JP6140493B2 - 光学デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
これら光学デバイスは、複数枚の透明部材を張り合わせて構成されたものがある。
例えば、光学デバイスをエタロンとして説明すると、2つ透明部材を接合して構成されるエアギャップ型が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような光学デバイスは、透明部材の表面に接合のための金属膜を設けており、金属膜同士を重ね合わせた状態で接合して光学デバイスとしている。
また、光学デバイスは、例えば、光が透過する経路部分に内部空間をあけて複数の透明部材を接合した状態のものも提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、複数の透明部材を接合して構成される光学デバイスを製造する場合、例えば、枠部と内部空間の形状となるパターン部とこのパターン部と枠部とをつなぐ腕部とからなるマスクが用いられ、このマスクを透明部材に重ね合わせた状態でマスクの隙間に金属膜を形成させる。
この場合、腕部部分には金属膜が設けられないため、例えば、特許文献2で開示されているような外部と連通する凹部が形成される。
また、接合する透明部材に用いられるマスクは同一形状のパターンであったために、透明部材に金属膜が設けられていない部分が重なって外部空間と内部空間とがつながる経路が形成されるため、高温高湿の使用環境において、透明部材にシミが発生することがあった。
他方の前記透明部材ウエハの一方の主面上に、一方の前記マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第三透明部材ウエハ金属膜形成工程と、他方の前記透明部材ウエハの一方の主面上であって、前記一方のマスクにより設けられた金属膜上に、他方の前記マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第四透明部材ウエハ金属膜形成工程と、前記一方の透明部材ウエハの一方の主面と前記他方の透明部材ウエハの一方の主面とを対向させた状態で、前記一方の透明部材ウエハと前記他方の透明部材ウエハとを重ねて所定の温度と所定の圧力で接合する接合工程と、接合された前記2つの透明部材ウエハを切断して個々の光学デバイスとする個片化工程と、
を含み、前記第二透明部材ウエハ金属膜形成工程後の前記一方の透明部材ウエハの一方の主面を平面視したとき、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分と、2層に積層されている部分と、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と、から構成されており、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分の縁部から延びるように上下方向の厚みが積層されている部分よりも薄い部分が設けられており、前記第四透明部材ウエハ金属膜形成工程後の前記他方の透明部材ウエハの一方の主面を平面視したとき、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分と、2層に積層されている部分と、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と、から構成されており、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分の縁部から延びるように前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分が設けられており、
前記接合工程において、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分が対向しつつ、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と前記積層されている部分とが対向した状態となっていることを特徴とする。
前記第一透明部材ウエハ金属膜形成工程により形成された金属膜上に、前記第一透明部材ウエハ金属膜形成工程において用いていない前記第一マスク又は前記第二マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第二透明部材ウエハ金属膜形成工程と、他方の前記透明部材ウエハの一方の主面上に、前記第一マスク又は前記第二マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第三透明部材ウエハ金属膜形成工程と、他方の前記透明部材ウエハの一方の主面上であって、前記第三透明部材ウエハ金属膜形成工程により設けられた金属膜上に、前記第三透明部材ウエハ金属膜形成工程において用いていない前記第一マスク又は前記第二マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第四透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
前記一方の透明部材ウエハの一方の主面と前記他方の透明部材ウエハの一方の主面とを対向させた状態で、前記一方の透明部材ウエハと前記他方の透明部材ウエハとを重ねて所定の温度と所定の圧力で接合する接合工程と、接合された前記2つの透明部材ウエハを切断して個々の光学デバイスとする個片化工程と、を含み、前記第二透明部材ウエハ金属膜形成工程後の前記一方の透明部材ウエハの一方の主面を平面視したとき、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分と、2層に積層されている部分と、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と、から構成され、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分が、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分の中心を通過する異なる4本の直線状となっており、
前記第四透明部材ウエハ金属膜形成工程後の前記他方の透明部材ウエハの一方の主面を平面視したとき、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分と、2層に積層されている部分と、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と、から構成され、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分が、
前記パターン部により金属膜が設けられていない部分の中心を通過する異なる4本の直線状となっており、前記接合工程において、前記パターン部によって金属膜が設けられていない部分が対向しつつ、前記積層されている部分より上下方向の厚みが薄くなっている部分が対向した状態となっていることを特徴とする。
なお、光が入射及び出射する面を主面とし、この主面を囲む面を側面とする。
(光学デバイス)
図1(a)及び(b)に示すように、本発明の第一の実施形態に係る光学デバイスの製造方法で製造される光学デバイス11は、例えば、2つの透明部材20,20を接合して構成されている。
この透明部材20の反射防止膜22上に主面の中央部分とその中央部分から外側に伸びる少なくとも4つの直線を除いて金属膜23が設けられている。
この本発明の第一の実施形態に係る光学デバイスの製造方法は、図2〜図7に示すように、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程、第二透明部材ウェハ金属膜形成工程、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程、第四透明部材ウェハ金属膜形成工程、接合工程、個片工程、を含んで構成されている。
図2(a)に示すように、第一マスク31は、少なくとも1つの第一腕部32とこの第一腕部32と繋がる多角形又は円形で形成されたパターン部33とこのパターン部33に接続する枠部34から構成されている。
なお、このような第一マスク31は、第一腕部32の幅を例えば100μmとして構成しても良い。
なお、このような第二マスク41は、第一腕部32の幅を例えば100μmとして構成しても良い。
第一透明部材ウェハ金属膜形成工程は、まず、一方の主面に反射防止膜22が設けられ他方の主面に反射膜21が設けられた2つの透明部材ウェハのうち、一方の透明部材ウェハ20Wに第一マスク31又は第二マスク41を重ねてパターン部と枠部との間に金属膜23を設ける工程である。なお、本実施形態では第一マスク31を用いた場合について説明する(例えば、図2(b)参照)。
金属膜を設ける際は、スパッタ技術又は蒸着技術が用いられる。これにより、所定の厚みの金属膜23を透明部材20の反射防止膜22上に設けることができる。
第二透明部材ウェハ金属膜形成工程は、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程の後に、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程で用いなかったマスクを一方の透明部材ウェハ20Wに重ねてパターン部と枠部との間に金属膜23を設ける工程である。なお、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程で用いなかったマスクを第二マスク41として説明する(図4参照)。
金属膜23を設ける際は、スパッタ技術又は蒸着技術が用いられる。これにより、所定の厚みの金属膜23を透明部材20の反射防止膜22上に設けることができる。
第三透明部材ウェハ金属膜形成工程は、他方の透明部材ウェハに第二マスク41を重ねてパターン部43と枠部44との間に金属膜23を設ける工程である。なお、本実施形態では第二マスク41を用いた場合について説明する(図示せず)。
金属膜23を設ける際は、スパッタ技術又は蒸着技術が用いられる。これにより、所定の厚みの金属膜23を透明部材20の反射防止膜22上に設けることができる。
第四透明部材ウェハ金属膜形成工程は、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程の後に、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程で用いなかったマスクを他方の透明部材ウェハ20Wに重ねてパターン部と枠部との間に金属膜23を設ける工程である。なお、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程で用いなかったマスクを第一マスク31として説明する(図示せず)。
図7(a)及び(b)に示すように、接合工程は、一方の透明部材ウェハ20Wと他方の透明部材ウェハ20Wとを重ねて所定の温度と所定の圧力でそれぞれを接合する工程である。
この接合工程では、一方の透明部材ウェハ20Wに設けられた金属膜23と他方の透明部材ウェハ20Wに設けられた金属膜23とを重ね合わせた状態で、所定の圧力と所定の温度で接合する。なお、接合には、例えば、原子拡散接合を用いることができる。
これにより、一方の透明部材ウェハ20Wと他方の透明部材ウェハ20Wとが接合され、複数の光学デバイスを含む接合された透明部材ウェハとすることができる。
個片工程は、接合された2つの透明部材ウェハ20Wを切断して個々の光学デバイスとする工程である。
この個片工程は、第一マスク31と第二マスク41の枠部と重なっていた部分であって金属膜23が設けられていない部分を切断することによって個々の光学デバイスを得ることができる。
本発明の第二の実施形態に係る光学デバイスの製造方法で製造される光学デバイス12は、第一マスクの第一腕部の跡と第二マスクの第二腕部の跡とが異なる点で第一の実施形態と異なる。
図8(a)及び(b)本発明の第二の実施形態に係る光学デバイスの製造方法で製造される光学デバイス12は、例えば、2つの透明部材20,20を接合して構成されている。
この透明部材20は、一方の主面に反射膜21が設けられ、他方の主面に反射防止膜22が設けられている。
この透明部材20の反射防止膜22上に主面の中央部分を除いて金属膜23が設けられ、この中央部分から放射状に外側に伸びる8つの直線が形成されている。
この本発明の第一の実施形態に係る光学デバイスの製造方法は、図9〜図15に示すように、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程、第二透明部材ウェハ金属膜形成工程、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程、第四透明部材ウェハ金属膜形成工程、接合工程、個片工程、を含んで構成されている。
図9(a)に示すように、第一マスク51は、X字状の第一腕部52とこのX字の交差部分が多角形又は円形で形成されたパターン部53とこのパターン部53に接続する枠部54から構成されている。
ここでは、第一マスク51は、枠部54の中央に円形のパターン部53が設けられているとし、このパターン部53と枠部54とを第一腕部52が繋いだ状態となっており、この形状が複数設けられて構成されている。
なお、このような第一マスク51は、第一腕部52の幅を例えば100μmとして構成しても良い。
ここでは、第二マスク61は、枠部64の中央に円形のパターン部63が設けられているとし、このパターン部63と枠部64とを第二腕部62が繋いだ状態となっており、この形状が複数設けられている。
なお、このような第二マスク61は、第一腕部62の幅を例えば100μmとして構成しても良い。
第一透明部材ウェハ金属膜形成工程は、まず、一方の主面に反射防止膜22が設けられ他方の主面に反射膜21が設けられた2つの透明部材ウェハ20Wのうち、一方の透明部材ウェハ20Wに第一マスク51又は第二マスク61を重ねてパターン部と枠部との間に金属膜23を設ける工程である。なお、本実施形態では第一マスク51を用いた場合について説明する(図9(a)及び(b)参照)。
第二透明部材ウェハ金属膜形成工程は、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程の後に、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程で用いなかったマスクを一方の透明部材ウェハに重ねてパターン部と枠部との間に金属膜23を設ける工程である。なお、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程で用いなかったマスクを第二マスク61として説明する(図11参照)。
第三透明部材ウェハ金属膜形成工程は、他方の透明部材ウェハに第一マスク又は第二マスクを重ねてパターン部と枠部との間に金属膜を設ける工程である。なお、本実施形態では第二マスク61を用いた場合について説明する(図示せず)。
第四透明部材ウェハ金属膜形成工程は、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程の後に、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程で用いなかったマスクを他方の透明部材ウェハ20Wに重ねてパターン部と枠部との間に金属膜23を設ける工程である。なお、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程で用いなかったマスクを第一マスク51として説明する(図13参照)。
図15(a)及び(b)に示すように、接合工程は、一方の透明部材ウェハ20Wと他方の透明部材ウェハ20Wとを重ねて所定の温度と所定の圧力でそれぞれを接合する工程である。
この接合工程では、一方の透明部材ウェハ20Wに設けられた金属膜23と他方の透明部材ウェハ20Wに設けられた金属膜23とを重ね合わせた状態で、所定の圧力と所定の温度で接合する。なお、接合には、例えば、原子拡散接合を用いることができる。
これにより、一方の透明部材ウェハ20Wと他方の透明部材ウェハ20Wとが接合され、複数の光学デバイスを含む接合された透明部材ウェハとすることができる。
個片工程は、接合された2つの透明部材ウェハ20Wを切断して個々の光学デバイスとする工程である。
この個片工程は、第一マスク51と第二マスク61の枠部と重なっていた部分であって金属膜23が設けられていない部分を切断することによって個々の光学デバイスを得ることができる。切断には、回転ブレードなどを用いることができる。
例えば、透明部材ウェハに重ねるマスクは、第一透明部材ウェハ金属膜形成工程で第一マスク、第二透明部材ウェハ金属膜形成工程で第二マスクを用い、第三透明部材ウェハ金属膜形成工程で第一マスク、第四透明部材ウェハ金属膜形成工程で第二マスクを用いても良い。
例えば、一方の主面に反射膜が設けられ他方の主面に反射防止膜が設けられた2つの透明部材において、反射防止膜上に金属膜を設けて、金属膜同士を接合することで光学デバイスであるエタロンが構成される。
また例えば、反射膜を設けずに2つの透明部材に金属膜を設けて、互いの金属膜を接合することで光学デバイスである1/2波長板、1/4波長板が構成される。
20 透明部材
23 金属膜
31,51 第一マスク
32、52 第一腕部
33,53 パターン部
34,54 枠部
41,61 第二マスク
42、62 第二腕部
43,63 パターン部
44,64 枠部
Claims (3)
- 二つの透明部材を接合して構成される光学デバイスの製造方法であって、
枠部、前記枠部内に設けられた円形又は多角形のパターン部、及び、前記枠部と前記パターン部とを繋ぐ腕部を有し、前記枠部と前記腕部の形状が異なる二つのマスクを用意するマスク用意工程と、
一方の主面に反射防止膜が設けられ他方の主面に反射膜が設けられた二つの透明部材ウエハのうち一方の前記透明部材ウエハの一方の主面上に、一方の前記マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第一透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
前記透明部材ウエハの一方の主面上であって、前記一方のマスクにより設けられた金属膜上に、他方の前記マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第二透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
他方の前記透明部材ウエハの一方の主面上に、一方の前記マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第三透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
他方の前記透明部材ウエハの一方の主面上であって、前記一方のマスクにより設けられた金属膜上に、他方の前記マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第四透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
前記一方の透明部材ウエハの一方の主面と前記他方の透明部材ウエハの一方の主面とを対向させた状態で、前記一方の透明部材ウエハと前記他方の透明部材ウエハとを重ねて所定の温度と所定の圧力で接合する接合工程と、
接合された前記2つの透明部材ウエハを切断して個々の光学デバイスとする個片化工程と、
を含み、
前記第二透明部材ウエハ金属膜形成工程後の前記一方の透明部材ウエハの一方の主面を平面視したとき、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分と、2層に積層されている部分と、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と、から構成されており、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分の縁部から延びるように上下方向の厚みが積層されている部分よりも薄い部分が設けられており、
前記第四透明部材ウエハ金属膜形成工程後の前記他方の透明部材ウエハの一方の主面を平面視したとき、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分と、2層に積層されている部分と、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と、から構成されており、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分の縁部から延びるように前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分が設けられており、
前記接合工程において、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分が対向しつつ、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と前記積層されている部分とが対向した状態となっている
ことを特徴とする光学デバイスの製造方法。 - 2つの透明部材を接合して構成される光学デバイスの製造方法であって、
X字状の腕部、当該X字状の腕部のX字の交差部分に多角形又は円形で形成されているパターン部、及び、前記腕部に接続されている枠部を有している第一マスクと、十字状の腕部、当該十字状の腕部の交差部分に多角形又は円形で形成されているパターン部、及び、前記腕部に接続されている枠部を有している第二マスクと、を用意するマスク用意工程と、
一方の主面に反射防止膜が設けられ他方の主面に反射膜が設けられた二つの透明部材ウエハのうち一方の前記透明部材ウエハの一方の主面上に、前記第一マスク又は前記第二マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第一透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
前記透明部材ウエハの一方の主面上であって、前記第一透明部材ウエハ金属膜形成工程により形成された金属膜上に、前記第一透明部材ウエハ金属膜形成工程において用いていない前記第一マスク又は前記第二マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第二透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
他方の前記透明部材ウエハの一方の主面上に、前記第一マスク又は前記第二マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第三透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
他方の前記透明部材ウエハの一方の主面上であって、前記第三透明部材ウエハ金属膜形成工程により設けられた金属膜上に、前記第三透明部材ウエハ金属膜形成工程において用いていない前記第一マスク又は前記第二マスクを重ね、前記枠部と前記パターン部と前記腕部との間に金属膜を設ける第四透明部材ウエハ金属膜形成工程と、
前記一方の透明部材ウエハの一方の主面と前記他方の透明部材ウエハの一方の主面とを対向させた状態で、前記一方の透明部材ウエハと前記他方の透明部材ウエハとを重ねて所定の温度と所定の圧力で接合する接合工程と、
接合された前記2つの透明部材ウエハを切断して個々の光学デバイスとする個片化工程と、
を含み、
前記第二透明部材ウエハ金属膜形成工程後の前記一方の透明部材ウエハの一方の主面を平面視したとき、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分と、2層に積層されている部分と、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と、から構成され、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分が、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分の中心を通過する異なる4本の直線状となっており、
前記第四透明部材ウエハ金属膜形成工程後の前記他方の透明部材ウエハの一方の主面を平面視したとき、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分と、2層に積層されている部分と、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分と、から構成され、前記積層されている部分よりも上下方向の厚みが薄い部分が、前記パターン部により金属膜が設けられていない部分の中心を通過する異なる4本の直線状となっており、
前記接合工程において、前記パターン部によって金属膜が設けられていない部分が対向しつつ、前記積層されている部分より上下方向の厚みが薄くなっている部分が対向した状態となっている
ことを特徴とする光学デバイスの製造方法。 - 前記金属膜を設ける際は、スパッタ技術又は蒸着技術が用いて行われる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学デバイスの製造方法。
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