JP4023368B2

JP4023368B2 - Method for forming Ag film

Info

Publication number: JP4023368B2
Application number: JP2003118457A
Authority: JP
Inventors: 由起雄阿部; 晴保駒野; 延明北野; 康太郎田中
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: JP2004323892A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ａｇ膜の形成方法に係り、特に、光導波路の溝部分にＡｇ膜を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石英系ガラス光導波路は、図３に示すように、石英ガラス基板（図示せず）と、クラッド３２と、クラッド３２内に設けられる光を伝搬するためのコア導波路３１とで構成される。ここで、光導波路３０の導波方向を１８０°曲げる方法として、コア導波路３１における直線部３１ａ，３１ｂを、リング状の導波路（湾曲部）３１ｃを介して接続する方法が挙げられる。この時、光伝送損失を増加させることなく導波方向を曲げるには、湾曲部３１ｃの半径Ｒをある一定値以上に保つ必要がある。その結果、大きなスペース（大きな石英ガラス基板）が必要となり、光導波路の大型化を招いてしまう。
【０００３】
そこで、光導波路の導波方向を１８０°曲げる他の方法として、図４に示すように、光導波路４０におけるコア導波路４１の一部に反射層（反射ミラー）４２を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。コア導波路４１における直線部４１ａ，４１ｂの交差部４５に反射層４２を設けることで、図３に示したリング導波路３１ｃがなくても導波方向を曲げることができるようになる。このため、スペースの低減が可能となり、光導波路の小型化を図ることができる。
【０００４】
反射層４２は金属膜で構成される。この金属膜の製造は、以下の手順により行われる。
【０００５】
先ず、図５（ａ）に示すように、コア４１ａ（又は４１ｂ）とクラッド５２とで構成される石英系ガラス光導波路４０の、反射層を形成したい部分に溝５３を形成する。
【０００６】
次に、図５（ｂ）に示すように、溝５３を含むクラッドの５２の表面に、スパッタリング法や蒸着法により金属膜５４を形成する。光導波路４０において、石英導波路表面（クラッド５２の表面）などに金属膜５４が成膜された状態では、内部に応力が作用し、光回路に偏光依存性が生じてしまう。そこで、偏光依存性が生じるのを防ぐため、クラッド５２の表面の金属膜５４を取り除く必要がある。
【０００７】
よって、図５（ｃ）に示すように、金属膜５４の表面にレジスト膜５５を形成した後、図５（ｄ）に示すように、露光、現像によるパターン５６の形成を行い、金属膜５４のエッチング、金属膜５４の余剰部分及びレジスト膜５５の除去を行う。これによって、図４の５ｅ−５ｅ線断面図を図５（ｅ）に示すように、溝５３のみに金属膜５４が形成された反射層４２が得られる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２５０８２８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したスパッタリング法や蒸着法では、特定の箇所のみに選択的に金属膜５４を形成することができない。よって、溝５３の部分のみに金属膜５４を形成するには、一度全体に金属膜５４を形成した後、不要部分の金属膜５４を取り除くという追加工程を必要とするという問題があった。
【００１０】
また、スパッタリング法では、溝５３の深さと開口幅との比（深さ／開口幅）が大きくなると（例えば、比が１以上の開口幅が狭くて深い溝であると）、スパッタリング中にスパッタ分子が溝５３の内部に入りにくくなる。よって、溝５３の垂直面（図５（ｂ）中では左右壁面）に、金属膜５４を成膜することが難しいという問題があった。
【００１１】
さらに、スパッタリング法を用いる手法では、真空装置などの大掛かりな装置が必要となる。よって、反射層４２を有する光導波路４０を製造するためのコストが高くなるという問題があった。
【００１２】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、溝の内面のみに容易に成膜が可能なＡｇ膜の形成方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るＡｇ膜の形成方法は、部材の表面に溝を形成し、その溝内に塩化スズ水溶液を充満させた後、溝部分を水洗浄して塩化スズ水溶液を除去し、その後、Ａｇメッキ液を少なくとも溝部分に接触させ、銀鏡反応を利用して溝の内面のみにＡｇ膜を析出させるものである。
【００１４】
また、光導波路の反射層を形成したい部分に溝を形成し、その溝に塩化スズ水溶液を接触させ、毛細管現象により溝内に塩化スズ水溶液を充満させた後、溝部分を水洗浄して塩化スズ水溶液を除去し、その後、Ａｇメッキ液を少なくとも溝部分に接触させ、銀鏡反応を利用して溝の内面のみにＡｇ膜を析出させるものである。
【００１５】
以上の方法によれば、銀鏡反応を利用して、溝の内面のみにＡｇ膜を形成することができる。つまり、溝以外の部分にはＡｇ膜が形成されないことから、不要部分のＡｇ膜を除去するという追加工程を必要としなくなり、容易にＡｇ膜を成膜できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１７】
本発明の好適一実施の形態に係るＡｇ膜の形成方法を説明するための横断面図を図１（ａ）〜図１（ｅ）に示す。
【００１８】
本実施の形態に係るＡｇ膜の形成方法は、図１（ａ）に示す石英系ガラス光導波路本体（部材）１の溝１３に対して適用されるものである。光導波路本体１は、石英ガラス基板（図示せず）と、クラッド１２と、クラッド１２内部に設けられる光を伝搬するためのコア導波路１１とで構成される。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、コア導波路１１における直線部１１ａの中途部１６に溝１３が形成される。溝１３は反応性イオンエッチング等により形成され、例えば、開口幅は３〜１０μｍ、深さは１０〜４０μｍ、深さと開口幅との比は約１〜１３．３とされる。尚、溝１３は、コア導波路１１における２つの直線部の交差部に形成するようにしてもよい。
【００２０】
次に、図１（ｂ）に示すように、溝１３の一端部に塩化スズ水溶液１４を滴下（注入）して接触させる。溝１３は開口幅及び深さが共に非常に小さな溝であることから、塩化スズ水溶液１４を接触させるだけで、毛細管現象により溝１３内に塩化スズ水溶液１４が充満される。
【００２１】
塩化スズ水溶液１４は、純水、塩化スズ、及び塩酸の混合物で構成され、それらの重量比は１００００：Ａ：Ｂ ( ５≦Ａ≦２０、５≦Ｂ≦２０ )に調整される。また、塩化スズを純水中に完全に溶解させるために、塩化スズ水溶液１４中の塩酸の量は、塩化スズの量と同等又はそれ以上とされる( Ａ≦Ｂ )。さらに、塩化スズ水溶液１４の滴下量は、溝１３の容積と同等又はそれよりやや多い程度、つまり溝１３の周辺部分に溢れない程度とされる。
【００２２】
次に、図１（ｃ）に示すように、塩化スズ水溶液１４を溝１３内に注入した後、しばらくしてから（例えば、１０〜６０秒経過後、好ましくは約３０秒経過後）、少なくとも溝１３部分を約２〜９０秒間、純水で洗浄する。これによって、溝１３内に充満していた塩化スズ水溶液１４が排出（除去）される。この洗浄は、溝１３の内面に少量の塩化スズ水溶液１４が付着している程度に行うものであって、塩化スズ水溶液１４を完全に除去するものではない。また、洗浄時間の長短は、塩化スズ水溶液１４の濃度に応じて適宜選択される。尚、純水による洗浄は、光導波路本体１自体を純水中に浸漬して行ってもよい。
【００２３】
次に、図１（ｄ）に示すように、溝１３にＡｇメッキ液１５を滴下（注入）して接触させる。これによって、塩化スズ水溶液１４のＡｇに対する還元効果で、溝１３の内面において銀鏡反応が生じ、溝１３の内面に緻密で、十分な膜厚のＡｇ膜２４が選択的に形成される。
【００２４】
Ａｇメッキ液１５は、純水に硝酸銀を溶かした溶液、純水に水酸化カリウムを溶かした溶液、及び２５％アンモニア水の３種の溶液の混合物であるＡｇ溶液と、純水にグルコースを溶解させ、グルコースの分解を行うために少量の硝酸を加えてなる還元液とで構成される。Ａｇメッキ液１５の滴下量は、溝１３の周辺部分に溢れる程、充分な量とされる。また、Ａｇメッキ液１５の液温は１２〜２０℃、メッキ液接触時間は１〜７分とされ、液温が低い程、メッキ液接触時間を長くする（例えば、液温が１２℃の時はメッキ液接触時間を７分、液温が２０℃の時はメッキ液接触時間を１分とする）。ここで、Ａｇ溶液における純水：硝酸銀：水酸化カリウム：２５％アンモニア水の重量比は、１０００：３Ｃ：４Ｃ：６Ｃ ( Ｃ＝１〜６ )に調整される。Ａｇ溶液における硝酸銀、水酸化カリウム、及び２５％アンモニア水の比率は常に一定とされる。また、還元液における純水：グルコース：硝酸の重量比は、１０００：２５Ｄ：０．７Ｄ ( Ｄ＝１〜４ )に調整される。還元液におけるグルコース及び硝酸の比率は常に一定とされる。
【００２５】
その後、光導波路本体１自体を純水中に浸漬し、一定時間（例えば、数分、好ましくは３分程度）洗浄を行うことで、図１（ｅ）に示すように、溝１３のみに緻密なＡｇ膜２４が形成された反射層２２を有し、図４に示した光導波路４０と同様の構造を有する光導波路１０が得られる。
【００２６】
数値範囲を限定した理由を以下に説明する。
【００２７】
塩化スズ水溶液１４で、純水に対する塩化スズの重量比（塩化スズ／純水）が０．０００５未満だと、銀鏡反応時において、塩化スズ水溶液１４による還元効果が殆ど得られず、Ａｇ膜２４を溝１３の部分のみに選択的に形成することが難しくなる。また、塩化スズ／純水が０．００２を超えると、銀鏡反応時において、塩化スズ水溶液１４のＡｇに対する還元効果が強く出すぎてしまい、Ａｇ膜２４のきめが粗くなってしまう。
【００２８】
洗浄時間が数秒より短い（又は洗浄を全く行わない）と、塩化スズ水溶液１４のＡｇに対する還元効果が強く出すぎてしまい、Ａｇ膜２４のきめが粗くなってしまう。また、洗浄時間を９０秒よりも長くすると、塩化スズ水溶液１４による還元効果が殆ど得られず、Ａｇ膜２４を溝１３の部分のみに選択的に形成することが難しくなる。
【００２９】
Ａｇ溶液で、純水に対する硝酸銀の重量比（硝酸銀／純水）が０．０１８未満だと、Ａｇ膜２４を形成するのに必要な銀の錯イオンの量が少なすぎるため、充分な厚さのＡｇ膜２４を形成することができなくなる。また、硝酸銀／純水が０．０６を超えると、銀の錯イオンの量が多すぎるため、銀の成膜速度が速くなりすぎてしまい、Ａｇ膜２４のきめが粗くなってしまう。
【００３０】
還元液で、純水に対するグルコースの重量比（グルコース／純水）が０．０２５未満だと、銀の錯イオンから銀を析出させる速度が遅くなってしまい、緻密なＡｇ膜２４を形成することができなくなる。また、グルコース／純水が０．１を超えると、還元作用が強すぎるため、Ａｇ膜２４のきめが粗くなってしまう。
【００３１】
Ａｇメッキ液１５の温度が低い場合、銀の析出速度が遅くなってしまうため、成膜時間を長くする必要があるが、１２℃よりも低温の場合には緻密なＡｇ膜２４を形成することができなくなる。一方、Ａｇメッキ液１５の温度が高い場合、銀の析出速度が速くなるため、成膜時間を短くすることができるが、２０℃よりも高温の場合には銀の析出速度が速くなりすぎてしまい、Ａｇ膜２４のきめが粗くなってしまう。
【００３２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００３３】
光導波路本体１に形成した溝１３に、毛細管現象を利用して塩化スズ水溶液１４を滴下することで、塩化スズ水溶液１４を溝１３の全体に充満させることができる。その後、溝１３を洗浄し、溝１３にＡｇメッキ液１５を接触させることで銀鏡反応が生じ、その結果、溝１３の内面のみにＡｇ膜２４を選択的に形成することができる。このＡｇ膜２４は、緻密で、反射層２２として機能させるに充分な厚さを有している。よって、図５（ａ）〜図５（ｅ）に示した従来の金属膜５４の形成方法のように、レジスト膜５５の形成工程、パターン５６の形成工程、及び金属膜５４のエッチング工程などを必要としなくなる。このため、工程の簡略化を図ることができ、成膜コストを抑えることができ、延いては光導波路１０の製造コストを抑えることもできる。
【００３４】
また、図５（ａ）〜（ｅ）に示した従来の金属膜の形成方法において、スパッタリング法を用いた場合、溝５３の深さと開口幅との比が１以上であると、溝５３の壁面に金属膜５４を形成することは困難であった。これに対して、本実施の形態に係るＡｇ膜の形成方法によれば、塩化スズ水溶液１４及びＡｇメッキ液１５を接触させることができれば、どこにでもＡｇ膜２４を形成することができる。よって、溝１３の深さと開口幅との比（深さ／開口）が大きくても、溝壁面及び溝底面（図１（ｅ）中では左右の溝垂直面及び溝下面）に容易にＡｇ膜２４を形成することができる。
【００３５】
さらに、塩化スズ水溶液１４を使用しないで、Ａｇメッキ液１５を溝１３の内部のみに注入することで、溝１３の内面のみにＡｇ膜２４を形成する手法が考えられる。しかし、この場合、Ａｇメッキ液１５の注入量が少量であるため、銀の錯イオン量が不足してしまい、反射層２２として充分な層厚のＡｇ膜２４を形成することができない。ここで、充分な量の銀の錯イオンを確保するには、Ａｇメッキ液１５の注入量を増やす必要があるが、そうするとＡｇメッキ液１５が溝１３の周辺部分にまで溢れてしまう（はみ出てしまう）。その結果、溝１３の外部にもＡｇ膜２４が形成されるため、溝１３の内面のみにＡｇ膜２４を形成することができなくなってしまう。これに対して、本実施の形態に係るＡｇ膜の形成方法によれば、溝１３の周辺部分にまでＡｇメッキ液１５が溢れていても、溝１３のみに選択的にＡｇ膜２４を成膜することができるため、充分な量の銀の錯イオンが存在した状態で成膜を行うことができ、その結果、反射層２２として充分な層厚のＡｇ膜２４を形成することができる。
【００３６】
また、本実施の形態に係るＡｇ膜の形成方法においては、成膜の際に、真空装置、露光手段、及び現像手段などの特別な装置を必要とせず、成膜コストを抑えることができ、延いては光導波路１０の製造コストを抑えることができる。
【００３７】
さらに、本実施の形態において形成（成膜）される金属膜はＡｇ膜２４である。ガラスから金属へ光が垂直入射する場合の、光の波長と反射率との理論計算結果を図２に示すように、Ａｇは、可視波長帯から中赤外波長帯において、最も高い反射率を有する金属である。よって、本実施の形態に係るＡｇ膜の形成方法を用いて反射層２２の金属膜を形成し、光導波路１０を作製することで、他の金属（Ａｕ、Ｃｕ、及びＡｌ等）で構成される反射層を有する光導波路と比較して、反射損失を抑えることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、溝の内面のみに容易にＡｇ膜を形成することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適一実施の形態に係るＡｇ膜の形成方法を説明するための横断面図である。
【図２】各金属元素の波長と反射率との関係を示す図である。
【図３】導波方向が１８０°曲がった従来の光導波路の平面図である。
【図４】反射ミラーを有する光導波路の平面図である。
【図５】図４の反射ミラーにおける金属膜の形成方法を説明するための横断面図である。ここで、図５（ｅ）は図４の５ｅ−５ｅ線断面図である。
【符号の説明】
１光導波路本体
１０光導波路
１３溝
１４塩化スズ水溶液
１５Ａｇメッキ液
２２反射層
２４Ａｇ膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming an Ag film, and more particularly to a method for forming an Ag film in a groove portion of an optical waveguide.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 3, the quartz-based glass optical waveguide includes a quartz glass substrate (not shown), a clad 32, and a core waveguide 31 for propagating light provided in the clad 32. Here, as a method of bending the waveguide direction of the optical waveguide 30 by 180 °, there is a method of connecting the straight portions 31a and 31b in the core waveguide 31 via a ring-shaped waveguide (curved portion) 31c. At this time, in order to bend the waveguide direction without increasing the optical transmission loss, it is necessary to keep the radius R of the curved portion 31c at a certain value or more. As a result, a large space (a large quartz glass substrate) is required, leading to an increase in the size of the optical waveguide.
[0003]
Therefore, as another method of bending the waveguide direction of the optical waveguide by 180 °, there is a method in which a reflection layer (reflection mirror) 42 is provided on a part of the core waveguide 41 in the optical waveguide 40 as shown in FIG. For example, see Patent Document 1). By providing the reflective layer 42 at the intersection 45 of the straight portions 41a and 41b in the core waveguide 41, the waveguide direction can be bent without the ring waveguide 31c shown in FIG. For this reason, space can be reduced, and the optical waveguide can be miniaturized.
[0004]
The reflective layer 42 is made of a metal film. The metal film is manufactured according to the following procedure.
[0005]
First, as shown in FIG. 5A, a groove 53 is formed in a portion of the silica-based glass optical waveguide 40 composed of a core 41a (or 41b) and a clad 52 where a reflective layer is to be formed.
[0006]
Next, as shown in FIG. 5B, a metal film 54 is formed on the surface of the clad 52 including the groove 53 by sputtering or vapor deposition. In the optical waveguide 40, when the metal film 54 is formed on the surface of the quartz waveguide (the surface of the clad 52) or the like, a stress acts on the inside, and the optical circuit becomes polarized. Therefore, it is necessary to remove the metal film 54 on the surface of the cladding 52 in order to prevent the occurrence of polarization dependence.
[0007]
Therefore, after forming a resist film 55 on the surface of the metal film 54 as shown in FIG. 5C, a pattern 56 is formed by exposure and development as shown in FIG. Etching is performed, and the excess portion of the metal film 54 and the resist film 55 are removed. As a result, as shown in FIG. 5E, the cross-sectional view taken along the line 5e-5e in FIG.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-250828
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described sputtering method or vapor deposition method, the metal film 54 cannot be selectively formed only at a specific location. Therefore, in order to form the metal film 54 only in the groove 53, there is a problem that an additional step of removing the unnecessary portion of the metal film 54 after forming the metal film 54 once in the whole is required.
[0010]
Further, in the sputtering method, when the ratio of the depth of the groove 53 to the opening width (depth / opening width) increases (for example, the opening width is narrow with a ratio of 1 or more and is a deep groove), sputtering is performed during sputtering. It becomes difficult for molecules to enter the inside of the groove 53. Therefore, there is a problem that it is difficult to form the metal film 54 on the vertical surfaces of the grooves 53 (left and right wall surfaces in FIG. 5B).
[0011]
Furthermore, the technique using the sputtering method requires a large apparatus such as a vacuum apparatus. Therefore, there is a problem that the cost for manufacturing the optical waveguide 40 having the reflective layer 42 increases.
[0012]
An object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a method of forming an Ag film that can be easily formed only on the inner surface of a groove.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the method for forming an Ag film according to the present invention includes forming a groove on the surface of a member, filling the groove with a tin chloride aqueous solution, and then washing the groove with water to obtain a tin chloride aqueous solution. After that, the Ag plating solution is brought into contact with at least the groove portion, and an Ag film is deposited only on the inner surface of the groove using a silver mirror reaction.
[0014]
Also, a groove is formed in a portion of the optical waveguide where the reflective layer is to be formed, a tin chloride aqueous solution is brought into contact with the groove, and the groove is filled with the tin chloride aqueous solution by capillary action, and then the groove portion is washed with water and chlorinated. After removing the tin aqueous solution, an Ag plating solution is brought into contact with at least the groove portion, and an Ag film is deposited only on the inner surface of the groove using a silver mirror reaction.
[0015]
According to the above method, an Ag film can be formed only on the inner surface of the groove using the silver mirror reaction. In other words, since the Ag film is not formed on the portion other than the groove, an additional step of removing the unnecessary portion of the Ag film is not required, and the Ag film can be easily formed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
1A to 1E are cross-sectional views for explaining a method for forming an Ag film according to a preferred embodiment of the present invention.
[0018]
The method for forming an Ag film according to the present embodiment is applied to the groove 13 of the silica-based glass optical waveguide main body (member) 1 shown in FIG. The optical waveguide body 1 includes a quartz glass substrate (not shown), a clad 12, and a core waveguide 11 for propagating light provided inside the clad 12.
[0019]
As shown in FIG. 1A, a groove 13 is formed in the midway part 16 of the straight line part 11 a in the core waveguide 11. The groove 13 is formed by reactive ion etching or the like. For example, the opening width is 3 to 10 μm, the depth is 10 to 40 μm, and the ratio of the depth to the opening width is about 1 to 13.3. The groove 13 may be formed at the intersection of two straight portions in the core waveguide 11.
[0020]
Next, as shown in FIG. 1B, an aqueous tin chloride solution 14 is dropped (injected) into one end of the groove 13 and brought into contact therewith. Since the groove 13 has a very small opening width and depth, the tin chloride aqueous solution 14 is filled into the groove 13 by capillary action only by bringing the tin chloride aqueous solution 14 into contact therewith.
[0021]
The tin chloride aqueous solution 14 is composed of a mixture of pure water, tin chloride, and hydrochloric acid, and the weight ratio thereof is adjusted to 10000: A: B ( 5 ≦ A ≦ 20, 5 ≦ B ≦ 20 ) . In order to completely dissolve tin chloride in pure water, the amount of hydrochloric acid in the tin chloride aqueous solution 14 is set to be equal to or more than the amount of tin chloride ( A ≦ B ) . Further, the dropping amount of the tin chloride aqueous solution 14 is set to be equal to or slightly larger than the volume of the groove 13, that is, not to overflow the peripheral portion of the groove 13.
[0022]
Next, as shown in FIG. 1 (c), after injecting the tin chloride aqueous solution 14 into the groove 13, after a while (for example, after 10 to 60 seconds, preferably after about 30 seconds), at least The groove 13 portion is washed with pure water for about 2 to 90 seconds. Thereby, the tin chloride aqueous solution 14 filled in the groove 13 is discharged (removed). This cleaning is performed to the extent that a small amount of the tin chloride aqueous solution 14 adheres to the inner surface of the groove 13, and does not completely remove the tin chloride aqueous solution 14. Further, the length of the cleaning time is appropriately selected according to the concentration of the tin chloride aqueous solution 14. The cleaning with pure water may be performed by immersing the optical waveguide body 1 itself in pure water.
[0023]
Next, as shown in FIG. 1 (d), the Ag plating solution 15 is dropped (injected) into the groove 13 and brought into contact therewith. As a result, the silver mirror reaction occurs on the inner surface of the groove 13 due to the reduction effect of the tin chloride aqueous solution 14 on Ag, and a dense and sufficiently thick Ag film 24 is selectively formed on the inner surface of the groove 13.
[0024]
The Ag plating solution 15 is a solution in which silver nitrate is dissolved in pure water, a solution in which potassium hydroxide is dissolved in pure water, and a solution of three kinds of 25% ammonia water, and glucose is dissolved in pure water. And a reducing solution to which a small amount of nitric acid is added in order to decompose glucose. The dropping amount of the Ag plating solution 15 is set to a sufficient amount so as to overflow the peripheral portion of the groove 13. The temperature of the Ag plating solution 15 is 12 to 20 ° C., the plating solution contact time is 1 to 7 minutes, and the lower the solution temperature, the longer the plating solution contact time (for example, when the solution temperature is 12 ° C. The plating solution contact time is 7 minutes, and when the solution temperature is 20 ° C., the plating solution contact time is 1 minute). Here, the weight ratio of pure water: silver nitrate: potassium hydroxide: 25% ammonia water in the Ag solution is adjusted to 1000: 3C: 4C: 6C ( C = 1-6 ) . The ratio of silver nitrate, potassium hydroxide, and 25% aqueous ammonia in the Ag solution is always constant. The weight ratio of pure water: glucose: nitric acid in the reducing solution is adjusted to 1000: 25D: 0.7D ( D = 1 to 4 ) . The ratio of glucose and nitric acid in the reducing solution is always constant.
[0025]
Thereafter, the optical waveguide body 1 itself is immersed in pure water and cleaned for a certain period of time (for example, several minutes, preferably about 3 minutes), so that only the groove 13 is dense as shown in FIG. The optical waveguide 10 having the reflective layer 22 on which the Ag film 24 is formed and having the same structure as the optical waveguide 40 shown in FIG. 4 is obtained.
[0026]
The reason for limiting the numerical range will be described below.
[0027]
If the weight ratio of tin chloride to pure water (tin chloride / pure water) is less than 0.0005 in the tin chloride aqueous solution 14, the reduction effect by the tin chloride aqueous solution 14 is hardly obtained during the silver mirror reaction, and the Ag film 24 It is difficult to selectively form the film only in the groove 13 portion. On the other hand, if the tin chloride / pure water exceeds 0.002, the reduction effect of the tin chloride aqueous solution 14 on Ag is too strong during the silver mirror reaction, and the texture of the Ag film 24 becomes rough.
[0028]
If the cleaning time is shorter than a few seconds (or no cleaning is performed at all), the reducing effect of the tin chloride aqueous solution 14 on Ag is too strong, and the texture of the Ag film 24 becomes rough. If the cleaning time is longer than 90 seconds, the reduction effect by the tin chloride aqueous solution 14 is hardly obtained, and it becomes difficult to selectively form the Ag film 24 only in the groove 13 portion.
[0029]
If the weight ratio of silver nitrate to pure water (silver nitrate / pure water) is less than 0.018 in the Ag solution, the amount of complex ions of silver necessary to form the Ag film 24 is too small, so that the thickness is sufficient. The Ag film 24 cannot be formed. On the other hand, if the silver nitrate / pure water exceeds 0.06, the amount of complex ions of silver is too large, the silver film formation rate becomes too high, and the texture of the Ag film 24 becomes rough.
[0030]
If the weight ratio of glucose to pure water (glucose / pure water) is less than 0.025 in the reducing solution, the rate at which silver is precipitated from the silver complex ions is reduced, and a dense Ag film 24 is formed. Can not be. On the other hand, if the glucose / pure water exceeds 0.1, the reducing action is too strong, and the texture of the Ag film 24 becomes rough.
[0031]
When the temperature of the Ag plating solution 15 is low, the deposition rate of silver becomes slow, so it is necessary to lengthen the film formation time, but when the temperature is lower than 12 ° C., a dense Ag film 24 is formed. Can not be. On the other hand, when the temperature of the Ag plating solution 15 is high, the deposition rate of silver increases, so the film formation time can be shortened. However, when the temperature is higher than 20 ° C., the deposition rate of silver becomes too high. As a result, the texture of the Ag film 24 becomes rough.
[0032]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0033]
The tin chloride aqueous solution 14 can be filled in the entire groove 13 by dropping the tin chloride aqueous solution 14 into the groove 13 formed in the optical waveguide body 1 by utilizing the capillary phenomenon. Thereafter, the groove 13 is washed and the Ag plating solution 15 is brought into contact with the groove 13 to cause a silver mirror reaction. As a result, the Ag film 24 can be selectively formed only on the inner surface of the groove 13. The Ag film 24 is dense and has a thickness sufficient to function as the reflective layer 22. Therefore, like the conventional method for forming the metal film 54 shown in FIGS. 5A to 5E, the resist film 55 forming process, the pattern 56 forming process, and the metal film 54 etching process are performed. No longer need it. For this reason, the process can be simplified, the film formation cost can be reduced, and the manufacturing cost of the optical waveguide 10 can also be reduced.
[0034]
Further, in the conventional method for forming a metal film shown in FIGS. 5A to 5E, when the sputtering method is used, the ratio of the depth of the groove 53 to the opening width is 1 or more. It was difficult to form the metal film 54 on the wall surface. On the other hand, according to the method of forming an Ag film according to the present embodiment, the Ag film 24 can be formed anywhere as long as the tin chloride aqueous solution 14 and the Ag plating solution 15 can be brought into contact with each other. Therefore, even if the ratio between the depth of the groove 13 and the opening width (depth / opening) is large, the Ag film can be easily formed on the groove wall surface and the groove bottom surface (left and right groove vertical surfaces and groove lower surfaces in FIG. 1E). 24 can be formed.
[0035]
Further, a method of forming the Ag film 24 only on the inner surface of the groove 13 by injecting the Ag plating solution 15 only into the groove 13 without using the tin chloride aqueous solution 14 can be considered. However, in this case, since the injection amount of the Ag plating solution 15 is small, the amount of complex ions of silver is insufficient, and the Ag film 24 having a sufficient thickness as the reflective layer 22 cannot be formed. Here, in order to secure a sufficient amount of silver complex ions, it is necessary to increase the injection amount of the Ag plating solution 15, but if this is done, the Ag plating solution 15 overflows to the peripheral portion of the groove 13. End up). As a result, the Ag film 24 is also formed outside the groove 13, so that the Ag film 24 cannot be formed only on the inner surface of the groove 13. On the other hand, according to the method of forming an Ag film according to the present embodiment, even if the Ag plating solution 15 overflows to the peripheral portion of the groove 13, the Ag film 24 is selectively formed only on the groove 13. Therefore, the film can be formed in a state where a sufficient amount of complex ions of silver is present, and as a result, an Ag film 24 having a sufficient thickness as the reflective layer 22 can be formed.
[0036]
In addition, in the method for forming an Ag film according to the present embodiment, a special apparatus such as a vacuum apparatus, an exposure unit, and a development unit is not required for film formation, and the film formation cost can be suppressed. As a result, the manufacturing cost of the optical waveguide 10 can be reduced.
[0037]
Further, the metal film formed (deposited) in the present embodiment is an Ag film 24. As shown in FIG. 2, the theoretical calculation result of the wavelength and reflectance of light when light is vertically incident on the metal from glass, Ag has the highest reflectance from the visible wavelength band to the mid-infrared wavelength band. It has a metal. Therefore, the metal film of the reflective layer 22 is formed by using the Ag film forming method according to the present embodiment, and the optical waveguide 10 is manufactured, so that it is made of other metals (Au, Cu, Al, etc.). As compared with an optical waveguide having a reflective layer, reflection loss can be suppressed.
[0038]
As mentioned above, it cannot be overemphasized that embodiment of this invention is not limited to embodiment mentioned above, and various things are assumed in addition.
[0039]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the excellent effect that the Ag film can be easily formed only on the inner surface of the groove is exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of forming an Ag film according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the wavelength and reflectance of each metal element.
FIG. 3 is a plan view of a conventional optical waveguide whose waveguide direction is bent by 180 °.
FIG. 4 is a plan view of an optical waveguide having a reflecting mirror.
5 is a cross-sectional view for explaining a method of forming a metal film in the reflecting mirror of FIG. 4; Here, FIG. 5E is a cross-sectional view taken along line 5e-5e in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical waveguide main body 10 Optical waveguide 13 Groove 14 Tin chloride aqueous solution 15 Ag plating liquid 22 Reflective layer 24 Ag film

Claims

A groove is formed on the surface of the member, and the groove is filled with a tin chloride aqueous solution. Then, the groove is washed with water to remove the tin chloride aqueous solution, and then an Ag plating solution is brought into contact with at least the groove, In the formation method of the Ag film, the Ag film is deposited only on the inner surface of the groove using a reaction .
The tin chloride aqueous solution is composed of a mixture of pure water, tin chloride, and hydrochloric acid, and the weight ratio thereof is 10000: A: B ( 5 ≦ A ≦ 20, 5 ≦ B ≦ 20, and B ≧ A ) . The Ag plating solution is composed of an Ag solution that is a mixture of pure water, silver nitrate, potassium hydroxide, and 25% ammonia water, and a reducing solution that is a mixture of pure water, glucose, and nitric acid. the weight ratio of each component is 1000: 3C: 2C: a 6C (C = 6~20), the weight ratio of each component of the reducing solution is 1000: 25D: that the 0.7D (D = 1~4) A method for forming a characteristic Ag film.

A groove is formed in a portion of the optical waveguide where the reflective layer is to be formed, and a tin chloride aqueous solution is brought into contact with the groove. After filling the groove with a tin chloride aqueous solution by capillary action, the groove portion is washed with water to obtain a tin chloride aqueous solution. In the method for forming an Ag film, the Ag film is then brought into contact with at least the groove part, and the Ag film is deposited only on the inner surface of the groove using a silver mirror reaction .
The tin chloride aqueous solution is composed of a mixture of pure water, tin chloride, and hydrochloric acid, and the weight ratio thereof is 10000: A: B ( 5 ≦ A ≦ 20, 5 ≦ B ≦ 20, and B ≧ A ) . The Ag plating solution is composed of an Ag solution that is a mixture of pure water, silver nitrate, potassium hydroxide, and 25% ammonia water, and a reducing solution that is a mixture of pure water, glucose, and nitric acid. the weight ratio of each component is 1000: 3C: 2C: a 6C (C = 6~20), the weight ratio of each component of the reducing solution is 1000: 25D: that the 0.7D (D = 1~4) A method for forming a characteristic Ag film.

The method for forming an Ag film according to claim 1, wherein the temperature of the Ag plating solution is 12 to 20 ° C. and the plating solution contact time is 1 to 7 minutes.

The method for forming an Ag film according to any one of claims 1 to 3, wherein the water washing of the groove portion is performed in a range of 2 to 90 seconds after a predetermined time has elapsed since the tin chloride aqueous solution was brought into contact with the groove.