JP2001141950A

JP2001141950A - 光導波路及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001141950A
Application number: JP2000142316A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Okubo; 博行大久保; Hiroaki Okano; 広明岡野; Seiichi Kashimura; 誠一樫村; Nobuaki Kitano; 延明北野
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】アスペクト比が２以上の狭間隙のコア間隔を
有する光回路パターン上であっても特性良好なクラッド
膜を形成できる光導波路及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板１０と、その基板１０上に形成され
たコア２０と、そのコア２０を覆うように形成されたク
ラッド３０とからなる光導波路及びその製造方法におい
て、上記コア２０の断面形状が矩形状でかつ少なくとも
１か所以上の角部４０が丸みを帯びるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路及びその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光を使った通信システム、計測システ
ム、情報処理システム等の普及に伴い、より低損失で信
頼性の高い光部品の開発が進められている。特に石英系
材料を用いた導波路型の光部品は、その低損失性に加
え、複雑な回路を平面基板上に一括して形成できる可能
性があることから最も注目を集めている。

【０００３】この導波路型光部品は、石英基板や、バッ
ファ層（下側にクラッド層）と呼ばれる低屈折率層を有
したＳｉ基板や、同じくバッファ層を有した石英基板上
に、屈折率の高いコアと呼ばれる光の伝搬領域を形成
し、当該コアをそれより低屈折率のクラッド層で覆った
構造をとるのが一般的である。

【０００４】特にコア部分の材料組成は、光ファイバの
低損失コア材料として実績のあるＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂組
成ガラスが有効とされている。ここで、コアに共添加す
る元素のＴｉはコアの屈折率を増加させる目的で添加さ
れている。

【０００５】このＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂組成のコアを有す
る光導波路の製造方法の一例を図１３、図１４、及び図
１５を用いて説明する。

【０００６】図１３に示すように、石英基板１１０１上
に、電子ビーム蒸着法によりＴｉＯ₂ドープＳｉＯ₂か
らなるコアガラス膜を成膜した後、ドライエッチング加
工によりコアガラス膜の不用な部分を除去して矩形状の
コア１１０２を形成する。そして、そのコア付き基板全
体を高温で熱処理する。さらに、例えばプラズマ励起化
学的気相成長法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Dep
osition ；以下、「Ｐ−ＣＶＤ法」と称する。）によ
り、コア１１０２上にノンドープのＳｉＯ₂クラッド膜
１１０３を形成することにより埋め込み型の光導波路を
完成させる。ここで、ノンドープのＳｉＯ₂クラッド膜
１１０３とは、Ｈ以外の元素をドープしないＳｉＯ₂膜
である。

【０００７】次に、ＳｉＯ₂クラッド膜１１０３の形成
工程について詳しく説明する。

【０００８】まず、図１５にＰ−ＣＶＤ装置の概略図を
示す。

【０００９】図１５に示すように、Ｐ−ＣＶＤ装置は、
大きく分けてチャンバ１００１、ヒータ１００２、及び
チャンバ１００１内にガスを導入するガス導入部１００
８，１００９，１０１７，１０１８，１０１０，１０１
１を含み、さらに１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源１００３
−１、マッチングボックス１００３−２が接続された下
部電極１００４、基板１０１２が設置され、且つ基板１
０１２に高周波を印加するための１３．５６ＭＨｚのＲ
Ｆ電源１００５−１、及びマッチングボックス１００５
−２が接続された上部電極１００６、チャンバ１００１
内に導入されたガスを排気する排気系１００７−１，１
００７−２から成っている。

【００１０】このＰ−ＣＶＤ装置を用いてＳｉＯ₂クラ
ッド膜を形成するに際しては、原料ガスとして用いたＳ
ｉＨ₄の流量とＯ₂の流量、希ガスとして用いたＡｒの
流量、成膜圧力、ＲＦパワー、基板温度、電極間隔を最
適化して、チャンバ１００１内にプラズマ１０１９を生
じさせ、基板１０１２上にＳｉＯ₂膜の成膜を行う。そ
の後、１２００℃の熱処理を行うことにより、そのＳｉ
Ｏ₂膜の屈折率を１．４５８０〜１．４５８５とする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術にあっては以下のような問題がある。

【００１２】図１４（ａ）、図１４（ｂ）は矩形コア上
にＰ−ＣＶＤ法によりクラッド膜を成膜・熱処理した時
の状態を示した試料断面の模式図である。

【００１３】図１４（ａ）に示すように、Ｐ−ＣＶＤ法
を用いて、基板１２０１上に形成されたコア１２０２に
それを覆うようにクラッド膜を成膜する場合、図１４
（ｂ）に示すように、埋め込み特性が不十分なため、複
数のコア１２０２が狭間隙のコア間隔（例えばアスペク
ト比が２以上）で形成されていると、それらのコア１２
０２の間にボイド（空所）１２００が形成されてしま
い、コア１２０２がクラッド膜１２０３により完全には
埋め込まれない。ここで、アスペクト比とはコア高さを
コア間隔で除した値である。

【００１４】すなわち、従来技術によりクラッド膜１２
０３を成膜・熱処理した場合、コア間隔の狭い領域に、
屈折率１．０のボイド１２００が形成され、コア１２０
２の屈折率の約１．４７００あるいはクラッド１２０３
の屈折率の１．４５８と大きな屈折率差を生じていた。
このため、その屈折率差の大きな部分で光導波路を伝搬
した伝搬光が散乱され、光損失が増大するという問題が
あった。

【００１５】一方、これ以外の石英系の光導波路のクラ
ッド膜の成膜方法としては、一般的には火炎堆積法が用
いられている。

【００１６】この火炎堆積法は２工程から成る。それら
の工程を簡単に説明する。

【００１７】第１の工程はＳｉＣｌ₄、ＰＣｌ₃、ＢＣ
ｌ₃の原料ガスを酸水素バーナー中で分解し基板上にガ
ラス微粒子膜を形成する工程であり、第２の工程はその
微粒子膜が形成された基板ごとを焼結する工程である。

【００１８】しかし、火炎堆積法では埋め込み特性が良
好であるが、２つの大きな問題がある。

【００１９】第１の問題とは、クラッド微粒子膜の焼結
工程が１３００℃以上の高温であるため基板の反りが増
大してしまうこと、第２の問題は、ＳｉＯ₂以外にＢ、
Ｐをドープするためコア周辺にＰの高濃度層が形成さ
れ、このＰの高濃度層のために光の伝搬損失が増大して
しまうということである。

【００２０】よって、Ｐ−ＣＶＤ法によっても、また火
炎堆積法によっても、アスペクト比が２以上の狭間隙の
コア間隔を有する光回路パターン上に、特性良好なクラ
ッド膜を形成することが困難であった。

【００２１】以上説明したように、従来技術の問題点
は、コアが矩形状でアスペクト比が２以上のコア間隔を
Ｐ−ＣＶＤ法により作製するＳｉＯ₂クラッド膜で埋め
込もうとする際、ボイドが形成されてしまうことであ
る。

【００２２】以下に、狭間隙のコア間隔がＰ−ＣＶＤ法
で成膜したＳｉＯ₂クラッド膜で十分に埋め込まれない
理由を説明する。

【００２３】狭間隙のコア間隔にＰ−ＣＶＤ法によりＳ
ｉＯ₂クラッド膜を成膜する場合、そのＳｉＯ₂クラッ
ド膜は下地の矩形コアパターンを忠実に転写しながら堆
積していく。ところが、上述したように、アスペクト比
が２以上のコア間隔ではＲＦ電源で生成されたプラズマ
中のイオン、ラジカルがランダムな動きをしているため
にコア間隔の底部に届くイオン、ラジカルの量が少な
い。さらに、狭いコア間隔のコア角部にコア底部より多
くのイオン、ラジカルが到達してＳｉＯ₂クラッド膜の
成膜速度がコア底部よりはるかに速い（１桁以上）ため
に、コア角部にひさしが形成されてしまい、このひさし
が、イオン、ラジカルがコア底部に届くのを妨げる。そ
れによって、最終的には、コア間隔にボイドが形成され
てしまうのである。

【００２４】そこで、本発明の目的は、従来技術の課題
を解決し、アスペクト比が２以上の狭間隙のコア間隔を
有する光回路パターン上であっても特性良好なクラッド
膜を形成できる光導波路及びその製造方法を提供するこ
とにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、基板と、その基板上に形成された
コアと、そのコアを覆うように形成されたクラッドとか
らなる光導波路において、上記コアの断面形状が矩形状
でかつ少なくとも１か所以上の角部が丸みを帯びるよう
に形成されているものである。

【００２６】請求項２の発明は、基板と、その基板上に
形成されたコアと、そのコアを覆うように形成されたク
ラッドとからなる光導波路において、上記コアの断面形
状が台形状でかつ少なくとも１か所以上の角部が丸みを
帯びるように形成されているものである。

【００２７】請求項３の発明は、基板と、その基板上に
形成されたコアと、そのコアを覆うように形成されたク
ラッドとからなる光導波路において、上記コアの断面形
状は上底の幅に対して下底の幅が１．５倍以上の台形状
に形成されているものである。

【００２８】請求項４の発明は、基板上にコア膜を形成
するコア膜形成工程と、そのコア膜をフォトリソグラフ
ィ及びエッチングにより断面台形状のコアに加工するコ
ア加工工程と、そのコアが形成されたコア付き基板全体
を熱処理する基板熱処理工程と、その基板上のコア全体
にコアより低屈折率のクラッド膜を被覆するクラッド膜
被覆工程と、そのクラッド膜が被覆されたクラッド膜付
き基板全体を高温で熱処理するクラッド膜熱処理工程と
からなる方法である。

【００２９】請求項５の発明は、基板上にコア膜を形成
するコア膜形成工程と、そのコア膜をフォトリソグラフ
ィ及びエッチングにより断面矩形状でかつ少なくとも１
か所以上の角部が丸みを帯びたコアに加工するコア加工
工程と、そのコアが形成されたコア付き基板全体を熱処
理する基板熱処理工程と、その基板上のコア全体にコア
より低屈折率のクラッド膜を被覆するクラッド膜被覆工
程と、そのクラッド膜が被覆されたクラッド膜付き基板
全体を高温で熱処理するクラッド膜熱処理工程とからな
る方法である。

【００３０】請求項６の発明は、基板上にコア膜を形成
するコア膜形成工程と、そのコア膜をフォトリソグラフ
ィ及びエッチングにより断面台形状でかつ少なくとも１
か所以上の角部が丸みを帯びたコアに加工するコア加工
工程と、そのコアが形成されたコア付き基板全体を熱処
理する基板熱処理工程と、その基板上のコア全体にコア
より低屈折率のクラッド膜を被覆するクラッド膜被覆工
程と、そのクラッド膜が被覆されたクラッド膜付き基板
全体を高温で熱処理するクラッド膜熱処理工程とからな
る方法である。

【００３１】請求項７の発明は、基板上にコア膜を形成
するコア膜形成工程と、そのコア膜をフォトリソグラフ
ィ及びエッチングにより上底の幅に対して下底の幅が
１．５倍以上の台形状のコアに加工するコア加工工程
と、そのコアが形成されたコア付き基板全体を熱処理す
る基板熱処理工程と、その基板上のコア全体にコアより
低屈折率のクラッド膜を被覆するクラッド膜被覆工程
と、そのクラッド膜が被覆されたクラッド膜付き基板全
体を高温で熱処理するクラッド膜熱処理工程とからなる
方法である。

【００３２】請求項８の発明は、上記コア膜のフォトリ
ソグラフィは、コア膜上にレジストをパターニングした
後、そのレジストに紫外線照射する方法である。

【００３３】請求項９の発明は、上記エッチング方法と
して、ドライエッチング法によりコア膜を加工する方法
である。

【００３４】請求項１０の発明は、上記ドライエッチン
グ法として、プラズマドライエッチング法、スパッタエ
ッチング法、あるいはイオンミリング法のうち、少なく
とも１つ以上の方法によりコア膜を加工する方法であ
る。

【００３５】請求項１１の発明は、上記エッチング方法
としてウェットエッチング法によりコア膜を加工する方
法である。

【００３６】請求項１２の発明は、上記コア加工工程
は、コア膜の加工後に熱処理することにより、少なくと
も１か所以上のコア角部に丸みを帯びさせる方法であ
る。

【００３７】請求項１３の発明は、上記コア加工工程
は、コア膜の加工後にそのコアをフッ酸に浸漬させる方
法により、少なくとも１か所以上のコア角部に丸みを帯
びさせる方法である。

【００３８】請求項１４の発明は、上記クラッド膜被覆
工程は、火炎堆積法、スパッタリング法、又は化学的気
相成長法のいずれか１つの方法を選択してクラッドを被
覆する方法である。

【００３９】請求項１５の発明は、上記クラッド膜被覆
工程は、化学的気相成長法のうち、プラズマＣＤＶ法を
用い、基板側に強制的に自己バイアスを形成すべく、高
周波電圧に直流電圧を重畳させた電圧を印加させたプラ
ズマＣＶＤ法によりクラッド膜を成膜する方法である。

【００４０】請求項１６の発明は、上記プラズマＣＶＤ
法に用いる原料ガスの主原料は、ＳｉＨ₄又はテトラエ
チルオルソシリケートである方法である。

【００４１】請求項１７の発明は、上記クラッド膜を上
下２層に分け、第１層目をテトラエチルオルソシリケー
ト系原料ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜し、
第２層目をＳｉＨ₄系原料ガスを用いたプラズマＣＶＤ
法により成膜する方法である。

【００４２】請求項１８の発明は、上記プラズマＣＶＤ
法に用いる添加ガスはＡｒ、Ｋｒ、及びＸｅの希ガスの
中から少なくとも１種類以上用いる方法である。

【００４３】すなわち、本発明は、コア断面形状の改良
及びクラッド膜の成膜方法の改良を行ったものである。

【００４４】手段その１として、コア断面形状を矩形状
あるいは台形状でかつコア角部に丸みを帯びた形状に形
成するか、又はコア断面形状を矩形状から台形状とし、
上底の幅に対して下底の幅が１．５倍以上とすることに
より、クラッド膜を成膜する時にコア角部に形成される
ひさしがコア間隔を塞ぐまでにかかる時間を長くした。
言い換えれば、コア間隔にできるひさしを形成しにくく
した。

【００４５】コア断面形状を矩形状あるいは台形状のコ
ア角部に丸みを帯びた形状に形成する方法及びコア断面
形状を上底の幅に対して下底の幅が１．５倍以上の台形
状に形成する方法としては、主にドライエッチング法あ
るいはウエットエッチング法などを用いる。

【００４６】ここでは、特にドライエッチング法の中で
もプラズマドライエッチング法を用いた。

【００４７】一般的に、矩形状のコアを形成する場合、
石英基板に形成されたコア膜上にＷＳｉ膜を成膜し、そ
の上にフォトリソグラフィを行ってレジストパターンを
形成した後、レジストパターンをマスクとしてＷＳｉ膜
をドライエッチング法でパターニングし、パターニング
されたＷＳｉ膜をマスクとしてコア膜をドライエッチン
グ法でパターニングする。それによって、断面形状が矩
形状のコアが得られる。

【００４８】本発明にあっては、ＷＳｉ膜を用いずに、
コア膜を直接パターニングする。すなわち、石英基板上
のコア膜に直接フォトリソグラフィを行ってレジストパ
ターンを形成した後、パターニングされたレジストに紫
外線を照射することによりレジストを硬化させ、レジス
トパターンをマスクとしてコア膜をドライエッチング法
でパターニングする。

【００４９】コアを台形状に形成するドライエッチング
法でプラズマドライエッチング法以外の方法としては、
スパッタエッチング法あるいはイオンミリング法などが
ある。あるいはプラズマドライエッチング法とスパッタ
エッチング法とイオンミリング法のうち、２方法以上を
組み合わせてコアを台形状に形成することもできる。

【００５０】手段その２として、クラッド膜の成膜方法
を化学的気相成長法とし、その中でも特にプラズマ励起
化学的気相成長法とした。

【００５１】本プラズマ励起化学的気相成長法を行う際
に用いたプラズマＣＶＤ装置は、平行平板型のプラズマ
ＣＶＤ装置で、２つの電極両方にＲＦ電源あるいはＤＣ
電源を印加することが可能な装置構成とした。

【００５２】それによって、高周波電源あるいは直流電
源を下部電極だけではなく上部電極にも印加することが
でき、基板側に積極的に自己バイアスを形成することに
よって、基板へのイオンの入射が促進され、コア間隔の
底部へイオンが到達しやすくした。それによって、コア
底部におけるＳｉＯ₂クラッド膜の成膜速度がコア角部
と同程度とすることができ、ボイドがより形成されにく
くなる。

【００５３】手段その３として、プラズマＣＶＤ法に用
いる主原料ガスを、ＳｉＨ₄より表面拡散速度が大きい
テトラエチルオルソシリケート（Tetra Ethel Ortho Si
licate；ＴＥＯＳ）とした。

【００５４】ＴＥＯＳの分解過程ではエチル基が１つあ
るいは２つ切り離された中間体が生成されるが、その中
間生成体の拡散速度が速いためにコアリッジ表面上から
狭いコア間隔に中間生成体が拡散していき、コア底部に
おけるＳｉＯ₂膜の成膜速度が速められる。それによっ
ても、コア間隔におけるボイドが形成されにくくなる。
尚、アスペクト比が１以下の小さなコア間隔を埋め込む
際には、プラズマＣＶＤ法に用いる主原料ガスをＳｉＨ
₄とすることもできる。

【００５５】以上説明したように、コア断面形状を矩形
状あるいは台形状でかつコア角部に丸みを帯びた形状に
形成すること、又はコア断面形状を矩形状から上底の幅
に対して下底の幅が１．５倍以上の台形状に形成するこ
とにより、クラッド膜を成膜する時にコア角部に形成さ
れるひさしがコア間隔を塞ぐまでにかかる時間を長くし
た。それによって、コア間隔をひさしで塞ぐ時間が約２
倍以上となる。

【００５６】本発明では、レジストパターンをマスクと
してコア膜をドライエッチング法でパターニングする
が、レジストとコア膜のエッチングレートの比が約１：
３となるようなレジスト材料を選択し、紫外線照射を行
った。よって、レジスト膜厚としては約２．０μｍ以上
必要となる。それによって、コア膜をドライエッチング
する間にレジスト端が目減りしていくために、結果的に
出来上がりのコア断面形状は台形となる。

【００５７】上記構成に加えて本発明では、クラッド膜
の成膜方法を化学的気相成長法とし、その中でも特にプ
ラズマ励起化学的気相成長法を用いた。本プラズマ励起
化学的気相成長法を行う際に用いたプラズマＣＶＤ装置
は、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置で、２つの電極両
方にＲＦ電源あるいはＤＣ電源を印加することが可能な
装置構成とした。

【００５８】このＲＦ電源としては、主に１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電源が用いられる。それによって、高周波
電源あるいは直流電源を下部電極だけではなく上部電極
にも印加することができ、基板側に積極的に自己バイア
スを形成することによって、基板へのＳｉＨ₃ ⁺、Ｏ₂
⁺等のプラスイオンの入射が促進され、コア間隔の底部
へイオンが到達しやすくした。それによって、コア底部
におけるＳｉＯ₂クラッド膜の成膜速度がコア角部と同
程度とすることができ、ボイドが形成されにくくするこ
とができる。

【００５９】上記構成に加えて本発明では、プラズマＣ
ＶＤ法に用いる主原料ガスを、その分解種である中間生
成体の表面拡散速度が大きいテトラエチルオルソシリケ
ート（ＴＥＯＳ）とした。ＴＥＯＳの分解過程ではエチ
ル基が１つあるいは２つ切り離された中間体が生成され
るが、その中間生成体の拡散速度が速いためにコアリッ
ジ表面上から狭いコア間隔に中間生成体が拡散してい
き、コア底部におけるＳｉＯ₂クラッド膜の生成速度が
速められる。それによっても、コア間隔にボイドが形成
しにくくすることができる。

【００６０】本発明を簡単にまとめると、１）矩形状あ
るいは台形状のコア断面形状のコア角部に丸みを帯びさ
せること、又はコア断面形状を矩形状から上底の幅に対
して下底の幅が１．５倍以上の台形状に形成することで
実質的なアスペクト比を２から低下させることにより、
Ｐ−ＣＶＤ法で作製したＳｉＯ₂クラッド膜のコア狭間
隙部における埋め込み特性を向上させ、２）高周波電源
を下部電極だけではなく上部電極にも印加することで基
板側にイオンの入射を促進することによりコア間隔の底
部でのＳｉＯ₂クラッド膜の成膜速度をコア角部と同程
度とし、３）Ｐ−ＣＶＤ法に用いる主原料ガスを、その
分解種である中間生成体の表面拡散速度が大きいＴＥＯ
Ｓとすることにより、コア底部におけるＳｉＯ₂クラッ
ド膜の成膜速度が速められる。

【００６１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００６２】図１に本発明にかかる光導波路の断面図を
示す。

【００６３】図１に示すように、本発明にかかる光導波
路は、石英基板１０上に、ＳｉＯ₂を主成分とするコア
２０が形成されており、さらにそのコア２０を覆うよう
にノンドープのＳｉＯ₂からなる低屈折率のクラッド３
０が形成されている。

【００６４】このコア２０は、断面矩形状に形成されて
いると共に、少なくとも１か所以上の角部４０が丸みを
帯びるように形成されている。

【００６５】また、図２に本発明の他の実施の形態を示
す。

【００６６】図２に示すように、この光導波路は、コア
６０の断面形状が、上底の幅に対して下底の幅が１．５
倍未満の台形状に形成されている。

【００６７】そして、図１のコアと同様に少なくとも１
か所以上の角部７０が丸みを帯びるように形成されてい
る。

【００６８】さらに、図３に本発明の他の実施の形態を
示す。

【００６９】図３に示すように、この光導波路は、コア
８０の断面形状が、上底の幅に対して下底の幅が１．５
倍以上の台形状に形成されている。

【００７０】またさらに、図４に本発明の他の実施の形
態を示す。

【００７１】図４に示すように、この光導波路は、石英
基板１０上に、コア９０が狭間隙のコア間隔で２列に形
成されたものである。

【００７２】これらのコア９０は、コア高さをコア間隔
で除した値であるスペクト比が２以上である。

【００７３】そして、それぞれのコア９０は、断面形状
が上底９０ｕの幅に対して下底９０ｄの幅が１．５倍以
上の台形状に形成されている。

【００７４】次に、これら図１から図４に示した光導波
路の製造方法を作用と共に説明する。

【００７５】本実施の形態では、図１から図４に示した
光導波路の製造方法はドライエッチングの際のエッチン
グ条件が異なるのみなので、図２に示した断面台形状の
コア６０を有する光導波路を製造する場合について説明
する。また、コア膜の形成に際しては、電子ビーム蒸着
法を用い、コア膜の加工に際しては、フォトリソグラフ
ィ及びプラズマドライエッチングを用い、クラッド膜の
形成に際してはＰ−ＣＶＤ法を用いる製造方法について
説明する。

【００７６】以下、各工程を順に説明する。

【００７７】まず、コア膜を形成するための装置とし
て、電子ビーム蒸着法を実施するための電子ビーム蒸着
装置を図７に示す。

【００７８】図７に示すように、電子ビーム装置は、内
部に石英基板２０４−１〜２０４−３が収容されるチャ
ンバ２０１と、コア及びクラッドの主成分となるＳｉＯ
₂のタブレット２０２−１，２０２−２と、それらのタ
ブレット２０２−１，２０２−２に電圧を印加する電子
ビーム装置２０７−１，２０７−２と、チャンバ２０１
内に酸化性ガスを導入すると共に必要により屈折率制御
用添加物を添加するための酸化性ガス導入系２０３と、
基板２０４−１〜２０４−３を加熱するためのヒータ２
０５−１〜２０５−２と、チャンバ２０１内部のガスを
排気するための排気系２０６とから主に構成されてい
る。

【００７９】タブレット２０２−１，２０２−２は、Ｓ
ｉＯ₂を主成分、ＴｉＯ₂を屈折率制御用添加物として
含んだ粉末をホットプレスにより固めてブロック状にし
たものである。

【００８０】尚、屈折率制御用添加物としては、ＴｉＯ
₂の他にＧｅＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅
などを用いることができる。

【００８１】この電子ビーム装置を用いて、電子ビーム
蒸着法によるコア膜の形成方法について説明する。

【００８２】まず、成膜直前に、チャンバ２０１内は高
真空（１０^-5Ｐａ程度）の状態になるように真空排気系
２０６で排気し、成膜開始時には、チャンバ２０１内に
酸化性ガス（例えばＯ₂，Ｎ₂Ｏなど）２０３を導入
し、７×１０^-2〜７×１０^-3Ｐａになるように上記酸化
性ガスの流量を調節する。

【００８３】このような状態において、それぞれのタブ
レット２０２−１，２０２−２に電圧を印加し、基板２
０４−１〜２０４−３上にガラス膜（コア膜）の形成を
行う。そのタブレット２０２−１，２０２−２は電子ビ
ーム２０７−１，２０７−２のビーム電流を調節するこ
とによって蒸発量及び蒸発速度が制御される。成膜速度
は約１００ｎｍ／ｍｉｎである。

【００８４】上記成膜方法により、石英基板２０４−１
〜２０４−３上に膜厚：６．０μｍ、屈折率：１．４５
８０のＴｉＯ₂ドープＳｉＯ₂コア膜を成膜する。

【００８５】そして、コア膜を形成した後、そのコア膜
付き基板全体を高温で熱処理する工程は省略し、そのコ
ア膜をフォトリソグラフィ及びエッチングにより図２に
示したような断面台形状のコア６０に加工する工程に入
る。

【００８６】フォトリソグラフィは一般的なプロジェク
ションタイプの露光装置を用い、石英基板２０４−１〜
２０４−３上のコア膜に直接フォトリソグラフィを行っ
てレジストパターンを形成する。レジストとＴｉＯ₂−
ＳｉＯ₂コア膜のエッチングレートの比、すなわち選択
比が１：３であるため、膜厚６．０μｍのコア膜をエッ
チングするために必要なレジスト膜厚は２．０μｍとな
る。本実施の形態ではプロセスマージンを１．０μｍと
して、レジスト膜厚は３．０μｍに設定する。

【００８７】そして、フォトリソグラフィした後、基板
全体に紫外線を照射する。照射条件は波長：２４８ｎ
ｍ、照射の光量：１〜１０００ｍＷ／ｃｍ²、照射時間
を１５ｍｉｎとする。

【００８８】次に、コア膜をエッチングするための装置
として、プラズマドライエッチング法を実施するための
プラズマドライエッチング装置を図８に示す。

【００８９】図８に示すように、ドライエッチング装置
は、フォトリソグラフィを行った試料基板３１１を収容
するチャンバ３０１と、試料基板３１１上に電圧を印加
するための上部電極３０４及び下部電極３０５と、試料
基板３１１上に上部電極３０４を通してエッチングガス
を吹きつけるべくガスを導入するガス導入部３０２と、
チャンバ３０１内のガスを排気するガス排気部３０３
と、試料基板３１１が設置される側の下部電極３０５に
高周波を印加するための１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源３
０６−１、及びこのＲＦ電源３０６−１から効率的に高
周波を送り込むためのマッチングボックス３０６−２と
から主に構成されている。

【００９０】上部電極３０４と下部電極３０５との間隔
は６０ｍｍ、上部電極３０４及び下部電極３０５の直径
は約２００ｍｍである。

【００９１】さらに、試料基板３１１が設置される側の
下部電極３０５の内部に、下部電極冷却用の液体が循環
するための液体循環管３０７があり、下部電極３０５の
上部に、円形石英カバー３１０が設置され、その円形石
英カバー３１０上に試料基板３１１が置かれるように構
成されている。

【００９２】また、上部電極３０４はその中に円形の孔
がシャワー状に多数形成されており、エッチングガスは
その孔を通してウエハ（試料基板３１１）に向かって上
方から下方へ流れるように構成されている。

【００９３】この装置構成において、従来技術と同様
に、液体循環管３０７を流す液体として水３０８を、ま
たエッチングガスとしてＣＨＦ₃を用い、試料基板３１
１としてＳｉＯ₂ウエハ上の数μｍ〜数１０μｍのガラ
ス膜を微細加工する。

【００９４】この図８のプラズマドライエッチング装置
を用いて、ドライエッチング法によるコアの形成方法に
ついて説明する。

【００９５】フォトリソグラフィによりレジストパター
ンが形成されたコア膜付き石英基板をプラズマドライエ
ッチング装置内に導入し、レジストパターンをマスクと
してコア膜をドライエッチン法でパターニングする。

【００９６】エッチング条件を、ＣＨＦ₃の流量：２０
ｃｍ³／ｍｉｎ、エッチング圧力：２．５Ｐａ、基板温
度２００℃、下部電極３０５のＲＦパワー：２００Ｗ、
ＲＦパワー密度：１．１Ｗ／ｃｍ²となるように設定し
て、プラズマ３１２を生じさせ、エッチングを開始す
る。

【００９７】本エッチング条件で２００ｍｉｎエッチン
グした場合、エッチング深さが６．０μｍ、エッチング
レートは３０ｎｍ／ｍｉｎであった。

【００９８】このドライエッチング法によりエッチング
される断面台形状のコアのドライエッチング進行中の様
子を図６（ａ）から図６（ｃ）に示す。

【００９９】図６（ａ）に示すように、基板４０１上の
コア膜４０２の上に形成されたレジストパターン４０３
ｅは、図６（ｂ）に示すように、コア膜４０２をドライ
エッチングする間にレジスト端４０３ｅが目減りしてい
くために、図６（ｃ）に示すように、結果的にできあが
りのコア断面形状は台形状となる。

【０１００】また、エッチングされるコアが断面矩形状
のコアの場合には、図５（ａ）に示すように、基板４０
１上に形成された断面矩形状のコア４０２のコア角部４
０２ｃの角度はエッチング条件に強く依存することか
ら、特に基板温度を低温にすればする程、図５（ｂ）に
示すようにコア角部４０２ｃのうち上部の２つの内角が
大きくなり、また下底の上底に対する比率が大きくな
る。このようなコアは図５（ｃ）に示すようにクラッド
膜４０３を形成した時にコア間隔にボイドが形成されな
い。

【０１０１】そして、このようにコア膜を加工した後、
そのコア付き基板全体を高温で熱処理する。熱処理温度
は１１００℃、熱処理ガスはＯ₂、熱処理ガスの流量は
１．５ｌ／ｍｉｎ、熱処理時間は３．０ｈとする。

【０１０２】次に、基板上のコア全体に低屈折率膜のク
ラッド膜を被覆する方法を説明する。

【０１０３】クラッド膜の成膜方法は、化学的気相成長
法の一種であるＰ−ＣＶＤ法により成膜する。

【０１０４】図９に、Ｐ−ＣＶＤ法を実施するためのＰ
−ＣＶＤ装置として平行平板型のＰ−ＣＶＤ装置を示
す。

【０１０５】図９に示すように、この平行平板型のＰ−
ＣＶＤ装置は、コアを形成した基板５１２を収容するチ
ャンバ５０１と、基板５１２を加熱するためのヒータ５
０２と、チャンバ５０１内にガスを導入するガス導入部
５０８〜５１１が接続された上部電極５０３と、高周波
電圧を印加するための１３．５６ＭＨｚの高周波（Ｒ
Ｆ）電源５０４−１、この高周波電源５０４−１から効
率的に高周波を送り込むためのマッチングボックス５０
４−２が接続された下部電極５０６と、チャンバ５０１
内のガスを排気するロータリーポンプ５０７−１及びメ
カニカルブースターポンプ５０７−２とから主に構成さ
れている。

【０１０６】ガス導入系（部）５０８〜５１１は、Ｓｉ
Ｏ（Ｃ₂Ｈ₅）₄ガスが容器５０８からガスライン５０
９を通してチャンバ５０１内に導入され、Ｏ₂ガスがＯ
₂ガスボンベ５１０からガスライン５１１を通してチャ
ンバ５０１内に導入されるように構成されている。さら
に、これらのガスライン５０９，５１１は、ＳｉＯ（Ｃ
₂Ｈ₅）₄ガスとＯ₂ガスの混合ガスが上部電極５０３
中に形成されたシャワー状の多数のガス穴からチャンバ
５０１内に導入されるように、上部電極５０３と接続さ
れている。ここで、図示されていないが、ガス穴の直径
は２〜３ｍｍである。また、下部電極５０６は、３〜４
インチ基板５１２を３枚設置することができるようにな
っている。

【０１０７】また、上部電極５０３と下部電極５０６と
の間隔は１５〜３０ｍｍの間で可変であり、本実施の形
態では電極間隔を２５ｍｍとした。さらに、上部電極５
０３及び下部電極５０６は円板状に形成されており、そ
の直径はそれぞれ上部電極５０３が２８０ｍｍ、下部電
極５０６が２７０ｍｍである。

【０１０８】このＰ−ＣＶＤ装置を用い、基板５１２と
してＳｉＯ₂ウエハあるいはＳｉウエハを用いて、１０
μｍのＳｉＯ₂クラッド膜の成膜を行う工程を説明す
る。

【０１０９】まず、チャンバ５０１内を真空引きして１
０^-1Ｐａ以下にする。次に、成膜条件をＳｉＯ（Ｃ₂Ｈ
₅）₄ガスの流量：５ｃｍ³／ｍｉｎ、Ｏ₂ガスの流
量：１００ｃｍ³／ｍｉｎ、成膜圧力：２．７Ｐａ、基
板温度：３５０℃、下部電極５０６のＲＦパワー：７５
０Ｗ、ＲＦパワー密度：１．２Ｗ／ｃｍ²となるように
設定して、プラズマ５１３を生じさせ、成膜を開始す
る。本成膜条件で４００ｍｉｎ成膜した場合、ａｓ−ｄ
ｅｐｏ（成膜直後）のＳｉＯ₂クラッド膜の膜特性は以
下のようになる。

【０１１０】クラッド膜の膜厚は１０．０μｍ、屈折率
は１．４６５０である。尚、成膜速度は約２５ｎｍ／ｍ
ｉｎである。

【０１１１】最後に、そのクラッド膜付き基板全体を高
温で熱処理する。熱処理温度は１１００℃、熱処理ガス
はＯ₂、熱処理ガスの流量は、１．５ｌ／ｍｉｎ、熱処
理時間は３．０ｈとする。

【０１１２】その結果、図４に示した光導波路のよう
に、石英基板１０上に２列に形成された台形状のコア９
０の周りに、ボイドを発生することなくクラッド３０を
形成することができる。

【０１１３】以上説明したように、アスペクト比が２以
上で狭間隙のコアをクラッドで埋め込む場合、コアの断
面形状を矩形状あるいは台形状のコア角部が丸みを帯び
た形状に形成するか、又はコア断面形状を下底が上底の
１．５倍以上の台形状に形成することにより、ボイドを
発生することなくコアをクラッドで埋め込むことができ
る。

【０１１４】さらに、本発明は、クラッド膜を形成する
方法として、上下電極５０３にＲＦ電源及びＤＣ電源を
接続したプラズマＣＶＤ装置を用い、原料ガスにＴＥＯ
Ｓ、Ａｒ等を用いることにより、よりボイドの発生を防
止することができ、火炎堆積法のような石英基板の反り
の増大及び光導波路の伝搬損失の増加を招くことがな
い。

【０１１５】また、上部電極５０３と下部電極５０６と
の距離を１５〜３０ｍｍよりもさらに放すことにより、
よりボイドが発生しにくくなる。

【０１１６】上述した本実施の形態では、クラッド膜を
Ｐ−ＣＶＤ法で成膜しているが、火炎堆積法あるいはス
パッタリング法を用いて成膜することもできる。

【０１１７】クラッド膜をスパッタリング法を用いて成
膜するスパッタ装置を、図１０に示す。

【０１１８】図１０において、６０１は真空容器、６０
２は基板、６０３は基板ホルダ、６０４−１〜６０４−
４はＳｉＯ₂焼結体ターゲット、６０５−１〜６０５−
４はターゲット６０４−１〜６０４−４のそれぞれに電
力を供給するためのＲＦの高周波電源、６０６はヒータ
である。

【０１１９】図１０に示すように、基板６０２は、回転
が可能な多面体形状を有した基板ホルダ６０３の外周側
面に取り付けられ、これら基板６０２と対向する真空容
器６０１の内壁にＳｉＯ₂焼結体ターゲット６０４−１
〜６０４−４が設けられ、このターゲット６０４−１〜
６０４−４にはそれぞれに電力を供給するためのＲＦ高
周波電源６０５−１〜６０５−４、及びこれらＲＦ高周
波電源６０５−１〜６０５−４より効率的に高周波を送
り込むためのマッチングボックス６０６−１〜６０６−
４が接続されている。尚、図示していないが、基板ホル
ダ６０３にもＲＦの高周波電源が接続されている。

【０１２０】このスパッタ装置を用いたクラッド膜の形
成方法について説明する。

【０１２１】真空容器６０１内に設けられた基板ホルダ
６０３の外周側面に石英基板６０２を取り付け、真空容
器６０１内を１×１０^-5Ｐａ以下の真空度まで排気す
る。次に真空容器６０１内にスパッタガスであるＡｒガ
スを１００ｃｍ³／ｍｉｎ及び反応ガスであるＯ₂ガス
を５ｃｍ³／ｍｉｎ導入し、真空容器６０１内のガス圧
力を０．３Ｐａに保持し、基板ホルダ６０３を回転させ
ながら、焼結体ターゲット６０４−１〜６０４−４のそ
れぞれにＲＦ高周波電源６０５−１〜６０５−４よりそ
れぞれ８．０Ｗ／ｃｍ²の電力を供給し、基板側には
１．７Ｗ／ｃｍ²の電力を供給することにより成膜を行
う。

【０１２２】ここで、同様にスパッタ法で導波路コア用
のガラス膜を形成する場合は、厚さを、光ファイバとの
結合を考慮して光ファイバのコア径とほぼ等しい６〜１
０μｍに設定することが望ましい。また、製造コストを
下げるため、多数枚の基板や大型の基板に均一に膜を形
成する必要がある。このため、少なくとも２つ以上の焼
結体ターゲット６０４−１〜６０４−４に同時にＲＦ高
周波電力を印加し、回転機構を有する基板ホルダ６０３
に取り付けた基板６０２上にターゲット６０４−１〜６
０４−４からスパッタされた材料を高速かつ均一に成膜
できることが望ましい。

【０１２３】また、本実施の形態では、原料ガスとして
ＴＥＯＳを用いたＰ−ＣＶＤ法でクラッド膜を成膜して
いるが、ＴＥＯＳ以外では例えばＳｉＨ₄を用いてもク
ラッド膜を成膜することができる。

【０１２４】このＳｉＨ₄を用いたＰ−ＣＶＤ法により
ＳｉＯ₂膜を成膜するためのＰ−ＣＶＤ装置を図１１に
示す。

【０１２５】図１１に示すように、プラズマ励起化学気
相成長装置は、大きく分けてチャンバ７０１、ヒータ７
０２、チャンバ７０１内にガスを導入するガス導入部を
含み、高周波を印加するための１３．５６ＭＨｚのＲＦ
電源７０３−１、及びこのＲＦ電源７０３−１から効率
的に高周波を送り込むためのマッチングボックス７０３
−２が接続された下部電極７０４、高周波を印加するた
めの１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源７０５−１、及びこの
ＲＦ電源７０５−１から効率的に高周波を送り込むため
のマッチングボックス７０５−２が接続され、且つ試料
基板７１１が設置される上部電極７０６、チャンバ７０
１内のガスを排気するロータリーポンプ７０７−１、メ
カニカルブースターポンプ７０７−２から成っている。

【０１２６】原料ガスは、下部電極７０４の真空側表面
に形成された多数のガス穴から放出される。また、原料
ガスはＡｒで希釈したＳｉＨ₄ガスボンベ７０８からの
Ａｒ，ＳｉＨ₄ガスとＯ₂ガスボンベ７０９からのＯ₂
ガスの混合ガスが真空中へ放出される。ここで、ガス穴
の直径は２〜３ｍｍである。

【０１２７】上部電極７０６には３〜４インチ基板７１
１を２０〜３０枚設置することができ、つり下げ棒７１
２の軸を中心に回転させることができる。

【０１２８】上部電極７０６と下部電極７０４との間隔
は３０〜５０ｍｍの間で可変であり、上下部電極間隔を
３５ｍｍとした。また、上部電極７０６及び下部電極７
０４の直径は約７００ｍｍである。

【０１２９】この装置を用いて、基板７１１として石英
基板あるいはＳｉ基板を用い、この基板７１１上に数μ
ｍ〜数十μｍのガラス膜（クラッド膜）の成膜を行う方
法を説明する。

【０１３０】まず、チャンバー７０１内を真空引きして
１０^-1Ｐａ以下にする。次に、成膜条件をＳｉＨ₄の流
量：６０ｃｍ³／ｍｉｎ、Ｏ₂の流量：８０ｃｍ³／ｍ
ｉｎ、Ａｒの流量：１７６０ｃｍ³／ｍｉｎ、成膜圧
力：５３Ｐａ、基板温度：３００℃、下部電極７０４の
ＲＦパワー：６００Ｗ、上部電極７０６のＲＦパワー：
６００Ｗ、ＲＦパワー密度：０．３２Ｗ／ｃｍ²となる
ように設定して、プラズマ７１３を生じさせ、成膜開始
する。

【０１３１】本成膜条件で１２０ｍｉｎ成膜した場合、
ａｓ−ｄｅｐｏ（成膜直後）のＳｉＯ₂クラッド膜の膜
特性は以下のようになる。

【０１３２】クラッド膜の膜厚は１２．０μｍ、屈折率
は１．４７００、膜密度は２．０ｇ／ｃｍ³である。
尚、成膜速度は約１００ｎｍ／ｍｉｎである。

【０１３３】また、本発明は上述した実施の形態に限定
されない。

【０１３４】例えば、本実施の形態では、コア膜付き基
板全体を高温で熱処理する工程を省略したが、この高温
での熱処理工程を実施してもよい。但し、熱処理を実施
した際、コア膜にクラックが入らないように弾力性を持
たせる元素、例えばＧｅＯ₂などをコア膜にドープする
必要がある。

【０１３５】さらに、本実施の形態では、コア膜の加工
方法は、プラズマドライエッチング法としたが、ウエッ
トエッチング法を用いることもできる。

【０１３６】この場合、コア膜付きの石英基板上にレジ
ストをスピンコートし、露光・現像した後、低濃度のフ
ッ酸中にコア付き基板を浸水させることにより、コア断
面形状を、矩形状あるいは台形状のコア角部に丸みを帯
びさせた形状に形成することができる。さらに、フッ酸
の濃度を最適化することにより、台形状コアの上底と下
底の比率を１．５以上にすることができる。

【０１３７】さらに、他のコア膜の加工方法としては、
スパッタエッチング法あるいはイオンミリング法を用い
ることができる。尚、本エッチング方法の詳細な説明は
省略する。

【０１３８】またさらに、プラズマドライエッチング法
でも基板温度を２００℃よりも低温化すれば、コア断面
形状の上底と下底の比率を大きくすることができる。プ
ラズマドライエッチングする際の基板温度の制御方法の
一例を図１２に示す。

【０１３９】このプラズマドライエッチング装置は、図
８に示したプラズマドライエッチングとほぼ同じ装置構
成であるが、異なる箇所を説明する。

【０１４０】図１２に示すように、円形石英カバーの中
心部の３インチ石英ウエハが入るぐらいの円形の孔を設
けたドーナツ状石英カバー８１０を用い、その孔の部分
にＳｉＯ₂ウエハ８１１を設置し、下部電極８０５に接
続された液体循環管８０７内に流す液体として−４０〜
２０℃のメタノール８０８を用い、メタノール８０８と
ＳｉＯ₂ウエハ８１１との間にＨｅ（８１３）を循環さ
せ、Ｈｅ（８１３）の漏洩を防止するためにＯリング８
１５を用いることにより、ＳｉＯ₂ウエハ８１１の裏面
８１４を冷却しながらエッチングを行う。

【０１４１】また、有機金属原料としてはＴＥＯＳ（Ｓ
ｉＯ（Ｃ₂Ｈ₅）₄）だけではなく、Ｓｉ（ＯＣＨ₃）
₃、Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃等も用いることができる。ま
た、原料ガスとしてＳｉＨ₄に限らず、Ｓｉ₂Ｈ₆、Ｓ
ｉ₃Ｈ₈を用いることができる。

【０１４２】さらに、クラッド膜を２層に分け、第１層
目をＴＥＯＳ系原料ガスを用いたＰ−ＣＶＤ法により成
膜し、第２層目をＳｉＨ₄系原料ガスを用いたＰ−ＣＶ
Ｄ法により成膜することもできる。

【０１４３】また、有機金属材料をバブリングで蒸気化
することもできる。その際、用いるガラスとしては、反
応性がほとんどなく、そのイオンがスパッタ効果を有す
るＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスを用いることができ
る。希ガスイオンのスパッタ効果を利用することによ
り、成膜と同時にスパッタエッチングを行うことができ
る。それによって、狭間隙のコア角部に形成されたひさ
しを希ガスイオンのスパッタでエッチングしながらＳｉ
Ｏ₂クラッド膜の埋め込みが可能となる。

【０１４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば以下
のような顕著な効果が発揮される。

【０１４５】１）アスペクト比が２以上の狭間隙のコア
間隔のある光回路パターンのコア断面形状を、矩形状あ
るいは台形状のコア角部に丸みを帯びた形状に形成する
か、又は下底が上底の１．５倍以上の台形状に形成し、
上下電極にＲＦ電源及びＤＣ電源を接続したプラズマＣ
ＶＤ装置を用い、原料ガスにＴＥＯＳ、Ａｒ等を用いる
ことにより、コアをボイドなく特性良好なクラッド膜で
埋め込むことができる。

【０１４６】２）火炎堆積法を用いた場合の問題であっ
た、１３００℃以上の高温プロセスとＢ、Ｐのドーピン
グが必要なくなるため、石英基板の反りの増大及び伝搬
損失の増加を招くことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す光導波路の断面図
である。

【図２】本発明の他の実施の形態を示す光導波路の断面
図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示す光導波路の断面
図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す光導波路の断面
図である。

【図５】本発明にかかる光導波路の製造方法を説明する
ための図であり、（ａ）〜（ｃ）は基板上に形成される
コアの断面図である。

【図６】本発明にかかる光導波路の製造方法を説明する
ための図であり、（ａ）〜（ｃ）は基板上に形成される
コアの断面図である。

【図７】本発明のコアの成膜装置であるＥＢ蒸着装置の
模式図である。

【図８】本発明のプラズマドライエッチング装置の模式
図である。

【図９】本発明のＰ−ＣＶＤ装置の模式図である。

【図１０】本発明の他の実施の形態を示すスパッタ装置
の模式図である。

【図１１】本発明の他の実施の形態を示すクラッド成膜
用のスパッタリング装置の模式図である。

【図１２】本発明の他の実施の形態を示すＰ−ＣＶＤ装
置の模式図である。

【図１３】従来の光導波路の断面図である。

【図１４】従来の光導波路の製造方法によりクラッド膜
が形成される様子を示した図であり、（ａ）は成膜中の
状態を示す図であり、（ｂ）は成膜後の状態を示す図で
ある。

【図１５】従来のＰ−ＣＶＤ装置の模式図である。

【符号の説明】

１０石英基板２０コア３０クラッド４０角部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樫村誠一茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者北野延明茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社オプトロシステム研究所内Ｆターム(参考） 2H047 KA04 PA01 PA04 PA05 PA22 PA24 TA31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板上に形成されたコアと、
該コアを覆うように形成されたクラッドとからなる光導
波路において、上記コアの断面形状が矩形状でかつ少な
くとも１か所以上の角部が丸みを帯びるように形成され
ていることを特徴とする光導波路。
【請求項２】基板と、該基板上に形成されたコアと、
該コアを覆うように形成されたクラッドとからなる光導
波路において、上記コアの断面形状が台形状でかつ少な
くとも１か所以上の角部が丸みを帯びるように形成され
ていることを特徴とする光導波路。
【請求項３】基板と、該基板上に形成されたコアと、
該コアを覆うように形成されたクラッドとからなる光導
波路において、上記コアの断面形状は上底の幅に対して
下底の幅が１．５倍以上の台形状に形成されていること
を特徴とする光導波路。
【請求項４】基板上にコア膜を形成するコア膜形成工
程と、そのコア膜をフォトリソグラフィ及びエッチング
により断面台形状のコアに加工するコア加工工程と、そ
のコアが形成されたコア付き基板全体を熱処理する基板
熱処理工程と、その基板上のコア全体にコアより低屈折
率のクラッド膜を被覆するクラッド膜被覆工程と、その
クラッド膜が被覆されたクラッド膜付き基板全体を高温
で熱処理するクラッド膜熱処理工程とからなる光導波路
の製造方法。
【請求項５】基板上にコア膜を形成するコア膜形成工
程と、そのコア膜をフォトリソグラフィ及びエッチング
により断面矩形状でかつ少なくとも１か所以上の角部が
丸みを帯びたコアに加工するコア加工工程と、そのコア
が形成されたコア付き基板全体を熱処理する基板熱処理
工程と、その基板上のコア全体にコアより低屈折率のク
ラッド膜を被覆するクラッド膜被覆工程と、そのクラッ
ド膜が被覆されたクラッド膜付き基板全体を高温で熱処
理するクラッド膜熱処理工程とからなる光導波路の製造
方法。
【請求項６】基板上にコア膜を形成するコア膜形成工
程と、そのコア膜をフォトリソグラフィ及びエッチング
により断面台形状でかつ少なくとも１か所以上の角部が
丸みを帯びたコアに加工するコア加工工程と、そのコア
が形成されたコア付き基板全体を熱処理する基板熱処理
工程と、その基板上のコア全体にコアより低屈折率のク
ラッド膜を被覆するクラッド膜被覆工程と、そのクラッ
ド膜が被覆されたクラッド膜付き基板全体を高温で熱処
理するクラッド膜熱処理工程とからなる光導波路の製造
方法。
【請求項７】基板上にコア膜を形成するコア膜形成工
程と、そのコア膜をフォトリソグラフィ及びエッチング
により上底の幅に対して下底の幅が１．５倍以上の台形
状のコアに加工するコア加工工程と、そのコアが形成さ
れたコア付き基板全体を熱処理する基板熱処理工程と、
その基板上のコア全体にコアより低屈折率のクラッド膜
を被覆するクラッド膜被覆工程と、そのクラッド膜が被
覆されたクラッド膜付き基板全体を高温で熱処理するク
ラッド膜熱処理工程とからなる光導波路の製造方法。
【請求項８】上記コア膜のフォトリソグラフィは、コ
ア膜上にレジストをパターニングした後、該レジストに
紫外線照射する請求項４から請求項７記載の光導波路の
製造方法。
【請求項９】上記エッチング方法として、ドライエッ
チング法によりコア膜を加工する請求項４から請求項７
記載の光導波路の製造方法。
【請求項１０】上記ドライエッチング法として、プラ
ズマドライエッチング法、スパッタエッチング法、ある
いはイオンミリング法のうち、少なくとも１つ以上の方
法によりコア膜を加工する請求項９記載の光導波路の製
造方法。
【請求項１１】上記エッチング方法としてウェットエ
ッチング法によりコア膜を加工する請求項４から請求項
７記載の光導波路の製造方法。
【請求項１２】上記コア加工工程は、コア膜の加工後
に熱処理することにより、少なくとも１か所以上のコア
角部に丸みを帯びさせる請求項５又は請求項６記載の光
導波路の製造方法。
【請求項１３】上記コア加工工程は、コア膜の加工後
に該コアをフッ酸に浸漬させる方法により、少なくとも
１か所以上のコア角部に丸みを帯びさせる請求項５又は
請求項６記載の光導波路の製造方法。
【請求項１４】上記クラッド膜被覆工程は、火炎堆積
法、スパッタリング法、又は化学的気相成長法のいずれ
か１つの方法を選択してクラッドを被覆する請求項４か
ら請求項７記載の光導波路の製造方法。
【請求項１５】上記クラッド膜被覆工程は、化学的気
相成長法のうち、プラズマＣＶＤ法を用い、基板側に強
制的に自己バイアスを形成すべく、高周波電圧に直流電
圧を重畳させた電圧を印加させたプラズマＣＶＤ法によ
りクラッド膜を成膜する請求項４から請求項７記載の光
導波路の製造方法。
【請求項１６】上記プラズマＣＶＤ法に用いる原料ガ
スの主原料は、ＳｉＨ₄又はテトラエチルオルソシリケ
ートである請求項１５記載の光導波路の製造方法。
【請求項１７】上記クラッド膜を上下２層に分け、第
１層目をテトラエチルオルソシリケート系原料ガスを用
いたプラズマＣＶＤ法により成膜し、第２層目をＳｉＨ
₄系原料ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜する
請求項１５記載の光導波路の製造方法。
【請求項１８】プラズマＣＶＤ法に用いる添加ガスは
Ａｒ、Ｋｒ、及びＸｅの希ガスの中から少なくとも１種
類以上用いる請求項１５から請求項１７記載の光導波路
の製造方法。