JP2006145756A - 光学素子、光学素子の製造方法、光通信装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 マイクロレンズを有する光学素子の製造時において、そのマイクロレンズが変形することを回避できる光学素子、光学素子の製造方法、光通信装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】 ＶＣＳＥＬウエハ１００上に複数のマイクロレンズ１１を形成するレンズ形成工程と、ＶＣＳＥＬウエハ１００におけるマイクロレンズ１１の形成面側に、そのマイクロレンズ１１を覆うように、液状体の保護部材を塗布する塗布工程とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学素子、光学素子の製造方法、光通信装置及び電子機器に関するものである。

従来、基幹系、アクセス系において使用されていた光通信技術は、ＬＡＮ（Local Area Network）はもとより、各種装置に含まれる回路チップ相互間、又は回路基板相互間などにおける信号の高速伝送に応用されつつある。このような光通信に用いられる光学素子（光部品又は光モジュールなど）においては、発光素子又は受光素子とマイクロレンズとが組み合わされるものが多い。これらの光学素子を低コストで製造するために、液滴吐出方式（インクジェット方式）を用いて光学素子の所望位置（例えば、発光素子の発光面など）にマイクロレンズを形成する技術が提案されている。液滴吐出方式によれば、例えば、多数の発光素子（又は受光素子）を含むウエハの全面を走査しながら各発光素子に対応した位置に所望形状のマイクロレンズを形成することができる。その後、該ウエハを分割することにより、複数の光学素子を一括して製造することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３３１５３２号公報

しかしながら、従来における従液滴吐出方式を用いてマイクロレンズを製造する方法では、ウエハ上にマイクロレンズを形成した後に、そのウエハを分割する時に、そのマイクロレンズを変形させる、又はマイクロレンズをウエハから離脱させるなどの不具合が生じやすい。このマイクロレンズの変形などは、ウエハ分割時にそのウエハを折り曲げようとする力がマイクロレンズに大きく作用することで生じる。このような不都合は、マイクロレンズを備える光学素子の製造時の歩留まりに悪影響を与えるとともに、マイクロレンズの性能にも悪影響を与える。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マイクロレンズを有する光学素子の製造時において、そのマイクロレンズが変形することを回避できる光学素子、光学素子の製造方法、光通信装置及び電子機器の提供を目的とする。
また、本発明は、マイクロレンズを有する光学素子について、マイクロレンズを高精度に所望形状としながら製造コストを低減できる光学素子、光学素子の製造方法、光通信装置及び電子機器の提供を目的とする。
また、本発明は、マイクロレンズを有する光学素子の製造時において、そのマイクロレンズが変形すること又は基板から離脱することを簡便に回避することができ、製造コストの増加を抑えながら歩留まりを向上させることができる光学素子、光学素子の製造方法、光通信装置及び電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光学素子の製造方法は、基板上に複数のマイクロレンズを形成するレンズ形成工程と、前記基板におけるマイクロレンズの形成面側に、該マイクロレンズを覆うように、液状体の保護部材を塗布する塗布工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、基板などに加えられた物理的な力がその基板上のマイクロレンズに作用することを、保護部材によって大幅に低減することができる。例えば塗布工程の後に、基板を割って分割するときに、その基板には大きな力を加えなければならない。この大きな力が基板自体及び保護部材に直接作用しても、その力は基板自体及び保護部材によってほとんど吸収でき、マイクロレンズへの影響を回避できる。また、レンズ形成工程の後に、そのマイクロレンズが形成された基板を移動させたとき、その基板に大きな力が作用してマイクロレンズが変形又は基板から離脱することを、保護部材によって回避することもできる。したがって、本発明は、光学素子の製造時において、そのマイクロレンズが変形することを回避でき、マイクロレンズを高精度に所望形状としながら、歩留まりを向上させることができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記保護部材が樹脂からなることが好ましい。
本発明によれば、基板上においてマイクロレンズを覆うように配置された樹脂により、そのマイクロレンズが変形すること及び基板から離脱することを、簡便かつ高度に回避することができる。
また、本発明の光学素子の製造方法は、前記保護部材が、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド、ワックス、ポリカーボネイド、ポリスチレン、フォトレジストのいずれかからなることとしてもよい。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記塗布工程において、前記保護部材が前記基板のマイクロレンズの形成面上に、該形成面にほぼ平行な面を持つ保護膜をなして、該保護膜の厚みが該マイクロレンズの高さ以上となるように前記塗布をすることが好ましい。
本発明によれば、保護膜の露出面を基板面にほぼ平行に形成するので、その保護膜の厚みなどを簡便に制御することが可能となる。そこで、本発明は、製造コストの上昇を抑えながら、マイクロレンズの変形防止効果及び離脱防止効果の高い製造方法を提供することができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記塗布工程において、前記保護部材の塗布で形成される保護膜の外形が前記マイクロレンズの外形とほぼ同心のドーム形状となるように、該塗布を行うことが好ましい。
本発明によれば、基板のマイクロレンズ形成側の面全体に保護部材を塗布する必要がなく、保護部材の塗布量を削減しながら、マイクロレンズの変形防止効果及び離脱防止効果を発揮させることができる。また、本発明によれば、基板のマイクロレンズ形成側の面に保護部材が塗布されない領域を確保できる。これにより、保護部材でマイクロレンズを保護した状態で、前記領域などで配線接続などを実施することもできる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記塗布工程の以前に行われる工程であって、前記基板の所望領域の境界上に溝（スクライブ）を形成するスクライブ形成工程と、前記塗布工程の以後に行われる工程であって、前記溝の形成部位又は該形成部位の近傍の少なくとも一部に力を加えることにより前記基板を割るチッピング工程とを有することが好ましい。
本発明によれば、所望領域の境界上に溝を形成することにより、チッピング工程における基板の分割を正確に且つ容易に実施できる。また、上記溝の形成により、チッピング工程において基板などに加える力を低減することができ、マイクロレンズの変形防止効果及び離脱防止効果をさらに高めることができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記チッピング工程の以後に行われる工程であって、前記塗布工程で基板に塗布された保護部材を、該基板から除去する除去工程を有することが好ましい。
本発明によれば、基板上に形成されたマイクロレンズの保護部材による保護が不要となった後に、その保護部材を除去して、マイクロレンズの光学的機能を発揮させることができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記塗布工程において、液状体の保護部材をノズルから吐出して前記形成面に着弾させる液滴吐出法、ディスペンサ法、スピンコート法のいずれかを用いて前記塗布をすることが好ましい。
本発明によれば、各種の塗布方法を用いて、保護部材を基板上に塗布することができる。したがって製造コストの上昇を抑えながら高性能な光学素子を製造することができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記除去工程が、前記保護部材について液体に侵漬する工程、前記保護部材について液体を掛ける工程、前記保護部材について電磁波（光を含む）を照射する工程のいずれかの工程を有することが好ましい。
本発明によれば、液体に侵漬する工程などにより、マイクロレンズに影響を与えずに保護樹脂のみを基板上から選択的に除去することができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記除去工程を、前記チッピング工程で割られた基板の少なくとも一方を実装対象（回路基板等）に実装した後に、行うことがこのましい。
本発明によれば、実装工程において、マイクロレンズが変形すること及び離脱することを大幅に低減することができる。

前記液体に侵漬する工程における液体としては、加熱した水（湯）、現像液、ワックス剥離液、アセトンなどを適用することができる。
また、前記液体に侵漬する工程では、保護部材（基板側）を液体に侵漬した状態において、基板側又は液体側を揺動することが好ましい。この揺動は超音波の周波数で行ってもよい。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記塗布工程で塗布された保護部材がなる保護膜の露出面側に、シート状部材を配置する保護シート配置工程を有し、前記保護シート配置工程は、前記塗布工程の以後で、かつ、前記チッピング工程の以前に行われることが好ましい。
本発明によれば、保護部材に直接に物理的な力が作用することを、保護シートによって回避することができる。すなわち、チッピング工程などにおいて保護部材側に作用する力を、保護シートによって保護部材の表面方向に分散させることができる。そこで、本発明は、マイクロレンズの変形防止効果及び離脱防止効果をさらに高めることができる。

上記目的を達成するために、本発明の光学素子は、基板と、前記基板の平面に形成されたマイクロレンズと、前記マイクロレンズの外面における前記平面側の部位以外の部位を、隙間無く覆うように配置された（弾性を有する）保護膜とを有することを特徴とする。ここで、保護膜は、薬液又は露光などによって選択的に容易に除去できるものであることが好ましい。
本発明によれば、基板上に形成されたマイクロレンズが変形すること及びその基板から離脱することを、保護膜（保護部材）により大幅に低減することができる。したがって、高精度な光学素子を低コストで提供することができる。

上記目的を達成するために、本発明の光学素子は、基板と、前記基板の平面に形成された複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズそれぞれの外面における前記平面側の部位以外の部位を、隙間無く覆うように配置された（弾性を有する）保護膜とを有することを特徴とする。
本発明によれば、例えばウエハ（半導体基板）上に複数のマイクロレンズが形成され、そのマイクロレンズを覆う保護膜が形成された光学素子を提供することができる。すなわち、チッピング化直前の状態のウエハにおいて、マイクロレンズが変形すること及びその基板から離脱することを大幅に低減できる。これにより、チッピング直前状態のウエハの運搬なども容易となり、かかるウエハの流通コストを低減することができる。

また、本発明の光学素子は、前記基板の平面が信号で制御された光の出射面又は入射面となる部位を有し、前記マイクロレンズが前記出射面又は入射面となる部位の上に配置されており、前記保護膜は樹脂からなり、前記保護膜の露出面は前記基板の平面とほぼ平行に形成されており、前記保護膜の厚みは前記マイクロレンズの高さ以上あることが好ましい。
本発明によれば、保護膜の露出面は前記基板の平面とほぼ平行に形成されているので、実装時又は製造工程における位置決め、あるいは搬送時などにおいて、取り扱いの容易な光学素子を提供することができる。

また、本発明の光学素子は、前記基板の平面が信号で制御された光の出射面又は入射面となる部位を有し、前記マイクロレンズは前記出射面又は入射面となる部位の上に配置されており、前記保護膜は樹脂からなり、前記保護膜の露出面は前記マイクロレンズの外形とほぼ相似形のドーム形状に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、基板のマイクロレンズ形成側の面に保護部材が塗布されない領域を確保できる。これにより、本発明は、保護膜でマイクロレンズを保護しながら、前記領域などで配線接続などができる光学素子を提供することができる。

上記目的を達成するために、本発明の光通信装置は、前記光学素子を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、マイクロレンズを有してなる高性能な光通信装置を、低コストで提供することができる。

上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、前記光学素子を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、マイクロレンズを有してなる高性能な電子機器を、低コストで提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る光学素子及びその製造方法について、図面を参照して説明する。本実施形態では、半導体基板に発光素子の一つであるＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）が設けられており、このＶＣＳＥＬの発光面（光信号の出射面）の上側にマイクロレンズが配置されてなる光学素子であるＶＣＳＥＬチップを例に挙げて説明する。

（第１実施形態）
図１から図５は、本発明の第１実施形態に係るＶＣＳＥＬチップの製造方法を示す模式側面図である。
図１は、本製造方法の第１工程を示している。この第１工程は、本発明のレンズ形成工程と、スクライブ形成工程と、塗布工程とを含んでいる。

先ず、複数のＶＣＳＥＬチップの基材となるべきＶＣＳＥＬウエハ（基板）１００を用意する。このＶＣＳＥＬウエハ１００は、例えばＧａＡｓ基板などの半導体基板である。また、ＶＣＳＥＬウエハ１００には、複数のＶＣＳＥＬ（図示せず）が所定間隔で形成されている。

そして、図１に示すように、ＶＣＳＥＬウエハ１００の一方面上に、複数のマイクロレンズ１１を所定間隔で形成するレンズ形成工程を行う。この形成は、各マイクロレンズ１１がＶＣＳＥＬウエハ１００に形成されたＶＣＳＥＬの上に配置されるように行う。マイクロレンズ１１の形成方法は各種方法を適用できる。

例えば、液滴吐出法を用いて各マイクロレンズ１１を形成する。具体的には、液滴吐出装置のノズルから液状材料を、ＶＣＳＥＬウエハ１００のＶＣＳＥＬ上に、滴下する。その滴下した液状材料を硬化させることによりマイクロレンズ１１を形成する。滴下する液状材料としては、例えば光硬化性の樹脂又は熱硬化性の樹脂などが好適に用いられる。滴下された樹脂はＶＣＳＥＬウエハ１００上で表面張力によって球状化する。これに対して光照射装置によって紫外線などを照射して硬化させることにより、樹脂性のマイクロレンズ１１が得られる。吐出される液状の樹脂の粘度、雰囲気温度、ＶＣＳＥＬウエハ１００の表面形状及び濡れ性（親液性）などの条件を適宜選択することによって、所望形状（高さ、径など）のマイクロレンズ１１を形成することができる。

次いで、本発明のスクライブ形成工程を行う。すなわち、ＶＣＳＥＬウエハ１００の所望領域の境界上に溝１０１を形成する。ここで、所望領域とは、例えば各マイクロレンズ１１それぞれを区分けする領域とする。溝１０１の形成は、例えばダイヤモンド・ソーなどの鋭利な刃を備えるダイシング装置を用いて行う。

また、本実施形態では、溝１０１の形成時に、ＶＣＳＥＬウエハ１００の裏面（他方面）にシート状部材１１０を貼る。このシート状部材１１０は、ＶＣＳＥＬウエハ１００の裏面を保護するとともに、後工程でＶＣＳＥＬウエハ１００が細かく割られたときに、その小片について飛び散りを防ぎ、また小片の搬送などを容易化するものである。シート状部材１１０としては、例えばナイロンシート又はＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）などの樹脂からなるフィルムを用いる。

次いで、本発明の塗布工程を行う。すなわち、図１に示すように、ＶＣＳＥＬウエハ１００におけるマイクロレンズ１１の形成面側に、マイクロレンズ１１を覆うように、液状体の保護部材を塗布して、保護膜２１を形成する。保護膜２１をなす保護部材は、樹脂からなることが好ましい。この樹脂は、水溶性があることが好ましい。また、保護膜２１をなす保護部材は、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド、ワックス、ポリカーボネイド、ポリスチレン、フォトレジストのいずれかを適用してもよい。

この塗布工程では、ＶＣＳＥＬウエハ１００のマイクロレンズ１１の形成面（一方面）上に塗布された保護部材がなす保護膜２１が、その形成面にほぼ平行な露出面を持つように形成することが好ましい。保護膜２１の厚みは、マイクロレンズ１１の高さ以上あることが好ましい。

塗布工程における保護部材の塗布は、液滴吐出法を用いることができる。すなわち、液状体の樹脂などを液滴吐出装置のノズルから吐出してＶＣＳＥＬウエハ１００又はマイクロレンズ１１などに着弾させることにより、保護膜２１を形成する。また、ディスペンサ法あるいはスピンコート法などを用いて、保護部材の塗布をしてもよい。

このような塗布工程により、マイクロレンズ１１の露出部位全体が樹脂などの保護部材からなる保護膜２１で覆われるので、マイクロレンズ１１が外力によって変形すること、及びキズが付くことなどを防ぐことができる。また、マイクロレンズ１１が保護膜２１で覆われることにより、そのマイクロレンズ１１がＶＣＳＥＬウエハ１００から離脱することを防ぐこともできる。したがって、マイクロレンズ１１の変形又は離脱などで起こる歩留まり低下を抑制することができる。

また、上記のようにしてＶＣＳＥＬウエハ１００上に塗布された液状体の保護部材は、自然乾燥、電磁波照射又は加熱などにより硬化させることが好ましい。例えば、保護部材として光硬化性の樹脂を用いた場合は、塗布後に光照射装置によってかかる樹脂に紫外線などを照射して硬化させる。保護部材として熱硬化性の材料を用いた場合、塗布後にその材料を加熱又は冷却することで硬化させる。

さらに、塗布工程で形成された保護膜２１の露出面には、シート状部材１１１を配置する（保護シート配置工程）ことが好ましい（図２参照）。シート状部材１１１としては、例えばセロファン、ＰＥＴ又はナイロンシートなどを適用できる。このシート状部材１１１により、保護膜２１に直接に物理的な力が作用することを回避できる。したがって、ＶＣＳＥＬウエハ１００のマイクロレンズ１１側に及ぼされる力は、シート状部材１１１及び保護膜２１によってその保護膜２１の表面方向に分散させる。そこで、マイクロレンズ１１の変形防止効果及び離脱防止効果をさらに高めることができる。

図１に示す状態のＶＣＳＥＬウエハ１００、マイクロレンズ１１及び保護膜２１は、本発明の光学素子をなし、この状態のままで商取引などの流通過程に乗せてもよい。

図２及び図３は、本製造方法の第２工程を示している。第２工程は、上記第１工程の後に行われ、本発明のチッピング工程をなすものである。チッピング工程は、ＶＣＳＥＬウエハ１００における溝１０１の近傍のに力Ｆを加えることにより、そのＶＣＳＥＬウエハ１００を割って分割する工程である。

例えば、図２に示すように、１つのカッター２０２と２つの受け刃２０１とを有するブレーキング装置を用いて、ＶＣＳＥＬウエハ１００を割る。すなわち、上記レンズ形成工程、スクライブ形成工程及び塗布工程が施されたＶＣＳＥＬウエハ１００を、所定の間隔をもって水平に配置された受け刃２０１の上に載置する。この載置は、図２に示すようにＶＣＳＥＬウエハ１００のマイクロレンズ１１の形成面側が受け刃２０１に対向するように行う。そして、２つの受け刃２０１の間隔のほぼ中央の垂直上に、ＶＣＳＥＬウエハ１００の溝１０１がくるように載置するのが好ましい。カッター２０２は、ＶＣＳＥＬウエハ１００のシート状部材１１０側における溝１０１の上近傍に配置される。そして、カッター２０２が図面下方に押し下げら、そのカッター２０２の先端がＶＣＳＥＬウエハ１００の溝１０１近傍を力Ｆで図面下方に押す。

すると、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ＶＣＳＥＬウエハ１００が溝１０１を境に割られ、基板１００ａと基板１００ｂとに分割される。本実施形態では各基板１００ａ，１００ｂに１つづつマイクロレンズ１１が備えられるように、ＶＣＳＥＬウエハ１００を分割している。

このようなチッピング工程ではＶＣＳＥＬウエハ１００がカッター２０２力Ｆを受け、その反作用として受け刃２０１からシート状部材１１１へ応力が生ずる。しかし、保護膜２１がクッションのように作用し、受け刃２０１などでマイクロレンズ１１が変形することを防ぐことができる。図３（ａ）と図３（ｂ）との相違点は、２つの受け刃２０１の間隔である。図３（ａ）のように受け刃２０１の間隔が比較的狭い場合でも、また図３（ｂ）のように受け刃２０１の間隔を広げた場合でも、シート状部材１１１に掛かる応力が保護膜２１によって大幅に低減する。これにより、チッピング工程におけるマイクロレンズ１１の変形及び離脱を従来よりも大幅に低減することができる。

図４は、本製造方法の第３工程を示している。第３工程は、上記第２工程の後に行われる。そして、第３工程では、２つに分割された基板１００ａ，１００ｂの向きを裏返しにするとともに、シート状部材１１１を保護膜２１上から取り去る。なお、２つに分割された基板１００ａ，１００ｂは、共通のシート状部材１１０に貼り付いているとともに、共通の保護膜２１で一体化されている。したがって、微小片に分割された基板１００ａ，１００ｂの取り扱い性は維持されている。

また、図４に示す状態の基板１００ａ，１００ｂ、マイクロレンズ１１、保護膜２１、及びシート状部材１１０は、本発明の光学素子をなし、この状態のままで商取引などの流通過程に乗せてもよい。

図５は、本製造方法の第４工程を示している。第４工程は、上記第３工程の後に行われ、本発明の除去工程をなすものである。除去工程は、上記の塗布工程でＶＣＳＥＬウエハ１００上に塗布されて基板１００ａ，１００ｂ上に残っている保護膜２１を、その基板１００ａ，１００ｂ上から選択的に除去する工程である。

例えば、マイクロレンズ１１は溶解せず保護膜２１は溶解する薬液（液体）を用いて、その保護膜２１のみを選択的に除去する。より具体的には、図５に示す状態の基板１００ａ，１００ｂを上記薬液中に侵漬して揺動させる。ここで、揺動は、基板１００ａ，１００ｂを振動させてもよく、薬液を振動させてもよい。その振動は超音波の周波数で行ってもよく、超音波洗浄法を用いてもよい。また、薬液を保護膜２１に掛けることで除去工程を実行してもよい。

薬液としては、例えば、加熱した水（湯）、現像液、ワックス剥離液、アセトンなどを適用することができる。保護膜２１が酢酸ビニル樹脂からなる場合、薬液としては湯が好ましい。保護膜２１が現像液で溶解するポリイミドからなる場合、薬液としては現像液が好ましい。保護膜２１がワックスからなる場合、薬液としてはワックス剥離液が好ましい。また、マイクロレンズ１１がアセトンでは溶解しない材料で形成されている場合は、保護膜２１をポリカーボネイト、ポリスチレン、フォトレジストなどで形成し、除去工程の薬液としてアセトンを用いる。

除去工程は、保護膜２１に光などの電磁波を照射することで行ってもよい。例えば保護膜２１をフォトレジストで形成し、除去工程では露光装置を用いて保護膜２１に露光することでその保護膜２１を選択的に除去することとしてもよい。

これらの除去工程により、図５に示すように、マイクロレンズ１１に影響を与えずに保護膜２１のみを選択的に除去でき、複数の微小なＶＣＳＥＬチップ１が得られる。なお、各ＶＣＳＥＬチップ１は、共通のシート状部材１１０上に貼り付けられているので、各ＶＣＳＥＬチップ１の取り扱い性（ハンドリング性）が良い状態となっている。

これらにより、本実施形態のＶＣＳＥＬチップの製造方法によれば、チッピング工程などでＶＣＳＥＬウエハ１００に加えられた力がマイクロレンズ１１に作用することを、保護膜２１によって大幅に低減することができる。したがって、本製造方法は、ＶＣＳＥＬチップの製造時において、そのマイクロレンズ１１が変形すること及び離脱することを回避することができる。そこで、本製造方法は、高精度に所望形状とされたマイクロレンズ１１を備えたＶＣＳＥＬチップ１について、簡便に製造でき、その歩留まりを向上させることができる。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るＶＣＳＥＬチップの製造方法を示す模式側面図である。そして、図６は上記第１実施形態の製造方法における図１の状態に対応している。また、図６において図１の構成要素と同一のものには同一符号を付けている。本実施形態と第１実施形態との相違点は、塗布工程において保護部材の塗布で形成される保護膜２２の外形がマイクロレンズ１１の外形とほぼ同心のドーム形状となっている点である。次に本実施形態の製造方法についてより具体的に説明する。

先ず、第１実施形態と同様にしてレンズ形成工程及びスクライブ形成工程を行う。次いで、本実施形態の特徴をなす塗布工程を行う。この塗布工程では、液滴吐出法又はディスペンサ法を用いて保護部材を塗布することが好ましい。保護部材の着弾位置は、マイクロレンズ１１上又はマイクロレンズ１１の近辺に限定することが好ましい。滴下された保護部材はマイクロレンズ１１上又はその近辺で表面張力によって球状化する。これに対して光照射装置によって紫外線などを照射して硬化させることにより、図６に示すようなドーム形状の保護膜２２が得られる。なお、上記紫外線などの照射は行わずに、保護部材を自然乾燥させてもよい。

このような塗布工程により、マイクロレンズ１１の露出部位全体が樹脂などの保護部材からなる保護膜２２で覆われるので、マイクロレンズ１１が外力によって変形すること、及びキズが付くことなどを防ぐことができる。また、マイクロレンズ１１が保護膜２２で覆われることにより、そのマイクロレンズ１１がＶＣＳＥＬウエハ１００から離脱することを防ぐこともできる。したがって、マイクロレンズ１１の変形又は離脱などで起こる歩留まり低下を抑制することができる。

図６に示す状態のＶＣＳＥＬウエハ１００、マイクロレンズ１１及び保護膜２２は、本発明の光学素子をなし、この状態のままで商取引などの流通過程に乗せてもよい。

上記塗布工程で形成された保護膜２２の露出面には、第１実施形態と同様にしてシート状部材１１１を配置する（保護シート配置工程）ことが好ましい（図２参照）。次いで、第１実施形態と同様にしてチッピング工程（図２及び図３参照）を行う。これにより、保護膜２２を有する本実施形態のＶＣＳＥＬチップが完成する。

次いで、本実施形態では、マイクロレンズ１１を保護膜２２で保護している状態のままで、ＶＣＳＥＬチップのソケットをなす回路基板等の所定位置に、チッピングされたＶＣＳＥＬチップ（図５の基板１００ａ，１００ｂに相当）を実装する実装工程を行う。

この実装工程では、マイクロレンズ１１を保護膜２２で保護している状態のままで、面発光レーザのアノード電極及びカソード電極を回路基板等の電極と配線接続することができる。すなわち、本実施形態の塗布工程によれば、図６に示すようなドーム形状の保護膜２２を形成するので、ＶＣＳＥＬウエハのマイクロレンズ１１側の面に露出部分１０２を形成することができる。そこで、ＶＣＳＥＬウエハの露出部分１０２に予めアノード電極、カソード電極などを形成しておくことにより、保護膜２２でマイクロレンズ１１を保護した状態で、そのアノード電極又はカソード電極と回路基板等の電極とをボンディングワイヤなどで接続することができる。

次いで、保護膜２２及びマイクロレンズ１１を有するＶＣＳＥＬチップが回路基板等に実装された状態で、その保護膜２２のみを選択的に除去する除去工程を行う。この除去工程では、回路基板等ごと所定の薬液に侵漬させることで、保護膜２２を除去することとしてもよい。薬液としては、第１実施形態の薬液を適用することができる。これらにより、本実施形態のＶＣＳＥＬチップが実装された光通信装置（光信号送信モジュール）が完成する。

これらにより、本実施形態によれば、ＶＣＳＥＬウエハ１００のマイクロレンズ１１形成側の面全体に保護部材を塗布する必要がなく、保護部材の塗布量を削減しながら、マイクロレンズ１１の変形防止効果及び離脱防止効果を発揮させることができる。また、本実施形態によれば、ＶＣＳＥＬウエハ１００のマイクロレンズ１１形成側の面に保護膜２２が形成されていない露出部分１０２を確保できる。これにより、保護膜２２でマイクロレンズ１１を保護した状態で、配線接続などの実装工程を実施でき、実装工程におけるマイクロレンズ１１の変形及び離脱を回避することもできる。

（保護膜を設けない製造方法）
図７から図１０は、上記保護膜２１，２２を設けないでＶＣＳＥＬチップを製造する方法を示す模式側面図である。図７から図１０の製造方法を用いると、マイクロレンズ１１が変形する可能性が比較的高くなる。これらから、上記第１及び第２実施形態の製造方法の効果を明確にする。

先ず、図７に示すように、レンズ形成工程を行う。すなわち、複数のＶＣＳＥＬチップの基材となるべきＶＣＳＥＬウエハ１００を用意する。ＶＣＳＥＬウエハ１００には、複数のＶＣＳＥＬ（図示せず）が所定間隔で形成されている。そして、ＶＣＳＥＬウエハ１００の一方面上に、複数のマイクロレンズ１１を所定間隔で形成するレンズ形成工程を行う。また、ＶＣＳＥＬウエハ１００の裏面にシート状部材１１１を貼る。

次いで、図８に示すように、スクライブ形成工程を行う。すなわち、ＶＣＳＥＬウエハ１００の所望領域の境界上に溝１０１を形成する。

次いで、図９及び図１０に示すように、チッピング工程を行う。このチッピング工程では、マイクロレンズ１１の上にシート状部材１１１を配置して、実施する。そして、図９及び図１０に示すように、１つのカッター２０２と２つの受け刃２０１とを有するブレーキング装置を用いて、ＶＣＳＥＬウエハ１００を割る。図１０（ａ）と図１０（ｂ）との相違点は、２つの受け刃２０１の間隔である。これらにより、ＶＣＳＥＬチップが完成する。

しかしながら、図１０（ａ）に示すように受け刃２０１の間隔が比較的に狭い場合、チッピング工程において、カッター２０２が下方に押し下げられることにより、ＶＣＳＥＬウエハ１００も下方に押し下げられ、そのＶＣＳＥＬウエハ１００と受け刃２０１とでマイクロレンズ１１が押し潰される。これにより、マイクロレンズ１１が変形したマイクロレンズ１１ａとなってしまう。また、図１０（ｂ）に示すように受け刃２０１の間隔が比較的に広い場合は、チッピング工程において、カッター２０２が下方に押し下げられることにより、ＶＣＳＥＬウエハ１００も下方に押し下げられ、そのＶＣＳＥＬウエハ１００とシート状部材１１１とでマイクロレンズ１１が押し潰される。これにより、マイクロレンズ１１が変形したマイクロレンズ１１ａとなってしまう。

図１１は、図７から図１０の製造工程におけるチッピング工程前のマイクロレンズ１１の状態例を示す図である。図１２は、図７から図１０の製造工程におけるチッピング工程後のマイクロレンズ１１ａの状態例を示す図である。このように、保護膜２１，２２を形成しない状態でチッピング工程を実施することにより、大きく変形したマイクロレンズ１１ａとなる場合がある。

一方、図１から図６に示すように、マイクロレンズ１１の近傍に保護膜２１，２２を形成してチッピング工程を実施した場合は、図１２に示すような変形したマイクロレンズ１１ａとはならず、マイクロレンズ１１の形状を図１１に示す所望形状のまま維持することができる。

（光通信装置）
図１３は、本発明を適用した光通信装置（光モジュール）の一実施形態を示す模式断面図である。本実施形態の光通信装置は、構造体１０００を有してなる。構造体１０００は、上記第１又は第２実施形態の光学素子（ＶＣＳＥＬチップ１）に相当する面発光型発光素子１００を有している。また、構造体１０００は、プラットフォーム１１２０、第１の光導波路１１３０及びアクチュエータ１１５０を有する。また、この構造体１０００は、第２の光導波路１３０２を有する。第２の光導波路１３０２は、基板１３００の一部をなす。第２の光導波路１３０２には、接続用光導波路１３０４を光学的に接続してもよい。接続用光導波路１３０４は、光ファイバであってもよい。また、プラットフォーム１１２０は、樹脂１３０６によって、基板１３００に固定されている。

本実施形態の光通信装置では、面発光型発光素子１００から光が出射した後、第１及び第２の光導波路１１３０，１３０２（及び接続用光導波路１３０４）を通して、受光素子（図示せず）にこの光を受光させる。

図１４は、本発明を適用した光通信装置の他の実施形態を示す模式断面図である。本実施形態では、第１の光導波路１１３０と受光素子２２０との間に、複数の第３の光導波路１２３０，１３１０，１３１２を有する。ここで、受光素子２２０は、図１から図６に示すような本発明の光学素子の製造方法を用いて製造された光学素子としてもよい。また、本実施形態に係る光通信装置は、複数（２つ）の基板１３１４，１３１６を有する。

本実施形態では、面発光型発光素子１００側の構成（面発光型発光素子１００、プラットフォーム１１２０、第１の光導波路１１３０、第２の光導波路１３１８、アクチュエータ１１５０を含む。）と、受光素子２２０側の構成（受光素子２２０、プラットフォーム１２２０、第３の光導波路１２３０，１３１０を含む。）との間に、第３の光導波路１３１２が配置されている。第３の光導波路１３１２として、光ファイバなどを使用して、複数の電子機器間の光伝達を行うことができる。

（電子機器）
図１５は、本発明を適用した電子機器（電子機器システム）の一実施形態を示す斜視図である。例えば、図１５において、光通信装置１１００は、図１４に示す光通信装置からなり、コンピュータ、ディスプレイ、記憶装置、プリンタ等の電子機器１１０２を相互に接続するものである。電子機器１１０２は、情報通信機器であってもよい。光通信装置１１００は、光ファイバ等の第３の光導波路１３１２を含むケーブル１１０４を有する。光通信装置１１００は、ケーブル１１０４の両端にプラグ１１０６が設けられたものであってもよい。それぞれのプラグ１１０６内に、面発光型発光素子１００，受光素子２２０側の構成が設けられる。いずれかの電子機器１１０２から出力された電気信号は、発光素子によって光信号に変換され、光信号はケーブル１１０４を伝わり、受光素子によって電気信号に変換される。電気信号は、他の電子機器１１０２に入力される。こうして、本実施形態に係る光通信装置１１００によれば、光信号によって、電子機器１１０２の情報伝達を行うことができる。

図１６は、本発明を適用した実施形態に係る電子機器の使用形態を示す図である。光通信装置１１１０は、図１５の光通信装置１１００に相当し、電子機器１１１２間を接続する。電子機器１１１２として、液晶表示モニター又はディジタル対応のＣＲＴ（金融、通信販売、医療、教育の分野で使用されることがある。）、液晶プロジェクタ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ディジタルＴＶ、小売店のレジ（ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｓａｌｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ）用）、ビデオ、チューナー、ゲーム装置、プリンタ等が挙げられる。

また、本発明を適用した光学素子（ＶＣＳＥＬチップ１）は、光を用いる電子機器などに対して広く適用できる。すなわち、本発明に係る光学素子を備えた応用回路又は電子機器としては、光インターコネクション回路、光ファイバ通信モジュール、レーザプリンタ、レーザビーム投射器、レーザビームスキャナ、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダ、変位センサ、圧力センサ、ガスセンサ、血液血流センサ、指紋センサ、高速電気変調回路、無線ＲＦ回路、携帯電話、無線ＬＡＮなどが挙げられる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上記第１及び第２の実施形態では、光学素子としてＶＣＳＥＬを挙げているが本発明はこれに限定されるものではなく、フォトダイオードなどの各種受光素子及び各種発光素子に本発明を適用することができる。

また、本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、液晶表示装置、液晶プロジェクタ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の表示部に適用することもできる。例えば、液晶プロジェクタのライトバルブにおいて画素ごとに配置されるマイクロレンズを製造するときに、本発明の製造方法を適用することができる。

本発明の第１実施形態のＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 本発明の第１実施形態のＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 本発明の第１実施形態のＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 本発明の第１実施形態のＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 本発明の第１実施形態のＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 本発明の第２実施形態のＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 保護膜を設けないＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 保護膜を設けないＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 保護膜を設けないＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 保護膜を設けないＶＣＳＥＬチップ製造方法を示す模式側面図である。 チッピング工程前のマイクロレンズの状態例を示す図である。 変形したマイクロレンズの状態例を示す図である。 本発明の実施形態に係る光通信装置の一例を示す模式側面図である。 本発明の実施形態に係る光通信装置の他の例を示す模式側面図である。 本発明の実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る電子機器の他の例を示す図である。

符号の説明

１…ＶＣＳＥＬチップ（光学素子）、１１，１１ａ…マイクロレンズ、２１，２２…保護膜、１００…ＶＣＳＥＬウエハ（基板）、１００ａ，１００ｂ…基板、１０１…溝、１１０…シート状部材、１１１…シート状部材、２０１…受け刃、２０２…カッター

Claims (15)

1. 基板上に複数のマイクロレンズを形成するレンズ形成工程と、
   前記基板におけるマイクロレンズの形成面側に、該マイクロレンズを覆うように、液状体の保護部材を塗布する塗布工程とを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 前記保護部材は、樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
3. 前記塗布工程は、前記保護部材が前記基板のマイクロレンズの形成面上に、該形成面にほぼ平行な面を持つ保護膜をなして、該保護膜の厚みが該マイクロレンズの高さ以上となるように前記塗布をすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
4. 前記塗布工程は、前記保護部材の塗布で形成される保護膜の外形が前記マイクロレンズの外形とほぼ同心のドーム形状となるように、該塗布を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
5. 前記塗布工程の以前に行われる工程であって、前記基板の所望領域の境界上に溝を形成するスクライブ形成工程と、
   前記塗布工程の以後に行われる工程であって、前記溝の形成部位又は該形成部位の近傍の少なくとも一部に力を加えることにより前記基板を割るチッピング工程とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
6. 前記チッピング工程の以後に行われる工程であって、前記塗布工程で基板に塗布された保護部材を、該基板から除去する除去工程を有することを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
7. 前記塗布工程は、液状体の保護部材をノズルから吐出して前記形成面に着弾させる液滴吐出法、ディスペンサ法、スピンコート法のいずれかを用いて前記塗布をすることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
8. 前記除去工程は、前記保護部材について液体に侵漬する工程、前記保護部材について液体を掛ける工程、前記保護部材について電磁波を照射する工程のいずれかの工程を有することを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
9. 前記除去工程は、前記チッピング工程で割られた基板の少なくとも一方を実装対象に実装した後に、行うことを特徴とする請求項６又は８のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
10. 基板と、
    前記基板の平面に形成されたマイクロレンズと、
    前記マイクロレンズの外面における前記平面側の部位以外の部位を、隙間無く覆うように配置された保護膜とを有することを特徴とする光学素子。
11. 基板と、
    前記基板の平面に形成された複数のマイクロレンズと、
    前記複数のマイクロレンズそれぞれの外面における前記平面側の部位以外の部位を、隙間無く覆うように配置された保護膜とを有することを特徴とする光学素子。
12. 前記基板の平面は、信号で制御された光の出射面又は入射面となる部位を有し、
    前記マイクロレンズは、前記出射面又は入射面となる部位の上に配置されており、
    前記保護膜は、樹脂からなり、
    前記保護膜の露出面は、前記基板の平面とほぼ平行に形成されており、
    前記保護膜の厚みは、前記マイクロレンズの高さ以上あることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光学素子。
13. 前記基板の平面は、信号で制御された光の出射面又は入射面となる部位を有し、
    前記マイクロレンズは、前記出射面又は入射面となる部位の上に配置されており、
    前記保護膜は、樹脂からなり、
    前記保護膜の露出面は、前記マイクロレンズの外形とほぼ相似形のドーム形状に形成されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光学素子。
14. 請求項１０から１３のいずれか一項に記載の光学素子を備えたことを特徴とする光通信装置。
15. 請求項１０から１３のいずれか一項に記載の光学素子を備えたことを特徴とする電子機器。
    

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