JPH0212110A - 光集積回路製造法 - Google Patents

光集積回路製造法

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JPH0212110A
JPH0212110A JP16091588A JP16091588A JPH0212110A JP H0212110 A JPH0212110 A JP H0212110A JP 16091588 A JP16091588 A JP 16091588A JP 16091588 A JP16091588 A JP 16091588A JP H0212110 A JPH0212110 A JP H0212110A
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JP
Japan
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wafer
grooves
optical integrated
shaped groove
chips
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JP16091588A
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English (en)
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Shinji Nagaoka
長岡 新二
Norio Nishi
功雄 西
Senta Suzuki
扇太 鈴木
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3628Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/3684Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier
    • G02B6/3692Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier with surface micromachining involving etching, e.g. wet or dry etching steps
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3628Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/3648Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures
    • G02B6/3652Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Element Separation (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光集積回路の製造において、光集積回路形成基
板であるウェハを複数の光導波回路チップとする方法の
改良に関する。
〈従来の技術〉 第4図、第5図に光集積回路の従来技術例を示す。第4
図は高見 等(昭和61年度電子通信学会総合全国大会
、NCLl 050 )による波長多重伝送システム用
の集積化光分波回路であり、シリコン単結晶基板上に形
成された薄膜光導波膜11上にコリメーションならびに
集光用レンズ13、透過形回折格子12が形成され、基
板両端16に入出力ファイバ14.15が設けられてい
る。第2図はT、5UHARA at、al(Appl
、Phys、Let t、、VOL。
40、 No、2. P、 120. (1982) 
)によるグレーティング分波器22とフォトダイオード
23をシリコン基板21上の薄膜光導波膜24に集積化
した例である。尚、第5図中、25は入力ファイバ、2
6は導波膜端面である。これらの回路はシリコン基板上
に形成された光導波回路を基本要素とし、それと受発光
素子やファイバ、さらに電子回路とを組み合わせた所謂
ハイブリッド光集積回路と称せられるものである。この
ような光集積回路はLSI製造技術と同様に、ウェハ上
に複数の回路がフォトリソグラフィー技術により形成さ
れ、しかる後に各回路についてチップとして切り出され
て使用される。チップとして切り出す際にはLSIでは
外周刃による切断のみでよいが、光集積回路では導波回
路とファイバとの良好な接続特性を得るために第4図、
第5図における導波回路端面16,26の平滑度を使用
波長の数分1以下に仕上げる必要がある。
このため、従来のこの種の光集積回路の製造ではチップ
を切り出す際に、切断の後に導波回路端面を光学研肋す
る方法や結晶基板の方位に沿って襞間する方法が採られ
ている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、切断後に導波路端面を光学研磨する前者
の方法は切断、研磨の工程が煩雑であるとともに作業に
長時間を要しかつ薄膜導波路端面の破損等?こより良好
な歩留りを得る事が困難であった。これに対して結晶基
板の方位に沿って種間する後者の方法は結晶の種間とと
もに薄膜導波路を同時に切断するため、良好な導波路端
面が簡便に得られる。
ここで、従来の襞間法によるチップ切り出しの工程はそ
の一例を第6図に示すように、まず同図(alのように
傷入れ用のダイアモンド針33でウェハ31にファセッ
ト35に沿って全長または一部(太線部分)に襞間用鍋
34を入れ、その後襞間用鍋34にブレードで同図(b
)に示すように応力Fをかけ短冊状に携開する。次に、
この短冊状の基板に同図(c)に示すように側聞用鍋3
4を入れ、同様に応力付与を行い、最終的にチップ32
を得る。このような襞間法では、傷入れや応力付与の作
業回数が多(かつその作業条件が複雑で量産性や歩留り
を高めることが困難であった。また、傷入れを所定の位
置にミクロンオーダで精確に付与することも困難であっ
た。
本発明の目的は光集積回路の製造において、ウェハから
光学的に良好な導波回路端面を有するチップを切り出す
ためのウニへ壱開法に関し、前述の従来技術の欠点を解
決し、高精度で量産性や歩留りに優れるチップ切り出し
法を提供する点にある。
く課題を解決するための手段〉 本発明は光集積回路の形成されろウェハから光学的に良
好な導波回路端面を有するチップを切り出す際に、導波
回路形成側と反対のウェハ表面に、ウェハの結晶方位を
決定するファセットに対して水平、垂直方向のV状溝を
所定のピッチで異方性エツチングにより形成し、しかる
後該つェ八に全体的に応力を付与して■状溝に応力を集
中させウェハを一括に襞間し、多数のチップを同時に切
り出す方法である。従来の技術に比べ側聞用の傷である
V状溝をフォトリソグラフィによって高精度に形成出来
、チップ切り出しの作業性や歩留り向上が得られる。
く実 施 例〉 第1図、第2図、第3図に本発明による光集積回路製造
法の一実施例を示す。Si等の単結晶基板で°は、特定
のエツチング液を用いることによって結晶方位の違いに
よりエッチレートが異なる異方性エツチングが可能であ
り、これを利用した各種の基板加工が報告されている。
第1図はSi単結晶基板の異方性エツチングによるV溝
形成法を示しており、同図(alでマスクパターン42
が形成されたSi単結晶基板41であるウェハを沸点に
近いKO)(溶液等のエツチング液中に所定の時間浸す
と、結晶方位である100面と111面のエツチング速
度が異なるためSi単結晶基板41には頂角70.6°
のV状溝43が形成される。V状溝43の深さはマスク
パターンの幅で任意に制御出来る。同図(b)に示すよ
うにウニへのファセット45に対して垂直、水平方向に
V状溝43をそれぞれ形成し、その後これらのV状溝4
3に沿って応力を集中してウェハを種間し、光導波回路
チップ44を得る。第2図は光導波回路形成ウェハへの
V溝形成プロセスを示しており、図中51はS1単結晶
基板、52は熱酸化法等で成膜した5i02層、53は
光波の閉じ込められる導波回路コア層、54はコア層よ
りも屈折率の低いクラッド層、55ならびに55′はエ
ツチングマスク用の金属層であり、同じエツチング液に
より腐蝕されないように異なる材質を用いる。
導波回路はコア層53をクラッド層54が囲んだ構造と
なっており、基板側クラッド層54に上記の熱酸化Si
O2膜を使用する場合には上層クラッド層にはスパッタ
ー法等による5iO7膜を用いればよい。同図(a)の
ように導波回路コア層53、クラッド層54ならびに金
属層55が形成された基板の導波回路面の裏側に、同図
(b)に示すように有機レジスト膜56を形成し、同図
(c)フォトリソグラフィー技術で所定のV状溝用パタ
ーン58を設ける。
この後、金属膜55′ならびに5i02膜52を同図(
d)に示すようエツチングしてV状溝用パターン58部
分を除去し沸点に近いKOH溶液等に所定の時間浸すこ
とにより同図+8)のV状溝57を得る以上の工程でフ
ァセットに対して垂直、水平方向にそれぞれV状溝57
が形成されたつエバ61は第3図の工程でV状溝57に
応力が集中して付与されて種間され、光導波回路チップ
の切り出しが行われる。即ち、第3図に示すようにV状
溝62の形成されたウェハ61を2枚の透明粘着フィル
ム64に挾み込むと共に、このフィルム64の周辺部を
ボックス65の開口部66に気密に固定する。しかる後
にボックスの空気導入口67がら空気を導入してボック
ス65内部の圧力を増大させてウェハ61の中央部へ応
力を付与することにより、V状溝62に応力を集中させ
種間を行なう。第3図中69はり開面である。その後、
フィルム64をボックス65の開口部66から外してチ
ップ63切9出しを確認する。この状態ではチップ63
は粘着性フィルム64によって把持されウェハ状態と同
様に整列されており、その後のチップ取扱が容易となる
。このように本発明ではり開用のV状溝をSi単結晶基
板の異方性エツチングにより精度良く形成ル、さらにウ
ェハ全面に渡って応力を付与して一括襞間するため、従
来技術と較べて光集積回路チップの切り出し作業性や歩
留りの向上が得られるとともに、ブレードやダイヤモン
ド針の交換も不要であるという効果も有する。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は光集積回路の形成される
ウェハから種間によって光am回路チップを切り出す際
に、ウェハの所定の位置に襞間用V状溝をSi単結晶基
板の異方性エツチングによって形成し、ウェハ全面に応
力を付与することによってV状溝に応力を集中させて種
間を進行させ、同時に多数の回路チップを切り出す方法
であるから、次の効果を奏する。
■ エツチング用マスクパターンの寸法設定によりv溝
深さを任意に制御出来、種間する基板の厚みや大きさの
変化に対して種間条件を柔軟に設定することが可能であ
る。
■ 切り出す光集積回路チップ寸法の高精度化が可能と
なる。
■ エツチングにより種間用のV溝を形成するため、ブ
レードや針の消耗が無(、切り出し作業の歩留り向上が
得られる。
■ 種間を一括して行うため光集積回路チップの量産が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の一実施例にかかり、第1図(
alはウェハに形成されたV状溝の断面図、第1図(b
lはファセットと垂直、平行にV状溝が形成されたウェ
ハの斜視図、第2図ta)〜(e)はそれぞれウェハに
V状溝を形成する工程を示す断面図、第3図(al (
b)はそれぞれ応力の付与されるウェハの斜視図、断面
図、第4図、第5図はそれぞれ従来の光集積回路の説明
図、第6図(a)〜(dlはそれぞれウェハからチップ
を切り出す技術に関する従来方法を示す工程図である。 図 面 中、 11は薄膜光導波膜、 12は透過形回折格子、 13はレンズ、 14は入力ファイバ、 15は出力ファイバ、 16は導波膜端面、 21はシリコン基板、 22はグレーティング分波器、 23はフォトダイオード、 24は薄膜先導波膜、 25は入力ファイバ、 26は導波膜端面、 31はSi単結晶基板ウェハ、 32は光集積回路チップ、 33はブレード又はダイヤモンド針、 34は瞬間用鍋、 35はファセット、 41.51,61はSi単結晶基板(ウェハ)42はエ
ツチング用マスク、 43.57,62は■状溝、 44.63は光集積回路チップ、 45はファセット、 52はSiO□膜、 53は導波回路コア層、 54は導波回路クラッド層、 55.55’は金属層、 56は有機レジスト層、 64は粘着性フィルム、 65は気密ボックス、 66はボックス上部枠部分、 67は空気導入口、 68は空気排出口、 69は襞間面である。 第1図 (a)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコン基板上に形成された光導波回路を基本要
    素とする光集積回路の製造において、複数の光集積回路
    が形成される結晶基板であるウェハを個々の光集積回路
    についてのチップとして切り出す際、該ウェハにそのフ
    ァセットに対し垂直方向のV状溝及び水平方向のV状溝
    を所定ピッチで異方性エッチングによって形成し、前記
    ウェハに全体的に応力を付与することにより前記V状溝
    へ応力を集中させ該V状溝に沿って前記ウェハを一括に
    劈開し、複数の前記チップに分割することを特徴とする
    光集積回路製造法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において前記V状溝の形成
    された前記ウェハを2枚の粘着性フィルムの間に挾み込
    んで、該粘着性フィルムの周辺部を固定して、その中央
    部を気圧差により膨張させることにより、前記V状溝に
    応力を集中させることを特徴とする光集積回路製造法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001044390A (ja) * 1999-07-22 2001-02-16 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 結晶軸と位置合わせされた垂直側壁デバイスおよびその製造方法
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