JPH0481806A - 光導波路部品への光部品挿入用溝の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光導波路部品への光部品挿入用溝の形成方法に
関し、更に詳しくは、光通信に用いる各種の光回路部品
において、チャネル光導波路にフィルターのような薄片
状光部品を挿入するための深溝を、高精度でかつ迅速に
形成する方法に関する。

（従来の技術） 例えば、埋込み型光導波路部品の場合、シリコン基板の
上に石英から成るクラッドが形成され、このクラッドの
中に同じく石英から成るコアがチャネル光導波路として
埋設された構造になっていそして、このチャネル光導波
路の導波方向に対して所定の角度で、例えば薄片状をし
たフィルターなどの光部品を配設することがある。

この場合には、上方に位置するクラッド部の上面から下
方に位置するクラッド部に到るまで、チャネル光導波路
を横切って、前記光部品の厚みより若干拡幅した溝を、
光部品挿入用の溝として掘削することが必要になる。

このような溝の形成方法としては、概ね、次のような方
法が採用されている。

第１の方法は、光導波路部品の上面から、直接、所定厚
みのダイサーで機械的に溝を掘削するという方法である
。

第２の方法は、ホトリソグラフィー技術とエツチング技
術を組合わせた方法であって、例えば、光導波路部品の
表面にホトレジストを塗布し、ここに、溝に相当する部
分だけが透光また非透光部になっているマスクを載置し
たのち所定の露光・現像を行い、ついで、ホトレジスト
の溝の部分およびその下方に位置するクラット、コアを
所定のエッチャントで除去するという方法である。

（発明が解決しようとする課題） 前者の方法は、掘削速度が速く、しかも深溝を容易に形
成できるという利点がある。しかしながら、チャネル光
導波路およびクラッドがいずれも石英である場合には、
両者間の比屈折率差が小さいため、上方からコアである
チャネル光導波路を確認することが困難であることによ
り、ダイサーを正確に溝の掘削位置に設定することが困
難であるという問題がある。

とくに、チャネル光導波路が複数本であったり、または
曲がり部などを有している場合や、導波方向に対する角
度に精度が要求されるような光部品の挿入用溝の形成の
場合においては、これらのことに対応するほど高精度に
ダイサーを位置決めすることができない。

他方、後者の方法は、予め、位置１寸法が設計基準に応
じた溝を有するマスクを製作すればよいのであるから、
前者の方法に比べて、超かに高精度に目的とする溝を形
成することができる。

しかしながら、この方法は、とくにエツチング時に長大
な時間がかかるため、実際には、浅溝しか形成できない
という欠点を有している。

このように、従来の溝の形成方法には一長一短がある。

本発明は上記した問題を解決し、溝の形成個所の位置決
めはホトリソグラフィーとエツチングで行い、深溝の掘
削は機械加工で行うことにより、高精度でかつ迅速に所
望の深溝を掘削することができる光導波路部品への光部
品挿入用溝の形成方法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本発明においては、チ
ャネル光導波路を埋設しているクラッドが基板の上に形
成されている光導波路部品の前記チャネル光導波路に光
部品挿入用の溝を形成する方法において、前記光導波路
部品の製造時に、前記クラッド内の所定位置に複数個の
位置決め標識パターンを形成する工程（以下、第１工程
という）；前記クラッドの上面にホトレジスト層を形成
したのち、前記位置決め標識パターンに対応する位置に
合わせ標識パターンか形成され、かつ、前記合わせ標識
パターンを基準とする所定位置に溝用パターンが形成さ
れているマスクを、前記ホトレジスト層の上に載置して
前記位置決め標識パターンと前記合わせ標識パターンの
両者を合致させる工程（以下、第２工程という）；前記
ホトレジスト層に露光・現像処理を施したのち、前記溝
用パターンの部分を選択的にエツチングして、前記クラ
ッドの上面に前記溝用パターンに相当する浅溝を掘削す
る工程（以下、第３工程という）；および、前記浅溝を
目印にして機械加工を行なって目的とする深溝を掘削す
る工程（以下、第４工程という）：を備えていることを
特徴とする光導波路部品への光部品挿入用溝の形成方法
が提供される。

（作用） 本発明方法によれば、予めの設計基準に基づいて製作さ
れているマスクの合わせ標識パターンを、第１工程のよ
うにして製造された光導波路部品の位置決め標識パター
ンに合致させた状態で光導波路部品のホトレジスト層の
上に載置してホトリソグラフィーとエツチングにより浅
溝が形成される。

したがって、この浅溝は掘削すべき深溝の位置を正確に
指示している。

ついで、この浅溝を目印にしてダイサーなどで機械加工
が行なわれるので、その掘削は短時間で目的の深さにま
で行うことができる。

すなわち、本発明によれば、掘削すべき光部品挿入用の
深溝は、第３工程で正確に位置決めされ、第４工程で迅
速に形成される。

（発明の実施例） 以下に、各工程を添付図面に基づいて詳細に説明する。

第１工程としては、まず、第１図に示したように、シリ
コン基板のような基板ｌの上に例えば石英から成る下方
のクラッド部２．コア部３が順次所望の厚みで層状に積
層される。

ついで、チャネル光導波路になるべき部分３ａと位置決
め標識パターンになるべき複数個の部分３ｂを残して他
のコア部をエツチングして除去する（第２図）。

この場合、チャネル光導波路部分３ａと位置決め標識パ
ターン３ｂとの相互間における位置関係は格別限定され
ることはない。

つぎに、この上に、下方のクラッド部２と同じ石英から
成る上方のクラッド部４をその上面がフラットになるよ
うに堆積する（第３図）。

かくして、第４図の斜視図で示したように、チャネル光
導波路３ａと複数個（図では８個）の位置決め標識パタ
ーン３ｂを埋設するクラッド２．４が基板ｌの上に形成
される。

つぎに、第２工程においては、まず、第１工程で得られ
た光導波路部品の上方のクラッド部４の上にホトレジス
ト層５が積層される（第５図）。

ついで、ホトレジスト層５の上に、第６図の斜−親図で
示したようなマスク６が載置される（第７図）。

マスク６には、クラッド２．４内に存在する位置決め標
識パターンの存在位置と対応してそれらと同数の合わせ
標識パターン６ａが刻印され、同時に、溝を掘削すべき
位置には所定形状の溝用パターン６ｂが穿設されている
。

この場合、合わせ標識パターン６ａと溝用パターン６ｂ
の相互間の位置関係は、第４図で示した光導波路部品に
おけるチャネル光導波路３ａと位置決め標識パターン３
ｂの間の位置関係に基づいて、正確に決定されている。

マスク６をクラッドの上面に載置したのち、マスク６の
合わせ標識パターン６ａとクラッド内の位置決め標識パ
ターン３ｂの面内方向における相互の位置を完全に合致
させる。

かくして、マスク６の溝用パターン６ｂは、チャネル光
導波路３ａの上方で、かつ、掘削すべき溝の位置に正確
に配置されたことになる。

つぎの第３工程においては、まず、前記した状態で、マ
スク６の上から露光し、ついでマスク６を取り外してホ
トレジスト層５を現像し、所定のエッチャントで溝用パ
ターンに相当するホトレジスト層を除去して、その下方
に位置するクラッド部４の表面を露出させる（第８図）
。

ついで、この露出表面４ａに、例えばＲＩＢＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）を施
して、浅溝７を掘削する（第９図）。

最後に、第４工程においては、前工程で掘削された浅溝
７を目印にして、ダイソーのような薄刃の切削工具を用
いて下方に機械加工をし、下方のクラッド部２にまで到
る深溝８を掘削する（第１０図）。

この場合、前工程で掘削されている浅溝７は、正確に位
置決めされているので、第４工程で掘削される深溝８も
また、その面内位置は正確に位置決めされた状態になる
。

かくして、光導波路部品のチャネル光導波路には、設計
基準に基づいた正確な面内位置に、光部品挿入用の深溝
が迅速に掘削された。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明方法は、ホトリ
ソグラフィーとエツチングを組合わせた溝形成方法の利
点と、機械加工による溝形成方法の４゜ 利点を兼備するようにしたので、光導波路部品のチャネ
ル光導波路に正確かつ高精度で光部品挿入用の溝を迅速
に形成することができ、その工業的価値は極めて大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は基板上に下方のクラッド部とコア部を積層した
状態を示す断面図、第２図はチャネル光導波路部分と位
置決め標識パターンを形成した状態を示す断面図、第３
図は上方のクラッド部を堆積した状態を示す断面図、第
４図は光導波路部品を示す斜視図、第５図は第４図の光
導波路部品にホトレジスト層を形成した状態を示す断面
図、第６図は本発明で用いるマスクを例示する斜視図、
第７図は第５図のホトレジスト層の上に第６図のマスク
を載置した状態を示す断面図、第８図は露光と現像とレ
ジストのエツチングが終了した状態を示す断面図、第９
図は浅溝を掘削した状態を示す断面図、第１０図は深溝
の掘削が終了した状態を示す斜視図である。 １・・・基板、２・・・下方のクラッド部、３・・・コ
ア部、３ａ・・・チャネル光導波路部分、３ｂ・・・位
置決め標識パターン、４・・・上方のクラッド部、４ａ
・・・露出表面、５・・・ホトレジスト層、６・・・マ
スク、６ａ・・・合わせ標識パターン、６ｂ・・・溝用
パターン、７・・・浅溝、８・・・深溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　チャネル光導波路を埋設しているクラッドが基板の上
   に形成されている光導波路部品の前記チャネル光導波路
   に光部品挿入用の溝を形成する方法において、 前記光導波路部品の製造時に、前記クラッド内の所定位
   置に複数個の位置決め標識パターンを形成する工程； 前記クラッドの上面にホトレジスト層を形成したのち、
   前記位置決め標識パターンに対応する位置に合わせ標識
   パターンが形成され、かつ、前記合わせ標識パターンを
   基準とする所定位置に溝用パターンが形成されているマ
   スクを、前記ホトレジスト層の上に載置して前記位置決
   め標識パターンと前記合わせ標識パターンの両者を合致
   させる工程； 前記ホトレジスト層に露光・現像処理を施したのち、前
   記溝用パターンの部分を選択的にエッチングして、前記
   クラッドの上面に前記溝用パターンに相当する浅溝を掘
   削する工程；および、前記浅溝を目印にして機械加工を
   行なって目的とする深溝を掘削する工程； を備えていることを特徴とする光導波路部品への光部品
   挿入用溝の形成方法。