そして、制御ユニットからの指示によって機構(600)内の電気接
続を介してアセンブリ(10)内のデバイス(40)を駆動し、赤外ビームを放
出させる。そして、赤外検出器デバイスが、アセンブリ(10)内のデバイス(
40)からの放射を受領することに応答して信号を生成するようになるまで、機
構(600)によって、アセンブリ(10)を投影器(550)に対して相対移
動させる。次に、ミラー(570)を図6に示すような第1位置へと回転させる
。これにより、第2レーザー源(590)からの放射ビームは、ミラー(570
)によって反射されて、凹所に対応した潜像を層(130,140)において形
成する。そして、ステップD〜ステップGにおいて上述した現像プロセスおよび
エッチングプロセスを行い、これにより、凹所を形成する。そして、光ファイバ
(80)を凹所に対して位置合わせしつつ固定する。
【0086】
全体構成(500)に関しての、第1レーザー源(580)が赤外検出器デバ
イスによって代替されているような変形例においては、第2レーザー源(590
)を、例えばエキシマレーザーといったようなUV放射源によって代替すること
ができる。これにより、層(140)を省略できるとともに、第2方法のステッ
プDに関する処理操作を省略することができる。
イスによって代替されているような変形例においては、第2レーザー源(590
)を、例えばエキシマレーザーといったようなUV放射源によって代替すること
ができる。これにより、層(140)を省略できるとともに、第2方法のステッ
プDに関する処理操作を省略することができる。
【0087】
全体構成(500)における投影器(550)は、図7に示すような代替可能
な投影器(700)によって代替することができる。この投影器(700)は、
第1レーザー源(580)と関連コリメータレンズ(780)とを有してなる第
1光学アセンブリを備えている。レンズ(780)は、BK7ガラスまたはプラ
スチック材料から従来技術によって形成されたものとされる。しかしながら、レ
ンズ(780)は、ゲルマニウムやシリコンから形成することもできる。ただし
その場合には、レンズ(780)の製造が高価なものとなる傾向がある。投影器
(700)は、さらに、第2光学アセンブリを備えている。第2光学アセンブリ
は、560nmという程度の波長の放射を放出する第2レーザー源(710)と
、軸外れ位置(退避位置)と遮蔽位置(730)との間にわたって移動可能とさ
れた関連する駆動シャッタ(720)と、関連するシリカガラス製のまたは石英
製のレンズ(740)と、を有している。投影器(700)は、さらに、第3光
学アセンブリを備えている。第3光学アセンブリは、互いに直交している第1光
学アセンブリの光学軸および第2光学アセンブリの光学軸に対して45°という
角度で配向した平面をなす二色性ミラー(760)を有してなるミラーユニット
(750)によって構成されている。投影器(700)は、さらに、第1レーザ
ー源(580)の像をポイント(Q2)上に投影しかつ第2レーザー源(710
)の像をポイント(Q1)上に投影するように機能する投影レンズ(770)を
備えている。ポイント(Q2)は、アセンブリ(10)内におけるデバイス(4
0,400)上のポイントに対応している。ポイント(Q1)は、層(130,
140)内のポイントに対応している。
な投影器(700)によって代替することができる。この投影器(700)は、
第1レーザー源(580)と関連コリメータレンズ(780)とを有してなる第
1光学アセンブリを備えている。レンズ(780)は、BK7ガラスまたはプラ
スチック材料から従来技術によって形成されたものとされる。しかしながら、レ
ンズ(780)は、ゲルマニウムやシリコンから形成することもできる。ただし
その場合には、レンズ(780)の製造が高価なものとなる傾向がある。投影器
(700)は、さらに、第2光学アセンブリを備えている。第2光学アセンブリ
は、560nmという程度の波長の放射を放出する第2レーザー源(710)と
、軸外れ位置(退避位置)と遮蔽位置(730)との間にわたって移動可能とさ
れた関連する駆動シャッタ(720)と、関連するシリカガラス製のまたは石英
製のレンズ(740)と、を有している。投影器(700)は、さらに、第3光
学アセンブリを備えている。第3光学アセンブリは、互いに直交している第1光
学アセンブリの光学軸および第2光学アセンブリの光学軸に対して45°という
角度で配向した平面をなす二色性ミラー(760)を有してなるミラーユニット
(750)によって構成されている。投影器(700)は、さらに、第1レーザ
ー源(580)の像をポイント(Q2)上に投影しかつ第2レーザー源(710
)の像をポイント(Q1)上に投影するように機能する投影レンズ(770)を
備えている。ポイント(Q2)は、アセンブリ(10)内におけるデバイス(4
0,400)上のポイントに対応している。ポイント(Q1)は、層(130,
140)内のポイントに対応している。
【0088】
次に、全体構成(500)内に組み込まれたときの投影器(700)の動作に
ついて、アセンブリ(10)が検出デバイス(400)を有している場合を参照
して、説明する。
ついて、アセンブリ(10)が検出デバイス(400)を有している場合を参照
して、説明する。
【0089】
初期状態においては、両レーザー源(580,710)は、駆動されていない
。シャッター(720)は、制御ユニットによって、遮蔽位置(730)とされ
ている。そして、第1レーザー源(580)を駆動することによって、レンズ(
780)に向けて、赤外放射ビームを放出させる。これにより、ビームが平行化
され、平行ビームが形成される。平行ビームは、二色性ミラー(760)へと到
達し、この二色性ミラーを通過して、実質的に偏向されることなく伝搬し、レン
ズ(770)へと到達する。レンズ(770)は、平行ビームを焦点合わせする
ことによって、アセンブリ(10)内のデバイス(400)上におけるポイント
(Q2)において像を形成する。次に、制御ユニットからの指示によって、アセ
ンブリ(10)を投影器(700)に対して移動させ、放射を受領することに応
答した周波数信号が検出器デバイス(400)において得られるようにする。こ
れは、第1レーザー源(580)からのビームが、デバイス(400)の領域(
410)を照射していることに対応している。その後、制御ユニットは、機構(
600)上においてアセンブリ(10)を精密に移動させ、検出器(400)が
、第1レーザー源(580)からのビームの中央領域に対応する放射を受領する
ものとする。その後、第2レーザー源(710)を駆動するとともに、シャッタ
(720)を軸外れ位置へと退避させる。第2レーザー源(710)からのビー
ムは、レンズ(740)によって平行化され、これにより、平行ビームが形成さ
れる。平行ビームは、二色性ミラー(760)へと到達し、この二色性ミラーに
よって、レンズ(770)へと向かう方向に反射される。反射ビームがレンズ(
770)を通過することによって、層(130,140)の面内におけるポイン
ト(Q1)において像が形成される。これにより、層(140)内に潜像が形成
される。
。シャッター(720)は、制御ユニットによって、遮蔽位置(730)とされ
ている。そして、第1レーザー源(580)を駆動することによって、レンズ(
780)に向けて、赤外放射ビームを放出させる。これにより、ビームが平行化
され、平行ビームが形成される。平行ビームは、二色性ミラー(760)へと到
達し、この二色性ミラーを通過して、実質的に偏向されることなく伝搬し、レン
ズ(770)へと到達する。レンズ(770)は、平行ビームを焦点合わせする
ことによって、アセンブリ(10)内のデバイス(400)上におけるポイント
(Q2)において像を形成する。次に、制御ユニットからの指示によって、アセ
ンブリ(10)を投影器(700)に対して移動させ、放射を受領することに応
答した周波数信号が検出器デバイス(400)において得られるようにする。こ
れは、第1レーザー源(580)からのビームが、デバイス(400)の領域(
410)を照射していることに対応している。その後、制御ユニットは、機構(
600)上においてアセンブリ(10)を精密に移動させ、検出器(400)が
、第1レーザー源(580)からのビームの中央領域に対応する放射を受領する
ものとする。その後、第2レーザー源(710)を駆動するとともに、シャッタ
(720)を軸外れ位置へと退避させる。第2レーザー源(710)からのビー
ムは、レンズ(740)によって平行化され、これにより、平行ビームが形成さ
れる。平行ビームは、二色性ミラー(760)へと到達し、この二色性ミラーに
よって、レンズ(770)へと向かう方向に反射される。反射ビームがレンズ(
770)を通過することによって、層(130,140)の面内におけるポイン
ト(Q1)において像が形成される。これにより、層(140)内に潜像が形成
される。
【0090】
そして、ステップD〜ステップGにおいて上述した処理ステップを行い、これ
により、光ファイバ(80)を受領するための凹所をアセンブリ(10)に形成
する。
により、光ファイバ(80)を受領するための凹所をアセンブリ(10)に形成
する。
【0091】
投影器(550)の場合と同様に、投影器(700)内の第1レーザー源(5
80)は、制御ユニットに対して接続された赤外検出器によって代替することが
できる。これにより、アセンブリ(10)が、例えばデバイス(40)といった
ような赤外発光デバイスを備えている場合に、アセンブリ(10)において凹所
位置を決定するに際して、投影器(700)を備えた全体構成(500)を使用
することが可能となる。同様に、第2レーザー源(710)は、UV放射を放出
するエキシマレーザーによって代替することができる。これにより、層(140
)を省略できるとともに、ステップDに関する処理操作を省略することができる
。
80)は、制御ユニットに対して接続された赤外検出器によって代替することが
できる。これにより、アセンブリ(10)が、例えばデバイス(40)といった
ような赤外発光デバイスを備えている場合に、アセンブリ(10)において凹所
位置を決定するに際して、投影器(700)を備えた全体構成(500)を使用
することが可能となる。同様に、第2レーザー源(710)は、UV放射を放出
するエキシマレーザーによって代替することができる。これにより、層(140
)を省略できるとともに、ステップDに関する処理操作を省略することができる
。
【0092】
図8には、代替可能なアセンブリが、符号(800)によって示されている。
このアセンブリ(800)は、上述した第1方法および第2方法を使用して形成
することができる。アセンブリ(800)は、デバイス(40)または検出器デ
バイス(400)のいずれかを備えている。さらに、アセンブリ(800)は、
アセンブリ(10)の場合と比較してプレート(70)がアセンブリ(800)
の内方側に位置している点を除いては、アセンブリ(10)と同様である。プレ
ート(70)が内方側に位置していることにより、プレート(70)の位置合わ
せ凹所(820)に対してコア(85)を位置合わせした後にUV硬化接着剤を
使用して所定位置に接着する際に、光ファイバ(80)に対してのより良好な機
械的支持が得られる。図8においては、アセンブリ(800)に対して光ファイ
バ(80)を固定するための接着剤の硬化領域は、符号(810)によって示さ
れている。
このアセンブリ(800)は、上述した第1方法および第2方法を使用して形成
することができる。アセンブリ(800)は、デバイス(40)または検出器デ
バイス(400)のいずれかを備えている。さらに、アセンブリ(800)は、
アセンブリ(10)の場合と比較してプレート(70)がアセンブリ(800)
の内方側に位置している点を除いては、アセンブリ(10)と同様である。プレ
ート(70)が内方側に位置していることにより、プレート(70)の位置合わ
せ凹所(820)に対してコア(85)を位置合わせした後にUV硬化接着剤を
使用して所定位置に接着する際に、光ファイバ(80)に対してのより良好な機
械的支持が得られる。図8においては、アセンブリ(800)に対して光ファイ
バ(80)を固定するための接着剤の硬化領域は、符号(810)によって示さ
れている。
【0093】
次に、アセンブリ(10)を形成するための第3方法について、図9を参照し
て説明する。図9においては、第1方法におけるステップ1〜ステップ6によっ
てアセンブリ(10)が形成され、さらに、プレート(70)の外表面上に、ポ
ジタイプのエッチングレジスト層(910)とフォトクロミック層(920)と
がコーティングされてなるものが、全体的に符号(900)によって示されてい
る。フォトクロミック層の形成および動作は、英国特許出願公開明細書第220
8271号に記載されている。この文献は、参考のためここに組み込まれる。ア
センブリ(10)は、発光デバイス(40)を備えている。
て説明する。図9においては、第1方法におけるステップ1〜ステップ6によっ
てアセンブリ(10)が形成され、さらに、プレート(70)の外表面上に、ポ
ジタイプのエッチングレジスト層(910)とフォトクロミック層(920)と
がコーティングされてなるものが、全体的に符号(900)によって示されてい
る。フォトクロミック層の形成および動作は、英国特許出願公開明細書第220
8271号に記載されている。この文献は、参考のためここに組み込まれる。ア
センブリ(10)は、発光デバイス(40)を備えている。
【0094】
この第3方法においては、以下の各ステップを行う。
【0095】
[ステップ1]
上記第1方法におけるステップ1〜ステップ6に従って、アセンブリ(10)
を形成する。
を形成する。
【0096】
[ステップ2]
プレート(70)を、エッチングレジスト層(910)とフォトクロミック層
(920)とによってコーティングする。
(920)とによってコーティングする。
【0097】
[ステップ3]
アセンブリ(10)を、250nmという程度の波長を有したUV放射によっ
て照射し、これにより、フォトクロミック層(920)を活性化させる。
て照射し、これにより、フォトクロミック層(920)を活性化させる。
【0098】
[ステップ4]
アセンブリ(10)内のデバイス(40)を駆動することによって、デバイス
(40)から赤外放射ビーム(60)を放出させる。ビーム(60)は、プレー
ト(70)および層(910)を通過し、層(920)のうちの、領域(65)
に対応する局所領域へと到達する。その局所領域において、ビーム(60)は、
層(920)を消光する。これにより、その局所領域を、外部から印加されたU
V照射に対して局所的に透過性とする。よって、その局所領域において、フォト
クロミック層(920)は、レジスト層(910)へとUV放射を透過させる。
これにより、層(920)の局所領域に対応した部分においてのみ、レジスト層
(910)が軟化する。
(40)から赤外放射ビーム(60)を放出させる。ビーム(60)は、プレー
ト(70)および層(910)を通過し、層(920)のうちの、領域(65)
に対応する局所領域へと到達する。その局所領域において、ビーム(60)は、
層(920)を消光する。これにより、その局所領域を、外部から印加されたU
V照射に対して局所的に透過性とする。よって、その局所領域において、フォト
クロミック層(920)は、レジスト層(910)へとUV放射を透過させる。
これにより、層(920)の局所領域に対応した部分においてのみ、レジスト層
(910)が軟化する。
【0099】
[ステップ5]
フォトクロミック層(920)を除去し、その後、適切な溶媒内においてエッ
チングレジスト層(910)を現像する。これにより、フォトクロミック層(9
20)における先の局所領域に対応したところにエッチングウィンドウが得られ
る。
チングレジスト層(910)を現像する。これにより、フォトクロミック層(9
20)における先の局所領域に対応したところにエッチングウィンドウが得られ
る。
【0100】
[ステップ6]
第1方法におけるステップ11〜ステップ15を行うことにより、凹所を形成
し、その後、光ファイバ(80)のコア(85)を凹所内に配置する。最後に、
UV硬化可能な透明接着剤を使用して、アセンブリ(10)に対して光ファイバ
(80)を固定する。
し、その後、光ファイバ(80)のコア(85)を凹所内に配置する。最後に、
UV硬化可能な透明接着剤を使用して、アセンブリ(10)に対して光ファイバ
(80)を固定する。
【0101】
第3方法は、暗室状況下における操作を不要とするという利点をもたらす。さ
らに、第3方法は、第1方法および第2方法よりも、単純なプロセスである。し
かしながら、この第3方法は、アセンブリ(10)が、例えばデバイス(40)
といったような発光デバイスを備えている場合にのみ適用できる方法である。
らに、第3方法は、第1方法および第2方法よりも、単純なプロセスである。し
かしながら、この第3方法は、アセンブリ(10)が、例えばデバイス(40)
といったような発光デバイスを備えている場合にのみ適用できる方法である。
【0102】
上述したいくつかの実施形態およびいくつかの方法に対しては、本発明の範囲
を逸脱することなく、修正を行うことができる。例えば、層構成(100)にお
いて、代替可能なタイプの感光乳剤層およびレジスト層を使用することができる
。上述した感光乳剤層(140)およびレジスト層(130)は、ネガとして機
能する。ポジとして機能する感光乳剤材料およびフォトレジスト材料を使用して
、ステップ9〜10およびステップC〜Fを行うことができる。
を逸脱することなく、修正を行うことができる。例えば、層構成(100)にお
いて、代替可能なタイプの感光乳剤層およびレジスト層を使用することができる
。上述した感光乳剤層(140)およびレジスト層(130)は、ネガとして機
能する。ポジとして機能する感光乳剤材料およびフォトレジスト材料を使用して
、ステップ9〜10およびステップC〜Fを行うことができる。
【0103】
さらに、0.5μm厚さの窒化シリコン層を、レジスト層(130)とプレー
ト(70)の外表面(120)との間に配置することができる。ステップ10〜
11およびステップE〜Fにおいては、レジスト層(130)内に形成されたウ
ィンドウは、窒化シリコン層へと、反応性イオンエッチングによってまたはリン
酸エッチング剤によって転写することができ、これにより、窒化シリコン層にも
同じウィンドウを形成することができる。窒化シリコン層は、異方性ウェットエ
ッチングや等方性ウェットエッチングに対して、有機レジスト層よりも有効なバ
リアを形成する。したがって、窒化シリコン層は、本発明による上記方法の実施
に際してレジスト層の耐性が問題視される場合には、組み込むべきである。
ト(70)の外表面(120)との間に配置することができる。ステップ10〜
11およびステップE〜Fにおいては、レジスト層(130)内に形成されたウ
ィンドウは、窒化シリコン層へと、反応性イオンエッチングによってまたはリン
酸エッチング剤によって転写することができ、これにより、窒化シリコン層にも
同じウィンドウを形成することができる。窒化シリコン層は、異方性ウェットエ
ッチングや等方性ウェットエッチングに対して、有機レジスト層よりも有効なバ
リアを形成する。したがって、窒化シリコン層は、本発明による上記方法の実施
に際してレジスト層の耐性が問題視される場合には、組み込むべきである。
【0104】
アセンブリ(10)は、発光デバイス(40)または検出器デバイス(400
)のいずれかを備えるものとして説明されているけれども、アセンブリ(10)
は、発光デバイスと光検出器との双方を備えるものとすることができる。このよ
うな構成の場合には、プレート(70)内に、位置合わせされた複数の凹所を形
成することができる。これら凹所は、例えばマイクロレンズといったような素子
を受領し得るような適切なサイズをなすように、エッチングすることができる。
この場合、各光ファイバは、対応する各レンズ上に当接して配置することができ
、各レンズは、それぞれ対応する凹所内の所定位置に正確に配置される。
)のいずれかを備えるものとして説明されているけれども、アセンブリ(10)
は、発光デバイスと光検出器との双方を備えるものとすることができる。このよ
うな構成の場合には、プレート(70)内に、位置合わせされた複数の凹所を形
成することができる。これら凹所は、例えばマイクロレンズといったような素子
を受領し得るような適切なサイズをなすように、エッチングすることができる。
この場合、各光ファイバは、対応する各レンズ上に当接して配置することができ
、各レンズは、それぞれ対応する凹所内の所定位置に正確に配置される。
【0105】
各凹所内にそれぞれコリメートレンズを備えている複数のアセンブリを、マト
リクスをなすようにして互いに組み立てることができ、これにより、光学的に相
互接続されたアレイを形成することができる。この場合のアセンブリは、コリメ
ートレンズを備えている点を除いては、アセンブリ(10)と同様のものであっ
て、発光デバイス(40)を備えているものとすることも、あるいは検出器デバ
イス(400)を備えているものとすることも、あるいはこれら双方を備えてい
るものとすることも、できる。そのようなアレイは、通信システムにおいて、ま
た、例えば空気流通測定を行う場合に使用するためのシステムといったような光
を光学的に案内して距離計測を行うシステム(light optical directing and
raging system,LIDARシステム)において、潜在的に有用である。
リクスをなすようにして互いに組み立てることができ、これにより、光学的に相
互接続されたアレイを形成することができる。この場合のアセンブリは、コリメ
ートレンズを備えている点を除いては、アセンブリ(10)と同様のものであっ
て、発光デバイス(40)を備えているものとすることも、あるいは検出器デバ
イス(400)を備えているものとすることも、あるいはこれら双方を備えてい
るものとすることも、できる。そのようなアレイは、通信システムにおいて、ま
た、例えば空気流通測定を行う場合に使用するためのシステムといったような光
を光学的に案内して距離計測を行うシステム(light optical directing and
raging system,LIDARシステム)において、潜在的に有用である。
【0106】
上記において、アセンブリ(10)に形成される凹所(200,300)内に
配置される光学レンズは、アセンブリ(10)に対しての全体的に平行化された
入出力ビームのための成型レンズやボールレンズとすることができる。同様に、
レンズの焦点長さを選択することによって、収束ビームや発散ビームを形成する
ことができる。
配置される光学レンズは、アセンブリ(10)に対しての全体的に平行化された
入出力ビームのための成型レンズやボールレンズとすることができる。同様に、
レンズの焦点長さを選択することによって、収束ビームや発散ビームを形成する
ことができる。
【0107】
アセンブリ(10,800)においては、プレート(70)は、シリコンから
形成されている。アセンブリ(10,800)の変形バージョンにおいては、こ
れに代えて、プレート(70)を、ゲルマニウムや赤外透過性プラスチック材料
から形成することができる。
形成されている。アセンブリ(10,800)の変形バージョンにおいては、こ
れに代えて、プレート(70)を、ゲルマニウムや赤外透過性プラスチック材料
から形成することができる。
【0108】
レジスト層(130)は、このレジスト層の露光に際して、赤外放射から紫外
放射への直接的かつ非効率的な変換を行うことができる。同様に、周波数増倍層
(150)も、また、そのような非効率的な変換を行うことができる。製造時間
という観点から許容されるのであれば、層(150,130)のこのような特性
を活用することにより、少なくとも層(140)を不要とすることができ、これ
により、例えばステップ8,9,10といったようなステップに関し、第1方法
におけるプロセスステップを簡略化することができる。そのような変換は、『3
個または4個のフォトンによる変換』として公知であり、赤外放射中の3個〜4
個のフォトンがレジスト層(130)または周波数増倍層(150)内において
吸収され、層内の電子を高エネルギー状態へと励起する。これら電子がそれぞれ
の基底状態へと戻る際に、いくつかの電子は、UVフォトンの量子エネルギーに
対応する分だけ、エネルギー状態を変化させる。これにより、UVフォトンが放
出される。その後、このようなUVフォトンが、レジスト層(130)内のレジ
ストの露光を引き起こすことができ、これにより、レジストの化学構造を局所的
に変更することができる。
放射への直接的かつ非効率的な変換を行うことができる。同様に、周波数増倍層
(150)も、また、そのような非効率的な変換を行うことができる。製造時間
という観点から許容されるのであれば、層(150,130)のこのような特性
を活用することにより、少なくとも層(140)を不要とすることができ、これ
により、例えばステップ8,9,10といったようなステップに関し、第1方法
におけるプロセスステップを簡略化することができる。そのような変換は、『3
個または4個のフォトンによる変換』として公知であり、赤外放射中の3個〜4
個のフォトンがレジスト層(130)または周波数増倍層(150)内において
吸収され、層内の電子を高エネルギー状態へと励起する。これら電子がそれぞれ
の基底状態へと戻る際に、いくつかの電子は、UVフォトンの量子エネルギーに
対応する分だけ、エネルギー状態を変化させる。これにより、UVフォトンが放
出される。その後、このようなUVフォトンが、レジスト層(130)内のレジ
ストの露光を引き起こすことができ、これにより、レジストの化学構造を局所的
に変更することができる。
【図1】 本発明による方法に基づいてオプトエレクトロニクスアセンブリ
に対して位置合わせされた光ファイバを備えたオプトエレクトロニクスアセンブ
リを概略的に示す斜視図である。
に対して位置合わせされた光ファイバを備えたオプトエレクトロニクスアセンブ
リを概略的に示す斜視図である。
【図2】 図1のアセンブリの製造に際して使用される層構成を示す断面図
である。
である。
【図3】 図1において光ファイバを受領するためにアセンブリ内にエッチ
ング形成された位置合わせ凹所を示す斜視図である。
ング形成された位置合わせ凹所を示す斜視図である。
【図4】 図1における光ファイバのコアが図3の凹所内に配置された様子
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図5】 図1のアセンブリにおいて等方エッチング形成された凹所内に配
置された図1における光ファイバコアを示す断面図である。
置された図1における光ファイバコアを示す断面図である。
【図6】 本発明による方法において使用するための装置構成を示す図であ
る。
る。
【図7】 本発明による方法に基づく図6の装置構成において使用するため
の代替可能な投影器を示す図である。
の代替可能な投影器を示す図である。
【図8】 本発明による代替可能なアセンブリを示す図であって、この代替
可能なアセンブリに対して取り付けられる光ファイバに関する支持性の改良をも
たらし得るような凹所付きプレートを備えている。
可能なアセンブリに対して取り付けられる光ファイバに関する支持性の改良をも
たらし得るような凹所付きプレートを備えている。
【図9】 図1のアセンブリの製造時における様子を示す図であって、エッ
チングレジスト層とフォトクロミック層とが形成されている。
チングレジスト層とフォトクロミック層とが形成されている。
10 アセンブリ(オプトエレクトロニクスアセンブリ)
40 発光デバイス(オプトエレクトロニクスデバイス)
60 放射ビーム
65 領域
70 プレート(壁、インターフェース手段)
80 光ファイバ(オプトエレクトロニクス素子、外部素子)
85 コア(オプトエレクトロニクス素子、外部素子)
100 層構成
130 レジスト層
140 感光乳剤層(感光層)
150 周波数増倍層(周波数増倍手段)
200 凹所(位置合わせ特徴物)
300 凹所(位置合わせ特徴物)
400 検出デバイス(オプトエレクトロニクスデバイス)
590 第2レーザー源(外部光源)
810 接着剤の硬化領域(取付手段)
910 エッチングレジスト層
920 フォトクロミック層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF
,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,
ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G
M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ
,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,
MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,
AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B
Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK
,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,
GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J
P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR
,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,
MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R
O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ
,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,
YU,ZA,ZW
Claims (27)
- 【請求項1】 オプトエレクトロニクスアセンブリ(10)における位置合
わせ方法であって、 前記オプトエレクトロニクスアセンブリ(10)が、 1つまたは複数のオプトエレクトロニクスデバイス(40,400)と; 該1つまたは複数のオプトエレクトロニクスデバイス(40,400)と、前
記アセンブリ(10)の外部に位置するとともに前記デバイスと対応して1つま
たは複数のものとされたオプトエレクトロニクス素子(80,85)と、の間の
インターフェースをなすインターフェース手段(70)と; を具備している場合において、 前記方法においては、 (a)前記インターフェース手段(70)において、前記1つまたは複数のデバ
イスからの放射を受けるまたは前記1つまたは複数のデバイスに対して放射を行
う1つまたは複数の領域(65)を規定するとともに、処理の目的のために該1
つまたは複数の領域(65)を区画し; (b)前記アセンブリ(10)内の前記1つまたは複数のデバイス(40,40
0)のそれぞれに対しての前記1つまたは複数の外部素子(80,85)の位置
合わせを補助するように機能する1つまたは複数の位置合わせ特徴物(200,
300)を、前記1つまたは複数の領域(65)のところに形成するように前記
アセンブリ(10)を処理し; (c)前記1つまたは複数の外部素子(80,85)が、前記1つまたは複数の
デバイス(40,400)のそれぞれに向けて放射を行い得るようまたは前記1
つまたは複数のデバイス(40,400)のそれぞれからの放射を受領し得るよ
う、前記各特徴物(200,300)に対して前記1つまたは複数の外部素子(
80,85)を位置合わせし; (d)前記1つまたは複数の外部素子(80,85)を前記各特徴物(200,
300)に対して位置合わせした状態で前記アセンブリに対して前記1つまたは
複数の外部素子(80,85)を取り付けるために、取付手段(810)を適用
し、これにより、前記1つまたは複数の外部素子(80,85)が、前記アセン
ブリ(10)内のそれぞれ対応する前記1つまたは複数のデバイス(40,40
0)に対して光学的に位置合わせする; ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法において、 前記ステップ(a)において、前記インターフェース手段(70)が、前記ア
センブリの壁を構成し、 該壁には、層構成(100)が設けられ、 該層構成は、該層構成内に前記1つまたは複数の領域(65)を規定し得るよ
う、前記アセンブリ(10)内の前記1つまたは複数のデバイス(40)からの
放射に感応し得るものとされ、 前記層構成(100)をなす複数の層(130,140,150)が、前記ス
テップ(b)において前記1つまたは複数の特徴物(200,300)を形成す
る際のテンプレートをもたらすことを特徴とする方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の方法において、 前記層構成が、 (a)前記壁(70)に前記1つまたは複数の特徴物(200,300)を形成
する際に前記壁(70)に対しての処理可能性をもたらすためのエッチングレジ
スト層(910)と; (b)外部から印加された放射によって駆動され得るとともに、局所領域におい
て前記1つまたは複数のデバイスから受領した放射に応答してその局所領域につ
いては透過性をもたらし得るものとされた、フォトクロミック層(920)と;
を備え、 これにより、外部から放射を印加することによって、前記1つまたは複数の特
徴物(200,300)に対応する領域を前記レジスト層(910)において規
定することができ、該レジスト層(910)が、前記1つまたは複数の特徴物(
200,300)を形成する際のテンプレートをもたらすことを特徴とする方法
。 - 【請求項4】 請求項2記載の方法において、 前記層構成(100)が、前記アセンブリ(10)内の前記1つまたは複数の
デバイス(40)から放出される放射の周波数を増倍させるための周波数増倍手
段(150)を備え、 これにより、前記層構成(100)をなす前記1つまたは複数の層内において
前記1つまたは複数の領域(65)を規定し得るよう、対応した比較的短波長の
放射を生成することを特徴とする方法。 - 【請求項5】 請求項4記載の方法において、 前記周波数増倍手段(150)が、前記1つまたは複数のデバイス(40)か
ら放出された比較的長波長の放射(60)によって励起されたときに比較的短波
長の放射を放出し得るリン酸チタニルカリウムを含有した周波数増倍層(150
)を有していることを特徴とする方法。 - 【請求項6】 請求項3〜5のいずれかに記載の方法において、 前記層構成(100)が、前記アセンブリ内の前記1つまたは複数のデバイス
(40)から放出された放射に応答した前記周波数増倍手段(150)における
周波数増倍作用に感応し得る感光層(140)を備え、 該感光層は、前記層構成の中のエッチングレジスト層に対して転写可能とされ
た第1テンプレートを形成することができ、 前記エッチングレジスト層は、前記壁に前記1つまたは複数の特徴物(200
,300)を形成する際に前記壁に対しての処理可能性をもたらす第2テンプレ
ートを形成することを特徴とする方法。 - 【請求項7】 請求項2記載の方法において、 前記層構成(100)が、前記アセンブリ内の前記1つまたは複数のデバイス
から放出された放射に対して感応し得るものとされた感光層を備え、 該感光層は、前記層構成の中のエッチングレジスト層に対して転写可能とされ
た第1テンプレートを形成することができ、 前記エッチングレジスト層は、前記壁に前記1つまたは複数の特徴物(200
,300)を形成する際に前記壁に対しての処理可能性をもたらす第2テンプレ
ートを形成することを特徴とする方法。 - 【請求項8】 請求項1記載の方法において、 前記ステップ(a)において、前記インターフェース手段(70)が、前記ア
センブリの壁を構成し、 該壁(70)には、層構成(100)が設けられ、 該層構成は、該層構成内に前記1つまたは複数の領域(65)を規定し得るよ
う、前記アセンブリ(10)の外部に配置された外部光源(590)からの放射
に感応し得るものとされ、 この場合、外部光源(590)からの放射は、この放射を、前記アセンブリ(
10)内の前記1つまたは複数のデバイス(400)が受光することによって、
位置合わせされ、 前記層構成(100)をなす複数の層(130,140)が、前記ステップ(
b)において前記1つまたは複数の特徴物(200,300)を形成する際のテ
ンプレートをもたらすことを特徴とする方法。 - 【請求項9】 請求項8記載の方法において、 前記層構成が、レジスト層(130)を備え、 前記アセンブリに向けての前記外部光源が、UV放射を放出するものとされる
とともに、前記レジスト層(130)内において直接的に前記1つまたは複数の
領域(65)を規定することができ、 前記レジスト層(130)が、前記ステップ(b)において前記1つまたは複
数の特徴物(200,300)を形成する際のテンプレートをもたらすことを特
徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項8記載の方法において、 前記層構成(100)が、前記外部光源(590)から放出された放射に対し
て感応し得るものとされた感光層(140)を備え、 該感光層は、前記層構成(100)の中のエッチングレジスト層(130)に
対して転写可能とされた第1テンプレートを形成することができ、 前記エッチングレジスト層(130)は、前記壁(70)に前記1つまたは複
数の特徴物(200,300)を形成する際に前記壁(70)に対しての処理可
能性をもたらす第2テンプレートを形成することを特徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項6,7,または,10記載の方法において、 前記エッチングレジスト層(130)を、UV感応性有機レジスト層を有した
ものとすることを特徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項6,7,または,10記載の方法において、 前記エッチングレジスト層を、UV感応性有機レジスト層と、窒化シリコン層
と、を有したものとし、 前記窒化シリコン層に対しては、前記有機レジスト層(130)内の前記第2
テンプレートを転写することにより、前記窒化シリコン層内に第3テンプレート
を形成し、 該第3テンプレートを通して、前記1つまたは複数の特徴物(200,300
)を形成することを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項1記載の方法において、 前記ステップ(a)において、前記インターフェース手段が、前記アセンブリ
(10)の壁(70)を構成し、 該壁(70)には、層構成(100)が設けられ、 該層構成は、該層構成(100)内に前記1つまたは複数の領域(65)を規
定し得るよう、前記アセンブリ(10)の外部に配置された外部光源(590)
からの放射に感応し得るものとされ、 前記アセンブリ(10)には、該アセンブリ(10)の外部において検出可能
とされた放射を放出する第2放射源を備え、該第2放射源からの放射は、前記外
部光源(590)からの放射を案内するために使用され、 前記層構成(100)をなす複数の層(130,140)が、前記ステップ(
b)において前記1つまたは複数の特徴物(200,300)を形成する際のテ
ンプレートをもたらすことを特徴とする方法。 - 【請求項14】 請求項13記載の方法において、 前記層構成を、1つまたは複数の層を有したものとすることを特徴とする方法
。 - 【請求項15】 請求項1〜14のいずれかに記載の方法において、 異方性ウエットエッチングと等方性ウエットエッチングとドライプラズマエッ
チングとドライ反応性イオンエッチングとの中の1つまたはいくつかを使用する
ことによって、前記特徴物を形成することを特徴とする方法。 - 【請求項16】 請求項1〜15のいずれかに記載の方法において、 前記1つまたは複数の特徴物を、前記アセンブリ内の前記1つまたは複数のデ
バイス(40,400)のそれぞれに対して位置合わせするために前記1つまた
は複数の外部素子(85)が内部に配置される凹所(200,300)とするこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項17】 請求項1〜16のいずれかに記載の方法において、 前記1つまたは複数のデバイス(40,400)と、前記アセンブリ(10)
に対して取り付けられる1つまたは複数の光ファイバと、の間において放射に関
しての結合を行い得るよう、前記1つまたは複数の特徴物内に配置可能とされた
1つまたは複数のレンズを、前記1つまたは複数の外部素子に設けることを特徴
とする方法。 - 【請求項18】 請求項2〜17のいずれかに記載の方法において、 前記壁(70)を、赤外放射に対して透過性の材料から形成することを特徴と
する方法。 - 【請求項19】 請求項18記載の方法において、 前記材料を、シリコンとゲルマニウムと赤外透過性プラスチック材料との中の
1つまたはいくつかのものとすることを特徴とする方法。 - 【請求項20】 請求項1〜19のいずれかに記載の方法において、 前記取付手段(810)を、実質的に透明なUV硬化可能な接着剤とすること
を特徴とする方法。 - 【請求項21】 請求項1に記載された方法によって形成されたアセンブリ
であって、 ハウジング内に収容された1つまたは複数のオプトエレクトロニクスデバイス
(40,400)を具備し、 前記ハウジングが、壁(70)の形態とされたインターフェース手段(70)
を備え、 前記壁(70)が、前記1つまたは複数のデバイス(40,400)のそれぞ
れに対して前記1つまたは複数の外部素子(80,85)を位置合わせし得るよ
う、前記1つまたは複数の外部素子(80,85)を配置可能とされた1つまた
は複数の特徴物(200,300)を有していることを特徴とするアセンブリ。 - 【請求項22】 請求項21記載のアセンブリにおいて、 前記壁(70)が、<100>カット単結晶シリコンから形成されていて、前
記1つまたは複数の外部素子(85)を配置可能とされた前記1つまたは複数の
特徴物(200)をもたらすために前記壁(70)内にピラミッド状凹所(20
0)を形成し得るよう、異方性ウェットエッチング可能なものとされていること
を特徴とするアセンブリ。 - 【請求項23】 請求項21または22記載のアセンブリにおいて、 前記1つまたは複数の特徴物に対して、1つまたは複数のプラスチック成型レ
ンズまたはボールレンズが配置され、 該レンズに対して光ファイバが取り付けられ、 前記レンズは、前記1つまたは複数のデバイスと、前記レンズに対して取り付
けられた光ファイバと、の間における放射結合を増強することができることを特
徴とするアセンブリ。 - 【請求項24】 請求項21,22,または,23記載のアセンブリ(80
0)において、 前記壁(70)が、前記ハウジングの内方位置に配置され、 これにより、前記アセンブリ(800)に対して前記1つまたは複数の外部素
子(80,85)を固定するに際して、前記ハウジングのうちの、前記取付手段
(810)を適用し得る露出表面積が大きなものとされていることを特徴とする
アセンブリ。 - 【請求項25】 請求項21,22,23,または,24記載のアセンブリ
において、 前記1つまたは複数の外部素子が、1つまたは複数の光ファイバ(80)を備
え、 各光ファイバが、クラッドから突出したコア(85)を有し、 該コアが、前記1つまたは複数の特徴物内に配置されるものとされていること
を特徴とするアセンブリ。 - 【請求項26】 請求項21〜25のいずれかに記載されたアセンブリから
構成されたアレイであって、 各アセンブリから平行ビームを放射し得るようまたは各アセンブリが1つまた
は複数の平行ビームを受領し得るよう、アレイをなす各アセンブリが、コリメー
タレンズを備えていることを特徴とするアレイ。 - 【請求項27】 請求項26記載のアレイにおいて、 平行化された1つまたは複数の放射ビームを使用することによって、アレイを
なす複数のアセンブリが、光学的に相互接続されていることを特徴とするアレイ
。
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