JP2006215230A - 光学部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高価な製造装置を用いることなく、高い消光比を有する光学部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 石英基板１０にアルミニウム３０からなるグリッド３５を、石英基板１５にアルミニウム３０からなるグリッド３６をそれぞれ形成する。石英基板１０のグリッド３５と石英基板１５のグリッド３６とをグリッドピッチ方向へほぼ半ピッチずらして石英基板１０、１５を向かい合わせ、接着剤で接合する。
【選択図】 図４

Description

この発明は光学部品及びその製造方法に関する。

従来、半導体レーザの信頼性向上のため、半導体レーザチップへの戻り光を遮断するための光アイソレータが使用されている。光アイソレータは、光学部品である２つの偏光子と、２つの偏光子間に挟まれたファラデー回転子とからなる。

特開２０００−７７８３１号公報には、ダマシンプロセスを用いたグリッド偏光子の製造方法が開示されている。

まず、基板上に溝パターンを形成する。次に基板上に金属薄膜を形成する。最後に、溝からはみ出している金属を研磨する。その結果、金属配線（グリッド）が形成される
特開２０００−７７８３１号公報

ところで、偏光子の消光比を高めるためには、グリッドの配列ピッチを短くするとともに、幅方向の寸法に比べて高さ方向の寸法が大きいグリッドを形成する必要がある。

しかし、数十ｎｍのピッチのグリッドを形成するには、Ｘ線リソグラフィ装置等の高価な製造装置を用いなければならず、偏光子の製造コストが高くなるという問題がある。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は高価な製造装置を用いることなく、高い消光比を有する光学部品及びその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明の光学部品は、一対の基板にそれぞれ等しいピッチで導電材料からなるグリッドが形成され、一方の前記基板のグリッドと他方の前記基板のグリッドとがグリッドピッチ方向へほぼ半ピッチずれた状態で、両方の前記基板が接合されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明の光学部品の製造方法は、一対の基板にそれぞれ等しいピッチで導電材料からなるグリッドを形成し、一方の前記基板のグリッドと他方の前記基板のグリッドとをグリッドピッチ方向へほぼ半ピッチずらして、両方の前記基板を接合することを特徴とする。

以上に説明したようにこの発明によれば、高価な製造装置を用いることなく、高い消光比を有する光学部品を得ることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜３はこの発明の第１実施形態に係る光学部品の製造方法を説明するための図であって、グリッド作成工程における石英基板の断面図である。

まず、透明な石英基板（一方の基板）１０上にレジストを塗布し、半導体露光装置（図示せず）を用いてレジストに所定ピッチのパターンを投影し、石英基板１０上にピッチ２００ｎｍ、溝幅５０ｎｍ、溝深さ１８０ｎｍのレジストパターン２０を作成する（図１参照）。場合によっては２光束干渉露光装置等を用いてもよい。液浸エキシマステッパ等は非常に高価であり、広ピッチのラインアンドスペースパターンを作るにはこの装置の方が経済的である。

次に、レジストパターン２０を覆うようにアルミニウム（導電材料）３０を石英基板１０上に蒸着させる（図２参照）。

その後、リフトオフ法によりレジストパターン２０を除去する。その結果、ピッチ２００ｎｍ、幅５０ｎｍ、高さ１８０ｎｍのアルミニウムのグリッド３５が石英基板１０上に形成される（図３参照）。なお、石英基板１０上には図示しないアライメントマークがグリッド３５とともに作成されている。

上記製造方法と同じ製造方法で図４に示す別の透明な石英基板（他方の基板）１５上に同じピッチのグリッド３６を形成する。

図４、５はこの発明の第１実施形態に係る光学部品の製造方法を説明するための図であって、基板接合工程における石英基板の断面図である。

両方の石英基板１０、１５は以下のようにして接合される。

まず、グリッド３５を有する石英基板１０とグリッド３６を有する石英基板１５とを、グリッドピッチ方向（図４の左右方向）へほぼ半ピッチずらして向かい合わせる(図４参照)。この作業はピエゾ方式等の１ｎｍレベルを制御できる精密テーブルを用いて行われる。このとき、アライメントマークを用いて石英基板１０，１５の粗いアライメント（１μｍレベルのアライメント）が行われる。

次に、石英基板１０，１５間に接着剤４０（例えば熱硬化性又は光硬化型の透明接着剤）を供給し、グリッド３５とグリッド３６とが噛み合わない程度に石英基板１０，１５を重ねる。

その後、石英基板１０，１５同士の精密なアライメント（数ｎｍレベルのアライメント）を行う。精密にアライメントするにはいくつかの手法があるが、パターン面に参照光を入射させて、その消光比が最大になるようにアクティブアライメントするのが効果的である。位置調整をしながらゆっくりと石英基板１０，１５を重ねて、図５に示すようにグリッド同士を噛み合わせる。

最後に、接着剤４０に例えば熱又は光を与えて接着剤４０を硬化させ、石英基板１０と石英基板１５とを接合する。

以上のようにして、幅方向の寸法に比べて高さ方向の寸法が大きいグリッドを有し、しかも１枚の石英基板１０（１５）に形成されたグリッド３５（３６）の倍のピッチを有する光学部品が完成する。

この実施形態によれば、狭ピッチのラインアンドスペースを解像するような高価なリソグラフィ装置を用いることなく、高い消光比を有する光学部品（例えばグリッド偏光子）を得ることができる。

図６はこの発明の第２実施形態に係る光学部品を説明するための断面図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

この実施形態は石英基板１１０，１１５の端部にアルミニウムのグリッド１３５，１３６とほぼ同じ高さの壁１１１，１１６を設けた点で第１実施形態と相違する。

なお、製造方法は第１実施形態と同じであるので、接合時の状態だけを図示した。

図６に示すように、両方の石英基板１１０，１１５を接合したとき、グリッド１３５とグリッド１３６と接合方向（図５の上下方向）へずれているとともに、グリッドピッチ方向（図５の左右方向）へほぼ半ピッチずれている。

この実施形態の光学部品のグリッド１３５、グリッド１３６のピッチは第１実施形態の光学部品のグリッド３５、グリッド３６のピッチと同じである。

この実施形態によれば、第１実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、接合時の困難さが軽減される。

図７はこの発明の第３実施形態に係る光学部品を説明するための断面図である。

図７は接合時の状態を示している。

まず、この第３実施形態に係る光学部品の基板の接合工程を説明する。

基板２１０は以下に述べるダマシンプロセスを用いて作成される。

始めに、予め透明基板２１０上に溝パターンを形成する。

その後、基板２１０上にアルミニウムの薄膜を形成する。

次に、溝からはみ出しているアルミニウムをＣＭＰ等で研磨する。

その結果、基板２１０上に所定ピッチのグリッド２３５が形成される。

上記製造方法と同じ製造方法で別の透明基板２１５上に同じピッチのグリッド２３６を形成する。

両方の基板２１０、２１５は以下のようにして接合される。

まず、グリッド２３５を有する基板２１０とグリッド２３６を有する基板２１５とを、グリッドピッチ方向（図７の左右方向）へほぼ半ピッチずらして向かい合わせる。

次に、基板２１０，２１５間に接着剤（図示せず）を供給し、基板２１０，２１５をアライメントした上で重ねる。このとき、グリッド２３５、２３６は接合方向（図７の上下方向）へずれている。

その後、基板２１０、２１５の精密なアライメントを行う。

最後に、基板２１０，２１５に例えば熱又は光を与えて接着剤を硬化させ、基板２１０，２１５同士を接合する。

以上のようにして、１枚の基板２１０（２１５）に形成されたグリッド２３５（２３６）の倍のピッチのグリッドを有する光学部品が作成される。

この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

なお、グリッドの材料としてはアルミニウムに限定されるものではなく、グリッドの材料としてなり得るものであればアルミニウム以外の導電材料（例えば銅）でもよい。

図１はこの発明の第１実施形態に係る光学部品の製造方法を説明するための図であって、グリッド作成工程における石英基板の断面図である。 図２はこの発明の第１実施形態に係る光学部品の製造方法を説明するための図であって、グリッド作成工程における石英基板の断面図である。 図３はこの発明の第１実施形態に係る光学部品の製造方法を説明するための図であって、グリッド作成工程における石英基板の断面図である。 図４はこの発明の第１実施形態に係る光学部品の製造方法を説明するための図であって、基板接合工程における石英基板の断面図である。 図５はこの発明の第１実施形態に係る光学部品の製造方法を説明するための図であって、基板接合工程における石英基板の断面図である。 図６はこの発明の第２実施形態に係る光学部品を説明するための断面図である。 図７はこの発明の第３実施形態に係る光学部品を説明するための断面図である。

符号の説明

１０，１１０ 石英基板（一方の基板）
１５，１１５ 石英基板（他方の基板）
３０ アルミニウム
３５，３６，１３５，１３６，２３５，２３６ グリッド

Claims (2)

1. 一対の基板にそれぞれ等しいピッチで導電材料からなるグリッドが形成され、一方の前記基板のグリッドと他方の前記基板のグリッドとがグリッドピッチ方向へほぼ半ピッチずれた状態で、両方の前記基板が接合されていることを特徴とする光学部品。
2. 一対の基板にそれぞれ等しいピッチで導電材料からなるグリッドを形成し、一方の前記基板のグリッドと他方の前記基板のグリッドとをグリッドピッチ方向へほぼ半ピッチずらして、両方の前記基板を接合することを特徴とする光学部品の製造方法。

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