JP2003517637A - 光集積回路の製造方法 - Google Patents
光集積回路の製造方法Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
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Abstract
(57)【要約】
光集積回路を製造するために、基板(7)の一方の面に第１のマスク(8a)が形成される。第１のマスクは、基板の第１の領域に形成すべき導波路のような少なくとも１つの光デバイスの形状を画成する。第２のマスク(11a)が基板のその面に形成される。第２のマスクは、第１の領域とは異なる、基板の第２の領域に形成すべき周期的アレイ構造のような光学構造体に対応する。第１と第２のマスクは各々、所定のエッチングガスを実質的に抵抗する材料から作製される。次いで、第１と第２のマスクを支持する基板は、所定のエッチングガスを用いて、ドライエッチングされる。
Description
【０００１】
発明の背景
１． 発明の分野
本発明は、広く、光集積回路に関し、より詳しくは、光集積回路の製造方法に
関する。
関する。
【０００２】
２． 技術背景
光集積回路は通常、基板上に形成される光および／または光電子デバイスによ
り構成される。この光および／または光電子デバイスは、能動デバイス（共振器
、レーザ、検出器、スイッチ等のような）または受動デバイス（導波路、フィル
タ、カプラ等のような）であってもよい。
り構成される。この光および／または光電子デバイスは、能動デバイス（共振器
、レーザ、検出器、スイッチ等のような）または受動デバイス（導波路、フィル
タ、カプラ等のような）であってもよい。
【０００３】
光集積回路の興味深い特徴は、コンパクトさにある。しかしながら、これらの
回路は、光が基板上の１つのデバイスから別のデバイスに伝搬するときに、光学
損失を被る。
回路は、光が基板上の１つのデバイスから別のデバイスに伝搬するときに、光学
損失を被る。
【０００４】
集積回路の光デバイス間の光は、導波路を通って伝搬する。従来、導波路は、
周囲の基板のものよりも高い屈折率を有する材料から作製された連続構造体から
構成される。光は、導波路の内側を、その面での内面反射により伝搬する。導波
路中への光の導入は、光が伝搬するときの、導波路の内面での反射角が、導波路
の内側と外側の屈折率に依存する臨界角よりも小さいように行われる。この角度
要件は、一般に、導波路が直線形状にあるときに満たされるであろう。しかしな
がら、導波路が曲げられている場合（集積回路には、サイズを減少させるために
、曲げ部分が必要である）、導波路の面での反射角が大きすぎ、これにより、屈
折波動が生じるために、光学損失が生じる。
周囲の基板のものよりも高い屈折率を有する材料から作製された連続構造体から
構成される。光は、導波路の内側を、その面での内面反射により伝搬する。導波
路中への光の導入は、光が伝搬するときの、導波路の内面での反射角が、導波路
の内側と外側の屈折率に依存する臨界角よりも小さいように行われる。この角度
要件は、一般に、導波路が直線形状にあるときに満たされるであろう。しかしな
がら、導波路が曲げられている場合（集積回路には、サイズを減少させるために
、曲げ部分が必要である）、導波路の面での反射角が大きすぎ、これにより、屈
折波動が生じるために、光学損失が生じる。
【０００５】
国際特許出願公開第94/16345号では、フォトニック結晶を用いて、光集積回路
の光学損失を減少させる技法が提案されている。より詳しくは、この技法は、光
デバイスの周りに、周波数禁制帯幅を形成する誘電周期構造体(dielectric peri
odic structure)を提供することにある。周波数禁制帯幅は、周期構造体を通る
伝搬が不可能な周波数（またはフォトニックエネルギー）の範囲である。周期長
、構造体の屈折率、周期格子の形状等のような誘電周期構造体のパラメータは、
基板上の様々な光回路を相互接続する導波路の内側を伝搬する光の周波数が周波
数禁制帯幅内にあるように計算される。したがって、誘電周期構造体において、
光は、これらの光デバイスの外側に放射することができないので、光回路および
導波路の内側に制限されたままである。
の光学損失を減少させる技法が提案されている。より詳しくは、この技法は、光
デバイスの周りに、周波数禁制帯幅を形成する誘電周期構造体(dielectric peri
odic structure)を提供することにある。周波数禁制帯幅は、周期構造体を通る
伝搬が不可能な周波数（またはフォトニックエネルギー）の範囲である。周期長
、構造体の屈折率、周期格子の形状等のような誘電周期構造体のパラメータは、
基板上の様々な光回路を相互接続する導波路の内側を伝搬する光の周波数が周波
数禁制帯幅内にあるように計算される。したがって、誘電周期構造体において、
光は、これらの光デバイスの外側に放射することができないので、光回路および
導波路の内側に制限されたままである。
【０００６】
図１は、そのような光集積回路の例を示している。単純化する目的のために、
図１の光集積回路は、誘電周期構造体２により囲まれた導波路１から実質的にな
る。導波路１は、矢印３により示される、１つの横側で光を受ける。光は、導波
路の内側を伝搬し、矢印４により示される、他方の横側から放出される。
図１の光集積回路は、誘電周期構造体２により囲まれた導波路１から実質的にな
る。導波路１は、矢印３により示される、１つの横側で光を受ける。光は、導波
路の内側を伝搬し、矢印４により示される、他方の横側から放出される。
【０００７】
集積回路は、基板５より高い屈折率を有する誘電層６により被覆された基板５
を含む。誘電周期構造体２は、導波路１の長手側に沿って配置されている。構造
体２は、一般的に、導波路１の縦軸に対して垂直な、層６および基板５に亘って
形成された孔２ａのアレイからなるが、変更例として、ロッドのアレイからなっ
ていてもよい。導波路１は、周期構造体２により境が決められた誘電層６の中央
部分により画成される。導波路１の長手側から出る光の水平放射は、回折現象に
より、対応する禁制帯幅内の周波数を有する光波動を反射させる周期構造体２に
より妨げられる。光は、さらに、導波路の屈折率が基板５のものと空気のものよ
りも高いために、導波路内に垂直に制限される。あるいは、光を水平と垂直の両
方で導波路内に制限するために、図１の示した二次元構造体の代わりに、導波路
の周りに三次元誘電周期構造体を提供することも可能である。
を含む。誘電周期構造体２は、導波路１の長手側に沿って配置されている。構造
体２は、一般的に、導波路１の縦軸に対して垂直な、層６および基板５に亘って
形成された孔２ａのアレイからなるが、変更例として、ロッドのアレイからなっ
ていてもよい。導波路１は、周期構造体２により境が決められた誘電層６の中央
部分により画成される。導波路１の長手側から出る光の水平放射は、回折現象に
より、対応する禁制帯幅内の周波数を有する光波動を反射させる周期構造体２に
より妨げられる。光は、さらに、導波路の屈折率が基板５のものと空気のものよ
りも高いために、導波路内に垂直に制限される。あるいは、光を水平と垂直の両
方で導波路内に制限するために、図１の示した二次元構造体の代わりに、導波路
の周りに三次元誘電周期構造体を提供することも可能である。
【０００８】
発明の概要
本発明の目的は、導波路、共振器等のような光デバイスが、周波数禁制帯幅領
域を画成するアレイ構造体のような光学構造体と接続される光集積回路を製造す
る信頼性のある方法を提供することにある。
域を画成するアレイ構造体のような光学構造体と接続される光集積回路を製造す
る信頼性のある方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、光デバイスと光学構造体の両方が高精度で形成できるよ
うな様式で光デバイスと光学構造体が接続される光集積回路を製造する方法を提
供することにある。
うな様式で光デバイスと光学構造体が接続される光集積回路を製造する方法を提
供することにある。
【００１０】
この目的のために、光集積回路を製造する方法であって、基板の一方の面に第
１のマスクを形成する工程、ここで、第１のマスクは、基板の第１領域に形成す
べき少なくとも１つの光デバイスに対応するパターンを画成している；基板の前
記面に第２のマスクを形成する工程、ここで、第２のマスクは、第１の領域とは
異なる、基板の第２の領域に形成すべき光学構造体に対応するパターンを画成し
ている；基板内に前記少なくとも１つの光デバイスおよび前記光学構造体を形成
するために、第１と第２のマスクを有する前記基板をエッチングする工程；を含
む方法が提供される。
１のマスクを形成する工程、ここで、第１のマスクは、基板の第１領域に形成す
べき少なくとも１つの光デバイスに対応するパターンを画成している；基板の前
記面に第２のマスクを形成する工程、ここで、第２のマスクは、第１の領域とは
異なる、基板の第２の領域に形成すべき光学構造体に対応するパターンを画成し
ている；基板内に前記少なくとも１つの光デバイスおよび前記光学構造体を形成
するために、第１と第２のマスクを有する前記基板をエッチングする工程；を含
む方法が提供される。
【００１１】
各々が基板の１つの領域に対応する第１と第２のマスクを同時に使用したおか
げで、単純な様式かつ高い精度で、基板内に光デバイスおよび光学構造体を形成
できるようになった。
げで、単純な様式かつ高い精度で、基板内に光デバイスおよび光学構造体を形成
できるようになった。
【００１２】
この理由は、それら２つのマスクを別々に形成してもよく、したがって、２つ
のマスクを形成するために、２つのそれぞれ特別なパターン形成方法を適用して
もよいことにある。言い換えれば、基板の第２の領域に対応する第２のマスクを
形成するのに用いられるパターン形成技法は、基板の第１の領域に対応する第１
のマスクを形成するのに用いられるものと異なってもよい。
のマスクを形成するために、２つのそれぞれ特別なパターン形成方法を適用して
もよいことにある。言い換えれば、基板の第２の領域に対応する第２のマスクを
形成するのに用いられるパターン形成技法は、基板の第１の領域に対応する第１
のマスクを形成するのに用いられるものと異なってもよい。
【００１３】
このことは、特にフォトニック結晶の分野において、導波路、カプラ等のよう
な１つ以上の光デバイス、およびその光デバイスに近接したフォトニック禁制帯
幅を画成するアレイ構造体を有する光集積回路を製造することが望ましい場合、
特に重要である。実際に、そのような場合、光デバイスおよびアレイ構造体は、
極めて異なる形状を有する。基板に形成すべきアレイ構造体は周期的または準周
期的であり、その周期は、約250-500ｎｍと小さいであろう。この周期構造体の
構成には、周期格子にしたがって配置された孔のような小さなでこぼこを有する
マスクを形成するのに適した特別な技法が必要である。典型的なそのような技法
は、干渉またはホログラフィーリソグラフィーからなってもよく、それには、ウ
ェハーを照射する２つの干渉するレーザビームが用いられる。しかしながら、干
渉リソグラフィーは、光デバイス（導波路、共振器、カプラ・・・）に対応する
マスクを形成するのに適していない。なぜならば、これらのデバイスは、一般に
、周期または準周期構造体からなっていないからである。それに比べて、ＵＶ（
紫外線）照射を用いた従来のリソグラフィー技法は、そのようなマスクを満足に
形成することができる。したがって、本発明は、基板の第１と第２の領域の各々
について、対応するマスクを形成するための特別に適したパターン形成技法を選
択することができるようにする。
な１つ以上の光デバイス、およびその光デバイスに近接したフォトニック禁制帯
幅を画成するアレイ構造体を有する光集積回路を製造することが望ましい場合、
特に重要である。実際に、そのような場合、光デバイスおよびアレイ構造体は、
極めて異なる形状を有する。基板に形成すべきアレイ構造体は周期的または準周
期的であり、その周期は、約250-500ｎｍと小さいであろう。この周期構造体の
構成には、周期格子にしたがって配置された孔のような小さなでこぼこを有する
マスクを形成するのに適した特別な技法が必要である。典型的なそのような技法
は、干渉またはホログラフィーリソグラフィーからなってもよく、それには、ウ
ェハーを照射する２つの干渉するレーザビームが用いられる。しかしながら、干
渉リソグラフィーは、光デバイス（導波路、共振器、カプラ・・・）に対応する
マスクを形成するのに適していない。なぜならば、これらのデバイスは、一般に
、周期または準周期構造体からなっていないからである。それに比べて、ＵＶ（
紫外線）照射を用いた従来のリソグラフィー技法は、そのようなマスクを満足に
形成することができる。したがって、本発明は、基板の第１と第２の領域の各々
について、対応するマスクを形成するための特別に適したパターン形成技法を選
択することができるようにする。
【００１４】
これとは反対に、光デバイスおよび光学構造体の両方に１つのマスクを使用す
ると、多くの場合、そのマスクを製造するための複雑なリソグラフィー方法、す
なわち、基板に形成すべきパターンに含まれる全ての種類の形状に適用される方
法が必要とされる。既知のＵＶまたは電子ビーム照射リソグラフィー技法は、導
波路、レーザ等のような光デバイスに対応するマスクを製造するのには適してい
るが、当面は、周波数禁制帯幅構造体を形成するための十分な精度を提供できな
い。
ると、多くの場合、そのマスクを製造するための複雑なリソグラフィー方法、す
なわち、基板に形成すべきパターンに含まれる全ての種類の形状に適用される方
法が必要とされる。既知のＵＶまたは電子ビーム照射リソグラフィー技法は、導
波路、レーザ等のような光デバイスに対応するマスクを製造するのには適してい
るが、当面は、周波数禁制帯幅構造体を形成するための十分な精度を提供できな
い。
【００１５】
本発明の別の利点は、光デバイスおよび光学構造体を一緒に形成するように、
２つのマスクが同時に使用されることにある。したがって、本発明は、基板のエ
ッチング工程を１つしか必要としない、単純なプロセスを提供する。
２つのマスクが同時に使用されることにある。したがって、本発明は、基板のエ
ッチング工程を１つしか必要としない、単純なプロセスを提供する。
【００１６】
好ましくは、本発明による方法はさらに、第１と第２のマスクを除去する工程
を含む。
を含む。
【００１７】
基板をエッチングする工程は、所定のエッチングガス、例えば、ＳＦ6のよう
なフッ素含有ガスを用いたドライエッチング工程からなってもよい。この場合、
第１と第２のマスクは、各々、前記所定のエッチングガスに実質的に抵抗する材
料から作製される。
なフッ素含有ガスを用いたドライエッチング工程からなってもよい。この場合、
第１と第２のマスクは、各々、前記所定のエッチングガスに実質的に抵抗する材
料から作製される。
【００１８】
好ましくは、製造方法を単純にするために、第１のマスクを形成する工程およ
び第２のマスクを形成する工程が、第１と第２のマスクの内の一方が他方に重な
るような様式で行われる。２つのマスクの内の一方が他方に重なるので、第１と
第２のマスクをそれぞれ形成しなければならない２つの別々の区域を画成する必
要がない。実際に、第１と第２のマスクの内の一方は、他方のマスクに重なる第
１の部分および基板に直接接触した第２の部分を有する。
び第２のマスクを形成する工程が、第１と第２のマスクの内の一方が他方に重な
るような様式で行われる。２つのマスクの内の一方が他方に重なるので、第１と
第２のマスクをそれぞれ形成しなければならない２つの別々の区域を画成する必
要がない。実際に、第１と第２のマスクの内の一方は、他方のマスクに重なる第
１の部分および基板に直接接触した第２の部分を有する。
【００１９】
本発明によれば、第１と第２のマスクの内の一方は、干渉リソグラフィー技法
を用いて形成してもよく、他方は、紫外線照射技法を用いて形成してもよい。
を用いて形成してもよく、他方は、紫外線照射技法を用いて形成してもよい。
【００２０】
都合よくは、第２のマスクは、干渉リソグラフィー技法を実施することにより
形成され、第１のマスクは、その干渉リソグラフィー技法に用いられる放射線に
は実質的に反応しない材料から作製され、したがって、第２のマスクは、第１の
マスクに影響を与えずに、第１のマスクの形成後に形成される。
形成され、第１のマスクは、その干渉リソグラフィー技法に用いられる放射線に
は実質的に反応しない材料から作製され、したがって、第２のマスクは、第１の
マスクに影響を与えずに、第１のマスクの形成後に形成される。
【００２１】
次いで、第２のマスクを形成する工程は、第１のマスクを支持する基板の面上
にフォトレジスト層を形成し、前記干渉リソグラフィー技法を用いて、そのフォ
トレジスト層に光学構造体に対応するパターンを形成する各工程を含む。
にフォトレジスト層を形成し、前記干渉リソグラフィー技法を用いて、そのフォ
トレジスト層に光学構造体に対応するパターンを形成する各工程を含む。
【００２２】
本発明の第１の実施の形態によれば、第１と第２のマスクは、それぞれ、金属
およびフォトレジスト材料から作製される。その金属は、一般に、以下の金属：
ニッケル、クロムおよび金の内の少なくとも１つからなる。
およびフォトレジスト材料から作製される。その金属は、一般に、以下の金属：
ニッケル、クロムおよび金の内の少なくとも１つからなる。
【００２３】
この第１の実施の形態によれば、第１のマスクを形成する工程は、光には実質
的に反応しない材料から作製された第１の層を基板上に形成し；第１の層上にフ
ォトレジスト層を形成し；基板の第１の領域に対応するフォトレジストパターン
を得るように、ＵＶ照射技法を用いて、フォトレジスト層にパターンを形成し；
マスクとしてそのフォトレジストパターンを用いて、第１の層をエッチングし；
そのフォトレジストパターンを除去する；各工程を含む。
的に反応しない材料から作製された第１の層を基板上に形成し；第１の層上にフ
ォトレジスト層を形成し；基板の第１の領域に対応するフォトレジストパターン
を得るように、ＵＶ照射技法を用いて、フォトレジスト層にパターンを形成し；
マスクとしてそのフォトレジストパターンを用いて、第１の層をエッチングし；
そのフォトレジストパターンを除去する；各工程を含む。
【００２４】
第１の層をエッチングする上述した工程は、ウェットエッチング工程からなる
。
。
【００２５】
本発明の第２の実施の形態によれば、第１と第２のマスクは、両方ともフォト
レジスト材料から作製されるが、第１のマスクは、光に対する感度をなくすため
に、加熱されたフォトレジスト材料により構成されている。
レジスト材料から作製されるが、第１のマスクは、光に対する感度をなくすため
に、加熱されたフォトレジスト材料により構成されている。
【００２６】
この第２の実施の形態によれば、第１のマスクを形成する工程は、基板上にフ
ォトレジスト層を形成し；基板の第１の領域に対応するパターンを得るように、
ＵＶ照射技法を用いて、フォトレジスト層にパターンを形成し；光に対する感度
をなくすために、フォトレジストパターンを加熱する；各工程を含む。
ォトレジスト層を形成し；基板の第１の領域に対応するパターンを得るように、
ＵＶ照射技法を用いて、フォトレジスト層にパターンを形成し；光に対する感度
をなくすために、フォトレジストパターンを加熱する；各工程を含む。
【００２７】
本発明の第３の実施の形態によれば、第１のマスクは、ＵＶ照射技法を用いて
形成され、第２のマスクは、ＵＶには実質的に反応しない材料から作製され、し
たがって、第１のマスクは、第２のマスクに影響を与えずに、第２のマスクの形
成後に形成される。
形成され、第２のマスクは、ＵＶには実質的に反応しない材料から作製され、し
たがって、第１のマスクは、第２のマスクに影響を与えずに、第２のマスクの形
成後に形成される。
【００２８】
この第３の実施の形態において、第２のマスクを形成する工程は、ＵＶに対し
て実質的に反応しない材料から作製された第１の層を基板上に形成し；第１の層
上にフォトレジスト層を形成し；基板の第２の領域に対応するフォトレジストパ
ターンを得るように、干渉リソグラフィー技法を用いてフォトレジスト層にパタ
ーンを形成し；マスクとしてフォトレジストパターンを用いて第１の層にエッチ
ングし；残りのフォトレジストパターンを除去する；各工程を含む。
て実質的に反応しない材料から作製された第１の層を基板上に形成し；第１の層
上にフォトレジスト層を形成し；基板の第２の領域に対応するフォトレジストパ
ターンを得るように、干渉リソグラフィー技法を用いてフォトレジスト層にパタ
ーンを形成し；マスクとしてフォトレジストパターンを用いて第１の層にエッチ
ングし；残りのフォトレジストパターンを除去する；各工程を含む。
【００２９】
次いで、第１のマスクを形成する工程は、第２のマスク上にフォトレジスト層
を形成し、前記ＵＶ照射技法を用いて、フォトレジスト層に少なくとも１つの光
デバイスに対応するパターンを形成する各工程を含む。
を形成し、前記ＵＶ照射技法を用いて、フォトレジスト層に少なくとも１つの光
デバイスに対応するパターンを形成する各工程を含む。
【００３０】
上述した３つの実施の形態に用いられる基板は、好ましくは、ＳＯＩ基板であ
る。
る。
【００３１】
基板に形成される光学構造体は、一般に、光デバイスに近接したアレイ構造体
からなる。実際に、本発明による方法によって得られる光集積回路は、光デバイ
スとしての導波路、および光学構造体としての１つの周波数禁制帯幅を有するア
レイ構造体を含む。このアレイ構造体は、孔の周期的アレイまたはロッドの周期
的アレイの形態をとってもよい。
からなる。実際に、本発明による方法によって得られる光集積回路は、光デバイ
スとしての導波路、および光学構造体としての１つの周波数禁制帯幅を有するア
レイ構造体を含む。このアレイ構造体は、孔の周期的アレイまたはロッドの周期
的アレイの形態をとってもよい。
【００３２】
好ましい実施の形態の詳細な説明
図２Ａから２Ｊは、本発明の第１の実施の形態による光集積回路を製造する方
法を示している。単純にする目的のために、図２Ａから２Ｊに示した方法は、ア
レイ構造体により囲まれた導波路の製造に関する。しかしながら、導波路以外の
光デバイスを、この第１の実施の形態による方法によって製造してもよい。
法を示している。単純にする目的のために、図２Ａから２Ｊに示した方法は、ア
レイ構造体により囲まれた導波路の製造に関する。しかしながら、導波路以外の
光デバイスを、この第１の実施の形態による方法によって製造してもよい。
【００３３】
第１の段階で（図２Ａ）、金属層８およびフォトレジスト層９が基板７上に連
続して形成される。基板７は、好ましくは、ＳＯＩ基板、すなわち、薄いシリコ
ン層７ｃにより被覆された薄いシリカ層７ｂにより被覆されたシリコンベース基
板７ａから構成された基板である。シリコン層７ｃは、シリカ層７ｂのものより
も高い屈折率を有する。その理由が以下に説明される。層８を構成する金属は、
例えば、ニッケル、クロムまたは金からなっていてもよい。
続して形成される。基板７は、好ましくは、ＳＯＩ基板、すなわち、薄いシリコ
ン層７ｃにより被覆された薄いシリカ層７ｂにより被覆されたシリコンベース基
板７ａから構成された基板である。シリコン層７ｃは、シリカ層７ｂのものより
も高い屈折率を有する。その理由が以下に説明される。層８を構成する金属は、
例えば、ニッケル、クロムまたは金からなっていてもよい。
【００３４】
第２の段階で（図２Ｂ）、シリカマスク10が、当業者に公知の様式で、フォト
レジスト層９上に施される。シリカマスク10は、その上側表面の一部の上に、基
板７に形成すべき光導波路の形状、すなわち、図２Ｂに示した実施の形態におい
ては、ストリップの形状をとるクロムパターン10ａを支持する。クロムパターン
10ａは、光導波路を形成すべきシリコン層７ｃの領域７ｄに面するように、シリ
カマスク10の上側表面に位置している。次いで、図２Ｂに示したウェハー７，８
，９は、シリカマスク10を通してＵＶ線に露光される。クロムパターン10ａによ
り覆われていないシリカマスク10の部分は、ＵＶに対して透明である。クロムパ
ターン10ａは、これとは反対に、ＵＶ光を反射し、したがって、パターン10ａの
下に位置するフォトレジスト層９の領域９ａが露光されるのを妨げる。
レジスト層９上に施される。シリカマスク10は、その上側表面の一部の上に、基
板７に形成すべき光導波路の形状、すなわち、図２Ｂに示した実施の形態におい
ては、ストリップの形状をとるクロムパターン10ａを支持する。クロムパターン
10ａは、光導波路を形成すべきシリコン層７ｃの領域７ｄに面するように、シリ
カマスク10の上側表面に位置している。次いで、図２Ｂに示したウェハー７，８
，９は、シリカマスク10を通してＵＶ線に露光される。クロムパターン10ａによ
り覆われていないシリカマスク10の部分は、ＵＶに対して透明である。クロムパ
ターン10ａは、これとは反対に、ＵＶ光を反射し、したがって、パターン10ａの
下に位置するフォトレジスト層９の領域９ａが露光されるのを妨げる。
【００３５】
第３の段階で（図２Ｃ）、シリカマスク10は除去され、フォトレジスト層９が
現像される。フォトレジスト層９の現像により、ＵＶ光に露光された部分が除去
される。この第３の工程の終わりに、クロムパターン10ａおよび形成すべき光導
波路と同じ形状を有するフォトレジスト層９の部分９ａのみが、金属層８上に残
る。
現像される。フォトレジスト層９の現像により、ＵＶ光に露光された部分が除去
される。この第３の工程の終わりに、クロムパターン10ａおよび形成すべき光導
波路と同じ形状を有するフォトレジスト層９の部分９ａのみが、金属層８上に残
る。
【００３６】
第４の段階で（図２Ｄ）、金属層８は、マスクとしてフォトレジスト層の部分
９ａを用いて、ウェットエッチングされ、それによって、基板７上に金属パター
ンすなわちマスク８ａが形成される。金属層８のウェットエッチングは、フォト
レジスト層のマスク９ａが実質的に影響を受けないままで、金属を攻撃できる適
切な酸により行われる。そのような酸の例は、金属が金の場合には、市販のGold
-Etch（登録商標）酸、および金属がニッケルの場合には、市販のNickel-Etch（
登録商標）酸である。次いで、溶剤を用いて、フォトレジスト層のマスク９ａが
除去される（図２Ｅ）。
９ａを用いて、ウェットエッチングされ、それによって、基板７上に金属パター
ンすなわちマスク８ａが形成される。金属層８のウェットエッチングは、フォト
レジスト層のマスク９ａが実質的に影響を受けないままで、金属を攻撃できる適
切な酸により行われる。そのような酸の例は、金属が金の場合には、市販のGold
-Etch（登録商標）酸、および金属がニッケルの場合には、市販のNickel-Etch（
登録商標）酸である。次いで、溶剤を用いて、フォトレジスト層のマスク９ａが
除去される（図２Ｅ）。
【００３７】
第５の段階で（図２Ｆ）、フォトレジスト層11が基板７および金属マスク８ａ
上に形成され、したがって、金属マスク８ａが、基板の薄いシリコン層７ｃとフ
ォトレジスト層11との間に挟まれている。より詳しくは、層11の一部は、基板の
上側表面７ｅを直接覆い、一方で、別の部分は、上側表面７ｅ上に形成された金
属マスク８ａを覆う。上側表面７ｅと直接接触している層11の部分は、アレイ構
造体を成形すべき、図２Ｆにおいて参照番号７ｆにより示された基板７の領域に
対応する。
上に形成され、したがって、金属マスク８ａが、基板の薄いシリコン層７ｃとフ
ォトレジスト層11との間に挟まれている。より詳しくは、層11の一部は、基板の
上側表面７ｅを直接覆い、一方で、別の部分は、上側表面７ｅ上に形成された金
属マスク８ａを覆う。上側表面７ｅと直接接触している層11の部分は、アレイ構
造体を成形すべき、図２Ｆにおいて参照番号７ｆにより示された基板７の領域に
対応する。
【００３８】
第６の段階で（図２Ｇ）、２つの干渉レーザビーム12がウェハーに向けられて
、フォトレジスト層11を光干渉パターンに露光させる。干渉レーザビーム12は、
フォトレジスト層11の現像後（図２Ｈ）、その層が、孔の周期的アレイの形態に
あるパターン11ａを画成するような様式で配列される。マスク８ａは、光に対し
て実質的に反応しない材料、すなわち、金属から作製されるという事実のために
、パターン11ａの形成は、マスク８ａに影響を与えずに行われるであろう。した
がって、第６段階の終わりには、基板７は第１のマスク８ａおよび第２のマスク
11ａを支持し、これらのマスクは、導波路およびアレイ構造体を形成すべき、基
板７の領域の領域７ｄおよび７ｆにそれぞれ関連する。２つのマスク８ａ，11ａ
は、異なる材料、すなわち、第１のマスクについては金属、第２のマスクについ
てはフォトレジストから作製される。これらの材料の両方は、以下に記載するド
ライエッチング段階に抵抗できる。
、フォトレジスト層11を光干渉パターンに露光させる。干渉レーザビーム12は、
フォトレジスト層11の現像後（図２Ｈ）、その層が、孔の周期的アレイの形態に
あるパターン11ａを画成するような様式で配列される。マスク８ａは、光に対し
て実質的に反応しない材料、すなわち、金属から作製されるという事実のために
、パターン11ａの形成は、マスク８ａに影響を与えずに行われるであろう。した
がって、第６段階の終わりには、基板７は第１のマスク８ａおよび第２のマスク
11ａを支持し、これらのマスクは、導波路およびアレイ構造体を形成すべき、基
板７の領域の領域７ｄおよび７ｆにそれぞれ関連する。２つのマスク８ａ，11ａ
は、異なる材料、すなわち、第１のマスクについては金属、第２のマスクについ
てはフォトレジストから作製される。これらの材料の両方は、以下に記載するド
ライエッチング段階に抵抗できる。
【００３９】
第７の段階で（図２Ｉ）、基板７、特にシリコン層７ｃがドライエッチングさ
れる。これを実施するために、ウェハー７，８ａ，11ａは、プロセスガスを含有
するプラズマ室内に配置され、そのプロセスガスにより、室内にプラズマが生成
される。このプラズマとしては、シリコン層７ｃを選択的エッチングすることで
きる、すなわち、第１と第２のマスク８ａ，11ａを腐蝕しない反応性種が挙げら
れる。一般に、プロセスガスは、ＳＦ6のようなフッ素含有エッチングガスを含
むであろう。
れる。これを実施するために、ウェハー７，８ａ，11ａは、プロセスガスを含有
するプラズマ室内に配置され、そのプロセスガスにより、室内にプラズマが生成
される。このプラズマとしては、シリコン層７ｃを選択的エッチングすることで
きる、すなわち、第１と第２のマスク８ａ，11ａを腐蝕しない反応性種が挙げら
れる。一般に、プロセスガスは、ＳＦ6のようなフッ素含有エッチングガスを含
むであろう。
【００４０】
第８の段階で（図２Ｊ）、第１と第２のマスク８ａ，11ａは、適切な溶剤によ
り除去される。得られた光集積回路は、シリコンベース基板７ａ、シリカ層７ｂ
、導波路12および孔の周期的アレイ13により構成されている。孔の周期的アレイ
13は、光が導波路12の内側から外側へと水平に放射させるのを防ぐ周波数禁制帯
幅を有する。導波路12内を伝搬する光は、さらに、その導波路がシリカ層７ｂの
ものよりも高い屈折率を示すという理由により、垂直に制限される。図２Ｊに断
面を示した光集積回路が、図３に斜視図で示されている。
り除去される。得られた光集積回路は、シリコンベース基板７ａ、シリカ層７ｂ
、導波路12および孔の周期的アレイ13により構成されている。孔の周期的アレイ
13は、光が導波路12の内側から外側へと水平に放射させるのを防ぐ周波数禁制帯
幅を有する。導波路12内を伝搬する光は、さらに、その導波路がシリカ層７ｂの
ものよりも高い屈折率を示すという理由により、垂直に制限される。図２Ｊに断
面を示した光集積回路が、図３に斜視図で示されている。
【００４１】
図２Ｊおよび３に示した光集積回路の変更例として、本発明による方法によっ
て得られた回路は、孔の代わりに、ロッドの周期的アレイからなるアレイ構造体
を有していてもよい。図４はそのような代わりの結果を示している。図２Ｊおよ
び３と同じ要素が同じ参照番号により示されている。したがって、図４の光集積
回路は、ベース基板７ａ、シリカ層７ｂ、導波路12およびシリコン層７ｃに形成
されたロッドの周期的アレイ13’から構成されている。図２Ｊおよび３に示した
集積回路に関して、図４の回路は、単に、より長い時間に亘り、ドライエッチン
グ段階（上述した第７の段階）を行うことにより行ってもよい。
て得られた回路は、孔の代わりに、ロッドの周期的アレイからなるアレイ構造体
を有していてもよい。図４はそのような代わりの結果を示している。図２Ｊおよ
び３と同じ要素が同じ参照番号により示されている。したがって、図４の光集積
回路は、ベース基板７ａ、シリカ層７ｂ、導波路12およびシリコン層７ｃに形成
されたロッドの周期的アレイ13’から構成されている。図２Ｊおよび３に示した
集積回路に関して、図４の回路は、単に、より長い時間に亘り、ドライエッチン
グ段階（上述した第７の段階）を行うことにより行ってもよい。
【００４２】
図５Ａから５Ｈは、本発明の第２の実施の形態による光集積回路を製造する方
法を示している。単純にする目的のために、図５Ａから５Ｈに示した方法は、ア
レイ構造体により囲まれた導波路の製造に関する。しかしながら、導波路以外の
光デバイスを、この第２の実施の形態による方法によって製造してもよい。
法を示している。単純にする目的のために、図５Ａから５Ｈに示した方法は、ア
レイ構造体により囲まれた導波路の製造に関する。しかしながら、導波路以外の
光デバイスを、この第２の実施の形態による方法によって製造してもよい。
【００４３】
第１の段階で（図５Ａ）、フォトレジスト層15が基板14上に形成されている。
基板14は、好ましくは、ＳＯＩ基板、すなわち、薄いシリコン層14ｃにより被覆
された薄いシリカ層14ｂにより被覆されたシリコンベース基板14ａから構成され
た基板である。この薄いシリコン層14ｃは、第１の実施の形態と同じ理由のため
に、薄いシリカ層14ｂよりも高い屈折率を有している。
基板14は、好ましくは、ＳＯＩ基板、すなわち、薄いシリコン層14ｃにより被覆
された薄いシリカ層14ｂにより被覆されたシリコンベース基板14ａから構成され
た基板である。この薄いシリコン層14ｃは、第１の実施の形態と同じ理由のため
に、薄いシリカ層14ｂよりも高い屈折率を有している。
【００４４】
第２の段階で（図５Ｂ）、クロムパターン16ａを担持するシリカマスク16がフ
ォトレジスト層15の上に載置されている。クロムパターン16ａは、光導波路を形
成すべきシリコン層14ｃの領域14ｄに面するように、シリカマスク16の上側表面
に位置している。次いで、ウェハー14，15が、第１の実施の形態の第２の段階と
同じ様式で、マスク16を通して、ＵＶ線に露光される。
ォトレジスト層15の上に載置されている。クロムパターン16ａは、光導波路を形
成すべきシリコン層14ｃの領域14ｄに面するように、シリカマスク16の上側表面
に位置している。次いで、ウェハー14，15が、第１の実施の形態の第２の段階と
同じ様式で、マスク16を通して、ＵＶ線に露光される。
【００４５】
第３の段階で（図５Ｃ）、シリカマスク16は除去され、フォトレジスト層15が
現像される。その結果、第２の段階中にＵＶ線に露光された層15の部分の全てが
除去される。この第３の段階の終わりには、クロムパターン16ａの下に位置する
フォトレジスト層15の部分のみが基板14上に残り、したがって、前記基板上にフ
ォトレジストパターン15ａを画成する。フォトレジストパターン15ａは、光導波
路を形成すべきシリコン層14ｃの領域14ｄに面している。
現像される。その結果、第２の段階中にＵＶ線に露光された層15の部分の全てが
除去される。この第３の段階の終わりには、クロムパターン16ａの下に位置する
フォトレジスト層15の部分のみが基板14上に残り、したがって、前記基板上にフ
ォトレジストパターン15ａを画成する。フォトレジストパターン15ａは、光導波
路を形成すべきシリコン層14ｃの領域14ｄに面している。
【００４６】
第４の段階で（図示せず）、光に対する感度をなくすか少なくとも大幅に減少
させるために、フォトレジストパターン15ａが加熱される。この段階は、ウェハ
ー14，15ａを炉内に配置し、約30分間に亘り約180℃でそのウェハーを焼成する
ことにより行われる。この第４の段階後に得られるフォトレジストパターン15ａ
を、以後「第１のマスク15ａ」と称する。
させるために、フォトレジストパターン15ａが加熱される。この段階は、ウェハ
ー14，15ａを炉内に配置し、約30分間に亘り約180℃でそのウェハーを焼成する
ことにより行われる。この第４の段階後に得られるフォトレジストパターン15ａ
を、以後「第１のマスク15ａ」と称する。
【００４７】
第５の段階で（図５Ｄ）、別のフォトレジスト層16が基板14および第１のマス
ク15ａの上に堆積され、したがって、第１のマスク15ａは、基板の薄いシリコン
層14ｃおよびフォトレジスト層16の間に挟まれている。より詳しくは、層16の一
部は、基板の上側表面14ｅを直接覆い、一方で、別の部分は、上側表面14ｅの上
に形成された第１のマスク15ａを覆う。面14ｅに直接接触している層16の部分は
、アレイ構造体を形成すべき、図５Ｄにおいて参照番号14ｆにより示された基板
14の領域に対応する。
ク15ａの上に堆積され、したがって、第１のマスク15ａは、基板の薄いシリコン
層14ｃおよびフォトレジスト層16の間に挟まれている。より詳しくは、層16の一
部は、基板の上側表面14ｅを直接覆い、一方で、別の部分は、上側表面14ｅの上
に形成された第１のマスク15ａを覆う。面14ｅに直接接触している層16の部分は
、アレイ構造体を形成すべき、図５Ｄにおいて参照番号14ｆにより示された基板
14の領域に対応する。
【００４８】
第６の段階で（図５Ｅ）、２つの干渉レーザビーム17がウェハーに向けられて
、フォトレジスト層16を光干渉パターンに露光させる。干渉レーザビーム17は、
フォトレジスト層16の現像後（図５Ｆ）、その層が、孔の周期的アレイの形態に
あるパターン16ａを画成するような様式で配列される。第１のマスク15ａは、第
４の段階で光に対して実質的に反応しないように作製されるという事実のために
、パターン16ａの形成は、第１のマスク15ａに影響を与えずに行われるであろう
。したがって、第６段階の終わりには、基板14は第１のマスク15ａおよび第２の
マスク16ａを支持し、これらのマスクは、導波路およびアレイ構造体を形成すべ
き、基板14の領域の領域14ｄおよび14ｆにそれぞれ関連する。第１と第２のマス
クは、以下に記載するドライエッチング段階に抵抗できる材料から作製されてい
る。
、フォトレジスト層16を光干渉パターンに露光させる。干渉レーザビーム17は、
フォトレジスト層16の現像後（図５Ｆ）、その層が、孔の周期的アレイの形態に
あるパターン16ａを画成するような様式で配列される。第１のマスク15ａは、第
４の段階で光に対して実質的に反応しないように作製されるという事実のために
、パターン16ａの形成は、第１のマスク15ａに影響を与えずに行われるであろう
。したがって、第６段階の終わりには、基板14は第１のマスク15ａおよび第２の
マスク16ａを支持し、これらのマスクは、導波路およびアレイ構造体を形成すべ
き、基板14の領域の領域14ｄおよび14ｆにそれぞれ関連する。第１と第２のマス
クは、以下に記載するドライエッチング段階に抵抗できる材料から作製されてい
る。
【００４９】
第７の段階で（図５Ｇ）、基板、より詳しくは、薄いシリコン層14ｃがドライ
エッチングされる。これを実施するために、ウェハー14，15ａ，16ａは、プロセ
スガスを含有するプラズマ室内に配置され、そのプロセスガスにより、室内にプ
ラズマが生成される。このプラズマとしては、シリコン層14ｃを選択的エッチン
グすることできる、すなわち、第１と第２のマスク15ａ，16ａを腐蝕しない反応
性種が挙げられる。一般に、プロセスガスは、ＳＦ6のよう硫黄含有エッチング
ガスを含むであろう。
エッチングされる。これを実施するために、ウェハー14，15ａ，16ａは、プロセ
スガスを含有するプラズマ室内に配置され、そのプロセスガスにより、室内にプ
ラズマが生成される。このプラズマとしては、シリコン層14ｃを選択的エッチン
グすることできる、すなわち、第１と第２のマスク15ａ，16ａを腐蝕しない反応
性種が挙げられる。一般に、プロセスガスは、ＳＦ6のよう硫黄含有エッチング
ガスを含むであろう。
【００５０】
第８の段階で（図５Ｈ）、第１と第２のマスク15ａ，16ａは、適切な溶剤によ
り除去される。得られた光集積回路は、シリコンベース基板14ａ、シリカ層14ｂ
、導波路18および孔の周期的アレイ19により構成されている。孔の周期的アレイ
19の代わりに、ロッドの周期的アレイを、前記ドライエッチング段階をより長い
時間に亘り実施することにより形成してもよい。
り除去される。得られた光集積回路は、シリコンベース基板14ａ、シリカ層14ｂ
、導波路18および孔の周期的アレイ19により構成されている。孔の周期的アレイ
19の代わりに、ロッドの周期的アレイを、前記ドライエッチング段階をより長い
時間に亘り実施することにより形成してもよい。
【００５１】
図６Ａから６Ｆは、本発明の第３の実施の形態による光集積回路を製造する方
法を示している。単純にする目的のために、図６Ａから６Ｆに示した方法は、ア
レイ構造体により囲まれた導波路の製造に関する。しかしながら、導波路以外の
光デバイスを、この第３の実施の形態による方法によって製造してもよい。
法を示している。単純にする目的のために、図６Ａから６Ｆに示した方法は、ア
レイ構造体により囲まれた導波路の製造に関する。しかしながら、導波路以外の
光デバイスを、この第３の実施の形態による方法によって製造してもよい。
【００５２】
この第３の実施の形態による方法は、特に、光学構造体に対応する第２のマス
クが、光導波路に対応する第１のマスクの形成の前に形成されるという点で第１
の実施の形態とは異なる。さらに、第２のマスクは金属から作製され、一方で、
第１のマスクはフォトレジスト材料から作製される。
クが、光導波路に対応する第１のマスクの形成の前に形成されるという点で第１
の実施の形態とは異なる。さらに、第２のマスクは金属から作製され、一方で、
第１のマスクはフォトレジスト材料から作製される。
【００５３】
より詳しくは、参照番号21ａにより示される第２のマスクは、ＳＯＩ基板20上
に金属層21を堆積させ（図６Ａ）、金属層21上にフォトレジスト層を堆積させ、
フォトレジストパターン22ａを中に画成するように、干渉リソグラフィー技法を
用いてフォトレジスト層にパターンを形成し（図６Ｂ）、フォトレジストパター
ン22ａを通して金属層21にウェットエッチングを行う（図６Ｃ）ことにより形成
される。参照番号23ａにより示される第１のマスクは、残りのフォトレジストパ
ターン22ａの除去後（図６Ｄ）に、第２のマスク21ａ上にフォトレジスト層を堆
積させ（図６Ｅ）、クロムストリップ24ａを有するシリカマスク24を通してウェ
ハーをＵＶに露光し、光導波路に対応するパターン23ａを画成するようにフォト
レジスト23を現像する（図６Ｆ）ことにより形成される。基板20上のシリコン層
20ｃをエッチングするエッチング段階は、第１と第２の実施の形態において行っ
たものと同じである。
に金属層21を堆積させ（図６Ａ）、金属層21上にフォトレジスト層を堆積させ、
フォトレジストパターン22ａを中に画成するように、干渉リソグラフィー技法を
用いてフォトレジスト層にパターンを形成し（図６Ｂ）、フォトレジストパター
ン22ａを通して金属層21にウェットエッチングを行う（図６Ｃ）ことにより形成
される。参照番号23ａにより示される第１のマスクは、残りのフォトレジストパ
ターン22ａの除去後（図６Ｄ）に、第２のマスク21ａ上にフォトレジスト層を堆
積させ（図６Ｅ）、クロムストリップ24ａを有するシリカマスク24を通してウェ
ハーをＵＶに露光し、光導波路に対応するパターン23ａを画成するようにフォト
レジスト23を現像する（図６Ｆ）ことにより形成される。基板20上のシリコン層
20ｃをエッチングするエッチング段階は、第１と第２の実施の形態において行っ
たものと同じである。
【００５４】
上述した第３の実施の形態には、第２のマスク21ａ上の第１のマスク23ａの位
置が、図６Ｅに示すように、フォトレジスト層23上のシリカマスク24を載置した
ときに参照として第２のマスク21ａの孔を用いて精確に選択されるという利点が
ある。
置が、図６Ｅに示すように、フォトレジスト層23上のシリカマスク24を載置した
ときに参照として第２のマスク21ａの孔を用いて精確に選択されるという利点が
ある。
【００５５】
上述した第１、第２および第３の実施の形態は、本発明の好ましい実施の形態
である。しかしながら、添付した特許請求の範囲から逸脱せずに、本発明を違う
ように実施してもよいことが当業者には当然に明らかである。特に、これらの実
施の形態に用いられるＳＯＩ基板は、例えば、シリコン層により被覆されたガラ
スベース基板から構成された基板により置き換えても差し支えない。
である。しかしながら、添付した特許請求の範囲から逸脱せずに、本発明を違う
ように実施してもよいことが当業者には当然に明らかである。特に、これらの実
施の形態に用いられるＳＯＩ基板は、例えば、シリコン層により被覆されたガラ
スベース基板から構成された基板により置き換えても差し支えない。
【００５６】
さらに、本発明は、孔またはロッドの周期的アレイを有する光集積回路の製造
に制限されるものではない。本発明は、実際に、同じ基板に、ブラッグレフレク
タを形成するのに用いても差し支えない。一般的な様式で、本発明による方法は
、異なる光デバイスまたは構造体を１つの基板上に形成すべき場合に適用しても
よく、対応するマスクを製造するための異なるパターン形成技法を使用する必要
のある、該光デバイスまたは構造体が極めて異なる形状を示す場合に、特に都合
よい。
に制限されるものではない。本発明は、実際に、同じ基板に、ブラッグレフレク
タを形成するのに用いても差し支えない。一般的な様式で、本発明による方法は
、異なる光デバイスまたは構造体を１つの基板上に形成すべき場合に適用しても
よく、対応するマスクを製造するための異なるパターン形成技法を使用する必要
のある、該光デバイスまたは構造体が極めて異なる形状を示す場合に、特に都合
よい。
【図１】
既知の光集積回路を示す斜視図
【図２Ａ−２Ｊ】
本発明の第１の実施の形態による光集積回路を製造する方法を示す断面図
【図３】
本発明の第１の実施の形態による方法により得られた、孔のアレイを有する光
集積回路を示す斜視図
集積回路を示す斜視図
【図４】
本発明の第１の実施の形態による方法により得られた、ロッドのアレイを有す
る光集積回路を示す斜視図
る光集積回路を示す斜視図
【図５Ａ−５Ｈ】
本発明の第２の実施の形態による光集積回路を製造する方法を示す断面図
【図６Ａ−６Ｆ】
本発明の第３の実施の形態による光集積回路を製造する方法を示す断面図
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＥ，Ａ
Ｇ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ
，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，
ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ
Ｂ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ
，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，
ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，Ｍ
Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ
，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，
ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，Ｕ
Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 ヌデルエコヴィック，デュザン
フランス国 Ｆ−91160 ソー−レ−シャ
ルトロー リュ ジョリオ キュリー 71
(72)発明者 ランヴァーズ，クリストフ エフ
フランス国 Ｆ−77210 アヴォン リュ
シャルル ムニエ ３
Ｆターム(参考） 2H047 KA03 PA24 TA11
Claims (29)
- 【請求項１】 光集積回路を製造する方法であって、 基板(7;14)の一方の面に第１のマスクを形成する工程、ここで、該第１のマス
クは、該基板の第１の領域(7d;14d)に形成すべき少なくとも１つの光デバイス(1
2;18)に対応するパターンを画成している； 前記基板の前記面に第２のマスク(11a;16a)を形成する工程、ここで、該第２
のマスクは、前記第１の領域とは異なる、該基板の第２の領域(7f;14f)に形成す
べき少なくとも１つの光学構造体に対応するパターンを画成している； 前記基板に前記少なくとも１つの光デバイスおよび前記光学構造体を形成する
ために、前記第１と第２のマスクをその上に有する基板をエッチングする工程； を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記第１と第２のマスクを除去する工程をさらに含むことを
特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記エッチング工程は、所定のエッチングガスを用いたドラ
イエッチング工程からなることを特徴とする請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 前記第１(8a;15a)と第２(11a;16a)のマスクが各々、前記所
定のエッチングガスに実質的に抵抗する材料から作製されていることを特徴とす
る請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 前記所定のエッチングガスが、ＳＦ6のようなフッ素含有ガ
スを含むことを特徴とする請求項３または４記載の方法。 - 【請求項６】 前記第１のマスク(8a;15a)を形成する工程および前記第２の
マスク(11a;16a)を形成する工程が、該第１と第２のマスクの内の一方(11a;16a)
が他方(8a;15a)の上に重なるような様式で行われることを特徴とする請求項１か
ら５いずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 前記第１のマスク(8a;15a)を形成する工程および前記第２の
マスク(11a;16a)を形成する工程が、該第１と第２のマスクが、前記他方のマス
クに重なる第１の部分および前記基板に直接接触する第２の部分を有するような
様式で行われることを特徴とする請求項６項記載の方法。 - 【請求項８】 前記第１と第２のマスクの内の一方が干渉リソグラフィー技
法を用いて形成され、他方のマスクがＵＶ照射技法を用いて形成されることを特
徴とする請求項１から７いずれか１項記載の方法。 - 【請求項９】 前記第２のマスク(11a;16a)が干渉リソグラフィー技法を用
いて形成され、前記第１のマスク(8a;15a)が、該干渉リソグラフィー技法に用い
られる放射線に対して実質的に反応しない材料から作製され、したがって、該第
２のマスクが、前記第１のマスクに影響を与えずに、該第１のマスクの形成後に
形成されてもよいことを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 前記第２のマスク(11a;16a)を形成する工程が： 前記第１のマスク(8a;15a)を支持する前記基板の面にフォトレジスト層(11;16
)を形成する工程、および 前記干渉リソグラフィー技法を用いて、前記フォトレジスト層に前記光学構造
体に対応する前記パターンを形成する工程、 を含むことを特徴とする請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記第１(8a)と第２(11a)のマスクが、それぞれ、金属お
よびフォトレジスト材料から作製されることを特徴とする請求項９または１０記
載の方法。 - 【請求項１２】 前記第１のマスク(8a)が、以下の金属：ニッケル、クロム
および金の内の少なくとも１つから作製されることを特徴とする請求項１１記載
の方法。 - 【請求項１３】 前記前記第１のマスク(8a)を形成する工程が： 光に対して実質的に反応しない材料から作製された第１の層(8)を前記基板(7)
上に形成する工程； 該第１の層(8)上にフォトレジスト層(9)を形成する工程； 前記基板の第１の領域(7d)に対応するフォトレジストパターン(9a)を得るよう
に、ＵＶ照射技法を用いて前記フォトレジスト層(9)にパターンを形成する工程
； マスクとして前記フォトレジストパターン(9a)を用いて前記第１の層(8)をエ
ッチングする工程；および 前記フォトレジストパターン(9a)を除去する工程； を含むことを特徴とする請求項９から１２いずれか１項記載の方法。 - 【請求項１４】 前記第１の層(8)をエッチングする工程が、ウェットエッ
チング工程からなることを特徴とする請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 前記第１(15a)と第２(16a)のマスクが両方ともフォトレジ
スト材料から作製されるが、該第１のマスク(15a)は、光に対する感度をなくす
ために、加熱されたフォトレジスト材料により構成されることを特徴とする請求
項９または１０記載の方法。 - 【請求項１６】 前記第１のマスク(15a)を形成する工程が、 前記基板(14)上にフォトレジスト層(15)を形成する工程； 該基板(14)の第１の領域(14d)に対応するパターン(15a)を得るように、ＵＶ照
射技法を用いて前記フォトレジスト層(15)にパターンを形成する工程；および 光に対する感度をなくすために、前記フォトレジストパターン(15a)を加熱す
る工程； を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 前記第１のマスク(23a)がＵＶ照射技法を用いて形成され
、前記第２のマスク(21a)がＵＶに対して実質的に反応しない材料から作製され
、したがって、前記第１のマスクが、前記第２のマスクに影響を与えずに、該第
２のマスクの形成後に形成されてもよいことを特徴とする請求項１から８いずれ
か１項記載の方法。 - 【請求項１８】 前記第１のマスク(23a)がフォトレジスト層から作製され
、第２のマスク(21a)が金属から作製されることを特徴とする請求項１７記載の
方法。 - 【請求項１９】 前記第２のマスク(21a)が、以下の金属：ニッケル、クロ
ムおよび金の内の少なくとも１つから作製されることを特徴とする請求項１８記
載の方法。 - 【請求項２０】 前記第２のマスク(21a)を形成する工程が： ＵＶに対して実質的に反応しない材料から作製された第１の層(21)を前記基板
(20)上に形成する工程； 該第１の層(21)上にフォトレジスト層(22)を形成する工程； 前記基板の第２の領域に対応するフォトレジストパターン(22a)を得るように
、干渉リソグラフィー技法を用いて該フォトレジスト層(22)にパターンを形成す
る工程； マスクとして該フォトレジストパターン(22a)を用いて、前記第１の層(21)を
エッチングする工程；および 残っている該フォトレジスト層(22a)を除去する工程； を含むことを特徴とする請求項１７から１９いずれか１項記載の方法。 - 【請求項２１】 前記第１のマスク(23a)を形成する工程が： 前記第２のマスク(21a)上にフォトレジスト層(23)を形成する工程；および 前記ＵＶ照射技法を用いて、前記フォトレジスト層(23)に前記少なくとも１つ
の光デバイスに対応する前記パターン(23a)を形成する工程； を含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。 - 【請求項２２】 前記基板(7;14)がＳＯＩ基板であることを特徴とする請求
項１から２１いずれか１項記載の方法。 - 【請求項２３】 前記光学構造体がアレイ構造体からなることを特徴とする
請求項１から２２いずれか１項記載の方法。 - 【請求項２４】 前記基板の第２の領域が前記第１の領域に近接しているこ
とを特徴とする請求項２３記載の方法。 - 【請求項２５】 前記アレイ構造体がでこぼこの周期的アレイからなること
を特徴とする請求項２３または２４記載の方法。 - 【請求項２６】 前記アレイ構造体が周波数禁制帯幅を有することを特徴と
する請求項２３から２５いずれか１項記載の方法。 - 【請求項２７】 前記アレイ構造体が孔の周期的アレイであることを特徴と
する請求項２３から２６いずれか１項記載の方法。 - 【請求項２８】 前記アレイ構造体がロッドの周期的アレイであることを特
徴とする請求項２３から２６いずれか１項記載の方法。 - 【請求項２９】 前記少なくとも１つの光デバイスが導波路(12;18)を含む
ことを特徴とする請求項１から２８いずれか１項記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99403188.8 | 1999-12-17 | ||
| EP99403188A EP1109038A1 (en) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | Method for manufacturing an optical integrated circuit |
| PCT/US2000/031934 WO2001044844A1 (en) | 1999-12-17 | 2000-11-21 | Method for making an integrated optical circuit |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003517637A true JP2003517637A (ja) | 2003-05-27 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP (1) | EP1109038A1 (ja) |
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| CA (1) | CA2395070A1 (ja) |
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