JP2001350050A - Substrate and optical device using the same - Google Patents
Substrate and optical device using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高速光変調が可能
な光変調素子等の光素子を集積した光集積回路（ＯＩ
Ｃ：optical integrated circuit）、光電子集積回路
（ＯＥＩＣ：opto-electronic integrated circuit）等
に用いて好適な基板とそれを用いた光素子に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical integrated circuit (OI) in which optical elements such as an optical modulation element capable of high-speed optical modulation are integrated.
The present invention relates to a substrate suitable for use in an optical integrated circuit (C), an opto-electronic integrated circuit (OEIC), and the like, and an optical element using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、大伝送容量かつ低損失の光通信ネ
ットワークの進展に伴い、高速光変調が可能な光変調素
子等の光素子を基板上に集積した光集積回路、あるいは
光素子と電子部品（素子）を基板上に集積した光電子集
積回路等においても、より小型化、より高性能化が要望
されている。例えば、基板上に光変調素子等の光素子を
集積した光集積回路では、広帯域で動作可能かつ低電圧
駆動の光変調器を作製するために、ＬｉＮｂＯ3基板
（以下、ＬＮ基板と略記する）上に、幅が数〜十数μ
ｍ、間隔が十数〜数十μｍのリッジ形状の光導波路が形
成されている。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of an optical communication network having a large transmission capacity and a low loss, an optical integrated circuit in which optical elements such as an optical modulation element capable of high-speed optical modulation are integrated on a substrate, or an optical element and an electronic device. Even in optoelectronic integrated circuits in which components (elements) are integrated on a substrate, there is a demand for smaller size and higher performance. For example, in an optical integrated circuit in which an optical element such as an optical modulation element is integrated on a substrate, a LiNbO 3 substrate (hereinafter abbreviated as an LN substrate) is used in order to manufacture an optical modulator operable in a wide band and driven at a low voltage. On top, the width is several to several tens of μ
m, a ridge-shaped optical waveguide having an interval of tens to tens of μm is formed.
【０００３】この光導波路の加工方法としては、主に液
状の化学薬品を用いるウエットエッチングと、反応性ガ
ス等を用いるドライエッチングがある。ウエットエッチ
ングは、化学反応を用いているために、エッチング材料
による選択性が高いという特徴を有する。図１６は、ウ
エットエッチングにより溝加工が施された基板を示す断
面図であり、等方性エッチングの場合、同図（ａ）に示
すように、基板１の主面１ａにパターニングされたマス
ク２を用いて溝３を形成している。また、選択性エッチ
ングの場合、同図（ｂ）に示すように、基板１の主面１
ａにマスク２を用いて溝３を形成している。As a method of processing the optical waveguide, there are mainly wet etching using a liquid chemical and dry etching using a reactive gas or the like. Wet etching is characterized by high selectivity depending on the etching material because it uses a chemical reaction. FIG. 16 is a cross-sectional view showing a substrate on which grooves have been formed by wet etching. In the case of isotropic etching, a mask 2 patterned on a main surface 1a of the substrate 1 as shown in FIG. Is used to form the groove 3. In the case of selective etching, as shown in FIG.
The groove 3 is formed using the mask 2 in FIG.
【０００４】ところで、近年、プロセス全体をドライ化
する傾向にあることから、ドライエッチングによる加工
が一般的に行われている。このドライエッチングは、選
択比の制御が可能、異方性エッチングが可能、加工精度
が高い、加工効率がよい、安全性に優れている等の利点
を有する。ドライエッチングには、プラズマ放電中で発
生する活性ラジカルを用いたプラズマエッチングと、プ
ラズマエッチングにスパッタリング効果を加えた反応性
イオンエッチング（反応性スパッタエッチングとも称さ
れる）があるが、一般的には、等方性エッチングが可
能、微細パターンのエッチングが可能、等の特徴を有す
るプラズマエッチングが用いられている。[0004] In recent years, since the entire process tends to be dry, processing by dry etching is generally performed. This dry etching has advantages such as control of selectivity, anisotropic etching, high processing accuracy, high processing efficiency, and excellent safety. Dry etching includes plasma etching using active radicals generated during plasma discharge, and reactive ion etching (also referred to as reactive sputter etching) in which a sputtering effect is added to plasma etching. Plasma etching is used which has characteristics such as isotropic etching and fine pattern etching.
【０００５】図１７は、プラズマエッチングにより溝加
工が施された基板を示す断面図であり、同図（ａ）は溝
３の側面３ａと底面３ｂとの角部４の形状がシャープな
エッチング断面であり、同図（ｂ）は溝３の側面３ａと
底面３ｂとの角部４の形状がノッチ状のエッチング断面
である。このようにして得られた基板１に、変調器用回
路等の集積回路を形成することで、所望の電気的特性を
有する集積回路が得られる。また、基板上に集積した集
積回路の特性を向上させるために、この基板の裏面の前
記集積回路に対応する位置に溝を形成し、基板の厚みを
部分的に薄くした形状のものが提案され、実用に供され
ている。この溝の加工は、例えば、エキシマレーザ等の
高出力レーザから出射されるレーザ光を基板の裏面に照
射することによりなされる。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a substrate on which a groove has been formed by plasma etching. FIG. 17A is an etched cross-section in which the shape of a corner 4 between the side surface 3a and the bottom surface 3b of the groove 3 is sharp. FIG. 3B is an etched cross section in which the shape of the corner 4 between the side surface 3 a and the bottom surface 3 b of the groove 3 is notched. By forming an integrated circuit such as a modulator circuit on the substrate 1 thus obtained, an integrated circuit having desired electric characteristics can be obtained. Further, in order to improve the characteristics of an integrated circuit integrated on a substrate, a shape in which a groove is formed in a position corresponding to the integrated circuit on the back surface of the substrate and the thickness of the substrate is partially reduced has been proposed. , Has been put to practical use. This groove is formed by irradiating the back surface of the substrate with laser light emitted from a high-power laser such as an excimer laser.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のウエットエッチングにおいては、等方性エッチング
の場合、アンダーカットされ易いために、溝３の側面３
ａがオーバーエッチング（サイドエッチング）され易く
なるという問題点があった。また、選択性エッチングの
場合、結晶構造によりエッチング深さにむらが生じ易
く、例えば、側面３ａが難エッチング結晶面の場合に
は、この側面３ａが易エッチング結晶面の底面３ｂに対
して傾斜し、垂直な面にならないという問題点があっ
た。このように、従来のウエットエッチングでは、側面
３ａの形状の制御が困難であった。By the way, in the conventional wet etching described above, in the case of isotropic etching, undercutting is apt to occur.
a is liable to be over-etched (side-etched). Further, in the case of selective etching, the etching depth is likely to be uneven due to the crystal structure. However, there is a problem that the surface is not vertical. Thus, in the conventional wet etching, it was difficult to control the shape of the side surface 3a.
【０００７】また、従来のプラズマエッチングにおいて
は、角部４の形状が、シャープなエッチング断面やノッ
チ状のエッチング断面とされているために、基板１の応
力によって、溝３の加工中や加工後にリッジの損傷や基
板１の破損等が生じるおそれがあった。そこで、破損を
防止するために、角部４の断面を曲面とすることが試み
られているが、この曲面の曲率半径が高々０．２μｍ程
度であることから、破損が無くなるまでには至っていな
い。また、プラズマエッチングにより溝加工が施された
基板１に、変調器用回路等の集積回路を形成した場合、
ドリフトが大きくなり過ぎて回路特性に悪影響を及ぼす
おそれがあるという問題点があった。その原因は、プラ
ズマエッチングが主に化学的な反応によって基板のエッ
チングを行うために、エッチング中に基板表面に反応生
成物が堆積されてしまうためである。また、基板の厚み
を部分的に薄くするために裏面に溝加工を施した基板の
場合では、レーザ光を照射することによる基板の損傷が
大きく、形状制御が困難であるという問題点があった。In the conventional plasma etching, since the shape of the corner 4 is a sharp etching section or a notch-shaped etching section, the stress of the substrate 1 causes the groove 3 to be processed during or after the processing of the groove 3. The ridge may be damaged or the substrate 1 may be damaged. Therefore, in order to prevent breakage, attempts have been made to make the cross section of the corner portion 4 a curved surface, but since the radius of curvature of this curved surface is at most about 0.2 μm, damage has not been eliminated. . Further, when an integrated circuit such as a modulator circuit is formed on the substrate 1 on which a groove is formed by plasma etching,
There has been a problem that the drift becomes too large and may adversely affect circuit characteristics. The reason for this is that plasma etching mainly etches the substrate by a chemical reaction, so that reaction products are deposited on the substrate surface during the etching. Further, in the case of a substrate in which a groove is formed on the back surface in order to partially reduce the thickness of the substrate, there is a problem that the substrate is greatly damaged by irradiating a laser beam, and it is difficult to control the shape. .
【０００８】一般に、プラズマディスプレイ等の加工工
程においては、ドライエッチングの一種である砥粒を用
いたサンドブラスト法と称される方法が用いられてい
る。この方法では、加工用マスクとして、ブラストに対
する耐久性が優れているゴム系のネガレジストが主に用
いられている。しかしながら、このネガレジストでは、
一般に、露光・現像を施した後、レジストを焼き固める
ための熱処理を施しているために、この熱処理の際に膨
張し易く、したがって、微細なパターンを形成すること
が難しく、微細形状のサンドブラスト加工が困難であっ
た。In general, in a processing step of a plasma display or the like, a method called a sand blast method using abrasive grains, which is a kind of dry etching, is used. In this method, a rubber-based negative resist excellent in blast durability is mainly used as a processing mask. However, in this negative resist,
Generally, after exposure and development, a heat treatment for baking and hardening the resist is performed, so that it is easy to expand at the time of this heat treatment, so that it is difficult to form a fine pattern, and sandblasting of a fine shape is performed. Was difficult.
【０００９】なお、プラズマエッチングにおいてよく用
いられる金属製のマスクは、展性が大きいために、加工
中に変形し易く、微細構造のエッチングには用いること
ができない。したがって、この金属製のマスクは、サン
ドブラスト法には向かないとされており、ＬＮ基板の加
工に用いられた例は報告されていない。Note that a metal mask often used in plasma etching has a large malleability and is easily deformed during processing, and cannot be used for etching a fine structure. Therefore, it is said that this metal mask is not suitable for the sandblasting method, and no examples have been reported for use in processing an LN substrate.
【００１０】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、応力が加わった場合においても破損等のお
それがなく、溝の側面の形状が高精度で制御された基板
とそれを用いた光素子を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and there is no possibility of damage or the like even when a stress is applied. It is an object to provide an optical element used.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のような基板とそれを用いた光素子を提
供した。すなわち、請求項１記載の基板は、板状体の一
主面または両面に断面略矩形状の溝が形成され、当該溝
の底面と側面との角部は曲率半径が０．５μｍ以上の凹
面とされていることを特徴とする。この基板では、溝の
底面と側面との角部を曲率半径が０．５μｍ以上の凹面
としたことにより、該基板に応力が加わった場合におい
ても、応力集中等に起因する破損が生じるおそれが無く
なり、基板の信頼性が向上する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following substrate and an optical device using the same. That is, in the substrate according to the first aspect, a groove having a substantially rectangular cross section is formed on one main surface or both surfaces of the plate-like body, and the corner between the bottom surface and the side surface of the groove has a concave surface with a radius of curvature of 0.5 μm or more. It is characterized by that. In this substrate, since the corner between the bottom surface and the side surface of the groove is a concave surface having a radius of curvature of 0.5 μm or more, even when stress is applied to the substrate, damage due to stress concentration or the like may occur. And the reliability of the substrate is improved.
【００１２】請求項２記載の基板は、請求項１記載の基
板において、前記板状体の一主面に光導波路が形成さ
れ、該光導波路の両側に前記溝が形成されてリッジ形状
の光導波路とされていることを特徴とする。この基板で
は、光導波路の両側に、底面と側面との角部が曲率半径
が０．５μｍ以上の凹面とされた溝を形成したことによ
り、該基板に応力が加わった場合においても、応力集中
等に起因する破損が生じるおそれが無くなり、光導波路
基板の信頼性が向上する。According to a second aspect of the present invention, there is provided the substrate according to the first aspect, wherein an optical waveguide is formed on one main surface of the plate-like body, and the groove is formed on both sides of the optical waveguide. It is characterized by being a wave path. This substrate has grooves formed on both sides of the optical waveguide at the corners between the bottom surface and the side surfaces with concave radii having a radius of curvature of 0.5 μm or more, so that even when stress is applied to the substrate, stress concentration occurs. Thus, there is no possibility of damage due to the above-mentioned factors, and the reliability of the optical waveguide substrate is improved.
【００１３】請求項３記載の基板は、請求項１記載の基
板において、前記板状体の一主面に光導波路が形成さ
れ、前記板状体の他の主面の前記光導波路に対応する位
置に前記溝が形成されていることを特徴とする。この基
板では、前記板状体の他の主面の前記光導波路に対応す
る位置に、底面と側面との角部が曲率半径が０．５μｍ
以上の凹面とされた溝を形成したことにより、該光導波
路の光伝送損失特性が向上し、その結果、光導波路の信
頼性が向上する。According to a third aspect of the present invention, in the substrate of the first aspect, an optical waveguide is formed on one main surface of the plate-shaped body, and corresponds to the optical waveguide on the other main surface of the plate-shaped body. The groove is formed at a position. In this substrate, the corner of the bottom surface and the side surface has a radius of curvature of 0.5 μm at a position corresponding to the optical waveguide on the other main surface of the plate-like body.
By forming the concave groove, the optical transmission loss characteristics of the optical waveguide are improved, and as a result, the reliability of the optical waveguide is improved.
【００１４】請求項４記載の基板は、請求項１記載の基
板において、前記板状体の一主面に集積回路が形成さ
れ、前記板状体の他の主面の前記集積回路に対応する位
置に前記溝が形成されていることを特徴とする。この基
板では、前記板状体の他の主面の前記集積回路に対応す
る位置に、底面と側面との角部が曲率半径が０．５μｍ
以上の凹面とされた溝を形成したことにより、集積回路
へのノイズの侵入を防止し、その結果、集積回路の信頼
性が向上する。According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate of the first aspect, an integrated circuit is formed on one main surface of the plate-shaped body, and corresponds to the integrated circuit on another main surface of the plate-shaped body. The groove is formed at a position. In this substrate, a corner of a bottom surface and a side surface has a radius of curvature of 0.5 μm at a position corresponding to the integrated circuit on the other main surface of the plate-like body.
The formation of the concave groove prevents the noise from entering the integrated circuit, thereby improving the reliability of the integrated circuit.
【００１５】請求項５記載の基板は、板状体の一主面に
断面略矩形状の凹部が複数個形成され、これらの凹部の
底面と側面との角部は曲率半径が０．５μｍ以上の凹面
とされていることを特徴とする。この基板では、板状体
の一主面に形成された凹部により、この一主面からの反
射を除去する。According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of recesses having a substantially rectangular cross section are formed on one main surface of the plate-like body, and the corners between the bottom and side surfaces of these recesses have a radius of curvature of 0.5 μm or more. Characterized by a concave surface. In this substrate, reflection from this one main surface is removed by a concave portion formed on one main surface of the plate-like body.
【００１６】請求項６記載の基板は、請求項１ないし５
のいずれか１項記載の基板において、前記溝または前記
凹部は、サンドブラスト法により形成され、前記凹面の
曲率半径は前記サンドブラスト法に用いられる砥粒の半
径に略等しいことを特徴とする。この基板では、サンド
ブラスト法を用いることにより、前記溝の底面と側面と
の角部は前記サンドブラスト法に用いられる砥粒の半径
に略等しい曲率半径が０．５μｍ以上の凹面とされる。
これにより、加工中及び加工後においても応力集中等に
起因する破損が生じ難く、基板の信頼性が向上する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the substrate according to the first to fifth aspects.
5. The substrate according to claim 1, wherein the groove or the concave portion is formed by a sandblast method, and a radius of curvature of the concave surface is substantially equal to a radius of abrasive grains used in the sandblast method. In this substrate, by using the sandblasting method, the corner between the bottom surface and the side surface of the groove is formed into a concave surface having a radius of curvature substantially equal to the radius of the abrasive used in the sandblasting method and being 0.5 μm or more.
Thus, damage due to stress concentration or the like hardly occurs during and after processing, and the reliability of the substrate is improved.
【００１７】請求項７記載の基板は、請求項６記載の基
板において、前記砥粒の半径は０．５μｍ〜２０μｍで
あることを特徴とする。ここで、前記砥粒の半径を０．
５μｍ〜２０μｍの範囲としたのは、基板上に形成され
る光導波路の溝形状が２５μｍ程度であるため、前記砥
粒の半径を該溝形状以下にする必要があるからである。
この基板では、前記砥粒の半径を０．５μｍ〜２０μｍ
の範囲の任意の値とすることにより、前記凹面の曲率半
径を０．５μｍ〜２０μｍの範囲で任意に変えることが
可能である。According to a seventh aspect of the present invention, in the substrate of the sixth aspect, the radius of the abrasive is 0.5 μm to 20 μm. Here, the radius of the abrasive grains is set to 0.
The range of 5 μm to 20 μm is because the groove shape of the optical waveguide formed on the substrate is about 25 μm, so that the radius of the abrasive grains needs to be smaller than the groove shape.
In this substrate, the radius of the abrasive is 0.5 μm to 20 μm
The radius of curvature of the concave surface can be arbitrarily changed in the range of 0.5 μm to 20 μm.
【００１８】請求項８記載の基板は、請求項６または７
記載の基板において、前記サンドブラスト法に用いられ
るマスクは、ヤング率が１．０×１０11Ｐａ以上である
ことを特徴とする。この基板では、ヤング率が１．０×
１０11Ｐａ以上のマスクを用いることにより、リフトオ
フ法やメッキ法により精度が良くかつ所望の厚みを有す
る微細マスクパターンが形成され、金属の展性が原因で
発生する加工中のマスクの変形も回避される。The substrate according to claim 8 is the substrate according to claim 6 or 7.
In the substrate described above, the mask used for the sandblast method has a Young's modulus of 1.0 × 10 11 Pa or more. In this substrate, the Young's modulus is 1.0 ×
By using a mask of 10 11 Pa or more, a fine mask pattern having a desired thickness is formed with high precision by a lift-off method or a plating method, and deformation of a mask during processing caused by metal malleability is avoided. Is done.
【００１９】請求項９記載の基板は、請求項８記載の基
板において、前記マスクは、クロム（Ｃｒ）、ニッケル
（Ｎｉ）、ニッケルクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金のいずれ
か１種からなることを特徴とする。これらの材料はヤン
グ率が概ね２．０×１０11Ｐａ以上であるから、高精度
の微細マスクパターンが可能であり、加工中のマスクの
変形も無い。一方、従来よりマスクとして用いられるア
ルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）は、ヤング率が０．２
×１０11Ｐａ程度と小さいために、加工中にマスクの変
形等が生じてしまい、高精度の微細マスクパターンが得
られない。したがって、サンドブラスト法のマスクとし
ては好ましくない。According to a ninth aspect of the present invention, in the substrate according to the eighth aspect, the mask is made of any one of chromium (Cr), nickel (Ni), and nickel chromium (Ni-Cr) alloy. Features. Since these materials have a Young's modulus of about 2.0 × 10 11 Pa or more, a high-precision fine mask pattern is possible, and there is no deformation of the mask during processing. On the other hand, aluminum (Al) or gold (Au) conventionally used as a mask has a Young's modulus of 0.2.
Since it is as small as about × 10 11 Pa, deformation or the like of the mask occurs during processing, and a highly accurate fine mask pattern cannot be obtained. Therefore, it is not preferable as a mask for the sandblast method.
【００２０】請求項１０記載の基板は、請求項１ないし
９のいずれか１項記載の基板において、前記板状体は、
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、ガリウムヒ素（Ｇ
ａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）のいずれか１種か
らなることを特徴とする。A substrate according to a tenth aspect is the substrate according to any one of the first to ninth aspects, wherein:
Lithium niobate (LiNbO 3 ), gallium arsenide (G
aAs) and indium phosphide (InP).
【００２１】請求項１１記載の光素子は、請求項１ない
し１０のいずれか１項記載の基板を用いたことを特徴と
する。この光素子では、本発明の基板を用いたことによ
り、基板に応力が加わった場合においても、応力集中等
に起因する破損が生じるおそれが無くなり、光素子の信
頼性が向上する。An optical element according to an eleventh aspect uses the substrate according to any one of the first to tenth aspects. In this optical device, by using the substrate of the present invention, even when stress is applied to the substrate, there is no possibility that damage due to stress concentration or the like occurs, and the reliability of the optical device is improved.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】本発明の基板とそれを用いた光素
子の各実施形態について図面に基づき説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the substrate of the present invention and an optical element using the same will be described with reference to the drawings.
【００２３】［第１の実施形態］図１は本発明の第１の
実施形態の基板を示す断面図であり、図において、符号
１１は板状体であるＬＮ基板、１２はＬＮ基板１１の表
面（一主面）１１ａに形成された断面略矩形状の溝であ
る。この溝１２の底面１２ａと側面１２ｂとの角部は、
０．５μｍ以上の曲率半径の凹面１３とされている。こ
の凹面１３の形状は、サンドブラスト法において用いら
れる砥粒の半径や形状により一義的に決定される。例え
ば、砥粒の半径を０．５μｍ〜２０μｍの範囲の任意の
値とすることにより、凹面１３の曲率半径を０．５μｍ
〜２０μｍの範囲で任意に変えることが可能である。[First Embodiment] FIG. 1 is a sectional view showing a substrate according to a first embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 11 denotes a plate-like LN substrate, and 12 denotes an LN substrate 11. A groove having a substantially rectangular cross section formed on the front surface (one main surface) 11a. The corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b of the groove 12 is
The concave surface 13 has a radius of curvature of 0.5 μm or more. The shape of the concave surface 13 is uniquely determined by the radius and shape of the abrasive used in the sandblasting method. For example, by setting the radius of the abrasive grains to an arbitrary value in the range of 0.5 μm to 20 μm, the radius of curvature of the concave surface 13 is set to 0.5 μm
It can be arbitrarily changed in the range of ２０20 μm.
【００２４】このＬＮ基板１１では、溝１２の底面１２
ａと側面１２ｂとの角部を０．５μｍ以上の曲率半径の
凹面１３としたことにより、ＬＮ基板１１に応力が加わ
った場合においても、応力集中等に起因する破損が生じ
るおそれが無くなる。これにより、ＬＮ基板１１の機械
的強度が向上し、ＬＮ基板１１の信頼性が向上する。In the LN substrate 11, the bottom surface 12 of the groove 12
By forming the concave portion 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more at the corner between the “a” and the side surface 12 b, even when stress is applied to the LN substrate 11, there is no risk of damage due to stress concentration or the like. Thereby, the mechanical strength of the LN substrate 11 is improved, and the reliability of the LN substrate 11 is improved.
【００２５】次に、サンドブラスト法により、ＬＮ基板
１１の表面１１ａに溝１２を形成する方法について、図
２に基づき説明する。まず、ＬＮ基板１１の表面１１ａ
に、リフトオフ法またはメッキ法を用いて微細パターン
を有するマスク１４を形成する。Next, a method of forming the groove 12 on the surface 11a of the LN substrate 11 by the sandblast method will be described with reference to FIG. First, the surface 11a of the LN substrate 11
Next, a mask 14 having a fine pattern is formed by using a lift-off method or a plating method.
【００２６】このマスク１４は、ヤング率が１．０×１
０11Ｐａ以上の金属により構成されている。この金属と
しては、例えば、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ合金等が好適
に用いられる。ここで、Ｃｒをマスク材料とした場合、
ＬＮ基板１１との選択比は１：４となるので、Ｃｒの方
が４倍削れ難いことになる。したがって、Ｃｒはマスク
材料として非常に好ましいものである。The mask 14 has a Young's modulus of 1.0 × 1.
It is composed of a metal of 0 11 Pa or more. As this metal, for example, Cr, Ni, a Ni—Cr alloy or the like is suitably used. Here, when Cr is used as a mask material,
Since the selectivity with the LN substrate 11 is 1: 4, Cr is less likely to be cut four times. Therefore, Cr is highly preferred as a mask material.
【００２７】次いで、サンドブラスト法により、マスク
１４を用いてＬＮ基板１１の表面１１ａに微細溝加工を
施す。ここで用いられる砥粒１５は、形成すべき凹面１
３の曲率半径に対応して、その半径及び形状が選択され
る。例えば、凹面１３の曲率半径を０．５μｍ〜２０μ
ｍの範囲の所望の値とするためには、この所望の値に対
応して砥粒の半径を決定すればよい。このサンドブラス
ト法によるＬＮ基板１１のエッチングレートは１５０ｎ
ｍ／ｍｉｎ以上であるから、従来のプラズマエッチング
のエッチングレート（約１２ｎｍ／ｍｉｎ）の１０倍以
上である。Next, a fine groove is formed on the surface 11a of the LN substrate 11 using a mask 14 by a sand blast method. The abrasive grains 15 used here are the concave surface 1 to be formed.
The radius and the shape are selected corresponding to the radius of curvature of 3. For example, the radius of curvature of the concave surface 13 is 0.5 μm to 20 μm.
In order to obtain a desired value in the range of m, the radius of the abrasive grain may be determined according to the desired value. The etching rate of the LN substrate 11 by this sandblast method is 150 n.
Since it is at least m / min, it is at least 10 times the etching rate (about 12 nm / min) of the conventional plasma etching.
【００２８】このようにして、ＬＮ基板１１の表面１１
ａに、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が０．５μｍ以
上の曲率半径の凹面１３となった溝１２を形成すること
ができる。次いで、フッ硝酸等を用いてマスク１４を除
去する。Thus, the surface 11 of the LN substrate 11 is
A groove 12 in which a corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b is a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more can be formed in a. Next, the mask 14 is removed using hydrofluoric acid or the like.
【００２９】次いで、フッ酸、硝酸、塩酸等を用いて溝
１２に酸処理を施し、溝１２の内面に形成された加工歪
層１６を除去する。このようにして得られたＬＮ基板１
１は、基板加工中においても破損が発生せず、従来のプ
ラズマエッチングにおいて加工中に７０％以上破損した
ものと比べて加工工程における歩留まりが格段に向上し
ている。その結果、ＬＮ基板１１の信頼性が大幅に向上
したものとなる。Next, the groove 12 is subjected to an acid treatment using hydrofluoric acid, nitric acid, hydrochloric acid or the like to remove the strained layer 16 formed on the inner surface of the groove 12. LN substrate 1 thus obtained
In No. 1, no breakage occurs even during the processing of the substrate, and the yield in the processing step is remarkably improved as compared with the case where the substrate was damaged by 70% or more during the processing in the conventional plasma etching. As a result, the reliability of the LN substrate 11 is greatly improved.
【００３０】図３は、加工方法の異なるＬＮ基板の溝の
形状を触針法により測定したプロファイルを示す図であ
り、同図（ａ）は従来のプラズマエッチングにより通常
得られるシャープな断面形状の溝、同図（ｂ）は従来の
プラズマエッチングの入力パワーが強い場合に起こるノ
ッチ形状の溝、同図（ｃ）は本実施形態の加工方法によ
り得られた、サンドブラスト法により角部が凹面とされ
た溝である。以上によれば、サンドブラスト法により、
ＬＮ基板１１の表面１１ａに、底面１２ａと側面１２ｂ
との角部が０．５μｍ以上の曲率半径の凹面１３である
ような溝１２を形成することができる。FIG. 3 is a view showing a profile obtained by measuring the shape of a groove of an LN substrate obtained by a different processing method by a stylus method. FIG. 3A shows a sharp cross-sectional shape usually obtained by conventional plasma etching. FIG. 4B shows a notch-shaped groove which is generated when the input power of the conventional plasma etching is high, and FIG. 4C shows a case where the corners are concave by sandblasting obtained by the processing method of this embodiment. Groove. According to the above, by the sandblast method,
A bottom surface 12a and a side surface 12b are provided on a front surface 11a of the LN substrate 11.
Can be formed such that the corner of the groove 12 is a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more.
【００３１】図４及び図５は、異なる半径の砥粒を用い
てサンドブラスト法による溝加工を行ったＬＮ基板の溝
の形状を触針法により測定したプロファイルを示す図で
あり、図４は半径が５〜１０μｍの砥粒を用いた場合の
溝形状を、図５は半径が１μｍの砥粒を用いた場合の溝
形状をそれぞれ示している。これらの図によれば、半径
が１μｍの砥粒を用いることにより、ＬＮ基板１１の表
面１１ａに、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が１μｍ
の曲率半径の凹面１３であるような溝１２を形成するこ
とができることが明らかになった。FIGS. 4 and 5 show profiles obtained by measuring the shape of the groove of the LN substrate which has been subjected to the groove processing by the sandblasting method using abrasive grains having different radii by the stylus method. FIG. FIG. 5 shows the groove shape when using abrasive grains having a diameter of 5 to 10 μm, and FIG. 5 shows the groove shape when using abrasive grains having a radius of 1 μm. According to these figures, the corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b is 1 μm on the surface 11a of the LN substrate 11 by using abrasive grains having a radius of 1 μm.
It has been clarified that the groove 12 can be formed as a concave surface 13 having a radius of curvature of.
【００３２】本実施形態のＬＮ基板１１によれば、ＬＮ
基板１１の表面１１ａに形成した溝１２の底面１２ａと
側面１２ｂとの角部を、０．５μｍ以上の曲率半径の凹
面１３としたので、このＬＮ基板１１に応力が加わった
場合においても、応力集中等に起因する破損が生じるお
それが無く、ＬＮ基板１１の機械的強度を高めることが
できる。その結果、ＬＮ基板１１の信頼性を向上させる
ことができる。According to the LN substrate 11 of this embodiment, LN
Since the corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b of the groove 12 formed on the surface 11a of the substrate 11 is a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more, even when a stress is applied to the LN substrate 11, The mechanical strength of the LN substrate 11 can be increased without the risk of damage due to concentration or the like. As a result, the reliability of the LN substrate 11 can be improved.
【００３３】本実施形態のＬＮ基板の加工方法によれ
ば、サンドブラスト法を用いて、ＬＮ基板１１の表面１
１ａに、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が０．５μｍ
以上の曲率半径の凹面１３となるような溝１２を形成す
るので、溝加工中においても応力集中等に起因する破損
が生じ難くなり、ＬＮ基板の加工歩留まりを向上させる
ことができる。According to the LN substrate processing method of the present embodiment, the surface 1 of the LN substrate 11 is
1a, the corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b is 0.5 μm
Since the groove 12 having the concave surface 13 having the above-described radius of curvature is formed, breakage due to stress concentration or the like hardly occurs even during groove processing, and the processing yield of the LN substrate can be improved.
【００３４】また、溝加工後においても応力集中等に起
因する破損が生じ難くなるので、ＬＮ基板の機械的強度
を高めることができ、ＬＮ基板の信頼性を向上させるこ
とができる。また、砥粒１５の半径及び形状を凹面１３
の曲率半径に対応して選択することにより、凹面１３の
曲率半径を０．５μｍ〜２０μｍの範囲の任意の値とす
ることができる。In addition, since damage due to stress concentration and the like hardly occurs even after the groove processing, the mechanical strength of the LN substrate can be increased, and the reliability of the LN substrate can be improved. Further, the radius and the shape of the abrasive grains 15 are
The curvature radius of the concave surface 13 can be set to an arbitrary value in the range of 0.5 μm to 20 μm by making a selection in accordance with the radius of curvature.
【００３５】また、溝１２に酸処理を施すことにより、
溝１２の内面に形成された加工歪層１６を除去するの
で、ドライエッチングによる加工では除去することがで
きなかった加工歪層１６を溝１２から除去することがで
き、応力集中等による破損が起こり難い基板を作製する
ことができる。また、マスク１４の材料として、Ｃｒ、
Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ合金のいずれか１種を用いたので、精
度が良くかつ所望の厚みを有する微細マスクパターンを
形成することができる。したがって、加工中のマスクに
変形が生じるのを防止することができる。By subjecting the groove 12 to an acid treatment,
Since the processing strain layer 16 formed on the inner surface of the groove 12 is removed, the processing strain layer 16 that could not be removed by the processing by dry etching can be removed from the groove 12, and damage due to stress concentration or the like occurs. A difficult substrate can be manufactured. Further, Cr,
Since any one of Ni and Ni-Cr alloy is used, a fine mask pattern having high accuracy and a desired thickness can be formed. Therefore, it is possible to prevent the mask being processed from being deformed.
【００３６】［第２の実施形態］図６は本発明の第２の
実施形態の光導波路基板を示す斜視図であり、図におい
て、符号２１は板状体であるＬＮ基板１１の表面１１ａ
に形成されたリッジ形状の光導波路であり、この光導波
路２１の両側に、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が
０．５μｍ以上の曲率半径の凹面１３とされた溝１２が
形成されている。[Second Embodiment] FIG. 6 is a perspective view showing an optical waveguide substrate according to a second embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 21 denotes a surface 11a of an LN substrate 11 which is a plate-like body.
A groove 12 is formed on both sides of the optical waveguide 21 in which a corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b is a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more. .
【００３７】この光導波路基板では、光導波路２１の両
側に、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が０．５μｍ以
上の曲率半径の凹面１３となる溝１２を形成したので、
ＬＮ基板１１に応力が加わった場合においても、光導波
路２１に応力集中等に起因する破損が生じるおそれが無
くなる。したがって、光導波路基板の信頼性が向上す
る。In this optical waveguide substrate, the groove 12 is formed on both sides of the optical waveguide 21 so that the corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b becomes a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more.
Even when a stress is applied to the LN substrate 11, there is no possibility that the optical waveguide 21 may be damaged due to stress concentration or the like. Therefore, the reliability of the optical waveguide substrate is improved.
【００３８】次に、リフトオフ法により作製した金属マ
スクを用いて、サンドブラスト法により光導波路２１の
両側に溝１２を形成する方法について、図７に基づき説
明する。まず、図７（ａ）に示すように、光導波路２１
が形成されたＬＮ基板１１全面に、スピンコート法を用
いてフォトレジスト２２を塗布する。Next, a method of forming grooves 12 on both sides of the optical waveguide 21 by a sandblast method using a metal mask manufactured by a lift-off method will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG.
A photoresist 22 is applied to the entire surface of the LN substrate 11 on which is formed by spin coating.
【００３９】次いで、図７（ｂ）に示すように、フォト
リソグラフィにより、リッジ形状の光導波路に対応する
部分のフォトレジスト２２ａを除去する。次いで、図７
（ｃ）に示すように、ＬＮ基板１１全面にマスク材料で
あるＣｒ膜２３を蒸着する。Next, as shown in FIG. 7B, a portion of the photoresist 22a corresponding to the ridge-shaped optical waveguide is removed by photolithography. Then, FIG.
As shown in (c), a Cr film 23 as a mask material is deposited on the entire surface of the LN substrate 11.
【００４０】次いで、図７（ｄ）に示すように、リフト
オフ法によりＣｒ膜２３をパターン化することで、ＬＮ
基板１１上にマスク２４を形成する。リフトオフ法で形
成することのできるマスクの厚みは０．５μｍ程度であ
るから、短時間のエッチングに向いたマスクである。Next, as shown in FIG. 7D, the Cr film 23 is patterned by a lift-off method to
A mask 24 is formed on the substrate 11. Since the thickness of the mask that can be formed by the lift-off method is about 0.5 μm, the mask is suitable for short-time etching.
【００４１】次いで、図７（ｅ）に示すように、サンド
ブラスト法により、マスク２４を用いてＬＮ基板１１の
光導波路２１の両側の部分をエッチングし、光導波路２
１の両側に、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が０．５
μｍ以上の曲率半径の凹面１３であるような溝１２を形
成する。次いで、図７（ｆ）に示すように、酸を用いて
マスク２４を除去し、リッジ形状の光導波路２１を有す
る光導波路基板とする。Next, as shown in FIG. 7E, the portions on both sides of the optical waveguide 21 of the LN substrate 11 are etched using a mask 24 by a sand blast method, so that the optical waveguide 2 is etched.
The corners between the bottom surface 12a and the side surface 12b are 0.5
The groove 12 is formed as a concave surface 13 having a radius of curvature of not less than μm. Next, as shown in FIG. 7F, the mask 24 is removed using an acid to obtain an optical waveguide substrate having a ridge-shaped optical waveguide 21.
【００４２】このようにして得られた光導波路基板は、
溝加工中においても破損が発生せず、従来のプラズマエ
ッチングを用いた光導波路基板と比べて加工工程におけ
る歩留まりが格段に向上している。その結果、光導波路
基板の信頼性が大幅に向上したものとなる。The optical waveguide substrate thus obtained is
No damage occurs even during the groove processing, and the yield in the processing step is remarkably improved as compared with the conventional optical waveguide substrate using plasma etching. As a result, the reliability of the optical waveguide substrate is greatly improved.
【００４３】本実施形態の光導波路基板によれば、光導
波路２１の両側に、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が
０．５μｍ以上の曲率半径の凹面１３とされた溝１２を
形成したので、この光導波路基板に応力が加わった場合
においても、応力集中等に起因する破損が生じるおそれ
が無く、光導波路基板の機械的強度を高めることができ
る。その結果、光導波路基板の信頼性を向上させること
ができる。また、本実施形態の光導波路基板の加工方法
においても、上述した第１の実施形態の光導波路基板の
加工方法と同様の効果を奏することができる。According to the optical waveguide substrate of this embodiment, the groove 12 is formed on both sides of the optical waveguide 21 so that the corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b is a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more. Even when a stress is applied to the optical waveguide substrate, there is no possibility that damage due to stress concentration or the like occurs, and the mechanical strength of the optical waveguide substrate can be increased. As a result, the reliability of the optical waveguide substrate can be improved. The method for processing an optical waveguide substrate of the present embodiment can also provide the same effects as those of the method for processing an optical waveguide substrate of the above-described first embodiment.
【００４４】［第３の実施形態］図８は本発明の第３の
実施形態の光導波路基板の加工方法を示す過程図であ
り、メッキ法により作製した金属マスクを用いて、サン
ドブラスト法により光導波路２１の両側に溝１２を形成
する方法を示したものである。この溝１２は、底面と側
面との角部が０．５μｍ以上の曲率半径の凹面とされて
いる。この光導波路基板の加工方法では、まず、図８
（ａ）に示すように、光導波路２１が形成されたＬＮ基
板１１全面にＣｒ膜３１を蒸着する。次いで、図８
（ｂ）に示すように、Ｃｒ膜３１全面に、スピンコート
法を用いてフォトレジスト３２を塗布する。[Third Embodiment] FIG. 8 is a process diagram showing a method of processing an optical waveguide substrate according to a third embodiment of the present invention, wherein a light guide is formed by a sandblast method using a metal mask formed by a plating method. This shows a method of forming the grooves 12 on both sides of the wave path 21. In the groove 12, the corner between the bottom surface and the side surface is a concave surface having a radius of curvature of 0.5 μm or more. In this method of processing an optical waveguide substrate, first, FIG.
1A, a Cr film 31 is deposited on the entire surface of the LN substrate 11 on which the optical waveguide 21 is formed. Then, FIG.
As shown in (b), a photoresist 32 is applied to the entire surface of the Cr film 31 by using a spin coating method.
【００４５】次いで、図８（ｃ）に示すように、フォト
リソグラフィにより、リッジ形状の光導波路に対応する
部分のフォトレジスト３２ａを除去する。次いで、図８
（ｄ）に示すように、ＬＮ基板１１上のフォトレジスト
３２ａを除去した部分に、メッキ法によりＣｒからなる
マスク３３を形成する。次いで、図８（ｅ）に示すよう
に、残ったフォトレジスト３２を除去し、次いで、ウェ
ットエッチングにより、マスク３３の下のＣｒ膜３１ａ
以外のＣｒ膜３１を除去する。Next, as shown in FIG. 8C, a portion of the photoresist 32a corresponding to the ridge-shaped optical waveguide is removed by photolithography. Then, FIG.
As shown in (d), a mask 33 made of Cr is formed by plating on a portion of the LN substrate 11 from which the photoresist 32a has been removed. Next, as shown in FIG. 8E, the remaining photoresist 32 is removed, and then the Cr film 31a under the mask 33 is wet-etched.
The other Cr film 31 is removed.
【００４６】このようにして、光導波路２１上にマスク
パターンを形成することができる。メッキ法で形成する
ことのできるマスクの厚みは数μｍ〜数十μｍ程度であ
るから、長時間のエッチングが可能である。次いで、図
８（ｆ）に示すように、サンドブラスト法により、マス
ク３３を用いてＬＮ基板１１の光導波路２１の両側の部
分をエッチングし、光導波路２１の両側に、底面と側面
との角部を０．５μｍ以上の曲率半径の凹面１３とした
溝１２を形成する。In this way, a mask pattern can be formed on the optical waveguide 21. Since the thickness of the mask that can be formed by the plating method is about several μm to several tens μm, long-time etching can be performed. Next, as shown in FIG. 8F, the portions on both sides of the optical waveguide 21 of the LN substrate 11 are etched using a mask 33 by sandblasting, and the corners between the bottom surface and the side surfaces are formed on both sides of the optical waveguide 21. Is formed as a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more.
【００４７】次いで、酸を用いてマスク３３及びＣｒ膜
３１ａを除去し、図８（ｇ）に示すリッジ形状の光導波
路を有する光導波路基板とする。本実施形態の光導波路
基板の加工方法においても、上述した第２の実施形態の
光導波路基板の加工方法と同様の効果を奏することがで
きる。Next, the mask 33 and the Cr film 31a are removed by using an acid to obtain an optical waveguide substrate having a ridge-shaped optical waveguide shown in FIG. In the method for processing an optical waveguide substrate according to the present embodiment, the same effects as those of the method for processing an optical waveguide substrate according to the above-described second embodiment can be obtained.
【００４８】［第４の実施形態］図９は本発明の第４の
実施形態の光導波路基板を示す斜視図であり、ＬＮ基板
１１の裏面（他の主面）１１ｂの光導波路２１に対応す
る位置に溝４１が形成され、この溝４１の底面４１ａと
側面４１ｂとの角部が０．５μｍ以上の曲率半径の凹面
１３とされた構成である。このＬＮ基板１１では、裏面
１１ｂに溝４１を形成したことにより、光導波路２１の
光伝送損失特性が向上し、その結果、光導波路２１の信
頼性が向上する。[Fourth Embodiment] FIG. 9 is a perspective view showing an optical waveguide substrate according to a fourth embodiment of the present invention, and corresponds to the optical waveguide 21 on the back surface (other main surface) 11b of the LN substrate 11. A groove 41 is formed at a position where the bottom surface 41a and the side surface 41b of the groove 41 have a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more. In the LN substrate 11, since the groove 41 is formed on the back surface 11b, the optical transmission loss characteristics of the optical waveguide 21 are improved, and as a result, the reliability of the optical waveguide 21 is improved.
【００４９】この溝４１は、サンドブラスト法を用いて
形成される。すなわち、ＬＮ基板１１の裏面１１ ｂ
に、リフトオフ法またはメッキ法を用いて微細パターン
を有するマスクを形成し、次いで、サンドブラスト法に
より、このマスクを用いてＬＮ基板１１の裏面１１ａに
微細溝加工を施すことにより、ＬＮ基板１１の裏面１１
ｂに、底面４１ａと側面４１ｂとの角部が０．５μｍ以
上の曲率半径の凹面１３となった溝４１を形成すること
ができる。ここで用いられる砥粒の経や形状、ＬＮ基板
１１のエッチングレート、酸処理によるマスクや溝４１
内面の加工歪層の除去等については、上述した第１の実
施形態と全く同様である。The groove 41 is formed by using a sand blast method. That is, the back surface 11 b of the LN substrate 11
Then, a mask having a fine pattern is formed by using a lift-off method or a plating method, and then a fine groove is formed on the back surface 11a of the LN substrate 11 by using this mask by a sand blast method. 11
The groove 41 in which the corner between the bottom surface 41a and the side surface 41b is the concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more can be formed in b. The diameter and shape of the abrasive grains used here, the etching rate of the LN substrate 11, the mask and the groove 41 formed by the acid treatment
The removal of the work-strained layer on the inner surface and the like are exactly the same as in the first embodiment described above.
【００５０】図１０は本実施形態の光導波路基板の変形
例を示す断面図であり、ＬＮ基板１１の裏面１１ｂの光
導波路２１に対応する位置に、光導波路２１の半分だけ
の長さの溝４１が形成された構成である。図１１は本実
施形態の光導波路基板の他の変形例を示す断面図であ
り、ほぼ光導波路２１の長さの溝４１が形成された構成
である。図１２は本実施形態の光導波路基板のさらに他
の変形例を示す断面図であり、光導波路２１の中央部の
みに溝４１が形成された構成である。FIG. 10 is a sectional view showing a modification of the optical waveguide substrate of the present embodiment. A groove having a length of only half of the optical waveguide 21 is provided at a position corresponding to the optical waveguide 21 on the back surface 11b of the LN substrate 11. 41 is the configuration formed. FIG. 11 is a cross-sectional view showing another modification of the optical waveguide substrate of the present embodiment, which has a configuration in which a groove 41 having a length substantially equal to that of the optical waveguide 21 is formed. FIG. 12 is a cross-sectional view showing still another modified example of the optical waveguide substrate of the present embodiment, which has a configuration in which a groove 41 is formed only in the central portion of the optical waveguide 21.
【００５１】以上説明したように、本実施形態の光導波
路基板によれば、基板加工中においても破損が発生せ
ず、従来のプラズマエッチングにより加工したものと比
べて加工工程における歩留まりが格段に向上し、その結
果、ＬＮ基板１１の信頼性が大幅に向上したものとな
る。As described above, according to the optical waveguide substrate of the present embodiment, no breakage occurs during the processing of the substrate, and the yield in the processing step is remarkably improved as compared with the conventional one processed by plasma etching. As a result, the reliability of the LN substrate 11 is greatly improved.
【００５２】［第５の実施形態］図１３は本発明の第５
の実施形態の光導波路基板を示す斜視図であり、ＬＮ基
板１１の表面１１ａにリッジ形状の光導波路２１が複
数、互いに平行になるように形成され、それぞれの光導
波路２１の両側に溝１２が形成された構成である。この
溝１２は、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が０．５μ
ｍ以上の曲率半径の凹面１３とされている。これらのリ
ッジ形状の光導波路２１、２１、…は、上記形状の他、
光導波路２１、２１同士が途中交差する場合、隣接する
光導波路２１の間隔が狭くなったり、広くなったりする
場合もある。[Fifth Embodiment] FIG. 13 shows a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing the optical waveguide substrate of the embodiment, wherein a plurality of ridge-shaped optical waveguides 21 are formed on the surface 11 a of the LN substrate 11 so as to be parallel to each other, and grooves 12 are formed on both sides of each optical waveguide 21. It is a formed configuration. The corner between the bottom surface 12a and the side surface 12b is 0.5 μm.
The concave surface 13 has a radius of curvature of at least m. These ridge-shaped optical waveguides 21, 21,...
When the optical waveguides 21 intersect each other on the way, the interval between the adjacent optical waveguides 21 may become narrower or wider.
【００５３】この光導波路基板においても、各光導波路
２１の両側に、底面１２ａと側面１２ｂとの角部が０．
５μｍ以上の曲率半径の凹面１３とされた溝１２を形成
したので、ＬＮ基板１１に応力が加わった場合において
も、各光導波路２１に応力集中等に起因する破損が生じ
るおそれが無くなり、光導波路基板の信頼性を向上させ
ることができる。Also in this optical waveguide substrate, the corners between the bottom surface 12a and the side surface 12b on both sides of each optical waveguide 21 are set to 0.
Since the groove 12 having the concave surface 13 having a radius of curvature of 5 μm or more is formed, even when a stress is applied to the LN substrate 11, there is no possibility that the optical waveguides 21 may be damaged due to stress concentration or the like. The reliability of the substrate can be improved.
【００５４】［第６の実施形態］図１４は本発明の第６
の実施形態の基板を示す平面図、図１５は同基板の要部
拡大断面図であり、基板５１の裏面５１ａに、断面矩形
状の凹部５２が複数個、斑点状（ランダム状）に形成さ
れた構成である。これらの凹部５２、５２、…は、底面
５２ａと側面５２ｂとの角部が０．５μｍ以上の曲率半
径の凹面とされている。[Sixth Embodiment] FIG. 14 shows a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the substrate of the embodiment, and a plurality of concave portions 52 having a rectangular cross section are formed in a spot shape (random shape) on a back surface 51 a of the substrate 51. Configuration. The concave portions 52, 52,... Have concave portions whose corners between the bottom surface 52a and the side surface 52b have a radius of curvature of 0.5 μm or more.
【００５５】この基板によれば、基板５１の裏面５１ａ
に、底面５２ａと側面５２ｂとの角部が０．５μｍ以上
の曲率半径の凹面とされた凹部５２を複数個、斑点状
（ランダム状）に形成したので、裏面５１ａからの信号
反射を除去することができる。According to this substrate, the back surface 51a of the substrate 51
In addition, since a plurality of concave portions 52 whose corners between the bottom surface 52a and the side surface 52b are concave surfaces having a radius of curvature of 0.5 μm or more are formed in a spot-like (random) shape, signal reflection from the rear surface 51a is removed. be able to.
【００５６】以上、本発明の基板とそれを用いた光素子
の各実施形態について図面に基づき説明してきたが、具
体的な構成は上述した各実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計の変更等が
可能である。例えば、溝１２は、底面１２ａと側面１２
ｂとの角部が０．５μｍ以上の曲率半径の凹面１３とさ
れたものであればよく、その長さや断面形状は、ＬＮ基
板１１の用途や設計事項に合わせて適宜変更可能であ
る。Although the embodiments of the substrate of the present invention and the optical device using the same have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited thereto. The design can be changed without departing from the gist. For example, the groove 12 has a bottom surface 12a and a side surface 12a.
It is sufficient that the corner with b is a concave surface 13 having a radius of curvature of 0.5 μm or more, and its length and cross-sectional shape can be appropriately changed according to the use and design items of the LN substrate 11.
【００５７】また、第４の実施形態の光導波路基板で
は、ＬＮ基板１１の裏面１１ｂの光導波路２１に対応す
る位置に溝４１を形成した構成としたが、集積回路基板
の裏面の前記集積回路に対応する位置に溝を形成しても
よい。このような構成とすることにより、集積回路への
ノイズの侵入を防止することができ、したがって、集積
回路の信頼性を向上させることができる。In the optical waveguide substrate of the fourth embodiment, the groove 41 is formed at the position corresponding to the optical waveguide 21 on the back surface 11b of the LN substrate 11, but the integrated circuit on the back surface of the integrated circuit substrate is formed. May be formed at a position corresponding to. With such a configuration, it is possible to prevent noise from entering the integrated circuit, and therefore, it is possible to improve the reliability of the integrated circuit.
【００５８】また、第６の実施形態の基板では、裏面５
１ａからの信号反射を十分に除去することができるよう
に、複数の凹部５２を斑点状（ランダム状）に形成して
あればよく、上記形状に限定されない。In the substrate according to the sixth embodiment, the back surface 5
It is only necessary that the plurality of concave portions 52 be formed in a spot shape (random shape) so that signal reflection from 1a can be sufficiently removed, and the shape is not limited to the above shape.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の請求項１記
載の基板によれば、板状体の一主面または両面に断面略
矩形状の溝を形成し、当該溝の底面と側面との角部を曲
率半径が０．５μｍ以上の凹面としたので、この基板に
外部から応力が加わった場合においても、応力集中等に
起因する破損を防止することができ、したがって、基板
の信頼性を向上させることができる。As described above, according to the substrate of the first aspect of the present invention, a groove having a substantially rectangular cross section is formed on one principal surface or both surfaces of the plate-like body, and the bottom and side surfaces of the groove are formed. Since the corner of the substrate is a concave surface having a radius of curvature of 0.5 μm or more, even when stress is applied to the substrate from the outside, damage due to stress concentration or the like can be prevented. Performance can be improved.
【００６０】請求項２記載の基板によれば、前記板状体
の一主面に光導波路を形成し、該光導波路の両側に前記
溝を形成してリッジ形状の光導波路としたので、この基
板に外部から応力が加わった場合においても、応力集中
等に起因する破損を防止することができ、したがって、
光導波路基板の信頼性を向上させることができる。According to the second aspect of the present invention, an optical waveguide is formed on one main surface of the plate-like body, and the grooves are formed on both sides of the optical waveguide to form a ridge-shaped optical waveguide. Even when stress is applied to the substrate from the outside, breakage due to stress concentration or the like can be prevented, and therefore,
The reliability of the optical waveguide substrate can be improved.
【００６１】請求項３記載の基板によれば、前記板状体
の一主面に光導波路を形成し、前記板状体の他の主面の
前記光導波路に対応する位置に前記溝を形成したので、
光導波路の光伝送損失特性を向上させることができ、し
たがって、光導波路の信頼性を向上させることができ
る。According to the third aspect of the present invention, the optical waveguide is formed on one main surface of the plate-like body, and the groove is formed on the other main surface of the plate-like body at a position corresponding to the optical waveguide. Because
The optical transmission loss characteristics of the optical waveguide can be improved, and therefore, the reliability of the optical waveguide can be improved.
【００６２】請求項４記載の基板によれば、前記板状体
の一主面に集積回路を形成し、前記板状体の他の主面の
前記集積回路に対応する位置に前記溝を形成したので、
集積回路へのノイズの侵入を防止することができ、した
がって、集積回路の信頼性を向上させることができる。According to the fourth aspect of the present invention, an integrated circuit is formed on one main surface of the plate, and the groove is formed on another main surface of the plate at a position corresponding to the integrated circuit. Because
Intrusion of noise into the integrated circuit can be prevented, and thus the reliability of the integrated circuit can be improved.
【００６３】請求項５記載の基板によれば、板状体の一
主面に断面略矩形状の凹部を複数個形成し、これらの凹
部の底面と側面との角部を曲率半径が０．５μｍ以上の
凹面としたので、この一主面からの反射を除去すること
ができる。According to the fifth aspect of the present invention, a plurality of recesses having a substantially rectangular cross section are formed on one main surface of the plate-like body, and the corners between the bottom surface and the side surfaces of these recesses have a radius of curvature of 0.1 mm. Since the concave surface is 5 μm or more, reflection from this one main surface can be removed.
【００６４】請求項６記載の基板によれば、前記溝また
は前記凹部を、サンドブラスト法により形成し、前記凹
面の曲率半径を前記サンドブラスト法に用いられる砥粒
の半径に略等しいとしたので、加工中及び加工後の応力
集中等に起因する破損を防止することができ、基板の信
頼性を向上させることができる。このサンドブラスト法
は、選択的エッチングがなく、また、フッ酸の様なエッ
チング液を使用することがないので、ウェットエッチン
グのような危険性もない。According to the sixth aspect of the present invention, the groove or the concave portion is formed by a sand blast method, and the radius of curvature of the concave surface is substantially equal to the radius of the abrasive used in the sand blast method. Breakage due to stress concentration during and after processing can be prevented, and the reliability of the substrate can be improved. This sandblasting method does not have selective etching and does not use an etching solution such as hydrofluoric acid, so there is no danger of wet etching.
【００６５】請求項７記載の基板によれば、前記砥粒の
半径を０．５μｍ〜２０μｍとしたので、前記凹面の曲
率半径を０．５μｍ〜２０μｍの範囲で任意に変えるこ
とができる。According to the substrate described in claim 7, since the radius of the abrasive grains is 0.5 μm to 20 μm, the radius of curvature of the concave surface can be arbitrarily changed within the range of 0.5 μm to 20 μm.
【００６６】請求項８記載の基板によれば、前記サンド
ブラスト法に用いられるマスクのヤング率を１．０×１
０11Ｐａ以上としたので、リフトオフ法やメッキ法によ
り精度が良くかつ所望の厚みを有する微細マスクパター
ンを形成することができ、金属の展性が原因で発生する
加工中のマスクの変形を回避することができる。According to the substrate of claim 8, the mask used in the sandblasting method has a Young's modulus of 1.0 × 1.
Since the pressure is 0 11 Pa or more, it is possible to form a fine mask pattern having a desired thickness with high precision by a lift-off method or a plating method, and to avoid deformation of a mask during processing caused by metal malleability. can do.
【００６７】請求項１１記載の光素子によれば、本発明
の請求項１ないし１０のいずれか１項記載の基板を用い
たので、基板に応力が加わった場合においても、応力集
中等に起因する破損を防止することができ、光素子の信
頼性を向上させることができる。According to the eleventh aspect of the present invention, since the substrate according to any one of the first to tenth aspects of the present invention is used, even if a stress is applied to the substrate, the optical element may cause stress concentration or the like. Damage can be prevented, and the reliability of the optical element can be improved.
【図１】 本発明の第１の実施形態の基板を示す断面図
である。FIG. 1 is a sectional view showing a substrate according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の第１の実施形態の基板の加工方法を
示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing method according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 加工方法の異なるＬＮ基板の溝の形状を触針
法により測定したプロファイルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a profile obtained by measuring a groove shape of an LN substrate having a different processing method by a stylus method.
【図４】 粒径が１０〜２０μｍの砥粒を用いた場合
の、サンドブラスト法によるＬＮ基板の溝のプロファイ
ルを示す図である。FIG. 4 is a view showing a groove profile of an LN substrate by a sandblast method when abrasive grains having a particle diameter of 10 to 20 μm are used.
【図５】 粒径が２μｍの砥粒を用いた場合の、サンド
ブラスト法によるＬＮ基板の溝のプロファイルを示す図
である。FIG. 5 is a view showing a groove profile of an LN substrate by a sandblast method when abrasive grains having a particle diameter of 2 μm are used.
【図６】 本発明の第２の実施形態の光導波路基板を示
す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating an optical waveguide substrate according to a second embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の第２の実施形態の光導波路基板の加
工方法を示す過程図である。FIG. 7 is a process chart showing a method for processing an optical waveguide substrate according to a second embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の第３の実施形態の光導波路基板の加
工方法を示す過程図である。FIG. 8 is a process chart showing a method for processing an optical waveguide substrate according to a third embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の第４の実施形態の光導波路基板を示
す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing an optical waveguide substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１０】 本発明の第４の実施形態の光導波路基板の
変形例を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a modification of the optical waveguide substrate according to the fourth embodiment of the present invention.
【図１１】 本発明の第４の実施形態の光導波路基板の
他の変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing another modification of the optical waveguide substrate according to the fourth embodiment of the present invention.
【図１２】 本発明の第４の実施形態の光導波路基板の
さらに他の変形例を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing still another modification of the optical waveguide substrate according to the fourth embodiment of the present invention.
【図１３】 本発明の第５の実施形態の光導波路基板を
示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing an optical waveguide substrate according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１４】 本発明の第６の実施形態の基板を示す平面
図である。FIG. 14 is a plan view showing a substrate according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１５】 本発明の第６の実施形態の基板の要部拡大
断面図である。FIG. 15 is an enlarged sectional view of a main part of a substrate according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１６】 従来のウエットエッチングにより溝加工が
施された基板を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a substrate on which grooves have been formed by conventional wet etching.
【図１７】 従来のプラズマエッチングにより溝加工が
施された基板を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a substrate on which grooves have been formed by conventional plasma etching.
１１ ＬＮ基板 １１ａ 表面（一主面） １１ｂ 裏面（他の主面） １２ 溝 １２ａ 底面 １２ｂ 側面 １３ 凹面 １４ マスク １５ 砥粒 １６ 加工歪層 ２１ 光導波路 ２２、２２ａ フォトレジスト ２３ Ｃｒ膜 ２４ マスク ３１ Ｃｒ膜 ３２、３２ａ フォトレジスト ３３ マスク ４１ 溝 ４１ａ 底面 ４１ｂ 側面 ５１ 基板 ５１ａ 裏面 ５２ 凹部 ５２ａ 底面 ５２ｂ 側面 Reference Signs List 11 LN substrate 11a Surface (one main surface) 11b Back surface (other main surface) 12 Groove 12a Bottom surface 12b Side surface 13 Concave surface 14 Mask 15 Abrasive grain 16 Work strain layer 21 Optical waveguide 22, 22a Photoresist 23 Cr film 24 Mask 31 Cr Film 32, 32a Photoresist 33 Mask 41 Groove 41a Bottom surface 41b Side surface 51 Substrate 51a Back surface 52 Depression 52a Bottom surface 52b Side surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 裕俊 千葉県船橋市豊富町585番地 住友大阪セ メント株式会社新規技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA05 PA24 QA02 QA03 RA08 TA11 TA42 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Hirotoshi Nagata 585 Tomicho, Funabashi-shi, Chiba F-term in the New Technology Research Laboratory, Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. 2H047 KA05 PA24 QA02 QA03 RA08 TA11 TA42
Claims (11)
状の溝が形成され、当該溝の底面と側面との角部は曲率
半径が０．５μｍ以上の凹面とされていることを特徴と
する基板。1. A groove having a substantially rectangular cross section is formed on one main surface or both surfaces of a plate-like body, and a corner between a bottom surface and a side surface of the groove is a concave surface having a radius of curvature of 0.5 μm or more. A substrate characterized by the above-mentioned.
れ、該光導波路の両側に前記溝が形成されてリッジ形状
の光導波路とされていることを特徴とする請求項１記載
の基板。2. The optical waveguide according to claim 1, wherein an optical waveguide is formed on one main surface of the plate-like body, and the groove is formed on both sides of the optical waveguide to form a ridge-shaped optical waveguide. Board.
れ、前記板状体の他の主面の前記光導波路に対応する位
置に前記溝が形成されていることを特徴とする請求項１
記載の基板。3. An optical waveguide is formed on one main surface of the plate-shaped body, and the groove is formed on a position corresponding to the optical waveguide on another main surface of the plate-shaped body. Claim 1
The substrate as described.
れ、前記板状体の他の主面の前記集積回路に対応する位
置に前記溝が形成されていることを特徴とする請求項１
記載の基板。4. An integrated circuit is formed on one main surface of the plate-like body, and the groove is formed at a position corresponding to the integrated circuit on another main surface of the plate-like body. Claim 1
The substrate as described.
複数個形成され、これらの凹部の底面と側面との角部は
曲率半径が０．５μｍ以上の凹面とされていることを特
徴とする基板。5. A plurality of recesses having a substantially rectangular cross section are formed on one main surface of the plate-like body, and the corners between the bottom surface and the side surfaces of these recesses are concave surfaces having a radius of curvature of 0.5 μm or more. A substrate, characterized in that:
法により形成され、前記凹面の曲率半径は前記サンドブ
ラスト法に用いられる砥粒の半径に略等しいことを特徴
とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の基板。6. The groove or the concave portion is formed by a sand blast method, and a radius of curvature of the concave surface is substantially equal to a radius of abrasive grains used in the sand blast method. Substrate according to item.
であることを特徴とする請求項６記載の基板。7. The abrasive grain has a radius of 0.5 μm to 20 μm.
7. The substrate according to claim 6, wherein:
クは、ヤング率が１．０×１０11Ｐａ以上であることを
特徴とする請求項６または７記載の基板。8. The substrate according to claim 6, wherein the mask used in the sandblasting method has a Young's modulus of 1.0 × 10 11 Pa or more.
ケルクロム合金のいずれか１種からなることを特徴とす
る請求項８記載の基板。9. The substrate according to claim 8, wherein the mask is made of one of chromium, nickel, and a nickel-chromium alloy.
リウムヒ素、インジウムリンのいずれか１種からなるこ
とを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項記載の
基板。10. The substrate according to claim 1, wherein the plate-like body is made of any one of lithium niobate, gallium arsenide, and indium phosphide.
載の基板を用いたことを特徴とする光素子。11. An optical device using the substrate according to claim 1. Description:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000166698A JP2001350050A (en) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | Substrate and optical device using the same |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007283438A (en) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Ntt Electornics Corp | Blasting method |
| JP2008183641A (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Hiroshima Pref Gov | Grooving method by water jet, heat exchanger member and heat exchanger |
| JP2008250352A (en) * | 2002-05-31 | 2008-10-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical element and method for producing the same |
| US8204344B2 (en) | 2008-05-27 | 2012-06-19 | Anritsu Corporation | Optical modulator |
-
2000
- 2000-06-02 JP JP2000166698A patent/JP2001350050A/en active Pending
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