JP2949282B2 - Ｖ溝付光導波路基板の製造方法及びその製法により製造されたｖ溝付光導波路基板 - Google Patents
Ｖ溝付光導波路基板の製造方法及びその製法により製造されたｖ溝付光導波路基板Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光導波路に接続さ
れる光ファイバを位置決め固定するためのＶ溝を有する
Ｖ溝付光導波路基板に関する。
れる光ファイバを位置決め固定するためのＶ溝を有する
Ｖ溝付光導波路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のＶ溝付光導波路基板は例えば図
１２に示すような構成を有するもので、Ｓｉ基板１１の
一半部に光導波路１２が形成され、他半部にＶ溝１３が
形成されている。光導波路１２はこの例ではＳｉ基板１
１上に形成されたアンダークラッドをなすＳｉＯ2 膜１
４と、ポリマーよりなるコア１５と、このコア１５を覆
うポリマーよりなるクラッド１６とによって構成されて
おり、Ｓｉ基板１１の中央部に形成された矩形溝１７に
よってその接続端面１８が形成されている。
１２に示すような構成を有するもので、Ｓｉ基板１１の
一半部に光導波路１２が形成され、他半部にＶ溝１３が
形成されている。光導波路１２はこの例ではＳｉ基板１
１上に形成されたアンダークラッドをなすＳｉＯ2 膜１
４と、ポリマーよりなるコア１５と、このコア１５を覆
うポリマーよりなるクラッド１６とによって構成されて
おり、Ｓｉ基板１１の中央部に形成された矩形溝１７に
よってその接続端面１８が形成されている。
【０００３】Ｖ溝１３は、このＶ溝１３に収容されて位
置決め固定される光ファイバ（図示せず）の軸心がコア
１５の軸心に一致するように形成されており、このＶ溝
１３に光ファイバを固定することにより、光ファイバと
光導波路１２との接続を容易に行うことができるものと
なっている。このようなＶ溝付光導波路基板は、従来、
図１３に示すような工程を経て製造されている。即ち、 （１）ＳｉＯ2 膜１４が形成されたＳｉウエハ（Ｓｉ基
板）１１にレジスト２１を塗布し、図に示したようなＶ
溝用フォトマスク２２を用いてフォトリソグラフィによ
りパターニングし、Ｖ溝となる部分２３及びマーカ２４
部分のＳｉＯ2膜１４をエッチング除去する。
置決め固定される光ファイバ（図示せず）の軸心がコア
１５の軸心に一致するように形成されており、このＶ溝
１３に光ファイバを固定することにより、光ファイバと
光導波路１２との接続を容易に行うことができるものと
なっている。このようなＶ溝付光導波路基板は、従来、
図１３に示すような工程を経て製造されている。即ち、 （１）ＳｉＯ2 膜１４が形成されたＳｉウエハ（Ｓｉ基
板）１１にレジスト２１を塗布し、図に示したようなＶ
溝用フォトマスク２２を用いてフォトリソグラフィによ
りパターニングし、Ｖ溝となる部分２３及びマーカ２４
部分のＳｉＯ2膜１４をエッチング除去する。
【０００４】（２）レジスト２１を除去した後、ＳｉＯ
2 膜１４をマスクとして異方性エッチングすることによ
り、Ｓｉウエハ１１にＶ溝１３とマーカ２４とを形成す
る。 （３）このウエハ上に光導波路のコアとなるポリマー２
５を成膜する。 （４）レジスト２６を塗布して、図に示したような光導
波路用フォトマスク２７を用い、マーカ２４の位置に合
わせてフォトリソグラフィによりパターニングする。
2 膜１４をマスクとして異方性エッチングすることによ
り、Ｓｉウエハ１１にＶ溝１３とマーカ２４とを形成す
る。 （３）このウエハ上に光導波路のコアとなるポリマー２
５を成膜する。 （４）レジスト２６を塗布して、図に示したような光導
波路用フォトマスク２７を用い、マーカ２４の位置に合
わせてフォトリソグラフィによりパターニングする。
【０００５】（５）ポリマー２５をエッチングしてコア
１５を形成する。以下、図１３には示していないが、こ
のコア１５にクラッドをなすポリマーを塗布した後、ウ
エハを所要の寸法に切断し、かつ矩形溝１７を形成する
ことにより、図１２に示したＶ溝付光導波路基板を得る
ことができる。
１５を形成する。以下、図１３には示していないが、こ
のコア１５にクラッドをなすポリマーを塗布した後、ウ
エハを所要の寸法に切断し、かつ矩形溝１７を形成する
ことにより、図１２に示したＶ溝付光導波路基板を得る
ことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の製造方法ではＶ溝１３と光導波路１２のコア１５の作
製に別々のフォトマスクを使用するため、Ｖ溝１３とコ
ア１５との位置合わせ精度、即ち光ファイバの軸心とコ
ア１５の軸心との位置合わせ精度は２枚のフォトマスク
２２，２７の位置合わせ精度で決まる。
の製造方法ではＶ溝１３と光導波路１２のコア１５の作
製に別々のフォトマスクを使用するため、Ｖ溝１３とコ
ア１５との位置合わせ精度、即ち光ファイバの軸心とコ
ア１５の軸心との位置合わせ精度は２枚のフォトマスク
２２，２７の位置合わせ精度で決まる。
【０００７】一方、例えばシングル・モード・ファイバ
のコアは直径６〜１０μm 程度と非常に小さく、光導波
路のコア寸法も同程度であるため、これらの接続には１
μm以下の位置合わせ精度が必要になるものの、２枚の
フォトマスクの位置合わせを１μm 以下の精度で行うこ
とは困難であり、従ってこのような微小コアの光ファイ
バと光導波路との接続を可能とするＶ溝付光導波路基板
の製造は従来においては極めて困難となっていた。
のコアは直径６〜１０μm 程度と非常に小さく、光導波
路のコア寸法も同程度であるため、これらの接続には１
μm以下の位置合わせ精度が必要になるものの、２枚の
フォトマスクの位置合わせを１μm 以下の精度で行うこ
とは困難であり、従ってこのような微小コアの光ファイ
バと光導波路との接続を可能とするＶ溝付光導波路基板
の製造は従来においては極めて困難となっていた。
【０００８】この発明の目的はこの問題点に鑑み、Ｖ溝
と光導波路コアとの高精度の位置合わせを実現でき、よ
って光ファイバと光導波路との高精度の接続を行うこと
ができるＶ溝付光導波路基板の製造方法を提供すること
にある。
と光導波路コアとの高精度の位置合わせを実現でき、よ
って光ファイバと光導波路との高精度の接続を行うこと
ができるＶ溝付光導波路基板の製造方法を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明はＶ溝パターン
と光導波路のコアパターンとが形成された１枚のフォト
マスクを用いてＶ溝付光導波路基板を製造するものであ
り、請求項１の発明によれば、Ｓｉウエハ上にアンダー
クラッド用のＳｉＯ2 膜及び光導波路のコア高さに対応
する膜厚のメタル厚膜を順次形成し、そのメタル厚膜を
Ｖ溝パターンと光導波路のコアパターンとを有する１枚
のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィによりパタ
ーニングしてＶ溝及び光導波路のコアとなる部分のメタ
ル厚膜をエッチング除去し、次に、Ｖ溝となる部分のＳ
ｉＯ2 膜をエッチング除去して、Ｓｉウエハを異方性エ
ッチングすることにより、Ｖ溝を形成し、次に、コアと
なる部分にポリマーを充填してコアを形成した後、メタ
ル厚膜をエッチング除去して、そのコアにクラッドをな
すポリマーを塗布することによってＶ溝付光導波路基板
が製造される。
と光導波路のコアパターンとが形成された１枚のフォト
マスクを用いてＶ溝付光導波路基板を製造するものであ
り、請求項１の発明によれば、Ｓｉウエハ上にアンダー
クラッド用のＳｉＯ2 膜及び光導波路のコア高さに対応
する膜厚のメタル厚膜を順次形成し、そのメタル厚膜を
Ｖ溝パターンと光導波路のコアパターンとを有する１枚
のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィによりパタ
ーニングしてＶ溝及び光導波路のコアとなる部分のメタ
ル厚膜をエッチング除去し、次に、Ｖ溝となる部分のＳ
ｉＯ2 膜をエッチング除去して、Ｓｉウエハを異方性エ
ッチングすることにより、Ｖ溝を形成し、次に、コアと
なる部分にポリマーを充填してコアを形成した後、メタ
ル厚膜をエッチング除去して、そのコアにクラッドをな
すポリマーを塗布することによってＶ溝付光導波路基板
が製造される。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。図１は請求項１の発明の
実施例を製造工程順に示したものであり、以下（１）〜
（９）の各工程について説明する。 （１）Ｓｉウエハ１１上にアンダークラッド用のＳｉＯ
2 膜１４を形成し、その上に光導波路のコア高さに対応
する膜厚のメタル厚膜３１を成膜する。
照して実施例により説明する。図１は請求項１の発明の
実施例を製造工程順に示したものであり、以下（１）〜
（９）の各工程について説明する。 （１）Ｓｉウエハ１１上にアンダークラッド用のＳｉＯ
2 膜１４を形成し、その上に光導波路のコア高さに対応
する膜厚のメタル厚膜３１を成膜する。
【００１１】（２）レジスト３２を塗布し、Ｖ溝パター
ン３３と光導波路のコアパターン３４とを有するフォト
マスク３５を用いてフォトリソグラフィによりパターニ
ングする。 （３）メタル厚膜３１をエッチングし、Ｖ溝となる部分
３６及び光導波路のコアとなる部分３７のメタル厚膜３
１を除去する。
ン３３と光導波路のコアパターン３４とを有するフォト
マスク３５を用いてフォトリソグラフィによりパターニ
ングする。 （３）メタル厚膜３１をエッチングし、Ｖ溝となる部分
３６及び光導波路のコアとなる部分３７のメタル厚膜３
１を除去する。
【００１２】（４）コアとなる部分３７に新たにレジス
ト３８を塗布し、Ｖ溝となる部分３６のＳｉＯ2 膜１４
をエッチング除去する。 （５）レジスト３２，３８を除去し、ＳｉＯ2 膜１４及
びメタル厚膜３１をマスクとしてＳｉウエハ１１を異方
性エッチングすることにより、Ｖ溝１３を形成する。エ
ッチャントにはＫＯＨやＴＭＡＨが使用される。
ト３８を塗布し、Ｖ溝となる部分３６のＳｉＯ2 膜１４
をエッチング除去する。 （５）レジスト３２，３８を除去し、ＳｉＯ2 膜１４及
びメタル厚膜３１をマスクとしてＳｉウエハ１１を異方
性エッチングすることにより、Ｖ溝１３を形成する。エ
ッチャントにはＫＯＨやＴＭＡＨが使用される。
【００１３】（６）コアとなる部分３７にポリマーを充
填してコア１５を形成する。 （７）メタル厚膜３１をエッチング除去する。 （８）コア１５にクラッドとなるポリマー３９を塗布す
る。 （９）ダイシングにより光導波路１２とＶ溝１３との境
界に矩形溝１７を形成する。
填してコア１５を形成する。 （７）メタル厚膜３１をエッチング除去する。 （８）コア１５にクラッドとなるポリマー３９を塗布す
る。 （９）ダイシングにより光導波路１２とＶ溝１３との境
界に矩形溝１７を形成する。
【００１４】以下、このウエハを所要の寸法に切断加工
すれば、図１２に示したＶ溝付光導波路基板が得られ
る。図２はＶ溝１３の形成までの工程詳細をＹ−Ｚ断面
及びＹ−Ｘ断面で示したものであり、図３は光導波路１
２の形成工程の詳細をＹ−Ｘ断面で示したものである。
すれば、図１２に示したＶ溝付光導波路基板が得られ
る。図２はＶ溝１３の形成までの工程詳細をＹ−Ｚ断面
及びＹ−Ｘ断面で示したものであり、図３は光導波路１
２の形成工程の詳細をＹ−Ｘ断面で示したものである。
【００１５】メタル厚膜３１は、この例ではメッキによ
って形成されており、即ち図２及び３に示したように、
メッキベースとなる蒸着膜（メタル薄膜）３１ａとメッ
キ膜３１ｂとによって構成されている。なお、この例に
限らず、蒸着膜やスパッタ膜等で厚膜を成膜してもよ
い。メタル厚膜３１の使用材料としては例えばニッケル
やクロムが用いられる。
って形成されており、即ち図２及び３に示したように、
メッキベースとなる蒸着膜（メタル薄膜）３１ａとメッ
キ膜３１ｂとによって構成されている。なお、この例に
限らず、蒸着膜やスパッタ膜等で厚膜を成膜してもよ
い。メタル厚膜３１の使用材料としては例えばニッケル
やクロムが用いられる。
【００１６】光導波路のコア及びクラッド用のポリマー
としては、例えばフッ素化ポリイミド、ポリシロキサ
ン、ベンゾシクロブテン、ポリメタクリレート等の材料
を用いることができ、これ以外にも液状の材料を加熱も
しくは露光により硬化させるタイプのものであれば使用
できる。コアとクラッドとの屈折率差は微量の添加物を
添加することにより、制御される。
としては、例えばフッ素化ポリイミド、ポリシロキサ
ン、ベンゾシクロブテン、ポリメタクリレート等の材料
を用いることができ、これ以外にも液状の材料を加熱も
しくは露光により硬化させるタイプのものであれば使用
できる。コアとクラッドとの屈折率差は微量の添加物を
添加することにより、制御される。
【００１７】コアとなる部分３７へのポリマーの充填は
ディスペンサーを用いて行うことができ、またスプレー
コート等による方法でもよい。余剰なポリマー４１は図
３に示したように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
等で除去する。クラッドをなすポリマー３９はスプレー
コート等により塗布される。なお、コアとなる部分３７
へのレジスト３８の塗布はこの部分のＳｉＯ2 膜１４が
エッチングされてしまわないようにするための保護膜で
あり、塗布精度はそれぼど必要ではないので、印刷等に
より行われる。
ディスペンサーを用いて行うことができ、またスプレー
コート等による方法でもよい。余剰なポリマー４１は図
３に示したように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
等で除去する。クラッドをなすポリマー３９はスプレー
コート等により塗布される。なお、コアとなる部分３７
へのレジスト３８の塗布はこの部分のＳｉＯ2 膜１４が
エッチングされてしまわないようにするための保護膜で
あり、塗布精度はそれぼど必要ではないので、印刷等に
より行われる。
【００１８】Ｓｉウエハ１１には熱酸化によってＳｉＯ
2 膜１４を形成すればよく、またこれを省いて市販のＳ
ｉＯ2 膜付Ｓｉウエハを用いるものとしてもよい。以
上、詳述したように、この例では１枚のフォトマスクに
よってＶ溝と光導波路のコアとが同時にパターニングさ
れ、つまりＶ溝と光導波路のパターンを１枚のフォトマ
スク上に形成するものであるため、それらの位置情報は
0.５μm 以下と極めて高精度となる。
2 膜１４を形成すればよく、またこれを省いて市販のＳ
ｉＯ2 膜付Ｓｉウエハを用いるものとしてもよい。以
上、詳述したように、この例では１枚のフォトマスクに
よってＶ溝と光導波路のコアとが同時にパターニングさ
れ、つまりＶ溝と光導波路のパターンを１枚のフォトマ
スク上に形成するものであるため、それらの位置情報は
0.５μm 以下と極めて高精度となる。
【００１９】図４はメタル薄膜をパターニングしてＶ溝
を形成した後、そのメタル薄膜上にメッキ膜を成長させ
る請求項２の発明の実施例の要部を示したものである。
この例ではＳｉウエハ１１上にＳｉＯ2 膜１４及びメタ
ル薄膜（蒸着膜）３１ａを順次形成した後、図１の
（２）〜（５）と同様の工程で、先ずＶ溝１３を形成
し、次にこの図４に示した工程により光導波路１２を形
成する。即ち、コアとなる部分３７がエッチング除去さ
れているメタル薄膜３１ａ上にメッキ膜３１ｂを成長さ
せて光導波路のコア高さに対応する膜厚のメタル厚膜３
１を形成し、その後図１の（６）以降と同様の工程で光
導波路１２を形成する。
を形成した後、そのメタル薄膜上にメッキ膜を成長させ
る請求項２の発明の実施例の要部を示したものである。
この例ではＳｉウエハ１１上にＳｉＯ2 膜１４及びメタ
ル薄膜（蒸着膜）３１ａを順次形成した後、図１の
（２）〜（５）と同様の工程で、先ずＶ溝１３を形成
し、次にこの図４に示した工程により光導波路１２を形
成する。即ち、コアとなる部分３７がエッチング除去さ
れているメタル薄膜３１ａ上にメッキ膜３１ｂを成長さ
せて光導波路のコア高さに対応する膜厚のメタル厚膜３
１を形成し、その後図１の（６）以降と同様の工程で光
導波路１２を形成する。
【００２０】この例によればメタル厚膜３１をパターニ
ングする図１に示した製造方法に比し、メタル薄膜３１
ａの膜厚が薄い分、そのパターニングを容易に行うこと
ができる。なお、メッキ膜３１ｂの形成はウエハ全体で
はなく、コア１５を形成する部分のみとしてもよい。上
述した例ではコアとなる部分３７のメタル膜をいずれも
エッチングで除去しているが、逆にこの部分を残すよう
にしてもコアを形成することができる。図５及び６はこ
のような方法をとる請求項３の発明の実施例を示したも
のであり、図５はＶ溝１３の形成までの工程を示し、図
６は光導波路１２の形成工程を示したものである。以
下、この図５，６に示した（１）〜（１０）の各工程に
ついて説明する。
ングする図１に示した製造方法に比し、メタル薄膜３１
ａの膜厚が薄い分、そのパターニングを容易に行うこと
ができる。なお、メッキ膜３１ｂの形成はウエハ全体で
はなく、コア１５を形成する部分のみとしてもよい。上
述した例ではコアとなる部分３７のメタル膜をいずれも
エッチングで除去しているが、逆にこの部分を残すよう
にしてもコアを形成することができる。図５及び６はこ
のような方法をとる請求項３の発明の実施例を示したも
のであり、図５はＶ溝１３の形成までの工程を示し、図
６は光導波路１２の形成工程を示したものである。以
下、この図５，６に示した（１）〜（１０）の各工程に
ついて説明する。
【００２１】（１）Ｓｉウエハ１１上にアンダークラッ
ド用のＳｉＯ2 膜１４を形成し、その上に光導波路のコ
ア高さに対応する膜厚のメタル厚膜３１を成膜する。 （２）レジスト３２を塗布し、Ｖ溝パターン３３と、そ
のＶ溝パターン３３と白黒反転された光導波路のコアパ
ターン３４’とを有するフォトマスク４２を用いてフォ
トリソグラフィによりパターニングする。
ド用のＳｉＯ2 膜１４を形成し、その上に光導波路のコ
ア高さに対応する膜厚のメタル厚膜３１を成膜する。 （２）レジスト３２を塗布し、Ｖ溝パターン３３と、そ
のＶ溝パターン３３と白黒反転された光導波路のコアパ
ターン３４’とを有するフォトマスク４２を用いてフォ
トリソグラフィによりパターニングする。
【００２２】（３）メタル厚膜３１をエッチングし、光
導波路のコアとなる部分３７の両側及びＶ溝となる部分
３６のメタル厚膜３１を除去する。 （４）Ｖ溝となる部分３６を除いてＳｉＯ2 膜１４上に
レジスト３８を塗布し、Ｖ溝となる部分３６のＳｉＯ2
膜１４をエッチング除去する。 （５）レジスト３２，３８を除去し、Ｓｉウエハ１１を
異方性エッチングすることにより、Ｖ溝１３を形成す
る。
導波路のコアとなる部分３７の両側及びＶ溝となる部分
３６のメタル厚膜３１を除去する。 （４）Ｖ溝となる部分３６を除いてＳｉＯ2 膜１４上に
レジスト３８を塗布し、Ｖ溝となる部分３６のＳｉＯ2
膜１４をエッチング除去する。 （５）レジスト３２，３８を除去し、Ｓｉウエハ１１を
異方性エッチングすることにより、Ｖ溝１３を形成す
る。
【００２３】（６）コアとなる部分３７に残っているメ
タル厚膜３１（蒸着膜３１ａとメッキ膜３１ｂとよりな
る）にポリマー４３を塗布する。このポリマー４３の、
メタル厚膜３１の両側部分はサイドクラッドとなる。 （７）レジスト４４を塗布してパターニングし、コアと
なる部分３７のメタル厚膜３１上のポリマー４３をＲＩ
Ｅにより除去する。
タル厚膜３１（蒸着膜３１ａとメッキ膜３１ｂとよりな
る）にポリマー４３を塗布する。このポリマー４３の、
メタル厚膜３１の両側部分はサイドクラッドとなる。 （７）レジスト４４を塗布してパターニングし、コアと
なる部分３７のメタル厚膜３１上のポリマー４３をＲＩ
Ｅにより除去する。
【００２４】（８）メタル厚膜３１をエッチング除去し
た後、コアとなる部分３７にポリマー４１を充填してコ
ア１５を形成する。なお、Ｖ溝１３のまわりのメタル厚
膜３１もこの際、同時にエッチング除去される。 （９）余剰なポリマー４１，４３をＲＩＥにより除去す
る。 （１０）コア１５にオーバークラッドをなすポリマー４
５を塗布して光導波路１２が完成する。
た後、コアとなる部分３７にポリマー４１を充填してコ
ア１５を形成する。なお、Ｖ溝１３のまわりのメタル厚
膜３１もこの際、同時にエッチング除去される。 （９）余剰なポリマー４１，４３をＲＩＥにより除去す
る。 （１０）コア１５にオーバークラッドをなすポリマー４
５を塗布して光導波路１２が完成する。
【００２５】以下、矩形溝１７を形成し、所要の切断加
工を施すことにより、Ｖ溝付光導波路基板が完成する。
図７は上述したコアとなる部分のメタル膜を残す製造方
法において、メタル膜を、Ｖ溝１３形成後にメッキ成長
させる請求項４の発明の実施例の要部を示したものであ
る。
工を施すことにより、Ｖ溝付光導波路基板が完成する。
図７は上述したコアとなる部分のメタル膜を残す製造方
法において、メタル膜を、Ｖ溝１３形成後にメッキ成長
させる請求項４の発明の実施例の要部を示したものであ
る。
【００２６】この例では、メタル薄膜３１ａを図５と同
様にパターニングしてＶ溝１３を形成した後、図７に示
すようにコアとなる部分３７のメタル薄膜３１ａ上にメ
ッキ膜３１ｂを成長させて光導波路のコア高さに対応す
る膜厚のメタル厚膜３１とし、以下図６と同様の工程で
光導波路１２を形成するものとなっている。以上、光導
波路のアンダークラッドをＳｉＯ2 膜とし、サイドクラ
ッド、オーバークラッド及びコアをポリマーにより形成
する例について説明したが、次にクラッド及びコアを全
てＳｉＯ2 膜とする製造方法について説明する。
様にパターニングしてＶ溝１３を形成した後、図７に示
すようにコアとなる部分３７のメタル薄膜３１ａ上にメ
ッキ膜３１ｂを成長させて光導波路のコア高さに対応す
る膜厚のメタル厚膜３１とし、以下図６と同様の工程で
光導波路１２を形成するものとなっている。以上、光導
波路のアンダークラッドをＳｉＯ2 膜とし、サイドクラ
ッド、オーバークラッド及びコアをポリマーにより形成
する例について説明したが、次にクラッド及びコアを全
てＳｉＯ2 膜とする製造方法について説明する。
【００２７】図８はこのような構成を有する請求項５の
発明の実施例を製造工程順に示したものである。以下、
（１）〜（８）の各工程について説明する。 （１）Ｓｉウエハ１１上に光導波路のコア高さに対応す
る膜厚のサイドクラッド用ＳｉＯ2 膜５１を形成する。 （２）レジスト５２を塗布し、図１に示したものと同様
のフォトマスク３５を用いてフォトリソグラフィにより
パターニングする。
発明の実施例を製造工程順に示したものである。以下、
（１）〜（８）の各工程について説明する。 （１）Ｓｉウエハ１１上に光導波路のコア高さに対応す
る膜厚のサイドクラッド用ＳｉＯ2 膜５１を形成する。 （２）レジスト５２を塗布し、図１に示したものと同様
のフォトマスク３５を用いてフォトリソグラフィにより
パターニングする。
【００２８】（３）ＳｉＯ2 膜５１をエッチングし、Ｖ
溝となる部分３６及びコアとなる部分３７のＳｉＯ2 膜
５１を除去する。 （４）コアとなる部分３７に新たにレジスト５３を塗布
する。 （５）Ｓｉウエハ１１を異方性エッチングすることによ
り、Ｖ溝１３を形成し、レジスト５２，５３を除去す
る。そして、コアとなる部分３７にアンダークラッドを
なすＳｉＯ2 膜５４を熱酸化により形成する。
溝となる部分３６及びコアとなる部分３７のＳｉＯ2 膜
５１を除去する。 （４）コアとなる部分３７に新たにレジスト５３を塗布
する。 （５）Ｓｉウエハ１１を異方性エッチングすることによ
り、Ｖ溝１３を形成し、レジスト５２，５３を除去す
る。そして、コアとなる部分３７にアンダークラッドを
なすＳｉＯ2 膜５４を熱酸化により形成する。
【００２９】（６）ＳｉＯ2 膜５４上にコアとして適し
た屈折率を有するＳｉＯ2 膜を成膜してコア１５を形成
する。 （７）コア１５上に、オーバークラッドをなすＳｉＯ2
膜５５を成膜する。 （８）ダイシングにより光導波路１２とＶ溝１３との境
界に矩形溝１７を形成する。
た屈折率を有するＳｉＯ2 膜を成膜してコア１５を形成
する。 （７）コア１５上に、オーバークラッドをなすＳｉＯ2
膜５５を成膜する。 （８）ダイシングにより光導波路１２とＶ溝１３との境
界に矩形溝１７を形成する。
【００３０】以下、このウエハを切断加工することによ
り、クラッド及びコアがＳｉＯ2 膜よりなるＶ溝付光導
波路基板が完成する。図９は、この図８における光導波
路１２の形成工程をＹ−Ｘ断面で示したものである。コ
ア１５を形成するＳｉＯ2 膜５６の余剰部分はＲＩＥ等
により除去される。なお、これらＳｉＯ2 膜５１，５
５，５６は例えばＣＶＤや火炎堆積法により形成され
る。コアとクラッドとの屈折率差は周知の技術により微
量の添加物を添加して制御される。
り、クラッド及びコアがＳｉＯ2 膜よりなるＶ溝付光導
波路基板が完成する。図９は、この図８における光導波
路１２の形成工程をＹ−Ｘ断面で示したものである。コ
ア１５を形成するＳｉＯ2 膜５６の余剰部分はＲＩＥ等
により除去される。なお、これらＳｉＯ2 膜５１，５
５，５６は例えばＣＶＤや火炎堆積法により形成され
る。コアとクラッドとの屈折率差は周知の技術により微
量の添加物を添加して制御される。
【００３１】この図８及び９に示した例ではＶ溝１３の
エッチング時に、コアとなる部分３７のＳｉウエハ１１
がエッチングされないようにレジスト５３を塗布する必
要があるが、次に、このレジスト５３の塗布を不要とし
た請求項６の発明の実施例について説明する。図１０
（１）〜（８）はこの実施例を工程順に示したものであ
る。以下、各工程について説明する。
エッチング時に、コアとなる部分３７のＳｉウエハ１１
がエッチングされないようにレジスト５３を塗布する必
要があるが、次に、このレジスト５３の塗布を不要とし
た請求項６の発明の実施例について説明する。図１０
（１）〜（８）はこの実施例を工程順に示したものであ
る。以下、各工程について説明する。
【００３２】（１）Ｓｉウエハ１１上に、Ｖ溝となる部
分を除いてアンダークラッド用のＳｉＯ2 膜５４を形成
する。この形成は熱酸化によりＳｉＯ2 膜５４を全面形
成した後、Ｖ溝となる部分のＳｉＯ2 膜５４をエッチン
グ除去すればよく、例えば図に示したように形成され
る。 （２）光導波路のコア高さに対応する膜厚のサイドクラ
ッド用ＳｉＯ2 膜５１を全面形成する。
分を除いてアンダークラッド用のＳｉＯ2 膜５４を形成
する。この形成は熱酸化によりＳｉＯ2 膜５４を全面形
成した後、Ｖ溝となる部分のＳｉＯ2 膜５４をエッチン
グ除去すればよく、例えば図に示したように形成され
る。 （２）光導波路のコア高さに対応する膜厚のサイドクラ
ッド用ＳｉＯ2 膜５１を全面形成する。
【００３３】（３）レジスト５２を塗布し、フォトマス
ク３５を用いてフォトリソグラフィによりパターニング
する。 （４）ＳｉＯ2 膜５１をエッチングし、Ｖ溝となる部分
３６及びコアとなる部分３７のＳｉＯ2 膜５１を除去す
る。この際、エッチングをコントロールすることによ
り、Ｖ溝となる部分３６にはＳｉウエハ１１が露出し、
コアとなる部分３７にはＳｉＯ2 膜５４が残ったものと
なる。
ク３５を用いてフォトリソグラフィによりパターニング
する。 （４）ＳｉＯ2 膜５１をエッチングし、Ｖ溝となる部分
３６及びコアとなる部分３７のＳｉＯ2 膜５１を除去す
る。この際、エッチングをコントロールすることによ
り、Ｖ溝となる部分３６にはＳｉウエハ１１が露出し、
コアとなる部分３７にはＳｉＯ2 膜５４が残ったものと
なる。
【００３４】（５）レジスト５２を除去し、Ｓｉウエハ
１１を異方性エッチングすることにより、Ｖ溝１３を形
成する。 （６）コアとなる部分３７にコアとして適した屈折率を
有するＳｉＯ2 膜５６を成膜してコア１５を形成する。
以下、図８の（７）以降と同様にしてＶ溝付光導波路基
板が完成する。
１１を異方性エッチングすることにより、Ｖ溝１３を形
成する。 （６）コアとなる部分３７にコアとして適した屈折率を
有するＳｉＯ2 膜５６を成膜してコア１５を形成する。
以下、図８の（７）以降と同様にしてＶ溝付光導波路基
板が完成する。
【００３５】これら図８及び１０に示した例はコア高さ
に対応する膜厚のＳｉＯ2 膜５１をパターニングし、エ
ッチング除去した部分に、Ｖ溝１３及びコア１５を形成
するものであり、即ちこのＳｉＯ2 膜５１がそのままサ
イドクラッドを構成するものとなっている。なお、コア
１５及びオーバークラッドはそれぞれＳｉＯ2 膜に替え
てポリマーにより構成するようにしてもよい。
に対応する膜厚のＳｉＯ2 膜５１をパターニングし、エ
ッチング除去した部分に、Ｖ溝１３及びコア１５を形成
するものであり、即ちこのＳｉＯ2 膜５１がそのままサ
イドクラッドを構成するものとなっている。なお、コア
１５及びオーバークラッドはそれぞれＳｉＯ2 膜に替え
てポリマーにより構成するようにしてもよい。
【００３６】図１１はアンダークラッド６１及びサイド
クラッド６２がそれぞれＳｉＯ2 膜よりなり、コア１５
及びオーバークラッド６３がそれぞれポリマーよりなる
Ｖ溝付光導波路基板を示したものであり、例えばコア１
５の寸法を１０×１０μm □とし、ポリマーを前述した
ポリイミドで構成して、各部の屈折率を、 アンダークラッド、サイドクラッド（ＳｉＯ2 ）： １．４６ オーバークラッド（ポリイミド） ： １．５２ コア（ポリイミド） ： １．５２２ とすることにより、このような構成でもシングル・モー
ド導波路が得られることを確認した。
クラッド６２がそれぞれＳｉＯ2 膜よりなり、コア１５
及びオーバークラッド６３がそれぞれポリマーよりなる
Ｖ溝付光導波路基板を示したものであり、例えばコア１
５の寸法を１０×１０μm □とし、ポリマーを前述した
ポリイミドで構成して、各部の屈折率を、 アンダークラッド、サイドクラッド（ＳｉＯ2 ）： １．４６ オーバークラッド（ポリイミド） ： １．５２ コア（ポリイミド） ： １．５２２ とすることにより、このような構成でもシングル・モー
ド導波路が得られることを確認した。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
Ｖ溝と光導波路のコアとは、Ｖ溝パターンとコアパター
ンとを有する１枚のフォトマスクによってパターニング
されるため、それらＶ溝とコアとの位置精度は１枚のフ
ォトマスク内のパターン形成精度で決まり、つまり位置
精度を0.５μm 以下と極めて高精度とすることができる
ため、光ファイバと光導波路との高精度の位置合わせが
可能となる。
Ｖ溝と光導波路のコアとは、Ｖ溝パターンとコアパター
ンとを有する１枚のフォトマスクによってパターニング
されるため、それらＶ溝とコアとの位置精度は１枚のフ
ォトマスク内のパターン形成精度で決まり、つまり位置
精度を0.５μm 以下と極めて高精度とすることができる
ため、光ファイバと光導波路との高精度の位置合わせが
可能となる。
【図１】請求項１の発明の実施例を説明するための製造
工程図。
工程図。
【図２】図１におけるＶ溝形成までの工程詳細を示す
図。
図。
【図３】図１における光導波路形成工程の詳細を示す
図。
図。
【図４】請求項２の発明の実施例を説明するための製造
工程図。
工程図。
【図５】請求項３の発明の実施例を説明するための製造
工程図。
工程図。
【図６】請求項３の発明の実施例を説明するための製造
工程図。
工程図。
【図７】請求項４の発明の実施例を説明するための製造
工程図。
工程図。
【図８】請求項５の発明の実施例を説明するための製造
工程図。
工程図。
【図９】図８における光導波路形成工程の詳細を示す
図。
図。
【図１０】請求項６の発明の実施例を説明するための製
造工程図。
造工程図。
【図１１】請求項１１の発明の実施例を示す斜視図。
【図１２】Ｖ溝付光導波路基板の構成を示す斜視図。
【図１３】従来のＶ溝付光導波路基板の製造方法を説明
するための製造工程図。
するための製造工程図。
Claims (11)
- 【請求項１】 光導波路に接続される光ファイバを位置
決め固定するためのＶ溝を有するＶ溝付光導波路基板の
製造方法であって、 Ｓｉウエハ上にアンダークラッド用のＳｉＯ2 膜及び光
導波路のコア高さに対応する膜厚のメタル厚膜を順次形
成し、 そのメタル厚膜を、Ｖ溝パターンと光導波路のコアパタ
ーンとを有する１枚のフォトマスクを用いてフォトリソ
グラフィによりパターニングして、Ｖ溝及び光導波路の
コアとなる部分の上記メタル厚膜をエッチング除去し、 次に、上記Ｖ溝となる部分の上記ＳｉＯ2 膜をエッチン
グ除去して、上記Ｓｉウエハを異方性エッチングするこ
とにより、Ｖ溝を形成し、 次に、上記コアとなる部分にポリマーを充填してコアを
形成した後、上記メタル厚膜をエッチング除去して、そ
のコアにクラッドをなすポリマーを塗布することを特徴
とするＶ溝付光導波路基板の製造方法。 - 【請求項２】 光導波路に接続される光ファイバを位置
決め固定するためのＶ溝を有するＶ溝付光導波路基板の
製造方法であって、 Ｓｉウエハ上にアンダークラッド用のＳｉＯ2 膜及びメ
タル薄膜を順次形成し、 そのメタル薄膜を、Ｖ溝パターンと光導波路のコアパタ
ーンとを有する１枚のフォトマスクを用いてフォトリソ
グラフィによりパターニングして、Ｖ溝及び光導波路の
コアとなる部分の上記メタル薄膜をエッチング除去し、 次に、上記Ｖ溝となる部分の上記ＳｉＯ2 膜をエッチン
グ除去して、上記Ｓｉウエハを異方性エッチングするこ
とにより、Ｖ溝を形成し、 次に、上記メタル薄膜上にメッキ膜を成長させて光導波
路のコア高さに対応する膜厚のメタル厚膜とした後、上
記コアとなる部分にポリマーを充填してコアを形成し、 次に、上記メタル厚膜をエッチング除去した後、上記コ
アにクラッドをなすポリマーを塗布することを特徴とす
るＶ溝付光導波路基板の製造方法。 - 【請求項３】 光導波路に接続される光ファイバを位置
決め固定するためのＶ溝を有するＶ溝付光導波路基板の
製造方法であって、 Ｓｉウエハ上にアンダークラッド用のＳｉＯ2 膜及び光
導波路のコア高さに対応する膜厚のメタル厚膜を順次形
成し、 そのメタル厚膜を、Ｖ溝パターンと、そのＶ溝パターン
と白黒反転された光導波路のコアパターンとを有する１
枚のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィによりパ
ターニングして、光導波路のコアとなる部分の両側及び
Ｖ溝となる部分の上記メタル厚膜をエッチング除去し、 次に、上記Ｖ溝となる部分の上記ＳｉＯ2 膜をエッチン
グ除去して、上記Ｓｉウエハを異方性エッチングするこ
とにより、Ｖ溝を形成し、 次に、上記コアとなる部分に残っているメタル厚膜の両
側にサイドクラッドをなすポリマーを塗布した後、上記
メタル厚膜をエッチング除去し、 次に、上記コアとなる部分にポリマーを充填してコアを
形成し、そのコアにオーバークラッドをなすポリマーを
塗布することを特徴とするＶ溝付光導波路基板の製造方
法。 - 【請求項４】 光導波路に接続される光ファイバを位置
決め固定するためのＶ溝を有するＶ溝付光導波路基板の
製造方法であって、 Ｓｉウエハ上にアンダークラッド用のＳｉＯ2 膜及びメ
タル薄膜を順次形成し、 そのメタル薄膜を、Ｖ溝パターンと、そのＶ溝パターン
と白黒反転された光導波路のコアパターンとを有する１
枚のフォトマスクを用いてフォトリソグラフィによりパ
ターニングして、光導波路のコアとなる部分の両側及び
Ｖ溝となる部分の上記メタル薄膜をエッチング除去し、 次に、上記Ｖ溝となる部分の上記ＳｉＯ2 膜をエッチン
グ除去して、上記Ｓｉウエハを異方性エッチングするこ
とにより、Ｖ溝を形成し、 次に、上記コアとなる部分に残っているメタル薄膜上に
メッキ膜を成長させて光導波路のコア高さに対応する膜
厚のメタル厚膜とした後、そのメタル厚膜の両側にサイ
ドクラッドをなすポリマーを塗布し、 次に、上記メタル厚膜をエッチング除去した後、上記コ
アとなる部分にポリマーを充填してコアを形成し、その
コアにオーバークラッドをなすポリマーを塗布すること
を特徴とするＶ溝付光導波路基板の製造方法。 - 【請求項５】 光導波路に接続される光ファイバを位置
決め固定するためのＶ溝を有するＶ溝付光導波路基板の
製造方法であって、 Ｓｉウエハ上に光導波路のコア高さに対応する膜厚のサ
イドクラッド用ＳｉＯ 2 膜を形成し、 そのＳｉＯ2 膜を、Ｖ溝パターンと光導波路のコアパタ
ーンとを有する１枚のフォトマスクを用いてフォトリソ
グラフィによりパターニングして、Ｖ溝及び光導波路の
コアとなる部分の上記ＳｉＯ2 膜をエッチング除去し、 次に、上記コアとなる部分にレジストを塗布して上記Ｓ
ｉウエハを異方性エッチングすることにより、Ｖ溝を形
成し、 次に、上記レジストを除去して上記コアとなる部分にア
ンダークラッドをなす熱酸化ＳｉＯ2 膜及びコアを順次
形成した後、オーバークラッドを形成することを特徴と
するＶ溝付光導波路基板の製造方法。 - 【請求項６】 光導波路に接続される光ファイバを位置
決め固定するためのＶ溝を有するＶ溝付光導波路基板の
製造方法であって、 Ｓｉウエハ上に、Ｖ溝となる部分を除いてアンダークラ
ッド用の第１のＳｉＯ 2 膜を形成した後、光導波路のコ
ア高さに対応する膜厚のサイドクラッド用の第２のＳｉ
Ｏ2 膜を全面形成し、 その第２のＳｉＯ2 膜を、Ｖ溝パターンと光導波路のコ
アパターンとを有する１枚のフォトマスクを用いてフォ
トリソグラフィによりパターニングして、Ｖ溝及び光導
波路のコアとなる部分の上記第２のＳｉＯ2 膜をエッチ
ング除去し、 次に、上記Ｓｉウエハを異方性エッチングすることによ
り、Ｖ溝を形成し、 次に、上記コアとなる部分にコアを形成した後、オーバ
ークラッドを形成することを特徴とするＶ溝付光導波路
基板の製造方法。 - 【請求項７】 請求項５乃至６記載のいずれかのＶ溝付
光導波路基板の製造方法において、 上記コアを、上記コアとなる部分にポリマーを充填して
形成することを特徴とするＶ溝付光導波路基板の製造方
法。 - 【請求項８】 請求項５乃至６記載のいずれかのＶ溝付
光導波路基板の製造方法において、 上記コアを、上記コアとなる部分にＳｉＯ2 膜を成膜し
て形成することを特徴とするＶ溝付光導波路基板の製造
方法。 - 【請求項９】 請求項５乃至６記載のいずれかのＶ溝付
光導波路基板の製造方法において、 上記オーバークラッドを、ポリマーを塗布して形成する
ことを特徴とするＶ溝付光導波路基板の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項５乃至６記載のいずれかのＶ溝
付光導波路基板の製造方法において、 上記オーバークラッドを、ＳｉＯ2 膜を成膜して形成す
ることを特徴とするＶ溝付光導波路基板の製造方法。 - 【請求項１１】 基板上の一半部に光導波路が形成さ
れ、その光導波路と接続される光ファイバを位置決め固
定するためのＶ溝が上記基板の他半部に形成されてなる
Ｖ溝付光導波路基板において、 上記光導波路のコアは、上記基板上に形成されたクラッ
ドとして適した屈折率を有するＳｉＯ2 膜を、フォトマ
スクを用いてフォトリソグラフィによりパターニングし
てエッチング除去した部分に、ポリマーが充填されて形
成され、 上記Ｖ溝は、上記ＳｉＯ2 膜が上記フォトマスクにより
上記パターニングと同時にパターニングされてエッチン
グ除去された部分に形成されていることを特徴とするＶ
溝付光導波路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9603597A JP2949282B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | Ｖ溝付光導波路基板の製造方法及びその製法により製造されたｖ溝付光導波路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9603597A JP2949282B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | Ｖ溝付光導波路基板の製造方法及びその製法により製造されたｖ溝付光導波路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288717A JPH10288717A (ja) | 1998-10-27 |
| JP2949282B2 true JP2949282B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=14154210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9603597A Expired - Lifetime JP2949282B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | Ｖ溝付光導波路基板の製造方法及びその製法により製造されたｖ溝付光導波路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2949282B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8260095B2 (en) | 2006-09-08 | 2012-09-04 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Optical device, optical system, and method of manufacturing optical device |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3721923B2 (ja) | 2000-02-22 | 2005-11-30 | 株式会社日立製作所 | 光モジュール |
| JP2002090702A (ja) | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 導波路型光変調器およびその製造方法 |
| JP3712934B2 (ja) | 2000-11-01 | 2005-11-02 | 株式会社日立製作所 | 光導波路部材、その製造方法及び光モジュール |
| JP4588269B2 (ja) * | 2001-08-21 | 2010-11-24 | 株式会社フジクラ | 光導波路部品の製造方法 |
| GB0201969D0 (en) * | 2002-01-29 | 2002-03-13 | Qinetiq Ltd | Integrated optics devices |
| JP2004037607A (ja) * | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Ricoh Co Ltd | 溝構造作製方法及び溝構造を有するＳｉ基板 |
| KR100639962B1 (ko) | 2004-07-26 | 2006-10-31 | 한국전자통신연구원 | 광모듈에서 광섬유와의 수동정렬을 위한 폴리머 광도파로형성 방법 |
| JP2006243516A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｖ溝集積型光導波路の製造方法 |
-
1997
- 1997-04-14 JP JP9603597A patent/JP2949282B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8260095B2 (en) | 2006-09-08 | 2012-09-04 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Optical device, optical system, and method of manufacturing optical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10288717A (ja) | 1998-10-27 |
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Legal Events
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