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JP3526224B2 - 加工方法および光学部品 - Google Patents

加工方法および光学部品

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JP3526224B2
JP3526224B2 JP29884998A JP29884998A JP3526224B2 JP 3526224 B2 JP3526224 B2 JP 3526224B2 JP 29884998 A JP29884998 A JP 29884998A JP 29884998 A JP29884998 A JP 29884998A JP 3526224 B2 JP3526224 B2 JP 3526224B2
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英明 藤田
幸夫 倉田
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機高分子膜の加
工方法、特に有機材料製の光導波路等の光学部品の加工
方法、およびこの加工方法を用いて加工された加工面を
有する光学部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光通信や光情報記録の分野に
おいて、光路変換用の部材として、主に４５°の傾斜角
を有するミラーが用いられている。また、近年のマイク
ロオプティクスや光集積化技術の進展に伴い、光学部品
のハイブリッド集積素子やモノリシック集積素子上に光
変換用のミラー（傾斜角４５°）を形成する研究が行わ
れている。すなわち、上記の光学部品に対して、４５°
の傾斜角を有するテーパ面を形成する研究が行われてい
る。
【０００３】上記のテーパ面を形成する方法として、例
えば半導体と同じ印刷技術を用いたプレーナプロセスで
テーパ面を形成する方法が種々提案されている。このよ
うな方法として、例えば、『OPTICAL PLANES AND REFLE
CTORS, ANISOTROPICALLY ETCHED IN SILICON』(The 7th
International Conference on Solid-State Sensors an
d Actuators) 等の文献に開示されている方法がある。
【０００４】上記プレーナプロセスでテーパ面を形成す
る方法では、形成されるテーパ面の平滑性等の面精度や
製品への組み込み方法に問題がある。具体的には、上記
文献に開示された方法であれば、Ｓｉ基板の異方性エッ
チングによりテーパ面は大量生成でき、半導体等との集
積化も容易に見えるが面粗度に問題があり、また、作製
工程の一部が半導体の工程と整合しないという問題があ
る。
【０００５】そこで、近年、上記の問題点を解決するた
めの新たな方法として、基板上にモノリシックに形成し
た有機高分子膜を加工してテーパ面を形成する方法が試
みられている。
【０００６】上記の方法として、例えばレジストにテー
パを作る方法（特開平７−１３５１４２号公報）、レジ
ストのテーパを利用して下層をドライエッチングしてテ
ーパを形成する方法（特開平８−２４１８８９号公
報）、ポリイミド膜をドライエッチングで加工してテー
パを形成する方法（J. Electrochem. Soc Vol.130, No.
1, p129 ）、有機高分子膜をダイアモンドカッターで切
断してテーパを形成し、反射面の傾斜角が４５°のミラ
ーを形成する方法（MOC/GRIN' 97 TOKYO p2 390 ）等が
ある。
【０００７】しかしながら、上記のいずれの方法によっ
て形成されたテーパ面も、平滑性や仕上がりが悪く、ま
た、残渣や切り屑等の異物の発生や素子のダメージ等が
問題となっている。
【０００８】そこで、上記のような問題を解決するため
に、レーザを用いてテーパ面を形成する加工方法が提案
されている。
【０００９】ここで、レーザを用いた加工技術について
簡単に説明する。
【００１０】通常、紫外線は、有機高分子を励起して高
分子内部の結合を切ったり、異なる有機分子同士を結合
させたりすることができる。なかでも特に強いエネルギ
ーを有する紫外域のパルスレーザは有機高分子の炭素結
合を切り、有機高分子を瞬時に分解し蒸発させることが
できる。水銀灯やキセノン灯等の通常光の１０Ｅ＋８か
ら１０Ｅ＋９倍もの高輝度光が得られるパルスレーザを
有機高分子材料に照射することにより、その表面におい
て高密度に光励起させることが可能となる。特に、輝度
がある閾値を超えると、高分子化合物の結合の分解反応
が爆発的に生じ、分解片がプラズマ状態となり、発光を
伴いながら超音速で飛散していくアブレーションという
現象を生じる。
【００１１】有機高分子膜を加工してパターニングする
方法として、エキシマレーザによるアブレーション加工
が好適に用いられている。エキシマレーザは、波長が紫
外域で１０〜２０ｎｓのパルス幅のパルスレーザであ
り、数百ｍＪ／ｃｍ2 以上のエネルギー密度を有する高
輝度光にすることで、非熱的プロセスで有機高分子膜を
加工することができる。
【００１２】このように、エキシマレーザ加工の場合、
光分解反応が主であるため、熱の影響の少ないエッチン
グができる。このため、エキシマレーザ加工法によれ
ば、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)法や他のレーザ加工
方法（ＹＡＧレーザや炭酸ガスレーザ）を用いた場合の
ように、加工の際に、被加工物のパターンが溶けたりせ
ず、残渣ができにくい等、加工形状がきれいなことが特
徴となっている。すなわち、エキシマレーザ加工の場
合、ＹＡＧレーザ加工法や炭酸ガスレーザ加工法のよう
に、被加工物に熱を与えて加工する熱加工によるエッチ
ングとは異なり、クリーンな精密加工が可能となってい
る。
【００１３】プリント基板や光導波路素子に用いられる
有機絶縁膜として、ポリイミドがよく使用されている。
この場合、プリント基板の絶縁膜であるポリイミドの穴
開けや、透光性ポリイミドからなる光導波路の形成にエ
キシマレーザを用いることで精密加工が簡単になる。
【００１４】したがって、エキシマレーザによるエッチ
ングには、以下に示すような特徴がある。
【００１５】１）エッチングされた部分の断面がシャー
プであり、周囲に熱的な損傷を与えない。
【００１６】２）ミクロンレベルでの任意の形状・位置
制御ができる。
【００１７】３）エッチングする際の深さを高精度（±
０．１μｍ程度）に制御できる。
【００１８】４）照射雰囲気は大気中、減圧下、あるい
は特定のガス雰囲気下等のいずれでも行える。
【００１９】このエキシマレーザを用いたテーパ加工方
法として、例えば特開平４−３３０４０４号公報の『回
折格子の製造方法』（従来技術Ａ）、特開平８−１５５
６６７号公報の『加工装置』（従来技術Ｂ）が挙げられ
る。
【００２０】上記従来技術Ａには、ポリイミド膜に対し
てマスクを透過したレーザを斜めに２方向から照射して
三角形状の段差を形成する方法が開示されている。
【００２１】また、上記従来技術Ｂには、レーザ加工機
のマスク駆動機構とマスクパターンを工夫することで、
被加工物上でのレーザビームの照射位置および被加工物
上で照射されるレーザパルス数を空間的に変化させテー
パ面を形成する方法が開示されている。
【００２２】上記の従来技術Ａ・Ｂによれば、被加工物
に対して加工位置や加工深さ等の加工量を高精度に制御
し、３次元的な面を得ることが可能となる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術Ａ・Ｂにおいては、以下のような問題が生じて
いる。
【００２４】従来技術Ａによってテーパ加工した場合、
例えば図２１に示すように、エキシマレーザ励起装置１
０１からのレーザビーム（光束）を可動ミラー１０２を
用いて所定の傾斜角で、ステージ１０３上に載置された
被加工物１０４としての試料１０４ａ上の有機材料膜１
０４ｂに斜め照射することによって行っている。この場
合、図２２に示すように、被加工物１０４のテーパ面近
傍に反応生成物１０６が付着する。これは、有機材料膜
１０４ｂの加工部分がレーザアブレーションで分解し上
方に蒸発した分解片１０５となり、この分解片１０５が
光束からはみ出ると加工領域周辺の冷却効果で超音速で
真下に吹きつけられるためだと考えられる。
【００２５】上記反応生成物１０６は、例えば有機材料
膜１０４ｂに形成された配線用のコンタクト穴を塞ぎ、
歩留りを悪化させる。また、反応生成物１０６が加工部
に残ると配線がつながらなくなるという問題が生じる。
【００２６】また、反応生成物１０６が光を吸収する性
質を持っていれば、光学部品に反応生成物１０６が付着
すると、該光学部品における光損失が大きくなるという
問題も生じる。
【００２７】さらに、このような反応生成物１０６は、
有機材料膜１０４ｂに付着した場合、一般の洗浄では、
完全に除去することができない。
【００２８】また、従来技術Ｂによってテーパ加工した
場合、上述の従来技術Ａによってテーパ加工した場合に
生じた問題が同様に生じると共に、以下の問題が生じ
る。
【００２９】従来技術Ｂでは、マスクパターンの形状を
変え、該マスクを移動させることによりテーパ形状とな
るＶ溝の作成が可能となっている。このため、テーパ加
工する場合には、マスク移動機構を備えたレーザ加工装
置が必要となり、このような装置を特別に作製しなけれ
ばならない。
【００３０】本発明は、上記の各問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的は、従来からある加工装置を用い
て、被加工物の分解片からなる反応生成物のない、平滑
な加工面を得ることができる加工方法を提供すると共
に、この加工方法により加工された加工面を用いた光学
部品を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本発明の加工方法は、上
記の課題を解決するために、被加工物に加工光を照射し
て、該被加工物の光照射面をテーパ形状にする加工方法
において、上記被加工物への加工光の照射領域の面積
を、加工面から生じる反応性生物が加工光により順次再
分解されるように、該被加工物のテーパ形成部分の平面
投影面積より大きくなるように設定し、上記被加工物と
加工光とを相対的に移動させながら該加工光を該被加工
物に照射することを特徴としている。
【００３２】上記の構成によれば、被加工物と加工光と
を相対的に移動させながら該加工光を該被加工物に照射
することで、被加工物の加工端面から順に加工すること
ができ、この結果、該被加工物に加工光が照射された部
分がテーパ面となる。このとき、被加工物と加工光との
相対速度を変えることにより、テーパ角を変更すること
ができる。
【００３３】しかも、被加工物への加工光の照射領域の
面積を、該被加工物のテーパ形成部分の平面投影面積よ
り大きくなるように設定しているので、加工面から生じ
る反応生成物は順次加工光により再分解される。これに
より、反応生成物の付着が無く、平滑性、光学特性の良
好なテーパ面を得ることができる。
【００３４】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の構成に加えて、加工光を、被加工物端
面方向から被加工物中心方向に向かって照射すると共
に、被加工物の移動停止よりも前に上記加工光の照射を
停止することを特徴としている。
【００３５】上記の構成によれば、上述の作用に加え
て、加工光を、被加工物端面方向から被加工物中心方向
に向かって照射すると共に、被加工物の移動停止よりも
前に上記加工光の照射を停止することにより、被加工物
の加工部分において加工光による過剰な加工が行われな
くなるので、被加工物の上面から滑らかなテーパ面を得
ることができる。
【００３６】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の構成に加えて、被加工物への照射を、
該被加工物の移動開始よりも後で開始することを特徴と
している。
【００３７】上記の構成によれば、上述の作用に加え
て、被加工物への照射を、該被加工物の移動開始よりも
後で開始することで、上記被加工物が載置されている下
地基板等に不要な加工光を照射することがなくなる。こ
れにより、被加工物以外の材料へのダメージを低く抑え
ることができる。
【００３８】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の何れかに記載の構成に加えて、加工光
を整形用マスクに通過させて、加工面照射領域を所定の
形状に整形し、この加工面照射領域が所定の形状に形成
された加工光を、被加工物に照射することを特徴として
いる。
【００３９】上記の構成によれば、上述の何れかの作用
に加えて、加工光を整形用マスクに通過させて、加工面
照射領域を所定の形状に整形し、この加工面照射領域が
所定の形状に形成された加工光を、被加工物に照射する
ことで、上記整形用マスクのマスク形状を変更するだけ
で、被加工物の加工部分の形状を容易に変更することが
できる。
【００４０】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の構成に加えて、整形用マスクの形状が
矩形状または台形状であることを特徴としている。
【００４１】上記の構成によれば、上述の作用に加え
て、整形用マスクのマスク形状が矩形状であることで、
被加工物に対して加工により得られるテーパ面全体が均
一な傾斜角を有する矩形のテーパ面を得ることができ
る。また、整形用マスクのマスク形状が台形状であるこ
とで、被加工物に対して加工により略Ｖ溝と反射面とを
同時に得ることができる。
【００４２】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の構成に加えて、整形用マスクのマスク
形状が台形状であるとき、加工面照射領域が台形状に整
形された加工光を、該被加工物の先端部側から順に照射
し、該加工光が被加工物のテーパ形成部分に到達する直
前に加工光の照射を停止することを特徴としている。
【００４３】上記の構成によれば、上述の作用に加え
て、加工面照射領域が台形状に整形された加工光を、該
被加工物の先端部側から順に照射し、該加工光が被加工
物のテーパ形成部分に到達する直前に加工光の照射を停
止することにより、加工光の照射が停止された領域にテ
ーパ面が形成されることになる。しかも、テーパ形成部
分に到達するまで被加工物は、加工面照射領域が台形状
の加工光により加工されているので、加工部分は略Ｖ溝
になる。つまり、被加工物は、略Ｖ溝とテーパ面とを一
度に形成されることになる。
【００４４】したがって、略Ｖ溝に光ファイバ等の光導
波路素子を配置し、この光導波路素子の光出射端面側に
光路変換面となるテーパ面が配置されることになるの
で、これまで、光導波路素子の配置部材と、光路変換面
となるミラー部材とを別々に設けた場合に比べて、光導
波路素子の位置決め精度を大幅に向上させることができ
る。
【００４５】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の何れかの構成に加えて、加工光がエキ
シマレーザであることを特徴としている。
【００４６】上記の構成によれば、上述の何れかの作用
に加えて、加工光がエキシマレーザであることで、被加
工物における加工量を高精度に制御することができると
共に、被加工物と他の材料との選択的な加工を容易に行
うことができる。
【００４７】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の何れかの構成に加えて、被加工物が有
機ポリマーからなることを特徴としている。
【００４８】上記の構成によれば、上述の何れかの作用
に加えて、被加工物が有機ポリマーからなることで、被
加工物の加工がしやすく、耐熱性、耐薬品性に優れた加
工ができる。
【００４９】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の何れかの構成に加えて、上記の被加工
物を構成する材料に対して加工選択性のある基板上に、
該被加工物をフィルム状あるいは板状に全面に形成した
後、被加工物に加工光を照射して、該被加工物の光照射
面をテーパ形状にすることを特徴としている。
【００５０】上記の構成によれば、上述の何れかの作用
に加えて、上記の被加工物を構成する材料に対して加工
選択性のある基板上に、該被加工物をフィルム状あるい
は板状に全面に形成した後、被加工物に加工光を照射し
て、該被加工物の光照射面をテーパ形状にすることで、
容易に、しかも迅速にテーパ面を形成することができ
る。したがって、被加工物の加工を大量に行うことが容
易となる。
【００５１】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、上記の何れかの構成に加えて、上記の被加工
物を構成する材料に対して加工選択性のある基板上に、
該被加工物を島状に形成した後、被加工物に加工光を照
射して、該被加工物の光照射面をテーパ形状にすること
を特徴としている。
【００５２】上記の構成によれば、上述の何れかの作用
に加えて、上記の被加工物を構成する材料に対して加工
選択性のある基板上に、該被加工物を島状に形成した
後、被加工物に加工光を照射して、該被加工物の光照射
面をテーパ形状にすることで、加工時に発生する反応生
成物の付着に対して耐性のある加工方法となる。
【００５３】本発明の加工方法は、上記の課題を解決す
るために、被加工物に加工光を照射して、該被加工物の
光照射面を加工する加工方法において、上記被加工物へ
の加工光の照射領域の面積を、加工面から生じる反応生
成物が加工光により順次分解されるように、該被加工物
の加工部分の平面投影面積より大きくなるように設定
し、上記被加工物と加工光とを相対的に移動させながら
該加工光を該被加工物に照射することを特徴としてい
る。
【００５４】上記の構成によれば、被加工物への加工光
の照射領域の面積を、該被加工物の加工部分の平面投影
面積より大きくなるように設定し、上記被加工物と加工
光とを相対的に移動させながら該加工光を該被加工物に
照射することで、被加工物と加工光とを相対的に移動さ
せながら該加工光を該被加工物に照射することで、被加
工物の加工端面から順に加工することができ、この結
果、該被加工物に加工光が照射された部分が加工面とな
る。このとき、被加工物と加工光との相対速度や、加工
光の照射エネルギーの大きさを、加工途中で変更するこ
とにより、加工面の形状を容易に変更することができ
る。
【００５５】しかも、被加工物への加工光の照射領域の
面積を、該被加工物の加工部分の平面投影面積より大き
くなるように設定しているので、加工面から生じる反応
生成物は順次加工光により再分解される。これにより、
反応生成物の付着が無く、平滑性、光学特性の良好な加
工面を得ることができる。
【００５６】本発明の光学部品は、上記の課題を解決す
るために、上記の何れかの加工方法にて加工されたテー
パ面が光路変換面である光学素子を有することを特徴と
している。
【００５７】上記の構成によれば、光学素子が上述の何
れかの加工方法にて加工されたテーパ面が光路変換面で
あることにより、この光学部品を用いれば、直径が０．
１ｍｍから２〜３ｍｍ程度の小さなレンズやプリズム、
ビームスプリッタ等のマイクロオプティックス部品の作
製が容易に行える。
【００５８】本発明の光学部品は、上記の課題を解決す
るために、上記の構成に加えて、光学素子が光導波路素
子であり、上記テーパ面が該光導波路素子の終端面であ
ることを特徴としている。
【００５９】上記の構成によれば、上述の作用に加え
て、この光学部品を用いれば、半導体レーザ、光変調器
等の光集積回路の作製が容易に行える。
【００６０】本発明の光学部品は、上記の課題を解決す
るために、上記の構成に加えて、テーパ面上に、金属膜
が形成されていることを特徴としている。
【００６１】上記の構成によれば、上述の作用に加え
て、テーパ面上に、金属膜が形成されていることで、テ
ーパ面における光路変換の効率を向上させることができ
る。
【００６２】本発明の光学部品は、上記の課題を解決す
るために、上記の構成に加えて、光導波路素子のテーパ
面上に、該光導波路素子のコアの屈折率よりも低い屈折
率を有する誘電体膜が形成され、その上に反射率の高い
遮光膜が形成されていることを特徴としている。
【００６３】上記の構成によれば、上述の作用に加え
て、光導波路素子のテーパ面上に、該光導波路素子のコ
アの屈折率よりも低い屈折率を有する誘電体膜が形成さ
れ、その上に反射率の高い遮光膜が形成されていること
で、テーパ面における光路変換の効率を向上させると共
に、異物の付着にも耐性を持たせることができる。
【００６４】本発明の光学部品は、上記の課題を解決す
るために、上記の構成に加えて、光学素子のテーパ面上
に、反射率の高い光学多層膜が形成されていることを特
徴としている。
【００６５】上記の構成によれば、上述の作用に加え
て、光学素子のテーパ面上に、反射率の高い光学多層膜
が形成されていることで、光路変換の効率が向上する。
【００６６】本発明の光学部品は、上記の課題を解決す
るために、上記の何れかの構成に加えて、テーパ面のテ
ーパ角が略４５°であることを特徴としている。
【００６７】上記の構成によれば、上述の何れかの作用
に加えて、テーパ面のテーパ角が略４５°であること
で、反射効率の良い光路変換が可能となる。
【００６８】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕 本発明の一実施の形態について、図１ないし図１２を用
いて説明すれば、以下の通りである。
【００６９】本実施の形態に係る加工方法に適用される
加工装置には、図２に示すエキシマレーザ加工システム
を用いる。なお、上記加工方法としては、被加工物の端
面を傾斜角４５°のテーパ面に加工する方法について説
明する。
【００７０】まず、上記エキシマレーザ加工システムに
ついて詳細に説明する。
【００７１】上記エキシマレーザ加工システムは、図２
に示すように、エキシマレーザ励起装置１を備え、この
エキシマレーザ励起装置１のレーザ照射方向に向かって
順に、ビームマスク２、固定ミラー３、縮小光学系４、
ステージ５が配置された構成となっている。上記ステー
ジ５上には、被加工物としてのポリイミドの有機高分子
膜からなる有機絶縁膜６を載せた基板７が載置されてい
る。
【００７２】上記エキシマレーザ励起装置１は、住友重
機械工業株式会社製であり、照射するエキシマレーザ
（以下、レーザビームと称する）の発振波長は２４８ｎ
ｍ、発振出力は２７０ｍＪ、発振周波数は２００パルス
／秒である。
【００７３】上記ビームマスク２は、上記エキシマレー
ザ励起装置１から照射されるレーザビームの照射領域の
形状（以下、ビーム形状と称する）を変更させるための
ものである。すなわち、ビームマスク２は、加工光のビ
ーム形状を所定の形状に整形する整形用マスクである。
【００７４】例えばビーム形状を矩形状にしたい場合に
は、図３に示すようなビームマスク２を用いる。このビ
ームマスク２には、中央部分に矩形状のマスクとなる貫
通穴２１が形成されている。つまり、この貫通穴２１の
形状を変えることにより、容易にビーム形状を変更する
ことができる。例えば、ビーム形状を上述のように矩形
状にする場合には、図４（ａ）に示すように、貫通穴２
１を長さｌ、幅ｗの矩形状に形成し、三角形状にする場
合には、図４（ｂ）に示すように、貫通穴２１を高さ
ｌ、底辺ｗの三角形状にすれば良い。
【００７５】上記固定ミラー３は、ビームマスク２を経
たレーザビームをステージ５方向に変更させるためのも
のであり、反射ミラーが好適に使用される。
【００７６】上記縮小光学系４は、石英凸レンズ等から
なり、固定ミラー３で反射されたレーザビームの照射領
域面積（以下、ビーム面積と称する）を所定の倍率で縮
小する光学系である。ビーム面積を縮小することで、レ
ーザビームの照射エネルギー密度が高くなる。なお、本
実施の形態では、上記縮小光学系４によるビーム面積の
縮小率を１／１２．２５〜１／３６に任意に設定できる
ようになっている。
【００７７】上記ステージ５は、ビーム照射面に対して
水平方向、すなわちＸ軸・Ｙ軸方向、およびビーム照射
面に垂直となるＺ軸方向に基板７を移動させる機構（図
示せず）を有している。
【００７８】上記構成のエキシマレーザ加工システムに
おいて、例えばエキシマレーザ励起装置１から発振され
るレーザビームのビーム面積４．５ｃｍ2 、ビームパワ
ー６０ｍＪ／ｃｍ2 とした場合に、このレーザビームは
ビームマスク２、固定ミラー３、縮小光学系４を介して
ステージ５上に載置された基板７上の被加工物である有
機絶縁膜６に照射される。
【００７９】以上のことから、図２に示すように、上記
エキシマレーザ励起装置１から照射されたレーザビーム
Ｌ０は、ビームマスク２により所定のマスク形状に変更
されたレーザビームＬ１となり、固定ミラー３を経て縮
小光学系４によって照射エネルギー密度が高められたレ
ーザビームＬ２となる。この各レーザビームＬ０〜Ｌ２
のレーザ強度は、Ｌ０＝Ｌ１＜Ｌ２となっており、レー
ザビームＬ２のレーザ強度が有機絶縁膜６を加工できる
大きさとなるように設定されている。
【００８０】このとき、縮小光学系４にて縮小率が１／
１２．２５〜１／３６にビーム面積が縮小されることに
より、被加工物への照射エネルギーは、０．７３５〜
２．１６Ｊ／ｃｍ2 程度の高輝度エネルギーとなる。こ
こで、ポリイミドの良好な加工のエネルギー下限は０．
５Ｊ／ｃｍ2 程度であるので、本実施の形態のポリイミ
ドの有機高分子膜からなる有機絶縁膜６を加工するには
上記のレーザビームＬ２の照射エネルギーを上述のよう
に設定すれば良いことが分かる。
【００８１】上記のエキシマレーザ加工システムにおけ
るテーパ形状の加工方法では、図１（ａ）（ｂ）に示す
ように、レーザビームＬ２のビーム面積Ｓ１が有機絶縁
膜６のテーパ部分となる加工部分６ａの平面投影面積Ｓ
２よりも大きくなるように設定され、有機絶縁膜６の端
面からレーザビームＬ２を該有機絶縁膜６に照射し、加
工部分６ａの端部６ｂとレーザビームＬ２の移動端部Ｌ
２ａとが一致した時点で、レーザビームＬ２の照射を停
止するようになっている。
【００８２】上記テーパ形状の加工方法によれば、図５
に示すように、レーザビームＬ２により有機絶縁膜６の
加工部分６ａが加工される際に生じる反応生成物１１
は、レーザビームＬ２の照射領域内と、レーザビームＬ
２の照射領域外とでは最終的な状態が異なる。すなわ
ち、レーザビームＬ２の照射領域内の反応生成物１１ａ
は再分解されて最終的に炭酸ガスになるのに対して、レ
ーザビームＬ２の照射領域外の反応生成物１１ｂはその
まま分解片となって有機絶縁膜６の未加工部分や基板等
に付着する。
【００８３】続いて、上記構成のエキシマレーザ加工シ
ステムによる加工方法の具体例について以下に説明す
る。ここでは、被加工物である有機絶縁膜６として、ポ
リイミド有機絶縁膜の端部に約４５°の傾斜端面（テー
パ）を形成する例について、図６（ａ）〜（ｅ）を参照
しながら以下に説明する。
【００８４】本願発明における加工方法では、マスク形
状、移動方向、レーザビームの被加工物に対する照射面
積をパラメータとして有機絶縁膜６の加工を行う。この
ときの加工条件は、以下の通りである。
【００８５】エキシマレーザ励起装置１の発振は、上述
した条件通りで照射面積の縮小率は１／１２．２５を用
いる。この場合、レーザパワーは、０．７３５Ｊ／ｃｍ
2 となる。
【００８６】ステージ５の移動速度、すなわち被加工物
である有機絶縁膜６の移動速度は、２．５ｍｍ／ｍｉｎ
とする。
【００８７】ビームマスク２としては、図３に示すもの
を使用する。この場合のビームマスク２は、厚さ１ｍｍ
のＳＵＳ３０４から形成され、ほぼ中央に貫通穴２１が
形成された構造となっている。
【００８８】被加工物である有機絶縁膜６として高透明
ポリイミド（日立化成工業株式会社製：ＯＰＩシリーズ
Ｎ２００５）を石英からなる基板７上にフォトリソグラ
フ工程により厚み４０μｍ、幅ｗ＝４００μｍ、長さｌ
＝２０００μｍになるように形成したものを使用する。
【００８９】図６（ａ）は、基板７上に載置された加工
前の有機絶縁膜６と、レーザビームＬ２との関係を示し
ている。この後、基板７が有機絶縁膜６と共に矢印方
向、すなわち、レーザビームＬ２の照射位置方向に移動
している状態を示す。
【００９０】図６（ｂ）ないし（ｄ）は、基板７が移動
することにより、該基板７上に載置された有機絶縁膜６
の端面から順に加工領域Ｒが加工されている状態を示
す。なお、図６（ｂ）ないし（ｄ）に示す有機絶縁膜６
の加工領域Ｒは未加工領域と区別するために斜線で示し
ている。
【００９１】図６（ｅ）は、図６（ｄ）の状態におい
て、有機絶縁膜６の加工領域Ｒがなくなり加工部分６ａ
が形成された状態を示す。形成された加工部分６ａは、
加工の際に発生する反応生成物の付着がなく平滑な面と
なっている。
【００９２】まず、図２に示すエキシマレーザ加工シス
テムにおいて、ビームマスク２、縮小光学系４を通過し
たレーザビームＬ２のフォーカスを被加工物である有機
絶縁膜６の加工部分６ａとなる部分に合わせる。
【００９３】次に、エキシマレーザ励起装置１からレー
ザビームを発振する。このとき、図６（ａ）に示すよう
に、有機絶縁膜６にはレーザビームを照射しない。
【００９４】続いて、図６（ａ）に示す状態から、ステ
ージ５（図２）を矢印方向に移動させて、該ステージ５
上の有機絶縁膜６をレーザビームＬ２の照射位置方向に
等速で移動させる。
【００９５】そして、図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すよ
うに、有機絶縁膜６の端部から順にレーザビームＬ２が
照射され、加工領域Ｒが徐々に加工される。
【００９６】最後に、図６（ｅ）に示すように、有機絶
縁膜６が所定の位置に到達し、加工部分６ａがテーパ状
になったら、エキシマレーザ励起装置１によるレーザビ
ームの発振を停止した後、ステージ５の移動を停止させ
る。
【００９７】以上の工程により加工された有機絶縁膜６
の加工部分６ａの加工面（テーパ面）は、反応生成物の
付着のない平滑な面となっている。
【００９８】ここで、図６（ｅ）に示すような加工部分
６ａが傾斜角４５°のテーパ形状を形成するための種々
の加工方法について、図７（ａ）〜（ｅ）を参照しなが
ら以下に説明する。なお、図７（ａ）（ｂ）は、本願発
明の加工方法（実施例１，２）を示し、図７（ｃ）〜
（ｅ）は本願発明の比較のための加工方法（比較例１〜
３）を示している。また、図７（ａ）〜（ｅ）では、レ
ーザビームの照射位置は、加工前を実線２２、加工後を
破線２３で示している。
【００９９】上記各加工方法における加工条件を以下の
表１に示す。
【０１００】
【表１】 表１に示した各加工条件で加工されたテーパ面の面状態
を調べる。ここでは、上記の加工条件で終端面が傾斜角
４５°のテーパ面となる光導波路４０を作製し、このテ
ーパ面の加工後の加工面の表面状態を光学顕微鏡で観察
し、またその表面粗さを測定した。さらに、各光導波路
４０にレーザビーム（波長７８０ｎｍ，出力１ｍＷ）を
入射した場合、各テーパ面における反射率を測定した。
但し、光導波路４０等の光の損失は除外した。上記の各
測定結果を、以下の表２に示す。
【０１０１】
【表２】 表２の結果から次のことが分る。本願発明の加工方法を
適用した実施例１および実施例２では、加工端面に向か
ってステージ５を移動させ、かつレーザビームの最終照
射面をテーパ面（ミラー面）として用いており、加工面
であるテーパ面の顕微鏡観察結果から反応生成物の付着
が少なく、加工面の表面粗さが良好で且つ反射率が比較
例１〜３に比べて高いことが分かる。したがって、加工
端面に向かってステージ５を移動させ、かつレーザビー
ムの最終照射面をテーパ面として用いることが好ましい
ことが分かる。
【０１０２】これに対して、比較例１では、加工端面か
ら遠ざかる方向にステージ５を移動させ、レーザビーム
を照射した場合、加工したテーパ面には反応生成物の付
着がみられた。また、比較例２，３においても、比較例
１と同様に加工したテーパ面に反応生成物の付着がみら
れた。
【０１０３】上記テーパ面に付着している反応生成物
は、有機絶縁物を加工したときに発生する有機物（煤）
であり、黒色のものである。これが加工面に付着する
と、表面粗さが悪くなるだけでなく、光を吸収し反射率
が悪くなるため、高品質の光学素子としての使用が不可
能になる。
【０１０４】比較例１〜３の加工条件により反応生成物
が加工面に付着する原因は、以下の理由によるものと考
えられる。
【０１０５】レーザビームにより加工されて上昇した有
機絶縁膜の分解片は、ビーム照射領域内では２次分解、
３次分解等の再分解が繰り返され、最終的に空気中の酸
素と反応して炭酸ガスになる。したがって、ビーム照射
領域内では、有機絶縁膜の分解片は反応生成物になりに
くく、加工面に対して反応生成物の付着が抑制される。
【０１０６】しかしながら、加工中にレーザビームを移
動させた場合、加工面自体が移動していくため、次の加
工面の分解片が周囲に飛び散り、加工が完了し、且つレ
ーザビームが照射されない加工面や、レーザビームが照
射されていない他の領域に反応生成物が付着することに
なる。
【０１０７】すなわち、レーザビームの進行方向に飛び
散った分解片は、再度レーザビームの照射により分解さ
れるため、再付着した反応生成物は再分解される。これ
に対して、レーザビームの進行方向とは逆のレーザビー
ム照射領域外の部分には分解片が反応生成物として付着
したままとなる。
【０１０８】以上の理由により、レーザビームを用いた
テーパ加工において、レーザビームの最終照射端面、す
なわち加工終端面が最も反応生成物の付着の少ない面と
なることが分かった。
【０１０９】したがって、上記の実施例１，２では、所
望のテーパ面に照射されるビーム照射を最終照射端面と
することにより反応生成物の付着はなくなり、平滑で光
学特性の良好な加工面となる。これに対して、比較例
１，２では、ビーム照射が最終照射端面ではないため、
加工面に一度付着した反応生成物が再分解されず残って
しまい、平滑な加工面を得ることができないことが分か
った。
【０１１０】以上の結果より、反応生成物の付着のない
平滑な加工面を得るには、加工開始から加工終了まで常
にレーザビームが加工面に照射される必要がある。すな
わち、エキシマレーザ励起装置１から発振されたレーザ
ビームがビームマスク２および縮小光学系４を経て被加
工物である有機絶縁膜６に照射される場合の加工面照射
面積（ビーム面積）は、レーザビームの照射により形成
されるテーパ面の平面投影面積以上の面積を有している
必要がある。そして、加工部分６ａのレーザビームの最
終照射位置にテーパ面が形成される。
【０１１１】なお、上記の各加工方法では、レーザビー
ムの照射位置に被加工物を移動させるようにしている
が、これに限定されない。例えば被加工物の所望のテー
パ形状が必要な位置に向かってレーザビームを照射した
場合においても、最終レーザビーム照射位置に反応生成
物の付着のない平滑で光学特性の良好なテーパ面が得ら
れる。
【０１１２】続いて、ビームマスク２の貫通穴２１の形
状を、図８に示すように、台形状にした場合のテーパ面
の加工について、図２，図９ないし図１２を参照しなが
ら以下に説明する。
【０１１３】ここでの加工条件は、以下に示す通りであ
る。
【０１１４】エキシマレーザ励起装置１の発振されるレ
ーザビームのビーム面積４．５ｃｍ2 、ビームパワー６
０ｍＪ／ｃｍ2 とする。照射面積はの縮小率は６倍とす
る。すなわち、レーザビームＬ２における加工レーザパ
ワーは、２．１６Ｊ／ｃｍ2 となる。レーザビームＬ２
の移動速度は、すなわちステージ５の移動速度は５ｍｍ
／ｍｉｎとする。
【０１１５】また、被加工物としては、上述の有機絶縁
膜６と同じ高透明ポリイミド（日立化成工業株式会社
製：ＯＰＩシリーズＮ２００５）をフィルム状にしたも
のを用いる。
【０１１６】図９に示すように、被加工物である有機絶
縁物からなるフィルム６２上を、ビーム形状が台形状の
レーザビームＬ２が該フィルム６２の先端部６２ａ側か
ら所定の位置である最終端部６２ｂまで移動するように
ステージ５を移動させ、該ステージ５の移動停止前にレ
ーザビームＬ２の照射を停止する。
【０１１７】したがって、フィルム６２のレーザビーム
Ｌ２の照射部分には、図１０に示すように略Ｖ字状の溝
７２が形成される。レーザビームＬ２の移動の最終端部
６２ｂには、前記と同様に、４５°のテーパ面７４が形
成される。このテーパ面７４は、ステージ５の移動を停
止した後にレーザビームＬ２の照射を停止するようにな
っているので、反応生成物の付着のない平滑、かつ光学
特性の良好な面となっている。
【０１１８】また、このように加工されたフィルム６２
の４５°傾斜のテーパ面７４を、光の反射面（光路変換
面）として使用する例について以下に説明する。
【０１１９】まず、上記のように略Ｖ字状の溝７２が形
成されたフィルム６２をａ・ａ’線で切断する。そし
て、図１１に示すように、上記溝７２を光ファイバ７５
の載置用の溝として使用する。したがって、溝７２の大
きさは、光ファイバ７５の直径に合わせて設定される。
【０１２０】このように、光ファイバ７５をフィルム６
２の溝７２に載置した場合、図１２に示すように、上記
光ファイバ７５からの光はテーパ面７４にて直角に反射
される。すなわち、４５°に傾斜している上記テーパ面
７４は、光ファイバ７５からの出射光の光路を９０°変
換するようになっている。なお、上記テーパ面７４は、
フィルム６２の最終端部６２ｂであるので、レーザビー
ムＬ２の照射がステージ５の移動停止後に停止される。
よって、上記テーパ面７４には反応生成物の付着がな
い。また、溝７２には、反応生成物が付着しているが、
薄く付着しているので光ファイバ７５の位置合わせには
とくに影響がない。
【０１２１】但し、上述のようにフィルム６２のテーパ
面７４で光を反射させる場合、光ファイバ７５から出射
された光は、屈折率Ｎの低い空気（Ｎ＝１）から、屈折
率Ｎの高いポリイミド（Ｎ＝１．８）へと入射されるた
め反射率が低い。よって、テーパ面７４を完全な光路変
換面（ミラー面）とするには、面上にＡｌ等の反射率の
高い金属膜や、誘電体多層膜を形成する必要がある。つ
まり、前記の４５°の傾斜面であるテーパ面７４に４５
°の入射角で波長７８０ｎｍの光が入射した場合、屈折
率１．８のポリイミドでは約１０％程度しか反射しな
い。
【０１２２】そこで、テーパ面７４からなるミラー面に
おける反射率を上げるために、以下の３種類の方法が考
えられる。
【０１２３】第一の方法としては、図１３に示すよう
に、フィルム６２のテーパ面７４上に膜厚４０ｎｍ以上
のＡｌからなる遮光膜６５をスパッタ法によりコーティ
ングする方法がある。この遮光膜６５のコーティングに
より、テーパ面７４上のミラー面において、波長７８０
ｎｍの光の反射率はＰ波で８１％、Ｓ波で９０％となっ
た。なお、上記のＡｌのコーティングは、上記スパッタ
法以外に、電子ビーム蒸着法や金属ＣＶＤ法を用いても
良い。
【０１２４】第二の方法としては、図１４に示すよう
に、図１３に示すフィルム６２に形成された遮光膜６５
の表面に、該遮光膜６５側から順に、ＭｇＦ2 膜（膜厚
１５０ｎｍ）、ＴｉＯ2 膜（膜厚９０ｎｍ）、ＭｇＦ2
膜（膜厚１６５ｎｍ）、ＴｉＯ2 膜（膜厚９０ｎｍ）、
ＭｇＦ2 膜（膜厚１７０ｎｍ）、ＴｉＯ2 膜（膜厚９０
ｎｍ）を積層した誘電体多層膜６６を形成する方法があ
る。この誘電体多層膜６６が形成されたテーパ面７４上
のミラー面において、波長７８０ｎｍの光の反射率はＰ
波で９６％、Ｓ波で９９％となった。なお、ＭｇＦ2 膜
とＴｉＯ2 膜におけるそれぞれの膜厚は、単層での反射
率がＭｇＦ2 が最小に、ＴｉＯ2 が最大に近い付近で選
択する必要がある。
【０１２５】第三の方法として、図１５に示すように、
図１３に示すフィルム６２に形成された遮光膜６５の表
面に、該遮光膜６５側から順に、ＳｉＯ2 膜（膜厚１４
０ｎｍ）、ＴｉＯ2 膜（膜厚９０ｎｍ）、ＳｉＯ2 膜
（膜厚１５０ｎｍ）、ＴｉＯ2 膜（膜厚９０ｎｍ）、Ｓ
ｉＯ2 膜（膜厚１５５ｎｍ）、ＴｉＯ2 膜（膜厚９０ｎ
ｍ）、ＳｉＯ2 膜（膜厚１５５ｎｍ）、ＴｉＯ2 膜（膜
厚９０ｎｍ）を積層した誘電体多層膜６７を形成する方
法がある。この誘電体多層膜６７が形成されたテーパ面
７４上のミラー面において、波長７８０ｎｍの光の反射
率はＰ波で９９％、Ｓ波で１００％となった。
【０１２６】以上の結果から、Ａｌからなる遮光膜６５
側の膜、すなわち光の入射方向と逆側の膜は、屈折率の
小さい材料を単層での反射率が最小になる付近の膜厚に
選定し、かつ、光の入射方向側の膜は、屈折率の大きい
材料を単層で反射率が最大となる膜厚に選定することが
好ましい。さらに、二種類の材料の屈折率差は大きいほ
ど反射率が向上する結果となった。
【０１２７】なお、本実施の形態では、レーザビームの
照射位置を固定させて、被加工物を該レーザビームの照
射位置に移動させるようにして説明したが、これに限定
されるものではなく、例えば被加工物を固定し、レーザ
ビームの照射位置を該被加工物に向かって移動せる方法
をとっても良い。また、被加工物とレーザビームの照射
位置とが互いに向かいあう方向にそれぞれが移動するよ
うにしても良い。
【０１２８】また、本実施の形態では、レーザビームを
照射することにより被加工物に対して傾斜角４５°のテ
ーパ面を形成する加工方法について説明しているが、本
願発明の加工方法はこれに限定されるものではない。つ
まり、被加工物にテーパ面を形成する場合、本実施の形
態では、レーザビームの照射エネルギーを一定にし、被
加工物の移動速度も一定にしていた。しかしながら、レ
ーザビームの照射エネルギーの大きさや、被加工物の移
動速度を変えれば、被加工物上の加工部分の形状を変え
ることができる。この場合でも、加工部分には反応生成
物が付着することがないので、平滑な面を得ることがで
きる。
【０１２９】なお、本実施の形態においては、加工用の
レーザとしてエキシマレーザを使用しているが、これに
限定されることなく、例えば、ＣＯ2 レーザ等の他のレ
ーザでも構わない。但し、ＣＯ2 レーザを使用する加工
の場合、熱による加工となるので、被加工物としては熱
で変質しにくい材料を使用する必要がある。また、エキ
シマレーザによる加工の場合、アブレーションによる加
工となるので、下地基板等と被加工物との選択性が比較
的高く、下地基板等にダメージを与えることはほとんど
ない。しかしながら、ＣＯ2 レーザを使用する加工の場
合、熱による加工となるので、下地基板等と被加工物と
の選択性が比較的低く、下地基板等にダメージを与える
ことになる。
【０１３０】したがって、加工用光源での被加工物への
照射を、被加工物の移動開始より以降に開始することが
重要となる。仮に、加工用光源での被加工物への照射
が、被加工物の移動以前に始まると被加工物が移動しな
い状態で該被加工物が配置された基板に加工用光源から
の加工光が照射された状態となるので、基板へのダメー
ジが被加工物の加工部分よりも大きくなり、基板上に被
覆された下地の剥がれや破れ等の問題を生じる虞があ
る。
【０１３１】なお、本願発明に適用できるレーザとし
て、アブレーション加工が可能なレーザであればどのよ
うなレーザも可能であるが、その代表的なものとして
は、上述したエキシマレーザ、ＣＯ2 レーザ、ＹＡＧレ
ーザがある。このなかでも、エキシマレーザは、加工精
度が良く、有機高分子膜の加工、例えば光導波路の加工
に最適であるといえる。
【０１３２】ちなみに、上記の３つのレーザは、以下の
ような条件で本願発明の加工方法に適用される。
【０１３３】（１）エキシマレーザ（ＡｒＦ波長１９２
ｎｍ，ＫｒＦ波長２４８ｎｍ、ＸｅＣｌ波長３０８ｎ
ｍ）（２） ＣＯ2 レーザ（高ピーク短パルス型，波長９．４
〜９．６μｍ，１０．６μｍ）（３） ＹＡＧレーザ（第３高周波，波長１．０６４／３
μｍ），（第４高周波，波長１．０６４／４μｍ）上記
の各レーザの条件は、加工する材料（被加工物）の種類
に応じて使い分ける。つまり、材料自体のレーザの吸収
波長が異なるため、吸収効率の高い波長領域で各レーザ
を用いることが必要となるからである。
【０１３４】以上のように、本実施の形態では、加工面
が平滑で且つ光学特性が良いことを示すと共に、これら
の性質を利用して光路を変換するミラー面の反射率につ
いて説明した。以下の実施の形態２においては、上記加
工方法を具体的に光学部品に使用した例につて説明す
る。
【０１３５】〔実施の形態２〕 本実施の形態に係る光学部品は、図１６に示すように、
透明性の基板４４上に光導波路４０が形成された構成と
なっている。
【０１３６】上記光導波路４０は、一端側にテーパ面５
４が形成されている。このテーパ面５４は、前記実施の
形態１で示した加工方法によって形成されており、反応
生成物の付着のない平滑な面となっている。また、テー
パ面５４の傾斜角は４５°になるように加工されてお
り、このテーパ面５４の下方に基板４４を介して光信号
受信用のフォトダイオード４２が設けられている。すな
わち、光導波路４０の端部４３から基板４４に平行に入
射された光信号（以下、単に光と称する）は、該光導波
路４０内部を通過してテーパ面５４にて反射された後、
基板４４を透過してフォトダイオード４２に受信される
ようになっている。
【０１３７】なお、図１６に示すように、基板４４に対
して平行となるように、光導波路４０に光が入射される
場合、該光導波路４０のテーパ面５４の傾斜角は４５°
にするのが好ましい。つまり、この場合に、テーパ面５
４の傾斜角を４５°にすることにより、光をフォトダイ
オード４２に効率良く受信させることができる。しかし
ながら、フォトダイオード４２の配設位置や光の光導波
路４０への入射角等によって、テーパ面５４の最適な傾
斜角は変化するので、該テーパ面５４の傾斜角はその都
度変更する必要がある。
【０１３８】ところで、図１６に示す光導波路４０のテ
ーパ面５４は、前記実施の形態１の加工方法において、
レーザビームＬ２の照射を、光導波路４０の移動停止前
に停止させて加工されたものである。これにより、光導
波路４０の上面から下面にかけて滑らかなテーパ面５４
にすることが可能となっている。
【０１３９】したがって、光導波路４０のテーパ面５４
において、該光導波路４０の外部では光が外部に反射さ
れるようになるので、該テーパ面５４の外部から光は入
射されることはない。これにより、光導波路４０におい
て、端部４３側から入射される光、すなわちフォトダイ
オード４２には該光導波路４０にて導かれた光のみが受
信されるようになるので、フォトダイオード４２を用い
た光学部品における信頼性の向上を図ることができる。
【０１４０】しかしながら、光導波路４０のテーパ面５
４の加工において、レーザビームＬ２の照射を、光導波
路４０の移動停止後に停止させた場合、該テーパ面５４
は、必要以上にレーザビームＬ２により加工されてしま
う。例えば、光導波路４０のテーパ面５４は、図１６に
示す状態から、さらにレーザビームＬ２により加工され
るので、図１７に示すように、上部５４’ａが垂直に加
工されたテーパ面５４’となる。
【０１４１】この場合、光導波路４０には、図１７に示
すように、光導波路４０の端部４３から入射した光は、
テーパ面５４’において一部が上部５４’ａから外部に
漏れる虞があり、光を効率良くフォトダイオード４２に
導くことができないという問題が生じる。
【０１４２】したがって、図１６に示すような光学特性
の優れた光学部品を作製するには、被加工物である光導
波路４０の移動停止よりも前に、レーザビームＬ２の照
射停止を行う必要がある。
【０１４３】続いて、本実施の形態に係る他の光学部品
は、図１８に示すように、フォトダイオード４２が設け
られたシリコン基板４５上にバッファ層４６を介して光
導波路４０が形成された構成、すなわちフォトダイオー
ド４２と光導波路４０の終端面に形成されたテーパ面５
４とがモノリシック結合した構成となっている。
【０１４４】上記光導波路４０の端部には、テーパ面５
４が形成され、このテーパ面５４の直下に上記バッファ
層４６が配設されている。
【０１４５】上記バッファ層４６は、ＰＳＧ（Phosphor
ous Silicate Glass) やＳＯＧ(Spin on Glass) 等のシ
リコン酸化膜で構成されている。
【０１４６】また、フォトダイオード４２の上面には、
反射防止膜４７が設けられており、光導波路４０からの
光がフォトダイオード４２で反射し、該フォトダイオー
ド４２に本来入射されるべき光量が減少するのを防止し
ている。この反射防止膜４７には、シリコン窒化膜が用
いられている。
【０１４７】上記の構成の光学部品において、６００ｎ
ｍから６５０ｎｍの可視光レーザを光導波路４０の端部
（テーパ面５４の形成面とは反対側端部）から入射して
フォトダイオード４２における受光量、すなわち光量を
測定したところ、テーパ面５４を形成しないものと比べ
て受光感度が１５０〜２００％近く向上した。
【０１４８】したがって、上記構成の光学部品において
も、光導波路４０にテーパ面５４を形成することによ
り、このテーパ面５４がミラーとしての機能を有するよ
うになるので、該光導波路４０内に導かれた光はテーパ
面５４で略直角に屈折してフォトダイオード４２に入力
されることになる。したがって、光導波路４０内の光
は、テーパ面５４から外部にほとんど漏れずに、フォト
ダイオード４２に高効率で入力されることになる。
【０１４９】さらに、図１８に示すように、光導波路４
０のテーパ面５４上にクラッド層５５、遮光膜６５を順
次形成することにより、光導波路４０により導かれた光
をさらに高効率でフォトダイオード４２に入射させるこ
とができる。
【０１５０】この場合、クラッド層５５および遮光膜６
５は、光導波路４０、テーパ面５４、バッファ層４６を
覆うように成膜され、基板４４側に反射ミラー面を形成
している。
【０１５１】一般に、基板に対して垂直な光導波路の断
面に、上記のクラッド層や遮光膜を均一に成膜するのが
難しく、膜と光導波路との密着性が悪く剥がれ易いとい
う問題が生じていた。
【０１５２】しかしながら、図１８に示すように、光導
波路４０の最終端部をテーパ面５４にすることで、膜
（クラッド層５５、遮光膜６５）と光導波路４０との被
覆性が向上し、膜の剥がれや密着不良をなくすことがで
きる。
【０１５３】ここで、上記クラッド層５５は、シリコン
酸化膜からなり、本実施の形態ではＣＶＤ（Chemical V
apor Deposition ）法で成膜される。このクラッド層５
５は、空気に比べて屈折率が大きいため、テーパ面５４
でのフレネル反射は小さい。
【０１５４】また、遮光膜６５には、静電遮蔽を行う場
合、通常、金属膜が用いられる。本実施の形態では、遮
光膜６５として、純度９９．９％のＡｌ膜を用いる。一
般に、Ａｌは反射率が高いため、クラッド層５５で反射
せず透過した光導波路４０側からの光を反射するように
なっている。このため、コアの屈折率、すなわち光導波
路４０の屈折率によってはテーパ面５４における実質的
な反射率は大きくなる。
【０１５５】例えば、図１８において、光導波路４０の
内部を左側から右側に通過していく６５０ｎｍの波長の
光を、傾斜角４５°のテーパ面５４で反射させたときの
反射率を比較すると以下のようになる。
【０１５６】まず、光導波路４０に屈折率１．８のポリ
イミドを用いた場合について説明する。
【０１５７】光導波路４０上にクラッド層５５および遮
光膜６５を被覆しないとき、テーパ面５４に対する入射
角が３５°よりも大きい角度で光導波路４０中を伝搬す
る光の反射率は１００％であるが、テーパ面５４に対す
る入射角が３５°以下のテーパ面５４での反射率は、全
角度平均でＰ波が６５％、Ｓ波が６８％程度となった。
これに対して、光導波路４０にクラッド層５５および遮
光膜６５を被覆したとき、テーパ面５４での反射率は、
全角平均でＰ波が７２％、Ｓ波が８７％程度となった。
【０１５８】次に、光導波路４０に屈折率１．５５のフ
ッ素化ポリイミドを用いた場合について説明する。
【０１５９】光導波路４０上に、クラッド層５５および
遮光膜６５を被覆しないとき、テーパ面５４に対する入
射角が４０°よりも大きい角度で光導波路４０中を伝搬
する光の反射率は１００％であるが、テーパ面５４に対
する入射角が４０°以下のテーパ面５４での反射率は、
全角度平均でＰ波が５６％、Ｓ波が６０％程度となっ
た。これに対して、光導波路４０にクラッド層５５およ
び遮光膜６５を被覆したとき、テーパ面５４での反射率
は、全角平均でＰ波が７２％、Ｓ波が８７％程度となっ
た。
【０１６０】以上の結果から、傾斜角が４５°であるテ
ーパ面５４に対して、光導波路４０内部を伝搬する光が
基板４４に対して平行な光（以下、平行光と称する）で
ある場合や光導波路４０内部を通過する光が基板４４に
対して平行とならない光（以下、発散光と称する）であ
る場合では、反射率が高く問題はない。
【０１６１】しかしながら、発散光でテーパ面５４に対
する入射角が小さい場合、すなわち、垂直に近い角度で
入射する光が多い場合には、クラッド層５５、遮光膜６
５を光導波路４０上に被覆すれば反射率が高くなること
が分かる。
【０１６２】なお、本実施の形態では、遮光膜６５にＡ
ｌ膜を使用したが、これに限定されるものではなく、Ａ
ｇ等の反射率の高い材料であれば、他の金属膜であって
も良い。
【０１６３】ここで、石英あるいはシリコンからなる基
板上に、傾斜角４５°のテーパ面５４を有する光導波路
４０を作製する工程について以下に説明する。
【０１６４】はじめに、屈折率１．４６の石英からなる
基板４４上に、傾斜角４５°のテーパ面５４を有する光
導波路４０を作製する場合について、図１９（ａ）ない
し図１９（ｈ）を参照しながら以下に説明する。
【０１６５】まず、図１９（ａ）に示すように、透過率
の高い石英からなる基板４４上に、光導波路４０となる
べき有機絶縁膜、すなわち該基板４４よりも屈折率の高
いポリアミドイミド（屈折率１．８：商品名 日立化成
ハイマル）かならなる有機絶縁膜４０１をスピンコート
で形成する。
【０１６６】次いで、図１９（ｂ）に示すように、有機
絶縁膜４０１上に、フォトレジストやポリスチレン等、
溶剤を用いて該有機絶縁膜４０１と選択的に除去できる
有機膜６８をスピンコート等で形成する。
【０１６７】次に、図１９（ｃ）に示すように、有機絶
縁膜４０１の所定の位置に、前記実施の形態１と同様の
加工方法によって、エキシマレーザを照射して４５°の
傾斜角のテーパ面５４を形成する。
【０１６８】続いて、図１９（ｄ）に示すように、溶剤
で有機絶縁膜４０１上の有機膜６８を除去する。
【０１６９】そして、図１９（ｅ）に示すように、基板
４４および有機絶縁膜４０１上にクラッド層５５となる
ＳｉＯ2 をＣＶＤ法で形成する。
【０１７０】次に、図１９（ｆ）に示すように、有機絶
縁膜４０１の光導波路４０に対応する部分にフォトレジ
ストパターン５６をフォトリソグラフィー等で形成す
る。
【０１７１】次いで、図１９（ｇ）に示すように、ＲＩ
Ｅで有機絶縁膜４０１上のクラッド層５５のＳｉＯ2 マ
スクパターンを形成した後、同じくクラッド層５５のＳ
ｉＯ2 マスクパターンをマスクとしてＲＩＥで、図１９
（ｈ）に示すような光導波路４０を形成する。
【０１７２】以上の工程により、テーパ面５４上に反応
生成物の付着がなく、光学特性に優れた光導波路４０を
得ることができる。
【０１７３】上記の光導波路４０の材料として用いたポ
リアミドイミドは、比較的耐熱性が高く、２００℃程度
まで工程温度を上げることが可能となっている。さら
に、ポリアミドイミドの代わりにポリイミドを用いれ
ば、３５０℃程度までの工程温度に対応させることが可
能となる。
【０１７４】続いて、シリコンからなる基板４５上に、
傾斜角４５°のテーパ面５４を有する光導波路４０を作
製する場合について、図２０（ａ）ないし図２０（ｆ）
を参照しながら以下に説明する。
【０１７５】まず、図２０（ａ）に示すように、シリコ
ンからなる基板４５の上に、ＣＶＤ法等で屈折率１．４
６のＳｉＯ2 からなるバッファ層４６を形成する。
【０１７６】次に、図２０（ｂ）に示すように、バッフ
ァ層４６上にＳｉＯ2 より屈折率の高いポリイミド（屈
折率１．８，日立化成 ＰＩＸ）からなる有機絶縁膜４
０１をスピンコートで形成する。
【０１７７】続いて、図２０（ｃ）に示すように、有機
絶縁膜４０１上にＳｉＯ2 からなるクラッド層５５をＣ
ＶＤ法などで形成する。
【０１７８】次いで、図２０（ｄ）に示すように、有機
絶縁膜４０１上に光導波路４０に対応するフォトレジス
トパターン５６をフォトリソグラフィー等で形成する。
【０１７９】次に、図２０（ｅ）に示すように、ＲＩＥ
でクラッド層５５をＳｉＯ2 マスクパターンとし、有機
絶縁膜４０１をエッチングすることにより、光導波路４
０を形成する。
【０１８０】最後に、図２０（ｆ）に示すように、光導
波路４０およびクラッド層５５の端面に、前記実施の形
態１と同様の加工方法によって、エキシマレーザを照射
して４５°の傾斜角のテーパ面５４を形成する。
【０１８１】上記の方法によれば、エキシマレーザを光
導波路４０に照射して加工する際、反応生成物がテーパ
面５４以外の領域に付着するが、ＳｉＯ2 マスクがクラ
ッド層５５として機能するので、損失等のない傾斜角４
５°のテーパ面５４が得られる。なお、クラッド層５５
を構成するＳｉＯ2 マスクは、エキシマレーザの照射パ
ワーを強くすれば、テーパ加工時と同時に除去できる。
したがって、図１９（ａ）〜図１９（ｈ）で示した方法
に比べて、短い工程で光導波路４０のテーパ面５４を形
成することができる。
【０１８２】
【発明の効果】本発明の加工方法は、以上のように、被
加工物に加工光を照射して、該被加工物の光照射面をテ
ーパ形状にする加工方法において、上記被加工物への加
工光の照射領域の面積を、加工面から生じる反応性生物
が加工光により順次再分解されるように、該被加工物の
テーパ形成部分の平面投影面積より大きくなるように設
定し、上記被加工物と加工光とを相対的に移動させなが
ら該加工光を該被加工物に照射する構成である。
【０１８３】それゆえ、被加工物への加工光の照射領域
の面積を、該被加工物のテーパ形成部分の平面投影面積
より大きくなるように設定しているので、加工面から生
じる反応生成物は順次加工光により再分解される。これ
により、反応生成物の付着が無く、平滑性、光学特性の
良好なテーパ面を得ることができるという効果を奏す
る。
【０１８４】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の構成に加えて、加工光を、被加工物端面方向から被加
工物中心方向に向かって照射すると共に、被加工物の移
動停止よりも前に上記加工光の照射を停止する構成であ
る。
【０１８５】それゆえ、上述の構成による効果に加え
て、加工光を、被加工物端面方向から被加工物中心方向
に向かって照射すると共に、被加工物の移動停止よりも
前に上記加工光の照射を停止することにより、被加工物
の加工部分において加工光による過剰な加工が行われな
くなるので、被加工物の上面から滑らかなテーパ面を得
ることができるという効果を奏する。
【０１８６】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の構成に加えて、被加工物への照射を、該被加工物の移
動開始よりも後で開始する構成である。
【０１８７】それゆえ、上述の構成による効果に加え
て、被加工物への照射を、該被加工物の移動開始よりも
後で開始することで、上記被加工物が載置されている下
地基板等に不要な加工光を照射することがなくなる。こ
れにより、被加工物以外の材料へのダメージを低く抑え
ることができるという効果を奏する。
【０１８８】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の何れかに記載の構成に加えて、加工光を整形用マスク
に通過させて、加工面照射領域を所定の形状に整形し、
この加工面照射領域が所定の形状に形成された加工光
を、被加工物に照射する構成である。
【０１８９】それゆえ、上述の何れかの構成による効果
に加えて、加工光を整形用マスクに通過させて、加工面
照射領域を所定の形状に整形し、この加工面照射領域が
所定の形状に形成された加工光を、被加工物に照射する
ことで、上記整形用マスクのマスク形状を変更するだけ
で、被加工物の加工部分の形状を容易に変更することが
できるという効果を奏する。
【０１９０】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の構成に加えて、整形用マスクの形状が矩形状または台
形状である構成である。
【０１９１】それゆえ、上述の構成による効果に加え
て、整形用マスクのマスク形状が矩形状であることで、
被加工物に対して加工により得られるテーパ面全体が均
一な傾斜角を有する矩形のテーパ面を得ることができ
る。また、整形用マスクのマスク形状が台形状であるこ
とで、被加工物に対して加工により略Ｖ溝と反射面とを
同時に得ることができるという効果を奏する。
【０１９２】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の構成に加えて、整形用マスクのマスク形状が台形状で
あるとき、加工面照射領域が台形状に整形された加工光
を、該被加工物の先端部側から順に照射し、該加工光が
被加工物のテーパ形成部分に到達する直前に加工光の照
射を停止する構成である。
【０１９３】それゆえ、上述の構成による効果に加え
て、加工面照射領域が台形状に整形された加工光を、該
被加工物の先端部側から順に照射し、該加工光が被加工
物のテーパ形成部分に到達する直前に加工光の照射を停
止することにより、加工光の照射が停止された領域にテ
ーパ面が形成されることになる。しかも、テーパ形成部
分に到達するまで被加工物は、加工面照射領域が台形状
の加工光により加工されているので、加工部分は略Ｖ溝
になる。つまり、被加工物は、略Ｖ溝とテーパ面とを一
度に形成されることになる。
【０１９４】したがって、略Ｖ溝に光ファイバ等の光導
波路素子を配置し、この光導波路素子の光出射端面側に
光路変換面となるテーパ面が配置されることになるの
で、光導波路素子の配置部材と、光路変換面となるミラ
ー部材とを別々に設けた場合に比べて、光導波路素子の
位置決め精度を大幅に向上させることができるという効
果を奏する。
【０１９５】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の何れかの構成に加えて、加工光がエキシマレーザであ
る構成である。
【０１９６】それゆえ、上述の何れかの構成による効果
に加えて、加工光がエキシマレーザであることで、被加
工物における加工量を高精度に制御することができると
共に、被加工物と他の材料との選択的な加工を容易に行
うことができるという効果を奏する。
【０１９７】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の何れかの構成に加えて、被加工物が有機ポリマーから
なる構成である。
【０１９８】それゆえ、上述の何れかの構成による効果
に加えて、被加工物が有機ポリマーからなることで、被
加工物の加工がしやすく、耐熱性、耐薬品性に優れた加
工ができるという効果を奏する。
【０１９９】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の何れかの構成に加えて、上記の被加工物を構成する材
料に対して加工選択性のある基板上に、該被加工物をフ
ィルム状あるいは板状に全面に形成した後、被加工物に
加工光を照射して、該被加工物の光照射面をテーパ形状
にする構成である。
【０２００】それゆえ、上述の何れかの構成による効果
に加えて、上記の被加工物を構成する材料に対して加工
選択性のある基板上に、該被加工物をフィルム状あるい
は板状に全面に形成した後、被加工物に加工光を照射し
て、該被加工物の光照射面をテーパ形状にすることで、
容易に、しかも迅速にテーパ面を形成することができ
る。したがって、被加工物の加工を大量に行うことがで
きるという効果を奏する。
【０２０１】本発明の加工方法は、以上のように、上記
の何れかの構成に加えて、上記の被加工物を構成する材
料に対して加工選択性のある基板上に、該被加工物を島
状に形成した後、被加工物に加工光を照射して、該被加
工物の光照射面をテーパ形状にする構成である。
【０２０２】それゆえ、上述の何れかの構成による効果
に加えて、上記の被加工物を構成する材料に対して加工
選択性のある基板上に、該被加工物を島状に形成した
後、被加工物に加工光を照射して、該被加工物の光照射
面をテーパ形状にすることで、加工時に発生する反応生
成物の付着に対して耐性のある加工方法とすることがで
きるという効果を奏する。
【０２０３】本発明の加工方法は、以上のように、被加
工物に加工光を照射して、該被加工物の光照射面を加工
する加工方法において、上記被加工物への加工光の照射
領域の面積を、加工面から生じる反応生成物が加工光に
より順次再分解されるように、該被加工物の加工部分の
平面投影面積より大きくなるように設定し、上記被加工
物と加工光とを相対的に移動させながら該加工光を該被
加工物に照射する構成である。
【０２０４】それゆえ、被加工物への加工光の照射領域
の面積を、該被加工物の加工部分の平面投影面積より大
きくなるように設定し、上記被加工物と加工光とを相対
的に移動させながら該加工光を該被加工物に照射するこ
とで、被加工物と加工光とを相対的に移動させながら該
加工光を該被加工物に照射することで、被加工物の加工
端面から順に加工することができ、この結果、該被加工
物に加工光が照射された部分が加工面となる。このと
き、被加工物と加工光との相対速度や、加工光の照射エ
ネルギーの大きさを、加工途中で変更することにより、
加工面の形状を容易に変更することができる。
【０２０５】しかも、被加工物への加工光の照射領域の
面積を、該被加工物の加工部分の平面投影面積より大き
くなるように設定しているので、加工面から生じる反応
生成物は順次加工光により再分解される。これにより、
反応生成物の付着が無く、平滑性、光学特性の良好な加
工面を得ることができるという効果を奏する。
【０２０６】本発明の光学部品は、以上のように、上記
の何れかの加工方法にて加工されたテーパ面が光路変換
面である光学素子を有する構成である。
【０２０７】それゆえ、光学素子が上述の何れかの加工
方法にて加工されたテーパ面が光路変換面であることに
より、この光学部品を用いれば、直径が０．１ｍｍから
２〜３ｍｍ程度の小さなレンズやプリズム、ビームスプ
リッタ等のマイクロオプティックス部品の作製を容易に
行うことができるという効果を奏する。
【０２０８】本発明の光学部品は、以上のように、上記
の構成に加えて、光学素子が光導波路素子であり、上記
テーパ面が該光導波路素子の終端面である構成である。
【０２０９】それゆえ、上述の構成による効果に加え
て、この光学部品を用いれば、半導体レーザ、光変調器
等の光集積回路の作製を容易に行うことができるという
効果を奏する。
【０２１０】本発明の光学部品は、以上のように、上記
の構成に加えて、テーパ面上に、金属膜が形成されてい
る構成である。
【０２１１】それゆえ、上述の構成による効果に加え
て、テーパ面上に、金属膜が形成されていることで、テ
ーパ面における光路変換の効率を向上させることができ
るという効果を奏する。
【０２１２】本発明の光学部品は、以上のように、上記
の構成に加えて、光導波路素子のテーパ面上に、該光導
波路素子のコアの屈折率よりも低い屈折率を有する誘電
体膜が形成され、その上に反射率の高い遮光膜が形成さ
れている構成である。
【０２１３】それゆえ、上述の構成による効果に加え
て、光導波路素子のテーパ面上に、該光導波路素子のコ
アの屈折率よりも低い屈折率を有する誘電体膜が形成さ
れ、その上に反射率の高い遮光膜が形成されていること
で、テーパ面における光路変換の効率を向上させると共
に、異物の付着にも耐性を持たせることができるという
効果を奏する。
【０２１４】本発明の光学部品は、以上のように、上記
の構成に加えて、光学素子のテーパ面上に、反射率の高
い光学多層膜が形成されている構成である。
【０２１５】それゆえ、上述の構成による効果に加え
て、光学素子のテーパ面上に、反射率の高い光学多層膜
が形成されていることで、光路変換の効率を向上させる
ことができるという効果を奏する。
【０２１６】本発明の光学部品は、以上のように、上記
の何れかの構成に加えて、テーパ面のテーパ角が略４５
°である構成である。
【０２１７】それゆえ、上述の何れかの構成による効果
に加えて、テーパ面のテーパ角が略４５°であること
で、反射効率の良い光路変換ができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加工方法を示す概略の説明図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の加工方法を実現するための加工装置の
概略構成図である。
【図３】図２に示す加工装置に備えられているビームマ
スクの平面図である。
【図４】加工方法に使用されるビームマスクのマスク形
状を示し、（ａ）は矩形状のマスク形状を示す説明図で
あり、（ｂ）は三角形状のマスク形状を示す説明図であ
る。
【図５】本発明の加工方法の概略を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、図２に示す加工装置による
加工工程を示す説明図である。
【図７】本発明の加工方法による加工例と比較例の加工
方法による加工例との比較を示し、（ａ）（ｂ）は本発
明の加工方法による加工例を示した説明図であり、
（ｃ）〜（ｅ）は比較例の加工方法による加工例を示し
た説明図である。
【図８】本発明の加工方法による他の加工例に用いられ
るビームマスクを示す平面図である。
【図９】本発明の加工方法による他の加工例を示す説明
図である。
【図１０】図９に示す加工方法における加工後のフィル
ムのａ・ａ’線矢視断面図である。
【図１１】図９に示す加工方法により得られた略Ｖ溝を
有するフィルム上に光ファイバを配置した状態を示す平
面図である。
【図１２】図１１に示す平面図のｂ・ｂ’線矢視断面図
である。
【図１３】図９に示す加工方法により得られたフィルム
の表面に金属膜を被覆した状態を示す説明図である。
【図１４】図１３に示す状態のフィルムの金属膜上にさ
らに誘電体多層膜を形成した状態を示す説明図である。
【図１５】図１３に示す状態のフィルムの金属膜上にさ
らに他の誘電体多層膜を形成した状態を示す説明図であ
る。
【図１６】光導波路の終端面を傾斜角４５°のミラーに
形成した場合の光線軌跡を示す説明図である。
【図１７】光導波路の終端面を傾斜角４５°のミラーに
形成しなかった場合の光線軌跡を示す説明図である。
【図１８】図１６に示す光導波路の終端面に形成された
傾斜角４５°のミラーとフォトダイオードとをモノリシ
ックに形成した構造を示す説明図である。
【図１９】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の加工方法を適用
した光導波路の終端面をテーパ加工する加工工程を示す
説明図である。
【図２０】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の加工方法を適用
した光導波路の終端面をテーパ加工する他の加工工程を
示す説明図である。
【図２１】従来の被加工物にテーパを形成するための加
工装置を示す概略構成図である。
【図２２】図２１に示す加工装置におけるテーパ加工時
の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ エキシマレーザ励起装置 ２ ビームマスク（整形用マスク） ６ 有機絶縁膜（被加工物） ４０ 光導波路（被加工物） ５４ テーパ面（加工面） ６２ フィルム（被加工物） ７４ テーパ面（加工面） ４０１ 有機絶縁膜（被加工物）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 英明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 倉田 幸夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 田村 寿宏 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−318386（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−249571（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−19878（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−145944（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−262265（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/42 G02B 6/12 - 6/122 G02B 6/13

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被加工物に加工光を照射して、該被加工物
    の光照射面をテーパ形状にする加工方法において、 上記被加工物への加工光の照射領域の面積を、加工面か
    ら生じる反応生成物が加工光により順次再分解されるよ
    うに、該被加工物のテーパ形成部分の平面投影面積より
    大きくなるように設定し、 上記被加工物と加工光とを相対的に移動させながら該加
    工光を該被加工物に照射することを特徴とする加工方
    法。
  2. 【請求項２】被加工物に加工光を照射して、該被加工物
    の光照射面をテーパ形状にする加工方法において、 上記被加工物への加工光の照射領域の面積を、該被加工
    物のテーパ形成部分の平面投影面積以上となるように設
    定し、 上記被加工物と加工光とを相対的に移動させながら、上
    記加工光を台形状のマスク形状を有する整形用マスクに
    通過させて、加工面照射領域を所定の形状に整形し、こ
    の加工面照射領域が台形の形状に整形された加工光を、
    該被加工物の先端部側から順に照射し、該加工光が被加
    工物のテーパ形成部分に到達する直前に加工光の照射を
    停止することを特徴とする加工方法。
  3. 【請求項３】有機ポリマーからなる被加工物を構成する
    材料に対して加工選択性のある基板上に、該被加工物を
    島状に形成した後、被加工物に加工光を照射して、該被
    加工物の光照射面をテーパ形状にする加工方法であっ
    て、 上記被加工物への加工光の照射領域の面積を、該被加工
    物のテーパ形成部分の平面投影面積以上となるように設
    定し、 上記被加工物と加工光とを相対的に移動させながら該加
    工光を該被加工物に照射することを特徴とする加工方
    法。
  4. 【請求項４】上記加工光を、上記被加工物端面方向から
    被加工物中心方向に向かって照射すると共に、被加工物
    の移動停止よりも前に上記加工光の照射を停止すること
    を特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の加工方
    法。
  5. 【請求項５】被加工物への照射を、該被加工物の移動開
    始よりも後で開始することを特徴とする請求項１ないし
    ４の何れかに記載の加工方法。
  6. 【請求項６】上記加工光を整形用マスクに通過させて、
    加工面照射領域を所定の形状に整形し、この加工面照射
    領域が所定の形状に整形された加工光を、被加工物に照
    射することを特徴とする請求項１、３ないし５の何れか
    に記載の加工方法。
  7. 【請求項７】上記整形用マスクのマスク形状は、矩形状
    または台形状であることを特徴とする請求項６記載の加
    工方法。
  8. 【請求項８】上記整形用マスクのマスク形状が台形状で
    あるとき、被加工物に対して、加工面照射領域が台形状
    に整形された加工光を、該被加工物の先端部側から順に
    照射し、該加工光が被加工物のテーパ形成部分に到達す
    る直前に加工光の照射を停止することを特徴とする請求
    項７記載の加工方法。
  9. 【請求項９】上記加工光は、エキシマレーザであること
    を特徴とする請求項１ないし８の何れかに記 載の加工方
    法。
  10. 【請求項１０】上記被加工物は、有機ポリマーからなる
    ことを特徴とする請求項１、２、４ないし９の何れかに
    記載の加工方法。
  11. 【請求項１１】請求項１０に記載の被加工物を構成する
    材料に対して加工選択性のある基板上に、該被加工物を
    フィルム状あるいは板状に全面に形成した後、被加工物
    に加工光を照射して、該被加工物の光照射面をテーパ形
    状にすることを特徴とする請求項１、２、４ないし９の
    何れかに記載の加工方法。
  12. 【請求項１２】請求項１０に記載の被加工物を構成する
    材料に対して加工選択性のある基板上に、該被加工物を
    島状に形成した後、被加工物に加工光を照射して、該被
    加工物の光照射面をテーパ形状にすることを特徴とする
    請求項１、２、４ないし９の何れかに記載の加工方法。
  13. 【請求項１３】被加工物に加工光を照射して、該被加工
    物の光照射面を加工する加工方法において、 上記被加工物への加工光の照射領域の面積を、加工面か
    ら生じる反応生成物が加工光により順次再分解されるよ
    うに、該被加工物のテーパ形成部分の平面投影面積より
    大きくなるように設定し、 上記被加工物と加工光とを相対的に移動させながら該加
    工光を該被加工物に照射することを特徴とする加工方
    法。
  14. 【請求項１４】請求項１ないし１２の何れかの加工方法
    にて加工されたテーパ面が光路変換面である光学素子を
    有することを特徴とする光学部品。
  15. 【請求項１５】被加工物への加工光の照射領域の面積
    を、該被加工物のテーパ形成部分の平面投影面積以上と
    なるように設定し、 上記被加工物と加工光とを相対的に移動させながら該加
    工光を該被加工物に照射して、該被加工物の光照射面を
    テーパ形状にする加工方法にて加工されたテーパ面を有
    する光学部品であって、 上記テーパ面は、金属膜で形成された光路変換面である
    光学素子を有することを特徴とする光学部品。
  16. 【請求項１６】被加工物への加工光の照射領域の面積
    を、該被加工物のテーパ形成部分の平面投影面積以上と
    なるように設定し、 上記被加工物と加工光とを相対的に移動させながら該加
    工光を該被加工物に照射して、該被加工物の光照射面を
    テーパ形状にする加工方法にて加工されたテーパ面を有
    する光学部品であって、 上記テーパ面は、光路変換面である光導波路素子の終端
    面であり、 上記光導波路素子のテーパ面上に、該光導波路素子のコ
    アの屈折率よりも低い屈折率を有する誘電体膜が形成さ
    れ、その上に反射率の高い遮光膜が形成されていること
    を特徴とする光学部品。
  17. 【請求項１７】上記光学素子が光導波路素子であり、上
    記テーパ面が該光導波路素子の終端面であることを特徴
    とする請求項１４または１５に記載の光学部品。
  18. 【請求項１８】上記テーパ面上に、金属膜が形成されて
    いることを特徴とする請求項１７に記載の光学部品。
  19. 【請求項１９】上記光導波路素子のテーパ面上に、該光
    導波路素子のコアの屈折率よりも低い屈折率を有する誘
    電体膜が形成され、その上に反射率の高い遮光膜が形成
    されていることを特徴と する請求項１７記載の光学部
    品。
  20. 【請求項２０】上記光学素子が光導波路素子であり、上
    記光導波路素子のテーパ面上に、反射率の高い光学多層
    膜が形成されていることを特徴とする請求項１５または
    １８に記載の光学部品
  21. 【請求項２１】上記テーパ面のテーパ角が略４５°であ
    ることを特徴とする請求項１４ないし２０の何れかに記
    載の光学部品。
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