JP3307505B2 - Quartz-based corner mirror waveguide and manufacturing method thereof - Google Patents
Quartz-based corner mirror waveguide and manufacturing method thereofInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に用いられる石
英系導波路に関し、更に詳しくは、コーナーを有する石
英系コーナーミラー導波路とその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silica-based waveguide used for optical communication, and more particularly, to a silica-based corner mirror waveguide having a corner and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】石英系ガラスを構成材料とするコーナー
ミラー導波路は、従来、次のようにして製造されてい
る。その製造方法を、図７乃至図１２に基づいて説明す
る。先ず、図７で示すように、例えばＳｉから成る基板
１１の上に、火炎堆積法で、所望厚みの下部クラッド層
前駆体１２’を形成し、次いで、その上に、同じく火炎
堆積法で、下部クラッド層１２’を構成するガラスとは
別組成の石英ガラスによりコア層前駆体１３’を形成し
て基板Ａ’を作成する。この基板Ａ’を加熱してガラス
化し、図８に示す下部クラッド層１２とコア層１３とか
ら成るスラブ導波路層を形成した。2. Description of the Related Art A corner mirror waveguide made of quartz glass has been conventionally manufactured as follows. The manufacturing method will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 7, a lower clad layer precursor 12 ′ having a desired thickness is formed on a substrate 11 made of, for example, Si by a flame deposition method, and then, on the substrate 11, also by a flame deposition method. A substrate A 'is formed by forming a core layer precursor 13' using quartz glass having a composition different from that of the glass constituting the lower cladding layer 12 '. The substrate A ′ was heated to be vitrified to form a slab waveguide layer composed of the lower clad layer 12 and the core layer 13 shown in FIG.
【０００３】その後、この基板Ａのコア層１３にホトリ
ソグラフィとエッチング処理を施して、コア層１３を、
所定パターンのコーナーを有する折れ曲がり導波路に加
工する。即ち、図９に示すようにコア層１３の上に、例
えばα−Ｓｉをスッパタ法で成膜１４を形成し、この上
に折れ曲がり導波路パターンのマスク１５を密着してホ
トリソグラフィにより折れ曲がり導波路パターンを形成
して、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）や反
応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）のようなドラ
イエッチング法でマスクの下以外の成膜１４をエッチン
グ除去した後、更に除去した成膜１４の下に位置するコ
ア層の１３部分をエッチング除去する。その結果、図１
０Ａ、Ｂで示すように、下部クラッド層１２の上には、
所定パターンのコーナーを有する折れ曲がり導波路１６
が形成され基板Ｅが作成される。[0003] Thereafter, the core layer 13 of the substrate A is subjected to photolithography and etching treatment, and
It is processed into a bent waveguide having corners of a predetermined pattern. That is, as shown in FIG. 9, a film 14 of, for example, α-Si is formed on the core layer 13 by a sputtering method, and a bent waveguide pattern mask 15 is adhered thereon, and a bent waveguide is formed by photolithography. A pattern is formed, and the film 14 other than under the mask is removed by etching using a dry etching method such as reactive ion etching (RIE) or reactive ion beam etching (RIBE). 13 parts of the core layer located below 14 are removed by etching. As a result, FIG.
As shown by 0A and B, on the lower cladding layer 12,
Bent waveguide 16 having a predetermined pattern of corners
Is formed, and a substrate E is created.
【０００４】その後に、この基板Ｅの折れ曲がり導波路
１６を埋め込むようにして、火炎堆積法で、例えば前記
下部クラッド層前駆体１２’と同じ組成の上部クラッド
層前駆体１７’を形成し、それを加熱してガラス化し、
折れ曲がり導波路１６よりも屈折率の小さい上部クラッ
ド層１７を形成して図１１に示す基板Ｆを作成する。最
後に、基板Ｆに反射部１８を形成するためのエッチング
処理を行う。具体的には、折れ曲がり導波路１６を形成
するときと同様の手順で、上部クラッド層１７の上に、
例えばα−Ｓｉをスッパタ法で成膜し、この上に反射面
パターンのマスクを密着してホトリソグラフィにより反
射面パターンを形成して、例えば、反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）や反応性イオンビームエッチング（ＲＩ
ＢＥ）のようなドライエッチング法でマスクの下以外の
成膜をエッチング除去した後、更にその下に位置する上
部クラッド層１７、コア層１３および下部クラッド層１
２の部分をエッチング除去する。その結果、図１２で示
すように、折れ曲がり導波路１６のコーナーの部分に、
反射面１９を有する所定パターンの反射部１８が形成さ
れ石英系コーナーミラー導波路が作成される。Thereafter, an upper clad layer precursor 17 'having the same composition as the lower clad layer precursor 12' is formed by a flame deposition method so as to embed the bent waveguide 16 of the substrate E. Is heated and vitrified,
An upper clad layer 17 having a smaller refractive index than the bent waveguide 16 is formed to form a substrate F shown in FIG. Finally, an etching process for forming the reflection part 18 on the substrate F is performed. Specifically, in the same procedure as when forming the bent waveguide 16, on the upper cladding layer 17,
For example, a film of α-Si is formed by a sputtering method, and a mask of a reflection surface pattern is adhered thereon to form a reflection surface pattern by photolithography. For example, reactive ion etching (RIE) or reactive ion beam etching (RI
After the film formation other than under the mask is removed by dry etching such as BE), the upper clad layer 17, the core layer 13, and the lower clad layer 1 located thereunder are further removed.
2 is etched away. As a result, as shown in FIG. 12, at the corner of the bent waveguide 16,
A reflecting portion 18 having a predetermined pattern having a reflecting surface 19 is formed, and a quartz-based corner mirror waveguide is formed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した石
英系コーナーミラー導波路の反射面１９は上部クラッド
層１７、コア層１３および下部クラッド層１２にまたが
ってエッチング処理で形成されるが、コア層１３とクラ
ッド層１７はそれぞれ屈折率を異ならせているため組成
を異ならせている。このため、反射面１９を形成するた
めコア層１３とクラッド層１７を一括して同一条件でエ
ッチング処理した場合、コア層１３とクラッド層１７の
界面でそれぞれのエッチングレート差により図１３に示
すように凹凸が発生する。この凹凸は反射面での光の散
乱損失の要因となり反射特性の劣化を生じさせるという
問題がある。The reflection surface 19 of the above-mentioned quartz-based corner mirror waveguide is formed by etching over the upper clad layer 17, the core layer 13 and the lower clad layer 12. 13 and the cladding layer 17 have different compositions because they have different refractive indexes. For this reason, when the core layer 13 and the cladding layer 17 are collectively etched under the same conditions to form the reflection surface 19, the difference between the etching rates at the interface between the core layer 13 and the cladding layer 17 causes a difference as shown in FIG. Irregularities occur on the surface. This unevenness causes a problem of scattering loss of light on the reflection surface, and causes a problem of deteriorating reflection characteristics.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決し、反射面での凹凸をなくして光の散乱損失の要因を
除去した石英系コーナーミラー導波路とその製造方法を
提供することを目的とする。上記の目的を達成するため
に、本発明は以下のような手段を有している。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an object to provide a silica-based corner mirror waveguide in which unevenness on a reflection surface is eliminated to eliminate a factor of light scattering loss, and a method of manufacturing the same. With the goal. In order to achieve the above object, the present invention has the following means.
【０００７】本発明の内請求項１の石英系コーナーミラ
ー導波路は、基板の上に石英系ガラスの下部クラッド層
が形成され、前記下部クラッド層の上に石英系ガラスの
コア層が形成され、前記下部クラッド層および前記コア
層が所定パターンの折れ曲がり導波路を形成し、前記所
定パターンの折れ曲がり導波路を埋め込むように石英系
ガラスの上部クラッド層が形成され、かつ前記折れ曲が
り導波路の折れ曲がり部近傍には反射面が形成された石
英系コーナーミラー導波路であって、前記折れ曲がり導
波路の折れ曲がり部には、前記反射面と平行な導波路コ
ーナー面が形成されており、前記折れ曲がり導波路のコ
ーナー面は、前記反射面に達してないことを特徴とす
る。In the quartz corner mirror waveguide according to the first aspect of the present invention, a quartz clad glass lower clad layer is formed on a substrate, and a quartz glass core layer is formed on the lower clad layer. The lower clad layer and the core layer form a bent waveguide of a predetermined pattern, an upper clad layer of quartz glass is formed so as to embed the bent waveguide of the predetermined pattern, and the bent portion of the bent waveguide. In the vicinity is a quartz-based corner mirror waveguide on which a reflection surface is formed, and at the bent portion of the bent waveguide, a waveguide corner surface parallel to the reflection surface is formed, and the bent waveguide is formed . Ko
The corner surface does not reach the reflection surface .
【０００８】[0008]
【０００９】本発明の内請求項２の石英系コーナーミラ
ー導波路は、前記反射面は、折れ曲がり導波路を形成す
るそれぞれの導波路の中心線を延長した交点より導波路
側にあることを特徴とするIn the quartz-based corner mirror waveguide according to a second aspect of the present invention, the reflection surface is located on the waveguide side from an intersection of extending the center line of each waveguide forming the bent waveguide. To be
【００１０】本発明の内請求項３の石英系コーナーミラ
ー導波路は、基板の上に火炎堆積法で石英系ガラスの下
部クラッド層前駆体を形成する工程、前記下部クラッド
層の上に火炎堆積法で石英系ガラスのコア層前駆体を形
成する工程、前記下部クラッド層前駆体および前記コア
層前駆体を加熱処理を施してガラス化する工程、前記ガ
ラス化した下部クラッド層およびコア層にホトリソグラ
フィとエッチング処理を施して所定パターンのコーナー
を有する折れ曲がり導波路を形成する工程、前記折れ曲
がり導波路を埋め込むように火炎堆積法で石英系ガラス
の上部クラッド層前駆体を形成するとともに、前記上部
クラッド層前駆体に加熱処理を施してガラス化する工程
および前記折れ曲がり導波路のコーナー部に反射面をホ
トリソグラフィとエッチング処理を施して形成する工程
を有する石英系コーナーミラー導波路の製造方法におい
て、前記折れ曲がり導波路の形成工程時にコーナー部に
導波路コーナー面を同時に形成するとともに、前記反射
面の形成は前記上部クラッド層を形成後、前記導波路コ
ーナー面に対して平行で、かつ所定の間隔を有して形成
することを特徴とする A quartz-based corner mirror waveguide according to claim 3 of the present invention is a step of forming a quartz-based glass lower clad layer precursor on a substrate by a flame deposition method, and flame-deposited on the lower clad layer. Forming a core layer precursor of silica-based glass by a method, heat-treating the lower clad layer precursor and the core layer precursor to vitrify, and photo-forming the vitrified lower clad layer and core layer. Forming a bent waveguide having corners of a predetermined pattern by performing lithography and etching, forming an upper cladding layer precursor of silica-based glass by a flame deposition method so as to embed the bent waveguide, and forming the upper cladding. Applying a heat treatment to the layer precursor to vitrify and reflecting the reflection surface at the corner of the bent waveguide with photolithography. In the method for manufacturing a quartz-based corner mirror waveguide having a step of performing a forming process, a waveguide corner surface is simultaneously formed at a corner portion during the step of forming the bent waveguide, and the reflection surface is formed at the upper portion. After forming the cladding layer, the cladding layer is formed parallel to the corner surface of the waveguide and at a predetermined interval.
【００１１】[0011]
【作用】 本発明のうち請求項１及び請求項２の石英系
コーナーミラー導波路によれば、基板の上に石英系ガラ
スの下部クラッド層が形成され、下部クラッド層の上に
石英系ガラスのコア層が形成され、下部クラッド層およ
びコア層が所定パターンの折れ曲がり導波路を形成し、
所定パターンの折れ曲がり導波路を埋め込むように石英
系ガラスの上部クラッド層が形成され、かつ折れ曲がり
導波路のコーナー部近傍には反射面が形成された石英系
コーナーミラー導波路であって、所定パターンの折れ曲
がり導波路のコーナー部には反射面と平行で所定の間隔
を有した導波路コーナー面が形成されているので、反射
面にはコア層が直接露出していないから、従来のように
反射面にコア層およびクラッド層のエッチング処理によ
る凹凸の段差が存在しない。According to the quartz corner mirror waveguide of the first and second aspects of the present invention, a lower cladding layer of silica glass is formed on a substrate, and a lower layer of silica glass is formed on the lower cladding layer. A core layer is formed, and the lower cladding layer and the core layer form a bent waveguide having a predetermined pattern,
A quartz-based corner mirror waveguide in which an upper cladding layer of silica-based glass is formed so as to embed a bent waveguide of a predetermined pattern, and a reflection surface is formed near a corner of the bent waveguide. Since the waveguide corner surface is formed at a corner portion of the bent waveguide in parallel with the reflection surface and at a predetermined interval, the core layer is not directly exposed on the reflection surface. There are no uneven steps due to the etching of the core layer and the cladding layer.
【００１２】本発明のうち請求項３の石英系コーナーミ
ラー導波路の製造方法によれば、基板の上に火炎堆積法
で石英系ガラスの下部クラッド層前駆体を形成する工
程、前記下部クラッド層の上に火炎堆積法で石英系ガラ
スのコア層前駆体を形成する工程、前記下部クラッド層
前駆体および前記コア層前駆体を加熱処理を施してガラ
ス化する工程、前記ガラス化した下部クラッド層および
コア層にホトリソグラフィとエッチング処理を施して所
定パターンのコーナーを有する折れ曲がり導波路を形成
する工程、前記折れ曲がり導波路を埋め込むように火炎
堆積法で石英系ガラスの上部クラッド層前駆体を形成す
るとともに、前記上部クラッド層前駆体に加熱処理を施
してガラス化する工程および前記折れ曲がり導波路のコ
ーナー部に反射面をホトリソグラフィとエッチング処理
を施して形成する工程を有する石英系コーナーミラー導
波路の製造方法において、前記折れ曲がり導波路の形成
工程時にコーナー部に導波路コーナー面を同時に形成す
るとともに、前記反射面の形成は、前記上部クラッド層
を形成後に前記導波路コーナー面に対して平行で、かつ
所定の間隔を有して形成するので、反射面をエッチング
処理する部分にはコア層が存在していないから、反射面
にコア層およびクラッド層のエッチング処理による凹凸
の段差ができない。According to the method of manufacturing a quartz-based corner mirror waveguide according to claim 3 of the present invention, a step of forming a quartz-based glass lower clad layer precursor on a substrate by a flame deposition method; Forming a silica-based glass core layer precursor by flame deposition, heating the lower clad layer precursor and the core layer precursor to vitrify, and vitrifying the lower clad layer And performing a photolithography and etching process on the core layer to form a bent waveguide having a corner of a predetermined pattern, and forming an upper cladding layer precursor of quartz glass by a flame deposition method so as to embed the bent waveguide. A step of subjecting the upper clad layer precursor to vitrification by performing a heat treatment and forming a reflective surface at a corner of the bent waveguide. In the method of manufacturing a quartz-based corner mirror waveguide having a step of forming by performing photolithography and etching, a waveguide corner surface is simultaneously formed at a corner portion during the step of forming the bent waveguide, and the reflection surface is formed. Since the upper cladding layer is formed parallel to the waveguide corner surface after the formation and at a predetermined interval, the core layer is not present in the portion where the reflection surface is etched, so that The reflection surface cannot have uneven steps due to the etching of the core layer and the cladding layer.
【００１３】[0013]
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。尚、従来のものと同様のものについては従来のもの
と同符号を付して詳細な説明は省略する。The present invention will be described below in detail with reference to examples. Note that the same components as those of the related art are denoted by the same reference numerals as those of the related art, and detailed description thereof is omitted.
【００１４】図１は本発明の石英系コーナー導波路であ
る。１は石英系コーナーミラー導波路、２は折れ曲がり
導波路、３は反射部である。（図１は石英系コーナー導
波路を上面から見た図であるが実際は表面には上部クラ
ッド層があること、またコーナー導波路２等は肉眼では
識別できないが説明上見えるよう図示してある。以下の
図についても同様の部分については同じように図示して
ある。） 折れ曲がり導波路２の折れ曲がりの部分、即ちコーナー
部２Ａには導波路コーナー面２Ｂが設けられている。反
射部３はエッチング処理により形成されている。３Ａは
反射面である。反射面３Ａは折れ曲がり導波路２のコー
ナー面２Ｂと所定の間隔を有して平行に設けられてい
る。FIG. 1 shows a quartz-based corner waveguide according to the present invention. 1 is a quartz-based corner mirror waveguide, 2 is a bent waveguide, and 3 is a reflection section. (FIG. 1 is a view of a quartz-based corner waveguide viewed from above, but in practice there is an upper cladding layer on the surface, and the corner waveguide 2 and the like cannot be identified with the naked eye, but are shown for explanation. In the following figures, similar parts are similarly illustrated.) A bent corner of the waveguide 2, that is, a corner portion 2A is provided with a waveguide corner surface 2B. The reflecting portion 3 is formed by an etching process. 3A is a reflection surface. The reflecting surface 3A is provided in parallel with the corner surface 2B of the bent waveguide 2 at a predetermined interval.
【００１５】上記の石英系コーナー導波路１は次のよう
な手順で製造される。図２に示すような装置を用いて、
厚さ１ｍｍの４インチ四方の単結晶Ｓｉ基板１１上に火
炎堆積法で火炎加水分解バーナ３０により原料ガスを吹
きつけて下部クラッド層１２を構成するガラス微粉末の
下部クラッド層前駆体１２’を堆積させる。（図におい
て３１は排気管である）。更にこのガラス微粉末の下部
クラッド層前駆体１２’上にコア層１３を構成するガラ
ス微粉末のコア層前駆体１３’を図６に示すように堆積
させる。この基板Ａ’（１１、１２’、１３’）を図３
に示すような焼成炉３２を用いて図８に示すように透明
ガラス化した。透明ガラス化は、約１３００℃前後で行
った。図３において、３３はＨｅ及びＯ2 の導入口であ
る。The above-mentioned quartz corner waveguide 1 is manufactured in the following procedure. Using an apparatus as shown in FIG.
Raw material gas is sprayed on a 4-inch square single-crystal Si substrate 11 having a thickness of 1 mm by a flame hydrolysis burner 30 by a flame deposition method to produce a lower clad layer precursor 12 ′ of glass fine powder constituting the lower clad layer 12. Deposit. (In the figure, 31 is an exhaust pipe). Further, a core layer precursor 13 'of glass fine powder constituting the core layer 13 is deposited on the lower clad layer precursor 12' of glass fine powder as shown in FIG. This substrate A '(11, 12', 13 ') is shown in FIG.
A transparent vitrification was performed as shown in FIG. 8 using a firing furnace 32 as shown in FIG. Transparent vitrification was performed at about 1300 ° C. In FIG. 3, 33 is an inlet for He and O 2 .
【００１６】このようにして透明ガラス化したガラス基
板Ａのコア層１３に図９に示すようにα−Ｓｉをスッパ
タ法で成膜１４を形成し、この上に折れ曲がり導波路パ
ターンのマスク１５を密着してホトリソグラフィにより
折れ曲がり導波路パターンを形成して、例えば、反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）や反応性イオンビームエッ
チング（ＲＩＢＥ）のようなドライエッチング法でマス
クの下以外のα−Ｓｉをエッチング除去した後、更にそ
の下に位置するコア層１３の部分をエッチング除去す
る。その結果、図４で示すように、下部クラッド層１２
の上には、所定パターンのコーナー部２Ａを有する折れ
曲がり導波路２が形成された基板Ｂが作成される。As shown in FIG. 9, a film 14 of α-Si is formed on the core layer 13 of the glass substrate A which has been made transparent in this manner by a sputtering method, and a bent waveguide pattern mask 15 is formed thereon. A bent waveguide pattern is formed by close contact with photolithography, and α-Si other than under the mask is etched by a dry etching method such as reactive ion etching (RIE) or reactive ion beam etching (RIBE). After the removal, the portion of the core layer 13 located thereunder is further removed by etching. As a result, as shown in FIG.
A substrate B on which a bent waveguide 2 having a corner portion 2A of a predetermined pattern is formed is formed.
【００１７】この折れ曲がり導波路２の形成時に、図４
に示すようにコーナー部２Ａの部分に導波路コーナー面
２Ｂも形成する。この導波路コーナー面２Ｂの形成に当
たって周囲には上部クラッド層は存在していないので、
コア層と上部クラッド層の組成の違いによるコア層と上
部クラッド層のエッチング段差は生じない。次にこの基
板Ｂ（１１、１２、２）について、上部クラッド層１７
を図２に示した装置を用いて火炎堆積法でガラス微粉末
を堆積させ上部クラッド層前駆体１７’を形成させる。
これを図３で示した焼成炉３２に投入して透明ガラス化
し、図５に示す基板Ｃ（１１、１２、２、１７）を作成
する。図５は図４におけるＬ−Ｌ断面図である。At the time of forming the bent waveguide 2, FIG.
As shown in FIG. 7, a waveguide corner surface 2B is also formed at the corner 2A. When forming the waveguide corner surface 2B, there is no upper cladding layer around the waveguide corner surface 2B.
An etching step between the core layer and the upper clad layer does not occur due to a difference in composition between the core layer and the upper clad layer. Next, for the substrate B (11, 12, 2), the upper clad layer 17
Using an apparatus shown in FIG. 2, glass fine powder is deposited by a flame deposition method to form an upper clad layer precursor 17 ′.
This is put into the firing furnace 32 shown in FIG. 3 to be made transparent vitrified, and a substrate C (11, 12, 2, 17) shown in FIG. 5 is prepared. FIG. 5 is a sectional view taken along line LL in FIG.
【００１８】次に、この基板Ｃに反射面３Ａを有する反
射部３をエッチング処理により形成する。このエッチン
グ処理は図４に示した折れ曲がり導波路２を形成する方
法と同様の方法で基板Ｃの上部クラッド層１７にα−Ｓ
ｉをスッパタ法で成膜し、この上に反射部パターンのマ
スクを密着してホトリソグラフィにより反射部パターン
を形成して、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）や反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）のよ
うなドライエッチング法でマスクの下以外のα−Ｓｉを
エッチング除去した後、更にその下に位置する上部クラ
ッド層１７の部分をエッチング除去する。Next, a reflection portion 3 having a reflection surface 3A is formed on the substrate C by etching. In this etching process, α-S is applied to the upper cladding layer 17 of the substrate C in the same manner as the method of forming the bent waveguide 2 shown in FIG.
i is formed by a sputtering method, a mask of a reflector pattern is adhered thereon, and a reflector pattern is formed by photolithography. For example, reactive ion etching (RI)
After the α-Si other than under the mask is removed by dry etching such as E) or reactive ion beam etching (RIBE), the portion of the upper cladding layer 17 located thereunder is further removed by etching.
【００１９】その結果、図１で示すように、上部クラッ
ド層１７の部分には、所定パターンの反射面３Ａを有す
る反射部３が形成された石英系コーナーミラー導波路が
作成される。尚、反射部３の形成に当たっては、反射面
３Ａが折れ曲がり導波路２の導波路コーナー面２Ｂと平
行で、かつ所定の間隔、例えば３μｍ以下の間隔を有し
て正確にエッチング処理されることが必要である。反射
部３の反射面３Ａの位置を正確に決める一例として折れ
曲がり導波路２の形成時に位置合わせマークを形成して
置き、この位置合わせマークを形成したパターンを用い
て上部クラッド層１７に転写して上部クラッド層１７に
深さ０．１〜０．６μｍ程度の位置合わせマークをエッ
チング処理で形成し、その後に前述の基板Ｃの上部クラ
ッド層１７にα−Ｓｉをスッパタ法で成膜し、上記の位
置合わせマークを基にして、この上に反射部パターンの
マスクを密着してホトリソグラフィにより反射部パター
ンを形成すると精度良く反射部３を形成することができ
る。As a result, as shown in FIG. 1, a quartz-based corner mirror waveguide in which the reflecting portion 3 having the reflecting surface 3A of a predetermined pattern is formed in the upper clad layer 17 is formed. When forming the reflecting portion 3, it is necessary that the reflecting surface 3A is bent and parallel to the waveguide corner surface 2B of the waveguide 2 and that it is accurately etched at a predetermined interval, for example, an interval of 3 μm or less. is necessary. As an example of accurately determining the position of the reflecting surface 3A of the reflecting portion 3, an alignment mark is formed and placed when the bent waveguide 2 is formed, and the alignment mark is transferred to the upper cladding layer 17 using the pattern formed with the alignment mark. An alignment mark having a depth of about 0.1 to 0.6 μm is formed on the upper cladding layer 17 by etching, and then α-Si is formed on the upper cladding layer 17 of the substrate C by a sputtering method. When the reflection portion pattern is formed by photolithography with the mask of the reflection portion pattern being closely adhered to the alignment mark based on the above alignment mark, the reflection portion 3 can be formed with high accuracy.
【００２０】図６は折れ曲がり導波路２のコーナー部２
Ａと反射部３の部分の拡大図で、反射部３は各折れ曲が
り導波路２の中心線の延長線の交点より折れ曲がり導波
路２側に設けられている。このような位置関係であると
コーナー部３Ｂでの反射効率が良い。また、折れ曲がり
導波路２のコーナー面２Ｂと反射部３の反射面３Ａの間
隔が３μｍ以下の範囲内であると、コーナー部３Ｂでの
反射特性が優れたものとなる。上記実施例において、エ
ッチングマスクとしてα−Ｓｉを用いたがエッチングマ
スクはα−Ｓｉに限るものではなく、マスク材として周
知のもの、例えばポリイミドを使用しても良い。FIG. 6 shows a corner portion 2 of the bent waveguide 2.
In the enlarged view of the portion A and the reflection section 3, the reflection section 3 is provided on the side of the bent waveguide 2 from the intersection of the extension of the center line of each bent waveguide 2. With such a positional relationship, the reflection efficiency at the corner 3B is good. Further, when the distance between the corner surface 2B of the bent waveguide 2 and the reflecting surface 3A of the reflecting portion 3 is within a range of 3 μm or less, the reflection characteristics at the corner portion 3B become excellent. In the above embodiment, α-Si was used as the etching mask. However, the etching mask is not limited to α-Si, and a well-known mask material such as polyimide may be used.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明のうち請求項１乃至請求項３の石
英系コーナーミラー導波路によれば、基板の上に石英系
ガラスの下部クラッド層が形成され、下部クラッド層の
上に石英系ガラスのコア層が形成され、下部クラッド層
およびコア層が所定パターンのコーナー導波路を形成
し、所定パターンの折れ曲がり導波路を埋め込むように
石英系ガラスの上部クラッド層が形成され、かつ折れ曲
がり導波路のコーナー部には反射面が形成された石英系
コーナーミラー導波路であって、所定パターンの折れ曲
がり導波路のコーナー部近傍には反射面と平行で、かつ
所定の間隔を有した導波路コーナー面が形成されている
ので、反射面にはコア層が直接露出していないから反射
面にコア層およびクラッド層のエッチング処理による凹
凸の段差が存在していないので、反射部での散乱損失が
少なくなっている。According to the quartz-based corner mirror waveguide of the present invention, a lower cladding layer of silica-based glass is formed on a substrate, and a silica-based corner mirror waveguide is formed on the lower cladding layer. A glass core layer is formed, a lower cladding layer and a core layer form a corner waveguide of a predetermined pattern, and an upper cladding layer of quartz glass is formed so as to embed a bent waveguide of a predetermined pattern, and a bent waveguide is formed. Is a quartz-based corner mirror waveguide having a reflection surface formed at a corner portion thereof, and a waveguide corner surface parallel to the reflection surface and having a predetermined interval near a corner portion of a bent waveguide having a predetermined pattern. Is formed, the core layer is not directly exposed on the reflection surface, so the unevenness of the core layer and the cladding layer due to the etching process is present on the reflection surface. Since there is no, is low scattering loss at the reflection portion.
【００２２】また、本発明のうち請求項４の石英系コー
ナーミラー導波路の製造方法によれば、基板の上に火炎
堆積法で石英系ガラスの下部クラッド層前駆体を形成す
る工程、前記下部クラッド層の上に火炎堆積法で石英系
ガラスのコア層前駆体を形成する工程、前記下部クラッ
ド層前駆体および前記コア層前駆体を加熱処理を施して
ガラス化する工程、前記ガラス化した下部クラッド層お
よびコア層にホトリソグラフィとエッチング処理を施し
て所定パターンのコーナーを有する折れ曲がり導波路を
形成する工程、前記折れ曲がり導波路を埋め込むように
火炎堆積法で石英系ガラスの上部クラッド層前駆体を形
成するとともに、前記上部クラッド層前駆体に加熱処理
を施してガラス化する工程および前記折れ曲がり導波路
のコーナー部に反射面をホトリソグラフィとエッチング
処理を施して形成する工程を有する石英系コーナーミラ
ー導波路の製造方法において、前記折れ曲がり導波路の
形成工程時にコーナー部に導波路コーナー面を同時に形
成するとともに、前記反射面の形成は、前記上部クラッ
ド層を形成後、前記導波路コーナー面に対して平行で、
かつ所定の間隔を有して形成するので、反射面をエッチ
ング処理する部分にはコア層が存在していないから、反
射面にコア層およびクラッド層のエッチング処理による
凹凸の段差ができないので、反射部での散乱損失を少な
くすることができた。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a quartz-based corner mirror waveguide, comprising: forming a lower cladding layer precursor of quartz-based glass on a substrate by a flame deposition method; A step of forming a core layer precursor of silica-based glass on the clad layer by a flame deposition method, a step of subjecting the lower clad layer precursor and the core layer precursor to heat treatment to vitrify, A step of forming a bent waveguide having corners of a predetermined pattern by subjecting the clad layer and the core layer to photolithography and etching, forming an upper clad layer precursor of silica-based glass by a flame deposition method so as to embed the bent waveguide. Forming and heating the upper cladding layer precursor to vitrify it, and react with the corner of the bent waveguide. In a method for manufacturing a quartz-based corner mirror waveguide having a step of forming a surface by photolithography and etching, a waveguide corner surface is simultaneously formed at a corner portion during the step of forming the bent waveguide, and the reflection surface is formed. After the formation of the upper cladding layer, parallel to the waveguide corner surface,
In addition, since the reflection layer is formed with a predetermined interval, the core layer is not present in the portion where the reflection surface is etched, so that the unevenness due to the etching process of the core layer and the cladding layer cannot be formed on the reflection surface. The scattering loss in the part could be reduced.
【図１】本発明の石英系コーナーミラー導波路の一実施
例を示す上面図である。FIG. 1 is a top view showing one embodiment of a quartz-based corner mirror waveguide of the present invention.
【図２】本発明の石英系コーナーミラー導波路の製造方
法に使用する装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of an apparatus used for a method of manufacturing a silica-based corner mirror waveguide according to the present invention.
【図３】本発明の石英系コーナーミラー導波路の製造方
法に使用する他の装置の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of another apparatus used in the method for manufacturing a quartz-based corner mirror waveguide of the present invention.
【図４】本発明の石英系コーナーミラー導波路の製造方
法を示す工程の一部の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of some of the steps showing the method for manufacturing a quartz-based corner mirror waveguide of the present invention.
【図５】本発明の石英系コーナーミラー導波路の製造方
法を示す工程の一部の説明図で図４のＬ−Ｌ線の位置で
の断面図である。5 is a cross-sectional view taken along a line LL in FIG. 4, illustrating a part of a process showing a method for manufacturing a silica-based corner mirror waveguide of the present invention.
【図６】本発明の石英系コーナーミラー導波路の一部を
拡大した説明図である。FIG. 6 is an explanatory view in which a part of a quartz-based corner mirror waveguide of the present invention is enlarged.
【図７】本発明の石英系コーナーミラー導波路の製造方
法を示す工程の一部の説明図である。FIG. 7 is an explanatory view of some of the steps showing the method for manufacturing a quartz-based corner mirror waveguide of the present invention.
【図８】本発明の石英系コーナーミラー導波路の製造方
法を示す工程の一部の説明図である。FIG. 8 is an explanatory view of some of the steps showing the method for manufacturing a silica-based corner mirror waveguide of the present invention.
【図９】従来の石英系コーナーミラー導波路の製造方法
を示す工程の一部の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a part of a process showing a conventional method for manufacturing a silica-based corner mirror waveguide.
【図１０】図Ａは従来の石英系コーナーミラー導波路の
製造方法を示す工程の一部の説明図、図Ｂは図ＡのＬ−
Ｌ線の部分の断面図である。10A is an explanatory view of a part of a process showing a conventional method for manufacturing a silica-based corner mirror waveguide, and FIG.
It is sectional drawing of the part of L line.
【図１１】従来の石英系コーナーミラー導波路の製造方
法を示す工程の一部の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a part of a process showing a conventional method for manufacturing a silica-based corner mirror waveguide.
【図１２】従来の石英系コーナーミラー導波路の斜視図
である。FIG. 12 is a perspective view of a conventional quartz corner mirror waveguide.
【図１３】従来の石英系コーナーミラー導波路の一部を
拡大した説明図である。FIG. 13 is an enlarged explanatory view of a part of a conventional quartz-based corner mirror waveguide.
１ 石英系コーナーミラー導波路 ２ 折れ曲がり導波路 ２Ａ コーナー部 ２Ｂ 導波路コーナー面 ３ 反射部 ３Ａ 反射面 １１ 基板 １２ 下部クラッド層 １２’ 下部クラッド層前駆体 １３ コア層 １３’ コア層前駆体 １７ 上部クラッド層 １７’ 上部クラッド層前駆体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Quartz-based corner mirror waveguide 2 Bent waveguide 2A corner portion 2B Waveguide corner surface 3 Reflection portion 3A Reflection surface 11 Substrate 12 Lower cladding layer 12 'Lower cladding layer precursor 13 Core layer 13' Core layer precursor 17 Upper cladding Layer 17 'Upper cladding layer precursor
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−224054（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−249334（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−7508（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−107589（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213180（ＪＰ，Ａ) Ｐ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ ｅｔ．ａ ｌ．，14ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏ ｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａ ｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣ ＯＣ ’88）1988年 ９月11日，Ｖｏ ｌ．１，ｐｐ．235−238 大山功 ｅｔ．ａｌ．，1993年電子情 報通信学会春季大会講演論文集，日本, ４ 通信・エレクトロニクス，ｐ．４− 269 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02F 1/00 - 7/00 Continuation of front page (56) References JP-A-5-224054 (JP, A) JP-A-5-249334 (JP, A) JP-A-4-7508 (JP, A) JP-A-1-107589 (JP) JP-A-2-213180 (JP, A) Albrecht et. a l. , 14th European Conference on Optical Communication (EC OC '88), September 11, 1988, Vol. 1, pp. 235-238 Isao Oyama et. al. , 1993 IEICE Spring Conference Proceedings, Japan, 4 Communication and Electronics, p. 4-269 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/12-6/14 G02F 1/00-7/00
Claims (3)
層が形成され、前記下部クラッド層の上に石英系ガラス
のコア層が形成され、前記下部クラッド層および前記コ
ア層が所定パターンの折れ曲がり導波路を形成し、前記
所定パターンの折れ曲がり導波路を埋め込むように石英
系ガラスの上部クラッド層が形成され、かつ前記折れ曲
がり導波路の折れ曲がり部近傍には反射面が形成された
石英系コーナーミラー導波路であって、前記折れ曲がり
導波路の折れ曲がり部には、前記反射面と平行な導波路
コーナー面が形成されており、前記折れ曲がり導波路の
コーナー面は、前記反射面に達してないことを特徴とす
る石英系コーナーミラー導波路。A quartz glass-based lower cladding layer formed on a substrate, a quartz-based glass core layer formed on the lower cladding layer, and wherein the lower cladding layer and the core layer are bent in a predetermined pattern. A quartz-based corner mirror having a waveguide formed therein, an upper clad layer of quartz-based glass formed so as to embed the bent waveguide of the predetermined pattern, and a reflection surface formed in the vicinity of the bent portion of the bent waveguide. A waveguide, at a bent portion of the bent waveguide, a waveguide corner surface parallel to the reflection surface is formed, and the bent waveguide has
A quartz-based corner mirror waveguide , wherein a corner surface does not reach the reflection surface .
するそれぞれの導波路の中心線を延長した交点より導波
路側にあることを特徴とする請求項１に記載の石英系コ
ーナーミラー導波路。2. The silica-based corner mirror waveguide according to claim 1, wherein the reflection surface is located on the waveguide side from an intersection where a center line of each of the waveguides forming the bent waveguide is extended. .
下部クラッド層前駆体を形成する工程、前記下部クラッ
ド層の上に火炎堆積法で石英系ガラスのコア層前駆体を
形成する工程、前記下部クラッド層前駆体および前記コ
ア層前駆体を加熱処理を施してガラス化する工程、前記
ガラス化した下部クラッド層およびコア層にホトリソグ
ラフィとエッチング処理を施して所定パターンのコーナ
ーを有する折れ曲がり導波路を形成する工程、前記折れ
曲がり導波路を埋め込むように火炎堆積法で石英系ガラ
スの上部クラッド層前駆体を形成するとともに、前記上
部クラッド層前駆体に加熱処理を施してガラス化する工
程および前記折れ曲がり導波路のコーナー部に反射面を
ホトリソグラフィとエッチング処理を施して形成する工
程を有する石英系コーナーミラー導波路の製造方法にお
いて、前記折れ曲がり導波路の形成工程時にコーナー部
に導波路コーナー面を同時に形成するとともに、前記反
射面の形成は前記上部クラッド層を形成後、前記導波路
コーナー面に対して平行で、かつ所定の間隔を有して形
成することを特徴とする石英系コーナーミラー導波路の
製造方法。3. A step of forming a lower cladding layer precursor of silica-based glass on a substrate by flame deposition, and a step of forming a core layer precursor of silica-based glass on the lower cladding layer by flame deposition. A step of subjecting the lower clad layer precursor and the core layer precursor to heat treatment to vitrify, and performing a photolithography and etching treatment on the vitrified lower clad layer and core layer to form a bend having a predetermined pattern of corners. Forming a waveguide, forming an upper clad layer precursor of silica-based glass by a flame deposition method so as to embed the bent waveguide, and performing a heat treatment on the upper clad layer precursor to vitrify and A quartz-based core having a step of forming a reflecting surface at the corner of the bent waveguide by photolithography and etching. In the method for manufacturing a mirror mirror waveguide, a waveguide corner surface is simultaneously formed at a corner portion during the step of forming the bent waveguide, and the reflection surface is formed on the waveguide corner surface after forming the upper cladding layer. A method of manufacturing a silica-based corner mirror waveguide, wherein the silica-based corner mirror waveguide is formed in parallel with a predetermined interval.
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- 1994-06-20 JP JP16068994A patent/JP3307505B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Ｐ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ ｅｔ．ａｌ．，１４ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣＯＣ ’８８）１９８８年 ９月１１日，Ｖｏｌ．１，ｐｐ．２３５−２３８ |
| 大山功 ｅｔ．ａｌ．，１９９３年電子情報通信学会春季大会講演論文集，日本，４ 通信・エレクトロニクス，ｐ．４−２６９ |
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