JPH0868913A - 光導波路構造物の仕上げ方法 - Google Patents
光導波路構造物の仕上げ方法Info
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- JPH0868913A JPH0868913A JP26905992A JP26905992A JPH0868913A JP H0868913 A JPH0868913 A JP H0868913A JP 26905992 A JP26905992 A JP 26905992A JP 26905992 A JP26905992 A JP 26905992A JP H0868913 A JPH0868913 A JP H0868913A
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- waveguide
- silicon wafer
- dicing
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-
- 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
- G02B6/25—Preparing the ends of light guides for coupling, e.g. cutting
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンウエハのダイシングと導波路端面の
研磨とを同時に一工程で実施できるシリコン系光導波路
の製造方法を提供する。 【構成】 本発明の方法は光導波路を含有するシリコン
ウエハの切断と同時に、導波路の端面を研磨することか
らなる。適当な前進速度と回転速度で運転されるレジノ
イドダイヤモンド刃を使用することにより、一回の切断
により、ウエハを賽の目に切り出すと共に、ダイシング
中に露出された露出導波路端面を適当に研磨することが
できる。
研磨とを同時に一工程で実施できるシリコン系光導波路
の製造方法を提供する。 【構成】 本発明の方法は光導波路を含有するシリコン
ウエハの切断と同時に、導波路の端面を研磨することか
らなる。適当な前進速度と回転速度で運転されるレジノ
イドダイヤモンド刃を使用することにより、一回の切断
により、ウエハを賽の目に切り出すと共に、ダイシング
中に露出された露出導波路端面を適当に研磨することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン系光導波路の研
磨方法に関する。更に詳細には、本発明はシリコンウエ
ハのダイシングおよび導波路端面の研磨の両方を一工程
で行う方法に関する。
磨方法に関する。更に詳細には、本発明はシリコンウエ
ハのダイシングおよび導波路端面の研磨の両方を一工程
で行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路デバイスは、偏光スプリット、
波長多重化、および出力スプリットなどのような多数の
機能をシリコン基板に与える手段として最近注目を集め
ている。シリコン系光導波路構造物の一例が米国特許第
４９０２０８６号明細書に開示されている。
波長多重化、および出力スプリットなどのような多数の
機能をシリコン基板に与える手段として最近注目を集め
ている。シリコン系光導波路構造物の一例が米国特許第
４９０２０８６号明細書に開示されている。
【０００３】光導波路は例えば、第１のクラッド層上に
コア部分を有する。この導波路は、上掛け第２クラッド
層を伴う平滑面またはコア−クラッド界面を有する。得
られた導波路構造物は、導波路間で横方向（エバネッセ
ントフィールド）カップリングにとって望ましいよう
な、接近した並列関係に形成させることができる。この
ようなデバイスの製造における、時間のかかる、従っ
て、高コスト工程の一つは導波路端面の研磨である。
コア部分を有する。この導波路は、上掛け第２クラッド
層を伴う平滑面またはコア−クラッド界面を有する。得
られた導波路構造物は、導波路間で横方向（エバネッセ
ントフィールド）カップリングにとって望ましいよう
な、接近した並列関係に形成させることができる。この
ようなデバイスの製造における、時間のかかる、従っ
て、高コスト工程の一つは導波路端面の研磨である。
【０００４】慣用の研磨方法は基板表面にエポキシ樹脂
で接着された第２のガラス片を必要とする。このエポキ
シ樹脂は、導波路内の信号を減衰させないために、適正
な屈折率を有しなければならない。次いで、保護ガラス
カバーを有するウエハをダイシングし、ウエハを個別の
基板区域に分割する。引き続き、各分割区域を常用の研
磨用固定治具内に配置し、導波路端面を研磨する。各分
割基板は両端面を研磨するために、２回処理しなければ
ならない。従って、仕上げ研磨基板のスループットはこ
の従来技術の研磨工程により大幅に低下される。
で接着された第２のガラス片を必要とする。このエポキ
シ樹脂は、導波路内の信号を減衰させないために、適正
な屈折率を有しなければならない。次いで、保護ガラス
カバーを有するウエハをダイシングし、ウエハを個別の
基板区域に分割する。引き続き、各分割区域を常用の研
磨用固定治具内に配置し、導波路端面を研磨する。各分
割基板は両端面を研磨するために、２回処理しなければ
ならない。従って、仕上げ研磨基板のスループットはこ
の従来技術の研磨工程により大幅に低下される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
はシリコンウエハのダイシングと導波路端面の研磨とを
同時に一工程で実施できるシリコン系光導波路の製造方
法を提供することである。
はシリコンウエハのダイシングと導波路端面の研磨とを
同時に一工程で実施できるシリコン系光導波路の製造方
法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の方法によれば、
光導波路を含有するシリコンウエハを接着構造物上に実
装し、そして、適当な前進速度（例えば、インチ／秒）
および回転速度（例えば、rpm ）で運転されるレジノイ
ドダイヤモンドブレードを用いてダイシングと研磨を同
時に行う。レジノイドダイヤモンドブレードを用いるシ
ングルカットにより導波路の端面は十分に研磨される。
光導波路を含有するシリコンウエハを接着構造物上に実
装し、そして、適当な前進速度（例えば、インチ／秒）
および回転速度（例えば、rpm ）で運転されるレジノイ
ドダイヤモンドブレードを用いてダイシングと研磨を同
時に行う。レジノイドダイヤモンドブレードを用いるシ
ングルカットにより導波路の端面は十分に研磨される。
【０００７】本発明の方法の利点は、標準的な３工程処
理方法（第１の端面のダイシング、研削および研磨；第
２の端面のダイシング、研削および研磨）が単一のダイ
シング／研磨処理操作に取って代わることである。この
置換により、研磨端面の形成に要した時間が大幅に短縮
される。その結果、製造ラインにおけるスループットを
最大限にまで上昇させることができる。
理方法（第１の端面のダイシング、研削および研磨；第
２の端面のダイシング、研削および研磨）が単一のダイ
シング／研磨処理操作に取って代わることである。この
置換により、研磨端面の形成に要した時間が大幅に短縮
される。その結果、製造ラインにおけるスループットを
最大限にまで上昇させることができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。
に説明する。
【０００９】図１は、本発明の方法によりダイシング／
研磨することができるシリコン系導波路構造物の一例の
破断図である。この構造物はシリコンウエハ１０と、シ
リコンウエハ表面上に堆積された比較的厚いインタフェ
ース層１２を有する。インタフェース層１２は例えば、
高圧熱酸化物から構成することができる。亜燐酸がドー
プされたＴＥＯＳからなる第１のクラッド層を形成し、
インタフェース層１２を被覆する。導波路部分１６を図
１に示されるように形成する。導波路部分１６は例え
ば、第１のクラッド層１４よりも高い屈折率を有するホ
スホシリケートガラス（ＰＳＧ）などの材料からなる。
次いで、第２のクラッド層１８を形成し、導波路部分１
６を被覆する。導波路部分１６に沿って伝搬する光信号
を、導波路区域内に拘束しておくために、導波路部分１
６の屈折率は第１および第２のクラッド層１４，１８の
両方の屈折率よりも高くなければならない。
研磨することができるシリコン系導波路構造物の一例の
破断図である。この構造物はシリコンウエハ１０と、シ
リコンウエハ表面上に堆積された比較的厚いインタフェ
ース層１２を有する。インタフェース層１２は例えば、
高圧熱酸化物から構成することができる。亜燐酸がドー
プされたＴＥＯＳからなる第１のクラッド層を形成し、
インタフェース層１２を被覆する。導波路部分１６を図
１に示されるように形成する。導波路部分１６は例え
ば、第１のクラッド層１４よりも高い屈折率を有するホ
スホシリケートガラス（ＰＳＧ）などの材料からなる。
次いで、第２のクラッド層１８を形成し、導波路部分１
６を被覆する。導波路部分１６に沿って伝搬する光信号
を、導波路区域内に拘束しておくために、導波路部分１
６の屈折率は第１および第２のクラッド層１４，１８の
両方の屈折率よりも高くなければならない。
【００１０】図１に示されるようなデバイスを製造する
場合、比較的大きなシリコンウエハを加工し、所定個数
の光ファイバ導波路基板を一度に作製する。慣用のシリ
コン加工方法を使用し、ウエハを所定工数の製造工程に
かけ、必要な層を形成する（例えば、熱酸化，蒸着な
ど）。光導波路含有基板を作製する従来技術の常用方法
では、図２に示されるようなウエハをＡ−Ａ線に沿って
賽の目に切断し、ウエハを個別の基板に切り離す。説明
の便宜上、図２には数本のＡ−Ａ線しか示されていな
い。従来技術のダイシング操作に続いて、各導波路端面
を個別に研削し、そして、光学的に研磨する。従来の研
磨工程は２回行われる（各導波路端面について研磨を１
回行うので、全体で２回になる）。
場合、比較的大きなシリコンウエハを加工し、所定個数
の光ファイバ導波路基板を一度に作製する。慣用のシリ
コン加工方法を使用し、ウエハを所定工数の製造工程に
かけ、必要な層を形成する（例えば、熱酸化，蒸着な
ど）。光導波路含有基板を作製する従来技術の常用方法
では、図２に示されるようなウエハをＡ−Ａ線に沿って
賽の目に切断し、ウエハを個別の基板に切り離す。説明
の便宜上、図２には数本のＡ−Ａ線しか示されていな
い。従来技術のダイシング操作に続いて、各導波路端面
を個別に研削し、そして、光学的に研磨する。従来の研
磨工程は２回行われる（各導波路端面について研磨を１
回行うので、全体で２回になる）。
【００１１】本発明の方法によれば、前記のダイシング
および研磨操作は単一の工程に置き換えられる。この単
一工程では、ウエハを各基板に賽の目切りし、そして、
同時に、全ての露出導波路端面を研磨する。特に、光導
波路を含有するシリコンウエハを接着表面に実装する
と、この表面を切断しても、ウエハは全く動くことなく
保持される。引き続き、ウエハはレジノイドダイヤモン
ドブレードによりＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿って切断
される。レジノイドブレードは自己研ぎ出しタイプのも
のを使用することが好ましい。
および研磨操作は単一の工程に置き換えられる。この単
一工程では、ウエハを各基板に賽の目切りし、そして、
同時に、全ての露出導波路端面を研磨する。特に、光導
波路を含有するシリコンウエハを接着表面に実装する
と、この表面を切断しても、ウエハは全く動くことなく
保持される。引き続き、ウエハはレジノイドダイヤモン
ドブレードによりＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿って切断
される。レジノイドブレードは自己研ぎ出しタイプのも
のを使用することが好ましい。
【００１２】適当な前進速度および回転速度で運転され
るレジノイドダイヤモンドブレードでウエハを切断する
と、切断により生じた導波路の端面は切断と同時に研磨
され、大抵の用途に適合するような表面になる。本発明
の方法を実施する場合、約０．０３インチ／秒〜０．１
０インチ／秒の範囲内の進行速度および１８０００rpm
〜３５０００rpm の範囲内の回転速度が好適である。
るレジノイドダイヤモンドブレードでウエハを切断する
と、切断により生じた導波路の端面は切断と同時に研磨
され、大抵の用途に適合するような表面になる。本発明
の方法を実施する場合、約０．０３インチ／秒〜０．１
０インチ／秒の範囲内の進行速度および１８０００rpm
〜３５０００rpm の範囲内の回転速度が好適である。
【００１３】以下、具体例により本発明の方法の効果を
実証する。
実証する。
【００１４】シリコンウエハを厚いプラスチックテープ
上に実装し、次いで、これをチャック面に実装し、そし
て、真空手段により適所に保持した。９μｍの広幅レジ
ノイドダイヤモンドブレードを使用した。このブレード
を約３００００rpm の速度で回転させ、そして、約０．
０５インチ／秒の速度でウエハ中を前進させた。
上に実装し、次いで、これをチャック面に実装し、そし
て、真空手段により適所に保持した。９μｍの広幅レジ
ノイドダイヤモンドブレードを使用した。このブレード
を約３００００rpm の速度で回転させ、そして、約０．
０５インチ／秒の速度でウエハ中を前進させた。
【００１５】本発明の一工程方法により研磨された導波
路の端面品質と標準的なダイシング／研磨処理操作によ
り研磨された導波路の端面品質とを比較した結果を図３
に示す。図３は、入力ファイバ、光導波路および出力フ
ァイバを含むデバイスの一例に沿った挿入損失のグラフ
である。挿入損失は出力ファイバからきた出力（ｄＢ）
対入力ファイバに結合された光の比として定義される。
従って、総挿入損失は、光導波路内と２つのファイバ／
導波路結合界面における伝搬損失を含む。
路の端面品質と標準的なダイシング／研磨処理操作によ
り研磨された導波路の端面品質とを比較した結果を図３
に示す。図３は、入力ファイバ、光導波路および出力フ
ァイバを含むデバイスの一例に沿った挿入損失のグラフ
である。挿入損失は出力ファイバからきた出力（ｄＢ）
対入力ファイバに結合された光の比として定義される。
従って、総挿入損失は、光導波路内と２つのファイバ／
導波路結合界面における伝搬損失を含む。
【００１６】図３のグラフはコア導波路幅が３ミクロン
〜８ミクロンの範囲内の導波路について図示している。
図示されているように、従来の３工程ダイシング／研磨
導波路の挿入損失は、導波路幅が３ミクロンの場合、約
１．５ｄＢ、導波路幅が約８ミクロンの場合、約１．０
ｄＢの範囲に及ぶ。これに対し、本発明の同時ダイシン
グ／研磨方法によれば、挿入損失は若干大きい。約２ｄ
Ｂ（導波路幅３ミクロン）〜約１．２ｄＢ（導波路幅８
ミクロン）の範囲内の値となる。
〜８ミクロンの範囲内の導波路について図示している。
図示されているように、従来の３工程ダイシング／研磨
導波路の挿入損失は、導波路幅が３ミクロンの場合、約
１．５ｄＢ、導波路幅が約８ミクロンの場合、約１．０
ｄＢの範囲に及ぶ。これに対し、本発明の同時ダイシン
グ／研磨方法によれば、挿入損失は若干大きい。約２ｄ
Ｂ（導波路幅３ミクロン）〜約１．２ｄＢ（導波路幅８
ミクロン）の範囲内の値となる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、従来の標準的な３工程処理方法（第１の端面のダ
イシング、研削および研磨；第２の端面のダイシング、
研削および研磨）が単一のダイシング／研磨処理操作に
置き換えることができる。この置換により、研磨端面の
形成に要した時間が大幅に短縮される。その結果、製造
ラインにおけるスループットを最大限にまで上昇させる
ことができる。
れば、従来の標準的な３工程処理方法（第１の端面のダ
イシング、研削および研磨；第２の端面のダイシング、
研削および研磨）が単一のダイシング／研磨処理操作に
置き換えることができる。この置換により、研磨端面の
形成に要した時間が大幅に短縮される。その結果、製造
ラインにおけるスループットを最大限にまで上昇させる
ことができる。
【図１】シリコン系光導波路構造物の一例の断面図であ
る。
る。
【図２】ダイシング／研磨位置が示された、複数個の光
導波路を含むシリコンウエハの一例の平面図である。
導波路を含むシリコンウエハの一例の平面図である。
【図３】従来技術の３工程処理方法を用いて作製された
導波路構造物と本発明の新規な一工程ダイシング／研磨
処理操作により作製された導波路構造物の挿入損失デー
タを比較したグラフである。
導波路構造物と本発明の新規な一工程ダイシング／研磨
処理操作により作製された導波路構造物の挿入損失デー
タを比較したグラフである。
１０ シリコンウエハ １２ インタフェース層 １４ 第１のクラッド層 １６ 導波路部分 １８ 第２のクラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デトリフ バーン グルジンスキー アメリカ合衆国 19512 ペンシルヴェニ ア ボイヤータウン、ボックス 81、アー ル．ディー．３ (72)発明者 ウィリアム ジェームス ミンフォード アメリカ合衆国 18067 ペンシルヴェニ ア ノーザンプトン、レッカー ドライヴ 3962 (72)発明者 ニール ヘンリー ソーステン アメリカ合衆国 08833 ニュージャージ ー レバノン、コックスベリー ロード 64
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン系光導波路の製造における、導
波路構造物の仕上げ方法であって、 (a) 内部に形成された複数個の光導波路（１６）を有す
るシリコンウエハ（１０）を準備する工程； (b) 許容可能な品質の導波路端面を形成するために、所
定の前進速度と回転速度で運転されるレジノイドダイヤ
モンド刃を用いて、前記シリコンウエハを複数個の個別
デバイスに切り出す工程；からなることを特徴とする導
波路構造物の仕上げ方法。 - 【請求項２】 工程(b) を実施する場合、前進速度は約
０．０３インチ／秒〜約０．１０インチ／秒の範囲内で
ある請求項１の方法。 - 【請求項３】 工程(b) を実施する場合、レジノイドダ
イヤモンド刃の回転速度は１８０００rpm 〜３５０００
rpm の範囲内である請求項１の方法。 - 【請求項４】 工程(b) を実施する場合、レジノイドダ
イヤモンド刃は、約３００００rpm の回転速度と、０．
０５インチ／秒の前進速度で運転される請求項１の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US75801791A | 1991-09-12 | 1991-09-12 | |
| US758017 | 1991-09-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868913A true JPH0868913A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=25050133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26905992A Pending JPH0868913A (ja) | 1991-09-12 | 1992-09-14 | 光導波路構造物の仕上げ方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0532229A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0868913A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510178A (ja) * | 2000-08-11 | 2004-04-02 | アルカテル・オプトロニクス・ユー・ケイ・リミテツド | 集積化された光装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2775354B1 (fr) * | 1998-02-24 | 2003-05-09 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication collective de microreliefs, et notamment de microprismes, par micro-usinage, et outils pour la mise en oeuvre du procede |
| DE19906434A1 (de) * | 1999-02-16 | 2000-08-17 | Bayerische Motoren Werke Ag | Bearbeitungsverfahren für die Stirnfläche eines Kunststoff-Lichtwellenleiters |
| DE10041174A1 (de) * | 2000-08-23 | 2002-03-21 | Alcatel Sa | Doppelbrechungsfreie passive optische Komponente |
| US8503848B2 (en) | 2011-01-27 | 2013-08-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Waveguide arrays |
| US9578769B2 (en) | 2012-05-29 | 2017-02-21 | Apple Inc. | Components of an electronic device and methods for their assembly |
| JP2019139096A (ja) * | 2018-02-13 | 2019-08-22 | 株式会社ディスコ | 光ファイバーコネクタの形成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03192308A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Nec Corp | 光導波路基板の研削切断方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2366017A (en) * | 1944-06-13 | 1944-12-26 | Harold G Fortune | Means for cutting casts |
| FR2385107A1 (fr) * | 1977-01-18 | 1978-10-20 | Souriau & Cie | Perfectionnements aux procedes pour preparer, en vue de sa connexion, une extremite d'un cable optique a faisceau de fibres et cable ainsi obtenu |
| DE3117263A1 (de) * | 1981-04-30 | 1982-11-18 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verbinder fuer eine vielzahl von lichtwellenleitern |
| US4498260A (en) * | 1982-05-10 | 1985-02-12 | Hughes Aircraft Company | Tool for optically finishing multiple mounted optical fibers |
| US4865407A (en) * | 1987-10-22 | 1989-09-12 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical waveguide element, method of making the same and optical coupler employing optical waveguide element |
| US5059763A (en) * | 1990-06-06 | 1991-10-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Formation of optical quality surfaces in optical material |
-
1992
- 1992-09-03 EP EP92308001A patent/EP0532229A1/en not_active Withdrawn
- 1992-09-14 JP JP26905992A patent/JPH0868913A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03192308A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Nec Corp | 光導波路基板の研削切断方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0532229A1 (en) | 1993-03-17 |
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