JP3353281B2 - 誘電体光学材料の微細加工方法 - Google Patents

誘電体光学材料の微細加工方法

Info

Publication number
JP3353281B2
JP3353281B2 JP19512193A JP19512193A JP3353281B2 JP 3353281 B2 JP3353281 B2 JP 3353281B2 JP 19512193 A JP19512193 A JP 19512193A JP 19512193 A JP19512193 A JP 19512193A JP 3353281 B2 JP3353281 B2 JP 3353281B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
optical material
etching
dielectric optical
linbo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19512193A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0727911A (ja
Inventor
哲也 服部
滋 瀬村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP19512193A priority Critical patent/JP3353281B2/ja
Publication of JPH0727911A publication Critical patent/JPH0727911A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3353281B2 publication Critical patent/JP3353281B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、通信情報処理分野に
おける光部品の基板材料として広く用いられる誘電体光
学材料表面の微細加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、誘電体光学材料表面に回折格子等
を作り込む微細加工方法としては、例えば特開平3−2
53802号公報がある。これによると、誘電体光学材
料としてLiNbO3 を用い、金属Ti膜をマスクとし
てLiNbO3 表面の微細加工(エッチング)を行って
いる。
【0003】このLiNbO3 表面のエッチングは、エ
ッチングガスとして反応性ガスCF4 と不活性ガスAr
との混合ガス、あるいはCF4 とN2 との混合ガスを用
いて反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etchi
ng)を行っている。
【0004】この時のエッチング条件は、所定比率の混
合ガスを用いて高周波電力印加パワー密度(以下、RF
電力印加パワー密度という)1.27〜3.82W/c
2の範囲内において、最大14nm/分程度のエッチ
ングレートを実現している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の誘電体光学材料
の微細加工方法は以上のように、エッチングガスとして
反応性ガスCF4 と不活性ガスArとの混合ガス、ある
いはCF4 とN2 との混合ガスを用いて微細加工(ドラ
イエッチング)を行っているので、エッチングレートが
小さく、また大きなRF電力印加パワー密度が要求さ
れ、かつ微細加工(上記混合ガスを用いたドライエッチ
ング)された誘電体光学材料表面が荒れてしまうという
>課題があった。
【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、エッチングレートを大きくすると
もに、同じエッチングレートならばさらに低RF電力印
加パワー密度化を実現し、微細加工後の誘電体光学材料
表面の平滑化を実現する誘電体光学材料の微細加工方法
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る誘電体光
学材料の微細加工方法は、誘電体光学材料の表面をドラ
イエッチングすることにより、この誘電体光学材料表面
に微細パターンを形成する場合、エッチングガスとして
フロン系エッチングガス(反応性ガス)にハロゲン(以
下、明細書中でハロゲンと記載する場合は、Fを含まな
いClあるいはBr等の元素を示唆するものとして記載
する)を含むガスを添加した混合ガスを使用することを
特徴としている。
【0008】特に、上記誘電体光学材料としてはLiN
bO3 、またエッチングガスとしては反応性ガスである
フロン系エッチングガス(C2 6 ガスあるいはCF4
ガス)と、例えばClあるいはBr等のハロゲン(F含
まず)を含むガスとの混合ガスを用いる。
【0009】
【作用】この発明における誘電体光学材料の微細加工方
法は、エッチングガスとしてフロン系エッチングガス
(反応性ガス)にハロゲンを含むガスを添加した混合ガ
スを使用して、ドライエッチングにより誘電体光学材料
表面の微細加工を行っているが、このドライエッチング
は、フロン系エッチングガス及びハロゲン系ガスがLi
NbO3 表面のLi及びNbとそれぞれ反応し、気化す
ることにより進行する。
【0010】具体的には、以下の表1に示すように、N
b(ニオブ)のハロゲン化合物(例えばNbCl5 )の
沸点は254℃であり、フッ化物(例えばNbF5 )の
沸点(236℃)とほぼ同じである一方、Li(リチウ
ム)のハロゲン化合物(例えばLiCl、LiCl
3 、LiClO4 )の沸点は、それぞれ1325℃、
300℃、430℃であり、フッ化物(例えばLiF)
の沸点(1676℃)と比較して低いことから気化しや
すいので、エッチングの高速化(エッチングエートを大
きくする)を実現することができ、また同一エッチング
レートであれば低RF電力印加パワー密度で実現するこ
とができるとともに、微細加工された誘電体光学材料表
面の平滑化が実現できる。
【0011】
【表1】
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1乃至図3を
用いて説明する。なお、図中同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。
【0013】図1は、この発明に係る誘電体光学材料の
微細加工方法の一実施例を説明するための工程図であ
り、特に、この実施例では誘電体光学材料としてLiN
bO3表面にリッジ構造を作り込む微細加工方法につい
て説明する。
【0014】なお、上記誘電体光学材料としてLiNb
3 、LiTaO3 等があるが、特にこのLiNbO3
単結晶は大きな電気光学効果を示し、音響光学材料とし
ても比較的大きな良度指数と電気機械結合係数を持ち、
かつ低損失の薄膜導波路が容易に作成できるということ
で、導波路形機能デバイス(例えば光変調器)の基板材
料として広く用いられているものである。
【0015】まず、図1(a)に示すようにLiNbO
3 基板1を所定形状にパターニングされたレジストマス
ク2を形成し、真空チャンバ内に置く。
【0016】そして、この真空チャンバ内にエッチング
ガスとして反応性ガスであるフロン系エッチングガス
(この実施例ではC2 6 を用いるが、CF4 を用いて
もよい)にハロゲン(ClあるいはBr、この実施例で
はCl)を含むガス(CCl4)を添加した混合ガスを
導入し、RF電力(高周波電力)を印加してLiNbO
3 基板1表面を30分間ドライエッチング(反応性イオ
ンエッチング:RIE)する。
【0017】なお、この時の圧力は3.0〜5.0P
a、RF電力パワー密度は0.65W/cm2 とし、チ
ャンバ内では上記混合ガスがプラズマに解離し、フッ素
系反応性イオン及びハロゲン系イオンが生成され、Li
NbO3 基板1表面のLi及びNbと反応して気化する
ことにより、ドライエッチングが進行していく(図1
(b))。
【0018】最後に、図1(c)に示すようにLiNb
3 基板1表面をO2 アッシャーすることにより、レジ
ストマスク2を除去する。
【0019】以上のように微細加工されたLiNbO3
基板1表面を、図1(d)に示すように触針式段差計
(図中、3は測定用の触針を示す)を走査させることに
より、レジストマスク2によりマスキングされていた領
域とドライエッチされた領域との段差を測定すること
で、この発明によるエッチングレートを算出した図を図
2に示す。
【0020】この図2では、基板1として純LiNbO
3 とこのLiNbO3 に遷移金属としてTiを熱拡散さ
せた試料について、RF電力印加パワーを0.65W/
cm2 の条件の下、CCl4 の添加比%(反応性ガスC
2 6 に対するCCl4 の添加量)に対するエッチング
レートをプロットした図である。
【0021】なお、図2に示した試料Ti:LiNbO
3 (Ti拡散LiNbO3 )は、純LiNbO3 上にT
iを約70nm堆積させ、6時間1050℃の状態を保
持することにより、LiNbO3 基板内に熱拡散させて
製造した。また、拡散させる遷移金属としてTiを選択
した理由は、一般に遷移金属にはTi、V、Ni、Cu
等があるが、すでに報告されている実験例からみて、T
iを拡散させた導波路形LiNbO3 デバイスが最も良
好な伝搬特性を示し、またTi拡散による顕著な結晶性
の低下や電気光学効果の低減は報告されていないからで
ある。
【0022】この図2からも分かるように、CCl4
添加しないでドライエッチングした場合よりもCCl4
を添加してエッチングした方がエッチングレートが大き
くなり、また前述した従来技術では最大でも14nm/
分のエッチングレートしか実現できなかったのに対し、
この発明ではそれ以上のエッチングレートを実現するこ
とができる(この実施例では、上記エッチング条件によ
り1μm以上の段差が得られることを確認している)。
【0023】さらに、この発明では図2に示したエッチ
ングレートを得るため、RF電力印加パワー密度を0.
65W/cm2 として製造しているが、前述した従来技
術では1.27〜3.82W/cm2 程度印加して製造
している。したがって、この発明によれば仮に同じエッ
チングレートであっても大幅に印加するRF電力印加パ
ワー密度を低減できることが分かる。
【0024】また、図3は以上のように反応性ガスにハ
ロゲンを含むガスを添加した混合ガスをエッチングガス
とした微細加工方法(CCl4 の添加量を10%として
ドライエッチングを行った)により加工されたLiNb
3 基板1表面のSEM写真であり、この写真からLi
NbO3 基板1表面が従来と比較して平滑化されている
ことが分かる。
【0025】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、誘電体
光学材料(特にLiNbO3 )表面をドライエッチング
により微細加工する際のエッチングガスとして、フロン
系エッチングガス(C2 6 あるいはCF4 )にハロゲ
ン(Fを含まないCl、Br等の元素)を含むガスとの
混合ガスを用いるようにしたので、従来と比較してエッ
チングレートを大きく(ドライエッチングの高速化)、
かつRF電力印加パワー密度を低減させることができる
という効果がある。
【0026】さらに、従来の加工方法と比較して、この
発明による微細加工後の誘電体光学材料(特にLiNb
3 )の表面は平滑になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る誘電体光学材料の微細加工方法
の一実施例を説明するための工程図である。
【図2】この発明に係る誘電体光学材料の微細加工方法
において、エッチングガスとして混合されるClを含む
ガス(CCl4 )の添加比に対するエッチングレートの
変化を示す図である。
【図3】この発明に係る誘電体光学材料の微細加工方法
の一実施例により表面にリッジ構造を作り込んだLiN
bO3 基板であって、基板上に形成された微細なパター
ンを表しているSEM写真である。
【符号の説明】
1…誘電体光学材料(LiNbO3 )、2レジストマス
ク…、3…触針。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02B 5/18 C23F 4/00 H01L 21/3065

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体光学材料の表面に微細パターンを
    ドライエッチングにより形成する誘電体光学材料の微細
    加工方法において、 前記ドライエッチングは、フロン系エッチングガスにハ
    ロゲンを含むガスをエッチングガスとして添加した混合
    ガスを使用して行うことを特徴とする誘電体光学材料の
    微細加工方法。
  2. 【請求項2】 前記誘電体光学材料は、LiNbO3
    あることを特徴とする請求項1記載の誘電体光学材料の
    微細加工方法。
  3. 【請求項3】 前記フロン系エッチングガスは、C2F
    6ガスあるいはCF4ガスであることを特徴とする請求
    項1又は2記載の誘電体光学材料の微細加工方法。
  4. 【請求項4】 前記ハロゲンは、ClあるいはBrであ
    ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載
    の誘電体光学材料の微細加工方法。
JP19512193A 1993-07-12 1993-07-12 誘電体光学材料の微細加工方法 Expired - Fee Related JP3353281B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19512193A JP3353281B2 (ja) 1993-07-12 1993-07-12 誘電体光学材料の微細加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19512193A JP3353281B2 (ja) 1993-07-12 1993-07-12 誘電体光学材料の微細加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0727911A JPH0727911A (ja) 1995-01-31
JP3353281B2 true JP3353281B2 (ja) 2002-12-03

Family

ID=16335846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19512193A Expired - Fee Related JP3353281B2 (ja) 1993-07-12 1993-07-12 誘電体光学材料の微細加工方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3353281B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110364441B (zh) * 2018-04-11 2022-07-22 北京北方华创微电子装备有限公司 用于铌酸锂材料的刻蚀方法
JP7304557B2 (ja) * 2019-07-16 2023-07-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 プラズマエッチング方法および素子チップの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0727911A (ja) 1995-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4554050A (en) Etching of titanium
JPH02244507A (ja) インジウムすず酸化物薄層のエッチング方法及び透明電気導電パターンの形成方法
JP3353281B2 (ja) 誘電体光学材料の微細加工方法
US4931137A (en) Process for producing mutually spaced conductor elements on a substrate
US3772102A (en) Method of transferring a desired pattern in silicon to a substrate layer
US6204190B1 (en) Method for producing an electronic device
JP3366238B2 (ja) クロム膜のエッチング方法
JP2000352700A (ja) 光学導波路デバイス
JPH061764B2 (ja) パタ−ン形成法
EP0230118B1 (en) Lithium niobate waveguide structures
US5106471A (en) Reactive ion etch process for surface acoustic wave (SAW) device fabrication
US6037268A (en) Method for etching tantalum oxide
JP3333120B2 (ja) プラズマエッチングされた複合酸化物基板の表面清浄化方法
JP3108120B2 (ja) InGaAsP四元混晶のエッチング方法
JPH09304620A (ja) グリッド偏光子の製造方法
JP3079264B1 (ja) 光導波路素子及びその製造方法
JP3158203B2 (ja) リッジ型三次元導波路の製造方法
JPS59126634A (ja) パタ−ン形成方法
JP3169654B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6210311B2 (ja)
US6180321B1 (en) Method for patterning a thin film layer
JP2691175B2 (ja) パターン化酸化物超伝導膜形成法
JP3179745B2 (ja) パターン作製方法
JPH0434815B2 (ja)
JPH0588031A (ja) ガーネツト光導波路作製用マスクおよびガーネツト光導波路の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070927

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080927

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090927

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090927

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100927

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100927

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110927

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees