JP2003248297A - 光損失を減少させる光ファイバブロック製作用のフォトマスク - Google Patents

光損失を減少させる光ファイバブロック製作用のフォトマスク

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Abstract

(57)【要約】 【課題】光損失減少のための光ファイバブロック製作用
のフォトマスクを提供する。 【解決手段】フォトマスクは、均一のスリットピッチを
有する少なくとも２以上のスリットアレイ、スリットピ
ッチよりも大きいピッチを有して隣接するスリットアレ
イ間に位置する少なくとも１以上の隔壁部分及び前記ス
リットピッチよりも大きいピッチを有してスリットアレ
イの外郭に位置する外郭部分を含む光ファイバブロック
の光ファイバ整列領域を形成する第１部分と、光ファイ
バ整列領域以降を所定深さまでをエッチングして光ファ
イバブロックの応力減少凹部領域を形成する第２部分
と、第１部分と前記第２部分との間の境界に位置する少
なくとも１つのスリットを含む補助スリットアレイと、
から構成される。補助スリットアレイは、少なくとも１
つのスリットを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面光波回路(pla
nar lightwave circuit)を利用した光素子に関し、特
に、平面光波回路と光ファイバとの間を連結する光ファ
イバブロック製作用のフォトマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、光信号の分岐、変調、スイッチン
グ、多重化などの処理に、平面光波回路が頻繁に利用さ
れている。この平面光波回路に関連して、平面基板上に
導波路を製作する集積チップの研究が盛んに進められて
いる。平面光波回路チップを製作するためには、導波路
の設計、製作及びパッケージングなどの技術が必要であ
る。平面光波回路を光ファイバと連結するためには、光
ファイバブロックを使用する。この光ファイバブロック
は、多重接続に適しており、シリコン基板の固有ウェッ
トエッチング特性を利用して複数のＶ字状の溝が形成さ
れたものである。また、複数のＶ字状の溝は正確なピッ
チ(pitch)を得ることができるので、光ファイバブロッ
クは多くの分野で利用されている。
【０００３】図１に示した一般的な平面光波回路１０に
基づいて、光ファイバブロック２０、３０の整列及び接
合構造を説明する。図１に示すように、従来の平面光波
回路１０の整列及び接合構造は、平面光波回路１０を基
準に、対向して離隔した位置に入力側の光ファイバブロ
ック２０と出力側の光ファイバブロック３０を整列して
接合する構造である。入力側の光ファイバブロック２０
は単一モード光ファイバＦ１を平面光光波回路１０の入
力ポートに連結し、出力側の光ファイバブロック３０は
リボン光ファイバＦ２を平面光波回路１０の出力ポート
に連結する。つまり、入力側の光ファイバブロック２０
及び出力側の光ファイバブロック３０は、平面光波回路
１０をそれぞれ単一モード光ファイバＦ１及びリボン光
ファイバＦ２に連結する機能を遂行する。また、光ファ
イバブロック２０、３０はエポキシ樹脂系の接着剤Ｂｏ
を利用して整列した状態に固定される。なお、図１では
ガラスカバーＧを平面光波回路１０に取り付けており、
参照符号Ｓはシリコン基板を示す。
【０００４】図２を参照して、入力側の光ファイバブロ
ック２０及び出力側の光ファイバブロック３０のうち、
出力側の光ファイバブロック３０の製作に使用する従来
のフォトマスク４０を説明する。フォトリソグラフィ(p
hotolithography)フォトエッチング工程を経て光ファイ
バブロックを製作するために使用される従来のフォトマ
スク４０は、図２に示すように、２つの部分から構成さ
れる。この２つの部分は、レーザーを透過する部分ＢＬ
及びレーザーを通過しない部分ＷＨからなる。レーザー
が通過する部分ＢＬは黒の部分であり、レーザーを通過
しない部分ＷＨは白の部分である。フォトマスク４０
は、光ファイバブロックの光ファイバ整列領域(図３及
び図４の符号５１０)を形成する第１部分４１０、応力
減少凹部領域（図３及び図４の符号５２０）を形成する
第２部分４２０から構成される。第１部分４１０は、一
定のピッチを有する複数のスリットアレイ(slit array)
４０１、４０２、４０３、スリットアレイのそれぞれの
スリットピッチとは異なるピッチを有する部分４０５、
４０６、４０７、４０８を備える。特に、フォトマスク
４０は、光ファイバ整列領域を形成する第１部分の両端
部分４０５及び４０６が最大ピッチを有し、スリットア
レイ４０１、４０２、４０３間に位置する部分４０７及
び４０８は、両端部分４０５及び４０６より小さいピッ
チを有する。図２に示すフォトマスク４０は、２４芯の
光ファイバブロック用である。
【０００５】図３及び図４に、従来のフォトマスク４０
を使用しフォトエッチング工程を経て製作された光ファ
イバブロック５０を示す。図３及び図４に示す光ファイ
バブロック５０は、８芯の光ファイバブロックである。
図３及び図４に示すように、光ファイバブロック５０
は、光ファイバ整列領域５１０及び応力減少凹部領域５
２０からなる。光ファイバ整列領域５１０は、リボン光
ファイバのベアファイバ(bare fiber)が設置される複数
のＶ字状の溝５０１ａからなるＶ字状の溝アレイ５０１
と、Ｖ字状の溝５０１ａ間のピッチとは異なるピッチを
有する隔壁部分５０３と、光ファイバ整列領域５１０の
端部にＶ字状の溝５０１ａ間のピッチとは異なるピッチ
を有する外郭部分５０２と、から構成されている。
【０００６】しかしながら、従来のフォトマスク４０を
使用して製作された光ファイバブロックには、隔壁部分
５０３及び外郭部分５０２においける光ファイバ整列領
域５１０と応力減少凹部領域５２０との境界に、突出部
Ａ及びＢが形成されてしまう。この突出部Ａ及びＢは、
光ファイバ整列領域５１０から応力減少凹部領域５２０
方向に突き出た形状となる。これは、光ファイバブロッ
クの固有結晶構造、ウェットエッチング時の光ファイバ
ブロックエッチング率及びエッチング速度差などによっ
て不可避的に発生するものである。
【０００７】このような光ファイバブロック５０にリボ
ン光ファイバ(図示せず)を整列してエポキシ樹脂を注入
すると、エポキシ樹脂が突出部Ａ及びＢによって図３及
び図４の矢印及び方向に流れ込む。これは、図３及
び図４に示すように、光ファイバ整列領域５１０と応力
減少凹部領域５２０との境界における形状が、ウェット
エッチングによってＶ字状の溝５０１ａ間のピッチとは
異なるピッチを有する隔壁部分５０３及び外郭部分５０
２により不均一の突出形状を有しているからである。図
５は、光ファイバブロックの突出部Ａ及びＢの拡大実物
写真である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】突出部Ａ及びＢは、接
合時に使用するエポキシ樹脂の流れを妨害し、特に、Ｖ
字状の溝５０１ａ間のピッチとは異なるピッチを有する
隔壁部分５０３にエポキシ樹脂が溜まる現象を発生させ
る。また、注入するエポキシ樹脂の量や硬化時に発生す
る収縮速度差によって、光ファイバブロックに応力がか
かり、リボン光ファイバの断線確率が高くなるという問
題が発生する。同様に、リボン光ファイバにも応力がか
かり光損失の原因にもなる。この状態が長く続くと光フ
ァイバが断線するという問題がさらに発生する。
【０００９】従って、本発明の目的は、平面光波回路に
光ファイバブロックを整列／接合する場合、光ファイバ
ブロックに発生する光損失を減少できる光ファイバブロ
ック製作用のフォトマスクを提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、エッチングされるシ
リコンウエハの固有結晶構造特性を考慮した光ファイバ
ブロック製作用のフォトマスクを提供することにある。
【００１１】また、本発明の他の目的は、平面光波回路
と光ファイバブロックとを接続する時に発生する接続誤
差(offset)を低減できる光ファイバブロック製作用のフ
ォトマスクを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、均一のスリットピッチを有する少な
くとも２以上のスリットアレイ、スリットピッチよりも
大きいピッチを有して隣接するスリットアレイ間に位置
する少なくとも１以上の隔壁部分及びスリットピッチよ
りも大きいピッチを有してスリットアレイの外郭に位置
する外郭部分を含む光ファイバブロックの光ファイバ整
列領域を形成する第１部分と、光ファイバ整列領域以降
を所定深さまでエッチングして光ファイバブロックの応
力減少凹部領域を形成する第２部分と、第１部分と第２
部分との間の境界に位置する少なくとも１つのスリット
を含む補助スリットアレイと、から構成される光ファイ
バブロック作成用のフォトマスクを提供する。このよう
に補助スリットアレイを設けることで、レーザー光が補
助スリットアレイを通過し、シリコンウエハのエッチン
グ部分に影響を与えることができるようになる。つま
り、第１部分と第２部分との間の境界におけるエッチン
グ領域を拡大することで従来技術で発生していた突出部
分を取り除くことができるようになる。
【００１３】この場合、補助スリットアレイは、外郭部
分及び隔壁部分における第１部分と第２部分との境界に
位置すると好ましい。また、補助スリットアレイのスリ
ットピッチは、スリットアレイのスリットピッチと同一
であるとよい。さらに、補助スリットアレイは、第２部
分から第１部分に所定長さだけ延設されるていると好ま
しい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う好適な実施形
態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の
説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、
関連した公知機能または構成に関する具体的な説明は省
略する。
【００１５】図６は、本発明の好適な一実施形態による
光ファイバブロック製作用のフォトマスクを示す平面図
である。図６に示すように、本発明によるフォトマスク
６０は、光ファイバブロックの製作に使用されるマスク
である。フォトマスク６０は、３つの部分から構成され
る。図６に示すフォトマスク６０の黒の部分ＢＬはシリ
コンウエハの所定部分をエッチングするようにレーザー
を透過する部分であり、フォトマスクの白の部分ＷＨ
は、シリコンウエハをエッチングしないようにレーザー
を透過させない部分である。この場合、シリコンウエハ
をエッチングする工程は、ウェットエッチング(wet etc
hing)である。
【００１６】フォトマスク６０のデザインは、希望する
光ファイバブロックのデザインによってシリコン基板上
に形成するデザインに相応する。図６に示すフォトマス
ク６０は、クロムでメッキされている。クロムメッキさ
れた部分は黒の部分ＢＬであり、クロムメッキされてい
ない部分は白の部分ＷＨである。
【００１７】フォトマスク６０の３つの部分は、リボン
光ファイバのベアファイバを整列させるＶ字状の溝をエ
ッチングするための第１部分６１０、リボン光ファイバ
のコーティング厚さにより発生する応力を最小化する応
力減少凹部領域をエッチングするための第２部分６２０
及び第１、第２部分（６１０，６２０）の境界面に備え
た複数の補助スリットアレイ６３０である。
【００１８】図６に示すフォトマスク６０は、２４芯の
リボン光ファイバを支持する光ファイバブロックを製作
するために使用されるマスクである。フォトマスク６０
の第１部分６１０は、８つのＶ字状の溝アレイをそれぞ
れ含む３つのスリットアレイ(slit array)６０１、６０
２、６０３を備え、この３つのスリットアレイ間のそれ
ぞれに隔壁部分６０５、６０６を備えている。また、第
１部分６１０の両端にはそれぞれ外郭部分６０７、６０
８を備えている。
【００１９】複数の補助スリットアレイ６３０のうち、
補助スリットアレイ６３１、６３２は、第１部分６１０
と第２部分６２０との境界において、外郭部分６０７、
６０８に対応する部分にそれぞれ設けられる。また、補
助スリットアレイ６３３、６３４は、第１部分６１０と
第２部分６２０との境界において、隔壁部分６０５、６
０６に対応する部分にそれぞれ設けられる。補助スリッ
トアレイ６３０のスリットピッチは、スリットアレイ６
０１、６０２、６０３のスリットピッチと同一である。
【００２０】フォトマスク６０を利用して光ファイバブ
ロックをウェットエッチングすると、図７及び図８に示
す光ファイバブロック７０が製作される。図７に示す光
ファイバブロック７０を図３に示す従来の光ファイバブ
ロック５０と比較すると、ウェットエッチング後、図３
に示す光ファイバブロックには、第１部分６１０の隔壁
部分及び外郭部分(異なるピッチを有する部分)の光ファ
イバ整列領域５１０と応力減少凹部領域との境界に突出
部Ａ及びＢが形成されるが、図７に示す光ファイバブロ
ックは、隔壁部分及び外郭部分(異なるピッチを有する
部分)の光ファイバ整列領域７１０と応力減少凹部領域
７２０との境界に突出部がほとんど発生しない。
【００２１】図７及び図８に示す光ファイバブロック７
０は、光ファイバ整列領域７１０及び所定深さまでエッ
チングされた応力減少凹部領域７２０から構成される。
光ファイバブロック７０は、光ファイバ整列領域７１０
にＶ字状の溝アレイ７０１が形成され、アレイ両側に隔
壁部分７０２及び７０３が形成される。また、Ｖ字状の
溝アレイ７０１には、複数のＶ字状の溝７０１ａが形成
されている。図７には８個のＶ字状の溝を示してある。
Ｖ字状の溝７０１ａにはリボン光ファイバのコーティン
グを剥がしたベアファイバが配置され、コーティングを
剥がしていないリボン光ファイバは応力減少凹部領域に
配置される。
【００２２】さらに、エポキシ樹脂のような接着剤を利
用して、整列させたリボン光ファイバを接着する。所定
時間が経過すると、リボン光ファイバは光ファイバブロ
ックに固着される。また、従来のフォトマスクを利用し
て光ファイバブロックを製作する時に発生する突出部
は、別途のダイシングブレード(dicing blade)を使用し
て除去することもできる。
【００２３】前述の如く、本発明の詳細な説明では具体
的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明
の範囲はこれに限られるべきではなく、本発明の範囲内
で様々な変形が可能であることは、当該技術分野におけ
る通常の知識を持つ者には明らかである。
【００２４】
【発明の効果】前述したように、本発明は、リボン光フ
ァイバをＶ字状の溝に整列してエポキシ樹脂を注入する
場合、光ファイバブロックの隔壁部分及び外郭部分にお
ける光ファイバ整列領域と応力減少凹部領域の境界にエ
ポキシ樹脂が溜まる現象を防止し、光ファイバへの応力
集中及び光ファイバの断線防止を可能にするフォトマス
クを提供する。従って、本発明により製作された光ファ
イバブロックを平面光波回路に連結すすると、応力集中
の発生がなく、光損失を最小化することができるように
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一般的な平面光導波路型回路及び平面光導波
路型回路に整列され接合された光ファイバブロックを示
す斜視図。
【図２】 従来のフォトマスクを示す平面図。
【図３】 従来のフォトマスクを利用して製作された光
ファイバブロックを示す斜視図。
【図４】 図３の平面図。
【図５】 従来のフォトマスクを利用して製作された光
ファイバブロックの突出部を拡大した実物写真。
【図６】 本発明の好適な一実施形態によるフォトマス
クを示す平面図。
【図７】 本発明の好適な一実施形態によるフォトマス
クを利用して製作された光ファイバブロックを示す斜視
図。
【図８】 図７の平面図。
【符号の説明】
６０ フォトマスク ６０１、６０２、６０３ スリットアレイ ６０５、６０６ 隔壁部分 ６０７、６０８ 外郭部分 ６１０ 第１部分 ６２０ 第２部分 ６３０ 補助スリットアレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 宰完 大韓民国大邱廣域市壽城区泛漁３洞ボムイ ルアパートＣ棟202號 Ｆターム(参考） 2H036 JA04 LA03 LA04 LA05 2H037 AA01 BA24 DA04 DA06 DA12 DA17 2H095 BB02 BC09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバブロック製作用のフォトマス
    クにおいて、 均一のスリットピッチを有する少なくとも２以上のスリ
    ットアレイ、前記スリットピッチよりも大きいピッチを
    有して隣接する前記スリットアレイ間に位置する少なく
    とも１以上の隔壁部分及び前記スリットピッチよりも大
    きいピッチを有して前記スリットアレイの外郭に位置す
    る外郭部分を含む光ファイバブロックの光ファイバ整列
    領域を形成する第１部分と、 光ファイバ整列領域以降を所定深さまでをエッチングし
    て光ファイバブロックの応力減少凹部領域を形成する第
    ２部分と、 前記第１部分と前記第２部分との間の境界に位置する少
    なくとも１つのスリットを含む補助スリットアレイと、
    から構成されることを特徴とする光ファイバブロック製
    作用のフォトマスク。
  2. 【請求項２】 前記補助スリットアレイは、前記外郭部
    分における前記第１部分と前記第２部分との境界に位置
    する請求項１記載のフォトマスク。
  3. 【請求項３】 前記補助スリットアレイは、前記隔壁部
    分における前記第１部分と前記第２部分との境界に位置
    する請求項１記載のフォトマスク。
  4. 【請求項４】 前記補助スリットアレイのスリットピッ
    チは、前記スリットアレイのスリットピッチと同一であ
    る請求項１記載のフォトマスク。
  5. 【請求項５】 前記補助スリットアレイは、前記第２部
    分から第１部分に延設される請求項１記載のフォトマス
    ク。
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