JP2004361858A - マイクロレンズ付き光導波路およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で簡単に、マイクロレンズと精密に位置あわせされたミラーを形成する。
【解決手段】マイクロレンズ５を形成するレンズ形成工程と、コア層２を積層するコア層形成工程と、マイクロレンズ５の光軸に対して傾斜している傾斜面を有するミラー基台２２ａとこれを覆う反射膜４を形成するミラー形成工程と、を有するマイクロレンズ付き光導波路の製造方法であって、ミラー基台２２ａを、感光性樹脂にマイクロレンズ５を介した光を照射することにより形成する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロレンズ付き光導波路およびその製造方法に関するものであり、特に受・発光素子や他のマイクロレンズ付き光導波路等との結合効率を高くするマイクロレンズ付き光導波路およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ処理能力の高速化に伴い、使用する電気信号の周波数もますます高くなってきている。そのため、電気配線では、高周波ノイズによる誤動作、電磁波発生による周囲への悪影響が問題となっている。この対策として、プリント基板上の銅による電気配線の一部を、光ファイバ又は光導波路による光配線に置き換え、電気信号の代わりに光信号を利用する技術に注目が集まっている。
【０００３】
しかし光配線では、コア径が数μｍと細い光導波路や光ファイバに対し、発光素子、受光素子を高精度に位置決めして実装する技術が要求され、低コストで光配線を実現するのは困難であった。
【０００４】
このような問題を解決するために、発光素子や受光素子と光導波路との間にマイクロレンズを設ける構成が、特許文献１や、特許文献２に開示されている。
【０００５】
特許文献１には、光導波用のコア、当該コアを取り囲む光閉じ込め用のクラッドおよび前記コアへ光の入出射を行う光入出射用の端面からなる埋込型の光導波路と当該光導波路の表面に設けられた集光用のマイクロレンズよりなるマイクロレンズ付き光導波路が開示されている。また、特許文献２には、コアとクラッドを有する層状の光配線層であって、層に対して平行に光を伝搬させるコアと、コアに対して傾きを有するミラーと、ミラーに集光させるレンズを有する光配線層が記載されている。
【０００６】
このような光導波路の場合、マイクロレンズによって集光された光が光導波路に導かれるので結合効率を向上させることができ、マイクロレンズへの入射光が水平方向に位置ずれしても、結合効率低下が起こりにくい。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２４８９５３号公報（公開日：１９９９年９月１７日）
【０００８】
【特許文献２】
特開２００１−１６６１６７号公報（公開日：２００１年６月２２日）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、開示された特許文献のような装置でも、マイクロレンズ付き光導波路作製において、マイクロレンズと光導波路との間の高精度の光軸合わせが必要であった。
【００１０】
すなわち、結合効率を高くするためには、マイクロレンズの光軸上に光導波路のミラー（光入出射用の端面）が配置されていなければならない。特許文献１や２には、このミラーの傾斜をダイシング等の方法で４５度に形成する方法が記載されているが、この方法では、マイクロレンズに対して正確に位置調整して形成することができなかった。したがって、このような方法では、マイクロレンズ光軸とミラーとの位置ずれが生じて、十分な結合効率向上が図れなかった。
【００１１】
本発明は係る従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価で、受発光素子や他のマイクロレンズ付き光導波路との結合効率が高く、クロストークも低いマイクロレンズ付き光導波路およびその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法は、上記の課題を解決するために、光を集光するためのマイクロレンズを形成するレンズ形成工程と、光を伝播するコア層を形成するコア層形成工程と、上記マイクロレンズの光軸に対して傾斜しているミラー面を有し、マイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーを形成するミラー形成工程と、を有するマイクロレンズ付き光導波路の製造方法であって、上記ミラー形成工程が、感光性樹脂にマイクロレンズを介した光を照射することにより、上記マイクロレンズ光軸に対して傾斜している傾斜面を有するパターンを形成するパターン形成工程を含むことを特徴としている。
【００１３】
ここで、上記のマイクロレンズ光軸に対して傾斜している傾斜面を有するパターンは、例えばパターンに金属薄膜を形成して上記ミラーとする、あるいはパターンをマイクロレンズ光軸に平行にエッチングしたあと金属薄膜を形成してミラーとするなどの方法で、ミラーの傾斜の鋳型となるものである。
【００１４】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法によれば、マイクロレンズを介した光を利用して、感光性樹脂を硬化させることで、傾斜パターンが形成されるので、容易にマイクロレンズと対向する位置に精密に位置あわせされた傾斜パターンが形成できる。これにより、精密にマイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーを形成できる。
【００１５】
すなわち、マイクロレンズ光軸上にミラーの傾斜パターンが自動的に位置合わせされて形成され、マイクロレンズと傾斜パターンの位置調整を行う必要がなくなるので、容易に光導波路への入出力結合効率を向上させることができる。
【００１６】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記ミラーが、上記傾斜面を有するパターンを含んでなることを特徴としている。
【００１７】
上記ミラーが、上記傾斜面を有するパターンを含んでなるとは、パターン表面に金属薄膜を形成する等により、パターンがミラーの基台となっていることを意味する。
【００１８】
これによれば、マイクロレンズを介した光を利用して、感光性樹脂を硬化させることで、マイクロレンズと対向する位置に精密に位置あわせされたパターンが形成でき、このパターンがそのままの位置、形状でミラーとなるので、マイクロレンズと対向する位置に精密に位置あわせされたミラーを形成できる。
【００１９】
これにより、正確にマイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーを形成できる。したがって、容易に光導波路への入出力結合効率を向上させることができる。
【００２０】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記ミラー形成工程が、上記コア層の表面に、感光性樹脂からなるレジストを形成するレジスト形成工程と、上記レジストに対し上記マイクロレンズを介して光を照射することにより、上記マイクロレンズ光軸に対して傾斜している傾斜面を有するレジストパターンを形成するパターン形成工程と、上記レジストパターンをエッチングによりコア層に転写する転写工程と、を含むことを特徴としている。
【００２１】
これによれば、マイクロレンズを介した光を利用して、感光性樹脂を硬化させることで、コア層表面に、マイクロレンズと対向する位置に精密に位置あわせされたパターンが形成できる。このパターンを、コア層に垂直にエッチングすることで転写し、コア層に、マイクロレンズと対向する位置に精密に位置あわせされた傾斜を形成できる。このコア層に形成された傾斜をミラーの基台とすることで、マイクロレンズと対向する位置に精密に位置あわせされたミラーを形成できる。
【００２２】
これにより、正確にマイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーを形成できる。したがって、容易に光導波路への入出力結合効率を向上させることができる。
【００２３】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記ミラー形成工程において、感光性樹脂にグレースケールマスクを介した光を照射することを特徴としている。
【００２４】
これにより、マイクロレンズとグレースケールマスクとの組み合わせにより、ミラーの傾斜を形成でき、各マイクロレンズの直下に傾斜面を形成することができる。
【００２５】
従来は、グレースケールマスクを用いて導波路パターンと傾斜面を同時にパターニング形成していた。この場合、露光工程は１回ですむが、製品ごと（導波路パターンが変わるごと）に高価なグレースケールマスクを作製しなおすことになる。本発明では、露光工程を導波路パターン形成とミラー傾斜面形成との２段階にわける必要があるが、傾斜面のサイズさえ変わらなければグレースケールマスクを何度も使い回しすることができるので、マイクロレンズ付き光導波路の製造コストを抑えることができる。
【００２６】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記ミラー形成工程において、上記マイクロレンズ付き光導波路に対して、マイクロレンズへの光の入射方向と、光の強度あるいは照射時間と、を調整しながら照射することを特徴としている。
【００２７】
これにより、照射領域によって異なる露光量の光を照射できるので、高価なグレースケールマスクを使用することなく、精密に位置あわせされたミラーの傾斜を形成でき、マイクロレンズ付き光導波路の製造コストを抑えることができる。
【００２８】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、上記の課題を解決するために、光を集光するマイクロレンズと、光を伝播するコア層と、上記マイクロレンズの光軸に対して傾斜しているミラー面を有し、マイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーと、を有する光導波路を含むマイクロレンズ付き光導波路において、マイクロレンズを介さない光がコア層に到達するのを防ぐ遮光膜が設けられており、上記ミラーが、マイクロレンズを介して照射された光により感光性樹脂を硬化したパターンを基に形成されたものであることを特徴としている。
【００２９】
ここで、パターンを基に形成されたとは、パターンをミラーの基台として用いる、あるいはエッチングによりパターンを転写してミラーとすること等を示す。
【００３０】
これによれば、マイクロレンズを介さない光がコア層に到達するのを防ぐ、マイクロレンズの光軸領域以外の領域を覆う遮光膜が設けられているので、マイクロレンズ側からコア層へ向けて光を照射した場合、マイクロレンズを介した光のみがコア層へ到達する。
【００３１】
そして、このマイクロレンズを介した光を感光性樹脂に照射することで、ミラーが形成されているので、安価な、マイクロレンズに対向する位置に精密に位置あわせされたミラーを有するマイクロレンズ付き光導波路とできる。
【００３２】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、上記の課題を解決するために、上記遮光膜が、マイクロレンズ付き光導波路のマイクロレンズが形成されている面に設けられていることを特徴としている。
【００３３】
これによれば、遮光膜が、マイクロレンズが形成された面に設けられているため、マイクロレンズと遮光膜の位置合わせが容易であり、マイクロレンズを介さない光すなわち漏れ光を、より厳密に防ぐことができる。
【００３４】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、上記の課題を解決するために、上記遮光膜が、上記光導波路に接して設けられていることを特徴としている。
【００３５】
これによれば、遮光膜が光導波路に接して設けられているため、マイクロレンズの形状に関わらず、例えばマイクロレンズの径内を遮光することができ、またマイクロレンズと遮光膜との位置ずれも防がれる。
【００３６】
また、遮光膜とコア層との間の間隔が縮まるため、遮光膜とミラーの傾斜パターンとの位置合わせがより容易になる。
【００３７】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、上記の課題を解決するために、上記ミラーのマイクロレンズ光軸に対する傾斜が４０度以上５０度以下であることを特徴としている。
【００３８】
上記マイクロレンズの光軸に対する傾斜が４０度以上５０度以下であれば、マイクロレンズから入射した光の進行方向、あるいはコア層を伝播してきた光の進行方向をほぼ垂直に曲げることができる。したがって、光をコア層とほぼ垂直に入射させれば、光はコア層と平行に進行する。このように光を進行させることで、より簡単で精密に光を伝播させることができる。なお、上記マイクロレンズの光軸に対する傾斜が４４度以上４６度以下であれば光の進行方向をより垂直に近い角度で曲げられる。
【００３９】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、上記の課題を解決するために、上記マイクロレンズと対向するように、上記マイクロレンズの光軸上に、受光素子あるいは発光素子が配置されていることを特徴としている。
【００４０】
上記マイクロレンズの光軸上に、上記マイクロレンズと対向するように発光素子を配置することで、発光素子が発する光をマイクロレンズによりミラーに集光できる。これにより、発光素子からの光が、広がりを抑えられて良好にコア層を伝播する。
【００４１】
また、コア層を伝播した光が導かれるマイクロレンズの光軸上に、上記マイクロレンズと対向するように受光素子を配置することで、コア層を伝播した光を、マイクロレンズから、光の広がりを抑えながら出射できる。
【００４２】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、上記の課題を解決するために、上記マイクロレンズが、他のマイクロレンズ付き光導波路のマイクロレンズと対向するように配置されていることを特徴としている。
【００４３】
上記マイクロレンズの光軸上に、マイクロレンズ同士が対向するように、他のマイクロレンズ付き光導波路を配置し、一方のマイクロレンズ付き光導波路のマイクロレンズから出射された光を、他方のマイクロレンズ付き光導波路のマイクロレンズから入射させて、ミラーに集光する。これにより、一方のマイクロレンズ付き光導波路発光素子から、他方のマイクロレンズ付き光導波路のコア層へ、広がりを抑えられて良好に伝播できる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４５】
図１は、本発明のマイクロレンズ付き光導波路の第一実施形態の構造を示す断面図である。マイクロレンズ付き光導波路の構造について、図１をもとに説明する。
【００４６】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路１０は、透明基板１、マイクロレンズ５ａ、５ｂ、遮光膜６、光導波路５０、を備えている。マイクロレンズ付き光導波路１０は、透明基板１の、一方の面上に、マイクロレンズ５ａ、５ｂ、および遮光膜６が設けられ、もう一方の面に光導波路５０が設けられている。マイクロレンズ付き光導波路１０のサイズは、用途によっても異なるが、その一例をあげると、シングルモード用のものでコア層２の幅、厚みが約８μｍ、マイクロレンズ５ａ、５ｂの直径が１０から数十μｍのものがある。
【００４７】
マイクロレンズ５ａは、マイクロレンズ５ａの光軸に平行な平行光８ａを光導波路５０の一定位置に集光するもので、マイクロレンズ５ｂは、光導波路５０からのマイクロレンズの光軸に平行な光を平行光８ｂとして出射するものである。遮光膜６は、透明基板１のマイクロレンズ５ａ、５ｂが設けられた面の、マイクロレンズ５ａ、５ｂ以外の領域に設けられており、光導波路５０への迷光入射防止、及び光導波路５０からの迷光出射防止の役割を果たし、すなわち不要な迷光を遮光して、除去する機能を有する。なお、マイクロレンズ５ａ、５ｂの焦点距離は、透明基板１の厚みと同じになるように設定されている。
【００４８】
また、光導波路５０は、屈折率の高いコア層２と、屈折率の低いクラッド層３と、ミラー面４ａ、４ｂから構成されている。コア層２は透明基板１と接するように設けられており、光を伝播させるための層である。クラッド層３は、コア層２を覆うように設けられている。
【００４９】
ミラー面４ａ、４ｂは、光導波路コア層２の両端部分に設けられ、透明基板１から離れるにしたがってコア層２側に傾くように、マイクロレンズの光軸との角度、およびコア層との角度が４５度となるように形成されている。これに加えて、ミラー面４ａ、４ｂは、それぞれ透明基板１を挟んだマイクロレンズ５ａ、５ｂの反対側に設置されている。これにより、ミラー面４ａはマイクロレンズ５ａから入射する平行光８ａをコア層２に導き、ミラー面４ｂはコア層２を伝播した光をマイクロレンズ５ｂへと導く。
【００５０】
すなわち、本発明のマイクロレンズ付き光導波路１０に対して、マイクロレンズ５ａに平行光８を入射した場合、マイクロレンズ５ａに入射された平行光８ａは、マイクロレンズ５ａによって集光され、透明基板１を通過して、ミラー面４ａに導かれる。ミラー面４ａは、マイクロレンズ５ａの光軸に対して４５度傾斜しており、その傾斜はコア層２の方を向いているので、入射光はコア層２に向かって９０度向きを変え、コア層２内部を透明基板と平行な方向に伝播してゆく。
【００５１】
そして、コア層２内を伝搬した光は、コア層２のもう一方の端部に到達し、ミラー面４ｂに到達する。ミラー面４ｂは、コア層２に対して４５度に傾斜しており、その傾斜はマイクロレンズ５ｂの方を向いているので、コア層２を伝播した光は９０度向きを変えられ、透明基板１に放射される。透明基板１を通過した光は、マイクロレンズ５ｂによって平行光８ｂとなり、マイクロレンズ付き光導波路１０から平行光８ｂとして出射される。
【００５２】
このような構成によれば、平行光８ａの入射位置が多少水平方向にずれたとしても、マイクロレンズ５ａにより集光されて、光の広がりが抑えられてミラー面４ａに導かれるため、平行光８ａの入射位置を高精度に位置合わせすることなく、結合効率を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、コア層２の両方の端にマイクロレンズ５ａ、５ｂ、および導波路ミラー面４ａ、４ｂを設けているが、光導波路の一方の端だけにマイクロレンズ、ミラー面を設ける構成をとってもよい。
【００５４】
ここで、平行光８ａとしてはどのような装置から伝達された光を用いても良く、また、平行光８ｂはどのような装置へ伝達されてもよいが、実施の一形態として、図１のマイクロレンズ付き光導波路と、発光素子１１および受光素子１６とを結合させた装置を、図２（ａ）を用いて説明する。
【００５５】
発光素子１１は、面発光半導体レーザ１２とマイクロレンズ１３とで構成され、マイクロレンズ１３は透明基板１３ａとその上に形成された高屈折率部材からなるレンズ部１３ｂとから構成される。マイクロレンズ１３の焦点距離は、半導体レーザ１２から出射された放射光がマイクロレンズ１３によって平行光となるよう設定されており、また放射光が透明基板１３ａおよびコア層２に垂直に進行するよう、面発光半導体レーザ１２とマイクロレンズ１３とが位置決めされている。
【００５６】
この発光素子１１は、レンズ部１３ｂが図１のマイクロレンズ付光導波路１０のマイクロレンズ５ａと対向するように結合させる。結合は、透明基板１３ａのマイクロレンズ付き光導波路１０に接合する側の面上に設けられた金属バンプ１４と、マイクロレンズ付き光導波路１０上に設けられた金属バンプ７とにより行われる。
【００５７】
より詳しくは、金属バンプ７、１４を、それぞれマイクロレンズ１３、５ａの光軸中心にあわせて、フォトリソグラフィ技術により、高精度に位置決めして形成する。そして、マイクロレンズ付き光導波路１０上に、発光素子１１を金属バンプ７、１４同士を対向させて配置し、加熱する。これにより、発光素子１１が自動的にセルフアライメントされてマイクロレンズ付き光導波路１０に接合される。
【００５８】
この方法によれば、互いのマイクロレンズ５ａ、１３の光軸を容易に合わせることができ、光軸ずれを１μｍ程度に抑制することが可能である。なお、２つのマイクロレンズ５ａ、１３の間では、光は平行光の状態で伝搬するので、平行光光束径に対して、マイクロレンズ５ａ、１３の間の光軸ずれ量の割合が小さければ、結合効率低下も小さく抑えることができる。
【００５９】
また、受光素子１６は、フォトダイオード１７とマイクロレンズ５３とで構成されており、マイクロレンズ５３は透明基板５３ａとその上に形成された高屈折率部材からなるレンズ部５３ｂとから構成される。マイクロレンズ５３の焦点距離は、マイクロレンズ付き光導波路１０から出射された平行光が、マイクロレンズ５３によって集光されるように設定されており、集光された光がフォトダイオード１７に高効率に結合するよう、フォトダイオード１７とマイクロレンズ５３とが位置決めされている。
【００６０】
受光素子１６は、発光素子１１と同様の方法で、マイクロレンズ５ｂと位置あわせされてマイクロレンズ付き光導波路と結合される。
【００６１】
以上のような構成によれば、発光素子１１から出射され、マイクロレンズ１３ｂにより平行光となった光は、図１にて説明したように、マイクロレンズ付き光導波路１０上のマイクロレンズ５ａによってミラー面４ａ上で一点に集光され、反射されて、高効率でコア層２に結合する。そして、光がミラー面４ｂに到達すると、マイクロレンズ５ｂに向かって反射する。マイクロレンズ５ｂに入射した光は、広がりが抑えられて平行光となり、マイクロレンズ５３ｂにより集光されて、受光素子１７に高効率に受光される。
【００６２】
このように、本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、平行光８ａを発する発光素子１１をマイクロレンズ５ａに対向するように設置し、平行光８ｂを受光する受光素子１６を、マイクロレンズ５ｂに対向するように受光素子１６を設置したものである。これにより、簡単に、発光素子１１の光を受光素子１６へ、高い結合効率で結合させることができる。
【００６３】
次に、平行光８ａの光源、平行光８ｂの受光装置の、他の実施の一形態として図１のマイクロレンズ付き光導波路を複数個結合させた装置を、図２（ｂ）を用いて説明する。
【００６４】
図２（ｂ）は、マイクロレンズ付き光導波路１０を、他のマイクロレンズ付き光導波路１０ｂ、１０ｃと結合させたものを示す断面図である。
【００６５】
図２（ｂ）では、マイクロレンズ付き光導波路１０ｂから出射された光をマイクロレンズ付き光導波路１０に入射し、さらにその光が光導波路１０から出射した後、マイクロレンズ付き光導波路１０ｃに結合させている。
【００６６】
この例でも、マイクロレンズ付き光導波路１０ｂから出射された平行光８ａは、集光され、マイクロレンズ付き光導波路１０内部を伝播し、マイクロレンズ付き光導波路１０から広がりを抑えられて平行光８ｂとして出射する。平行光８ｂは、マイクロレンズ付き光導波路１０ｃに入射し、伝播する。ここでは、マイクロレンズ付き光導波路１０は、マイクロレンズ付き光導波路１０ｂにて伝播された光を、マイクロレンズ付き光導波路１０ｃに高効率に結合させる機能を有する。
【００６７】
なお、図２（ｂ）の例では、基板上に一本のマイクロレンズ付き光導波路を形成し、他のマイクロレンズ付き光導波路と結合する例を示したが、基板上に複数本のマイクロレンズ付き光導波路を形成し、それを他の基板上に形成された複数本のマイクロレンズ付き光導波路と結合させてもよい。この場合、ミラー面の４５度面の向きをできるだけ揃えることにより、作製工程の増加を抑えることができる。
【００６８】
次に、マイクロレンズ付き光導波路１０の製造方法を図３を用いて説明する。図３はマイクロレンズ付き光導波路１０の製造工程を示す断面図である。
【００６９】
まず図３（ａ）に示すように、ガラスからなる透明基板１の、一方の面に遮光膜６を形成する。ここで、透明基板１としては、ガラス板を使用しているが、その他にポリイミドシートなどのプラスチック材も使用することができる。また、遮光膜６には、アルミなどの金属膜を用いることが好ましく、アルミをスパッタリング、真空蒸着などの方法で透明基板１上に成膜することで遮光膜６とする。そして、マイクロレンズ５の形成領域の遮光膜６を、フォトリソグラフィ、エッチングを行って取り除く。
【００７０】
なお、遮光膜６は、上述したように、光導波路として機能しているときに、光導波路への迷光入射防止、及び光導波路から受光素子への迷光入射防止の役割を果たすが、後述する感光性硬化樹脂への露光においても、マイクロレンズ５以外から透明基板１へ照射する光を遮断する機能も有する。これについては、後述する。
【００７１】
その後、必要に応じて、遮光膜６を除去した領域の周囲に金属バンプ７を形成する。これはマイクロレンズ付き光導波路１０に、発光素子や受光素子を配置結合する際に必要であり、アライメントマーカとしての役割も持つ。金属バンプ７の材料には金などが適している。金属バンプ７の形成は、遮光膜６の形成時と同様に、金属膜成膜後、フォトリソグラフィ、エッチングすることにより行う。
【００７２】
なお、遮光膜６、金属バンプ７の形成には、リフトオフ法、メッキ法などを用いてもよい。
【００７３】
次に、図３（ｂ）に示すように、透明基板１の遮光膜６を形成した側の面の遮光膜６を取り除いた領域にマイクロレンズ５を形成する（レンズ形成工程）。
【００７４】
マイクロレンズ５の作製方法としては、２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）法、リフロー法などがあげられる。２Ｐ法では、紫外線硬化樹脂を塗布した後、マイクロレンズの逆形状のパターンの型を押し付け、紫外光を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させてマイクロレンズを形成する。リフロー法では、マイクロレンズの形成領域に円柱型のレジストパターンを形成し、高温ベークをかけてレジストを熱ダレさせて半球面形状に変形させ、エッチングにより下地にその形状を転写させてレンズを形成する。この他マイクロレンズの作製方法として、等方性ウェットエッチングにより形成された球面状凹部を高屈折率部材で埋める方法や、インクジェットヘッドにより紫外線硬化樹脂を滴下後、硬化させてレンズを形成する方法などがある。
【００７５】
その後、透明基板１のマイクロレンズ形成面と反対側の面上に、スピンコートなどの手法により、基板よりも高い屈折率をもったコア層２’を形成する（コア層形成工程）。
【００７６】
次に、図３（ｃ）に示すように、コア層２’上にポジ型レジスト２１を塗布し、マイクロレンズ５を介して、マイクロレンズ直下のミラー形成領域２１ａに紫外光を照射する。このとき、透明基板のマイクロレンズ５が形成された領域以外は遮光膜６に覆われているため、レジスト２１にはマイクロレンズ５を介した光だけが照射される。これにより、マイクロレンズ５により集光された光の照射する領域であるミラー形成領域２１ａが溶解する。このときの露光方法については後述する。
【００７７】
さらにその後、ポジ型レジスト２１側にコア層のパターンが刻まれたフォトマスクを重ねて、このフォトマスクを介して露光を行い、光導波路コア層２のパターニングを行う。ポジ型レジスト２１の露光後、現像を行って、ポジ型レジスト２１にレジストパターン２１’を形成する。
【００７８】
そして、図３（ｄ）に示すように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などの手法で、レジストパターン２１’を垂直にエッチングすることでコア層２に転写し、不要なコア層２’を除去する。これにより、コア層２’に凹部が形成され、形成されるコア層２の断面形状は矩形となる。
【００７９】
次に、ミラー形成工程を行う。図３（ｅ）に示すように、レジストパターン２１’、およびマイクロレンズ５直下のコア層２’が除去された凹部を覆うように、紫外線硬化樹脂（感光性樹脂）２２を塗布する。そして、ポジ型レジスト２１の照射と同様に、マイクロレンズ５を介して、紫外光を照射する。このとき、透明基板のマイクロレンズ５が形成された領域以外は遮光膜６に覆われているため、紫外線硬化樹脂２２には、マイクロレンズ５を介した光だけが照射される。この凹部に塗布された紫外線硬化樹脂２２に対し、マイクロレンズ５を介して紫外光を照射する。これにより、透明基板１を介したマイクロレンズ５のちょうど反対側に、精密に位置あわせされて紫外線硬化樹脂２２が硬化する。
【００８０】
この時、紫外線硬化樹脂２２の感光後の形状が、コア層２およびマイクロレンズ５の光軸に対して４５度の傾斜面を有するよう、各ポイントでの照射量を変化させる。この照射方法については、後に詳細に説明する。感光後、アセトン等の有機溶剤を使用して未硬化部を除去すると、凹部に４５度の傾斜面をもつ紫外線硬化樹脂性のミラー基台（ミラー）２２ａが形成される。なお、ミラー基台２２ａの屈折率がコア層２の屈折率と異なると、その境界において不要な反射が生じてしまうため、紫外線硬化樹脂２２の硬化後の屈折率がコア層２の屈折率とほぼ同じになるものを用いる。
【００８１】
次に、図３（ｆ）に示すように、ミラー基台２２ａ、ポジ型レジスト２１’上にアルミをスパッタ、真空蒸着等の方法により成膜する。これにより、ミラー基台２２ａに反射膜（ミラー面）４が、ポジ型レジスト２１’上に反射膜２４が形成される。
【００８２】
次に、図３（ｇ）に示すように、レジストパターン２１’の剥離を行うと、ポジ型レジスト２１’上の反射膜２４が共に除去され、ミラー基台２２ａ上にのみ、反射膜４が残される。これにより、ミラー基台２２ａと反射膜４とからなる、コア層２に対して４５度傾斜しているミラー面を有するミラー６１が形成される。その後、クラッド層３をスピンコートなどの方法で、塗布しマイクロレンズ付き光導波路１０が完成する。
【００８３】
ここで、紫外線硬化樹脂２２に斜面を作製する方法について説明する。
【００８４】
ミラー基台２２ａの傾斜面を正確に作製する方法としては、透過率を連続的に変化させたグレースケールマスクを用い、密着露光や投影露光で紫外線硬化性樹脂２２を斜面状に形成し（フォトリソグラフィ）、これを、エッチングして斜面形成を行う方法が考えられる。
【００８５】
このとき、同じグレースケールマスクに導波路パターンも刻み込んでおくことにより、一回の露光工程で導波路パターンと傾斜面とをパターニング形成することが可能となるが、この場合、製品ごとに導波路パターンが変わるため、グレースケールマスクを作製しなおすことになる。グレースケールマスクの価格は通常のフォトマスクの数十倍にもなるため、このような製造方法では、製品を安価に提供することが困難となる。
【００８６】
しかし、以下に示す本実施の形態では、露光工程を導波路パターン形成とミラー基台２２ａの傾斜面形成との２段階にわけているので、導波路パターンを考慮することなく傾斜面を形成でき、傾斜面のサイズさえ変わらなければ、グレースケールマスクを何度も使いまわして傾斜面を作製することができる。したがって、マイクロレンズ付き光導波路の製造コストを抑えることができる。
【００８７】
さらに、従来の方法では、マイクロレンズの形成面とミラーの斜面との間の間隔が開いているため、フォトリソグラフィの際に両面マスクアライナ等の装置を必要とするが、そのアライメント精度を向上させることも難しかった。しかし、以下の方法によれば、アライメントの必要性がなく、マイクロレンズの光軸上に自動的にミラー斜面が形成されるので、この問題も解決される。
【００８８】
本実施の形態のミラー基台２２ａの傾斜面の作製方法を、図４を用いて詳細に説明する。図４は、紫外線照射光学系の構成を概略的に示している。図４に示すように、紫外線照射光学系は、超高圧水銀ランプ３１と、曲面ミラー３２と、グレースケールマスク３３と、レンズ３４とを備えて構成されている。なお、図４では、コア層２等の構成は省略してある。
【００８９】
超高圧水銀ランプ３１は、照射光の光源である。超高圧水銀ランプ３１から出射されたｉ線（波長３６５ｎｍ）の紫外光は、曲面ミラー３２によって反射され、グレースケールマスク３３を照明する。
【００９０】
グレースケールマスク３３は、部分的に光の透過率を変化させたマスクである。グレースケールマスク３３は、紫外線がミラー基台２２ａの４５度傾斜形状に合わせた光の強度分布となるように、つまりミラー基台２２ａの４５度傾斜形状を形成するような光の強度分布となるように、光の透過率を調整する。
【００９１】
すなわち、透過率が連続的に変化しているグレースケールマスク３３を介して紫外光を照射することで、紫外光の強度が連続的に変化する、所望の強度分布をもった光束を照射する。グレースケールマスク３３を透過した紫外光は、レンズ３４を通過してマイクロレンズ５に入射する。
【００９２】
マイクロレンズ５の焦点距離は、透明基板１の厚みと同じぐらいになるよう設定されているため、紫外線はマイクロレンズ５によって感光性樹脂層２２内に結像し、ミラー基台２２ａの領域が感光される。このとき、強い紫外線により強く感光された地点は、感光性樹脂層２２をより厚く硬化させるため厚く残り、一方弱い紫外線により弱く感光された地点では感光性樹脂層２２は薄くなる。したがって、例えば、感光性樹脂層２２に右から左へとだんだんと紫外線強度が強くなるように照射した場合、感光性樹脂層２２が硬化する厚さが右から左へとだんだん厚くなり、斜面が形成される。
【００９３】
このように、感光性樹脂層２２に連続的に紫外線強度が強くなるように照射し、４５度の斜面を形成させるには、グレースケールマスク３３の透過率分布の制御を行い、レンズ３４を調整することで行われる。そして、これにより所望の形状の４５度ミラー基台２２ａが得られる。
【００９４】
なお、このとき透明基板１のマイクロレンズ５形成面のマイクロレンズ５が形成されている以外の領域には遮光膜６が設けられているため、その直下の感光性樹脂層２２は感光されることはない。
【００９５】
本実施の形態によれば、マイクロレンズ５を透過する紫外光を用いて、マイクロレンズ光軸上にミラーのパターン２２ａを形成することができるので、マイクロレンズ５とミラー基台２２ａの位置ずれを抑制することができる。
【００９６】
また、グレースケールマスク３３を、照射光光軸を中心にして回転させることにより、ミラー基台２２ａの傾斜方向を変化させることができる。そのため、一枚のグレースケールマスク３３で、傾斜方向の異なるミラーを作製することができ、マスク作製のコストを抑えることができる。また、傾斜方向の同じミラーは、一度に同時にパターニングすることができる。
【００９７】
また、透過率が連続的に変化するグレースケールマスク３３を介した光を、さらに、開口部サイズの異なる様々なフォトマスクを介して紫外線硬化樹脂２２に照射することで、ミラー基台２２ａのサイズを変化させることもできる。
【００９８】
なお、ミラー基台２２ａはできるだけ同じ傾斜方向とすることが望ましいが、各マイクロレンズ５によって向きが異なる傾斜角度のミラー基台２２ａを形成させる場合、その都度他のマイクロレンズ５をマスクしながら、露光を進めればよい。
【００９９】
以上の露光方法は、図３（ｃ）に示したポジ型レジストの露光においても同様に行うことができる。すなわち、グレースケールマスク３３の代わりに、矩形開口をもつ通常のフォトマスクを用いることで、矩形開口の縮小像がポジ型レジスト上に形成され、矩形状に露光される。
【０１００】
なお、以上のフォトレジストの露光方法は、ネガ型レジストについても、同様にして露光を行うことができる。
【０１０１】
次に、別のミラー基台２２ａの斜面の作製方法を図５を用いて説明する。図５は、紫外線照射光学系の別の構成を示している。
【０１０２】
図５の紫外線照射光学系は、図４の紫外線照射光学系と同様に超高圧水銀ランプ３１を備えるが、球面ミラー３５とコリメートレンズ３６により、紫外光平行光がマイクロレンズ付き光導波路に向かって照射される。マイクロレンズ付き光導波路は２軸回転可能なステージ（図示せず）に搭載されており、回転ステージは自動制御される。
【０１０３】
超高圧水銀ランプ３１から出射されたｉ線紫外光は、球面ミラー３５とコリメートレンズ３６によって平行光に変換され、マイクロレンズ付き光導波路に導かれる。マイクロレンズ付き光導波路は、Ｘ軸とＹ軸とを中心に回転する２軸回転ステージ（図示せず）に搭載されており、この回転ステージの回転角の制御によって、マイクロレンズ付き光導波路の法線と紫外光平行光光軸との傾きを自在に変化させることができる。
【０１０４】
マイクロレンズ付き光導波路に紫外光平行光を照射すると、基板反対側の面に形成された感光性樹脂層２２、またはレジスト層で一点に集光され、この集光スポットによって感光性樹脂層が感光される。マイクロレンズ付き光導波路を回転させることにより紫外光平行光の入射角度を変えると、集光スポットの位置が変化し、感光されるポイントを変化させられる。このとき、各ポイントで露光時間（あるいは照射光強度）を制御することで、所望の地点、所望の露光量の露光を行うことができ、この工程の繰り返しで所望のパターンにレジスト層を露光する。
【０１０５】
この紫外線照射光学系では、グレースケールマスクが不要であり、マスク作製コストを削減できる。また自動制御のプログラムを変更することにより、４５度面だけでなく曲面状のミラーなどのパターニングも行うことができる。
【０１０６】
〔実施の形態２〕
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法の他の実施の形態について図６ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【０１０７】
本実施形態では、実施の形態１と比べ、主に、遮光膜４１が透明基板１と光導波路４０との間に挿入されている点、コア層２と透明基板１との間に下部クラッド層４４を備えている点が異なっている。
【０１０８】
これにより、遮光膜４１とコア層２の間の間隔が縮まるため、遮光膜４１とミラー基台２２ａの斜面との位置合わせがより容易になる。また、遮光膜４１の開口部がマイクロレンズ４３よりコア層２側に形成されるため、マイクロレンズの形状に関わらず、例えばマイクロレンズの径内も遮光することができ、マイクロレンズと遮光膜との位置ずれも防がれる。
【０１０９】
本実施の形態のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法を図７を用いて説明する。
【０１１０】
まず、図７（ａ）に示すように、透明基板１の一方の面上に遮光膜４１を成膜し、フォトリソグラフィ、エッチング技術により、マイクロレンズの光軸上の遮光膜４１を除去する。この遮光膜４１開口部はマイクロレンズと同じ径の円形状とする。その後、透明基板１の遮光膜４１形成面の反対側の面上にネガ型レジストを塗布し、このネガ型レジストに対し遮光膜４１の開口部を通して光を照射し、ネガ型レジストを露光させる。現像後、遮光膜開口部と同じ径の円柱状のレジスト構造物４２が形成される。
【０１１１】
次に、図７（ｂ）に示すように、ネガ型レジストの耐熱温度以上に加熱を行う。これにより、熱ダレによって円柱状のレジスト構造物４２は球面状に変化する。その後、エッチングにより、透明基板１にレジスト構造物４２のレジスト形状を転写し、マイクロレンズ４３を形成する。さらに、実施の形態１と同様に、必要に応じてマイクロレンズ４３の周囲に金属バンプ７を形成する。
【０１１２】
次に、図７（ｃ）に示すように、遮光膜４１上に下部クラッド層４４を形成する。これは、遮光膜４１を透明基板１とコア層２との間に設ける場合、遮光膜４１とコア層２とが隣接していると、コア層２を伝搬する光が大きな損失を受けるために設けられる。下部クラッド層４４が設けられることで、この伝播する光の損失は低減する。下部クラッド層４４の材料には、コア層２よりも屈折率の小さいものを選ぶ。さらに、下部クラッド層４４の上に、コア層２を形成する。
【０１１３】
次に、図７（ｄ）に示すように、コア層２’上に厚膜のポジ型レジスト４５を塗布し、フォトマスクを重ねて、フォトマスクを介して露光を行い、光導波路コア層のパターニングを行う。このとき、遮光膜４１のパターンに合わせて、フォトマスクのアライメントを行うことで、遮光膜４１の開口部とコア層２のパターンを精度よく位置合せできる。露光後、現像を行って、ポジ型レジスト４５のパターンを形成する。
【０１１４】
次に、図７（ｅ）に示すように、ポジ型レジスト４５上、およびマイクロレンズ４５直下のポジ型レジスト層が除去された凹部を覆うようにネガ型レジスト（レジスト）４６を塗布する。この凹部に塗布されたネガ型レジスト４６に対し、マイクロレンズ５を介して紫外光を照射する。この露光方法は、実施の形態１の作製工程の露光方法と同様である。この時、露光後の形状が４５度の傾斜面を有するよう、各ポイントでの照射量を変化させる。露光後、現像を行うと、図７（ｆ）に示すような、透明基板１を挟んだマイクロレンズ４３の反対側に精密に位置あわせされた斜面を有するネガ型レジスト（レジストパターン）４６ａの構造が形成される。このとき、ポジ型レジスト４５の厚みは現像後のネガ型レジスト４６ａの一番厚い部分よりも厚くなるよう、各レジスト層の厚みを設定しておく。
【０１１５】
次に、図７（ｇ）に示すように、ＲＩＥを行って、ポジ型レジスト４５、ネガ型レジスト４６ａにより形成されたレジストパターンをコア層２に転写し、不要なコア層２’を除去する。これにより、ネガ型レジスト４６ａの斜面がコア層２’に対して垂直にエッチングされ、コア層２’に、透明基板１を挟んだマイクロレンズ４３の反対側に精密に位置あわせされた斜面が形成され、コア層２となる。エッチングはネガ型レジスト４６ａがエッチングされた時点で停止する、すなわちネガ型レジスト４６ａの一番厚い部分の厚さ分だけエッチングを行う。これにより、ネガ型レジスト４６ａの一番厚い部分の厚さより厚いポジ型レジスト４５ａは、部分的に除去されずに残る。このレジスト４５ａ上、および上記コア層２の斜面上にアルミを、スパッタ、真空蒸着等の方法により成膜する。これにより、レジスト４５ａ上に反射膜４７が、コア層２の斜面に反射膜４７ａが形成される。
【０１１６】
次に、図７（ｈ）に示すように、ポジ型レジスト４５ａの剥離を行い、これに伴ってレジスト４５ａ上の反射膜４７は除去される。そして、コア層２の斜面部分にのみ、反射膜（ミラー面）４７ａが残る。最後に光導波路クラッド層３をスピンコートなどの方法で塗布し、マイクロレンズ付き光導波路が完成する。
【０１１７】
以上の方法で製造されたマイクロレンズ付き光導波路は、間に透明基板が挟まれておらず、遮光膜４１とコア層２との間隔が狭いため、遮光膜４１とコア層２のパターンの位置調整が容易となる。また、マイクロレンズ４３が遮光膜４１の開口部を介した光により形成されるため、マイクロレンズ４３と遮光膜４１との位置ずれがより抑制される。
【０１１８】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１９】
また、本発明は、以下の構成とすることもできる。
【０１２０】
透明基板と、透明基板の一方の面上に設けられたマイクロレンズと、その反対側の面上に設けられた光導波路と、その光導波路端面に形成された導波路ミラーとで構成されたマイクロレンズ付き光導波路において、マイクロレンズの光軸上以外の領域に遮光膜が設けられていることを特徴とする第１のマイクロレンズ付き光導波路。
【０１２１】
第１のマイクロレンズ付き光導波路において、前記遮光膜が、マイクロレンズが形成された面上でかつマイクロレンズ形成領域以外の領域に設けられていることを特徴とする第２のマイクロレンズ付き光導波路。
【０１２２】
第１のマイクロレンズ付き光導波路において、前記遮光膜が、透明基板と光導波路の間に挟まれたことを特徴とする第３のマイクロレンズ付き光導波路。
【０１２３】
第１〜第３のマイクロレンズ付き光導波路において、前記光導波路の導波路ミラー端面部が感光性樹脂で形成されたことを特徴とする第４のマイクロレンズ付き光導波路。
【０１２４】
第１〜第４のマイクロレンズ付き光導波路において、前記光導波路の導波路ミラー端面の傾きが４５度であることを特徴とする第５のマイクロレンズ付き光導波路。
【０１２５】
第１〜第５のマイクロレンズ付き光導波路において、前記マイクロレンズの光軸上に受発光素子を配置接合したことを特徴とする請求項１〜５記載のマイクロレンズ付き光導波路。
【０１２６】
複数の第１〜第５のマイクロレンズ付き光導波路の接合において、マイクロレンズ同士を対向させ接合させたことを特徴とする第６のマイクロレンズ付き光導波路。
【０１２７】
透明基板と、透明基板の一方の面上に設けられたマイクロレンズと、その反対側の面上に設けられた光導波路と、その光導波路端面に形成された導波路ミラーとで構成されたマイクロレンズ付き光導波路の製造方法であって、前記導波路ミラーが形成される端面部のパターニングを、マイクロレンズを通過した光を用いて行ったことを特徴とする第１のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法。
【０１２８】
第１のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法において、レジスト層に対しマイクロレンズを介して光を照射し露光させ、エッチングを行ってレジストパターンを下地に転写して、端面部を形成したことを特徴とするマイクロレンズ付き光導波路の製造方法。
【０１２９】
第１のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法において、感光性樹脂に対しマイクロレンズを介して光を照射し感光させ、未硬化部を除去し、感光性樹脂で端面部を形成したことを特徴とするマイクロレンズ付き光導波路の製造方法。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法は、以上のように、光を集光するためのマイクロレンズを形成するレンズ形成工程と、光を形成するコア層を積層するコア層形成工程と、上記マイクロレンズの光軸に対して傾斜しているミラー面を有し、マイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーを形成するミラー形成工程と、を有するマイクロレンズ付き光導波路の製造方法であって、ミラー形成工程が、感光性樹脂にマイクロレンズを介した光を照射することにより、上記マイクロレンズ光軸に対して傾斜している傾斜面を有するパターンを形成するパターン形成工程を含む方法である。
【０１３１】
それゆえ、マイクロレンズを介した光を利用して、感光性樹脂を硬化させることで、傾斜パターンが形成されるので、容易にマイクロレンズと対向する位置に精密に位置あわせされた傾斜パターンが形成できる。これにより、精密にマイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーを形成できるという効果を奏する。
【０１３２】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法は、以上のように、上記ミラー形成工程において、感光性樹脂にグレースケールマスクを介した光を照射する構成である。
【０１３３】
これにより、１つのグレースケールマスクで複数個のミラーの傾斜面を形成でき、またグレースケールマスクを何度も使い回しすることができるので、製品ごとに高価なグレースケールマスクを設計しなおすことなくミラーの傾斜を形成でき、マイクロレンズ付き光導波路の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
【０１３４】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法は、以上のように、上記マイクロレンズ付き光導波路に対して、マイクロレンズへの光の入射方向と、光の強度あるいは照射時間と、を調整しながら照射する方法である。
【０１３５】
これにより、高価なグレースケールマスクを使用することなくミラーの傾斜を形成でき、マイクロレンズ付き光導波路の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
【０１３６】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、以上のように、マイクロレンズを介さない光がコア層に到達するのを防ぐ遮光膜が設けられており、上記ミラーが、マイクロレンズを介して照射された光により感光性樹脂を硬化することで形成されたものである構成である。
【０１３７】
これによれば、マイクロレンズ側からコア層へ向けて光を照射した場合、マイクロレンズを介した光のみがコア層へ到達する。このマイクロレンズを介した光を感光性樹脂に照射することで、ミラーが形成されているので、安価で、マイクロレンズに対向する位置に精密に位置あわせされたミラーを有するマイクロレンズ付き光導波路とできるという効果を奏する。
【０１３８】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、以上のように、上記遮光膜が、マイクロレンズ付き光導波路のマイクロレンズが形成されている面に設けられている構成である。
【０１３９】
これによれば、遮光膜が、マイクロレンズが形成された面に設けられているため、マイクロレンズと遮光膜の位置合わせが容易であり、マイクロレンズを介さない光すなわち漏れ光を、より厳密に防ぐことができる。
【０１４０】
本発明のマイクロレンズ付き光導波路は、以上のように、上記遮光膜が、上記光導波路に接して設けられている構成である。
【０１４１】
これによれば、遮光膜が光導波路に設けられているため、マイクロレンズの形状に関わらず、例えばマイクロレンズの径内を遮光することができ、マイクロレンズと遮光膜との位置ずれも防がれる。また、遮光膜とコア層との間の間隔が縮まるため、遮光膜とミラーの傾斜パターンとの位置合わせがより容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るマイクロレンズ付き光導波路の構造を示す断面図である。
【図２】図１のマイクロレンズ付き光導波路と他の光学素子との結合、及びマイクロレンズ付き光導波路同士の結合を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るマイクロレンズ付き光導波路の製造方法の工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るマイクロレンズ付き光導波路の製造方法における、ミラーの斜面パターンを形成する照射光学系の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るマイクロレンズ付き光導波路の製造方法における、他のミラーの斜面パターンを形成する照射光学系の構成を示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係るマイクロレンズ付き光導波路の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係るマイクロレンズ付き光導波路の製造方法の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
２’ コア層
２ コア層
３ クラッド層
４ａ ミラー面
４ｂ ミラー面
５ａ マイクロレンズ
５ｂ マイクロレンズ
６ 遮光膜
７ 金属バンプ
８ 平行光
１０ マイクロレンズ付き光導波路
１１ 発光素子
１６ 受光素子
２１ ポジ型レジスト
２２ 感光性樹脂
３１ 超高圧水銀ランプ
３２ 曲面ミラー
３３ グレースケールマスク
３４ レンズ
３５ 球面ミラー
３６ コリメートレンズ
４０ 光導波路
４１ 遮光膜
４３ マイクロレンズ
４４ 下部クラッド層
４５ ポジ型レジスト
４６ ネガ型レジスト
５０ 光導波路
６１ ミラー

Claims (11)

1. 光を集光するためのマイクロレンズを形成するレンズ形成工程と、
   光を伝播するコア層を形成するコア層形成工程と、
   上記マイクロレンズの光軸に対して傾斜しているミラー面を有し、マイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーを形成するミラー形成工程と、を有するマイクロレンズ付き光導波路の製造方法であって、
   上記ミラー形成工程が、感光性樹脂にマイクロレンズを介した光を照射することにより、マイクロレンズ光軸に対して傾斜している傾斜面を有するパターンを形成するパターン形成工程を含むことを特徴とするマイクロレンズ付き光導波路の製造方法。
2. 上記ミラーが、上記傾斜面を有するパターンを含んでなることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法。
3. 上記ミラー形成工程が、上記コア層の表面に、感光性樹脂からなるレジストを形成するレジスト形成工程と、
   上記レジストに対し上記マイクロレンズを介して光を照射することにより、マイクロレンズ光軸に対して傾斜している傾斜面を有するレジストパターンを形成するパターン形成工程と、
   上記レジストパターンをエッチングによりコア層に転写する転写工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法。
4. 上記ミラー形成工程において、感光性樹脂にグレースケールマスクを介した光を照射することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法。
5. 上記ミラー形成工程において、上記マイクロレンズ付き光導波路に対して、マイクロレンズへの光の入射方向と、光の強度あるいは照射時間と、を調整しながら照射することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のマイクロレンズ付き光導波路の製造方法。
6. 光を集光するマイクロレンズと、
   光を伝播するコア層と、上記マイクロレンズの光軸に対して傾斜しているミラー面を有しており、マイクロレンズから入射する光をコア層に導く、あるいはコア層を伝播した光をマイクロレンズに導くミラーと、を有する光導波路を含むマイクロレンズ付き光導波路において、
   マイクロレンズを介さない光がコア層に到達するのを防ぐ遮光膜が設けられており、
   上記ミラーが、マイクロレンズを介して照射された光により感光性樹脂を硬化したパターンを基に形成されたものであることを特徴とするマイクロレンズ付き光導波路。
7. 上記遮光膜が、マイクロレンズ付き光導波路のマイクロレンズが形成されている面に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のマイクロレンズ付き光導波路。
8. 上記遮光膜が、光導波路に接して設けられていることを特徴とする請求項６に記載のマイクロレンズ付き光導波路。
9. 上記ミラーのマイクロレンズ光軸に対する傾斜が４０度以上５０度以下であることを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載のマイクロレンズ付き光導波路。
10. 上記マイクロレンズと対向するように、上記マイクロレンズの光軸上に、受光素子あるいは発光素子が配置されていることを特徴とする請求項６から９の何れか１項に記載のマイクロレンズ付き光導波路。
11. 上記マイクロレンズが、他のマイクロレンズ付き光導波路のマイクロレンズと対向するように配置されていることを特徴とする請求項６から１０の何れか１項に記載のマイクロレンズ付き光導波路。

Images