JPH06265738A - 光導波路端部ミラーの形成方法 - Google Patents
光導波路端部ミラーの形成方法Info
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- JPH06265738A JPH06265738A JP5693293A JP5693293A JPH06265738A JP H06265738 A JPH06265738 A JP H06265738A JP 5693293 A JP5693293 A JP 5693293A JP 5693293 A JP5693293 A JP 5693293A JP H06265738 A JPH06265738 A JP H06265738A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- forming
- photoresist
- etching
- mirror
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜光導波路部品の光導波路に反射ミラーを
形成するに際し、多数の反射ミラーを同時に一括して形
成し、ミラー形成時間の大幅な短縮を図れるようにす
る。 【構成】 熱酸化シリコン基板２上に光導波路コア１と
なるフッ素化ポリイミド膜Ａ1 、エッチングマスク3 と
なるシリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 を順に成膜す
る。開口部の大きさまたは密度が光導波路長手方向に漸
次増加，減少するマスクパターン６を一部に備えたフォ
トマスク４を用いてフォトレジストＡ3をパタニングす
る。斜面構造７が形成されたフォトレジストＡ3 （エッ
ジングマスク３）とその下層膜（ポリイミド膜Ａ1 ）を
酸素プラズマＰを用いた反応性イオンエッチング等によ
りエッチングする。斜面構造７位置の光導波路コア１に
反射ミラー８が形成される。
形成するに際し、多数の反射ミラーを同時に一括して形
成し、ミラー形成時間の大幅な短縮を図れるようにす
る。 【構成】 熱酸化シリコン基板２上に光導波路コア１と
なるフッ素化ポリイミド膜Ａ1 、エッチングマスク3 と
なるシリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 を順に成膜す
る。開口部の大きさまたは密度が光導波路長手方向に漸
次増加，減少するマスクパターン６を一部に備えたフォ
トマスク４を用いてフォトレジストＡ3をパタニングす
る。斜面構造７が形成されたフォトレジストＡ3 （エッ
ジングマスク３）とその下層膜（ポリイミド膜Ａ1 ）を
酸素プラズマＰを用いた反応性イオンエッチング等によ
りエッチングする。斜面構造７位置の光導波路コア１に
反射ミラー８が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、薄膜光部品における
光導波路の端部にミラーを形成する方法に関するもので
ある。
光導波路の端部にミラーを形成する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムや光ディスクシステムな
どに使用されるプリズムなどの光部品は、バルク形の個
別部品であると、個別部品の光学軸調整が面倒であると
共に、温度や振動などの環境に対して不安定であり、ま
た小形化や量産化ができないなどの問題があるため、薄
膜化して一つの基板上に並べ、集積化する研究が進めら
れている。
どに使用されるプリズムなどの光部品は、バルク形の個
別部品であると、個別部品の光学軸調整が面倒であると
共に、温度や振動などの環境に対して不安定であり、ま
た小形化や量産化ができないなどの問題があるため、薄
膜化して一つの基板上に並べ、集積化する研究が進めら
れている。
【０００３】このような薄膜光部品は、周囲より屈折率
の高い薄膜導波路を基板上に形成すればよく、基本構造
として２次元導波路（スラブ状導波路）あるいは３次元
導波路（チャンネル状、リッヂ状等）がある。３次元導
波路中の導波光を空間に垂直に取り出す場合には、導波
路中に反射ミラーを形成している。図４に示すのは、反
射ミラーをイオンビーム加工により３次元光導波路中に
形成するための従来の製作方法である。この図は、L.
Ｒ.Harriott,Ｒ.E.Scotti,K.D.Cummings,and A.F.Ambro
se,"Micromachining of optical structure with focus
ed ion beam",J.Vac.Sci.Technol,B5(1),207-210,(198
7) から引用したものである。
の高い薄膜導波路を基板上に形成すればよく、基本構造
として２次元導波路（スラブ状導波路）あるいは３次元
導波路（チャンネル状、リッヂ状等）がある。３次元導
波路中の導波光を空間に垂直に取り出す場合には、導波
路中に反射ミラーを形成している。図４に示すのは、反
射ミラーをイオンビーム加工により３次元光導波路中に
形成するための従来の製作方法である。この図は、L.
Ｒ.Harriott,Ｒ.E.Scotti,K.D.Cummings,and A.F.Ambro
se,"Micromachining of optical structure with focus
ed ion beam",J.Vac.Sci.Technol,B5(1),207-210,(198
7) から引用したものである。
【０００４】図４における従来のミラー形成技術では、
熱酸化シリコン基板等の誘電体基板２の上に、光導波路
コア層１を成膜し、この光導波路コア層１のミラー形成
位置にイオンビームＢを照射し、イオンビームＢを走査
しつつイオンビーム照射面積を順次小さくすることによ
り、傾斜構造の反射ミラー８を形成していた。
熱酸化シリコン基板等の誘電体基板２の上に、光導波路
コア層１を成膜し、この光導波路コア層１のミラー形成
位置にイオンビームＢを照射し、イオンビームＢを走査
しつつイオンビーム照射面積を順次小さくすることによ
り、傾斜構造の反射ミラー８を形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来のイオンビームによる方法では、イオンビー
ムを走査しながら１個づつミラーを形成するため、ミラ
ーの形成時間が長くなり、多数個のミラーを形成するに
は能率が悪く、不向きであった。
ような従来のイオンビームによる方法では、イオンビー
ムを走査しながら１個づつミラーを形成するため、ミラ
ーの形成時間が長くなり、多数個のミラーを形成するに
は能率が悪く、不向きであった。
【０００６】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、多数の光導波路中の
ミラーを同時に一括して形成することができ、ミラー形
成時間の大幅な短縮を図ることのできる光導波路端部ミ
ラーの形成方法を提供することにある。
べくなされたもので、その目的は、多数の光導波路中の
ミラーを同時に一括して形成することができ、ミラー形
成時間の大幅な短縮を図ることのできる光導波路端部ミ
ラーの形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するために、次のような構成とした。即ち、この発明
のミラー形成方法は、フォトレジストからなるエッチン
グフォトマスク形状がエッチング材料の加工形状に転写
される現象と、エッチングフォトマスクとなるフォトレ
ジストの形状が露光量によって制御可能であることとを
応用したものである。
成するために、次のような構成とした。即ち、この発明
のミラー形成方法は、フォトレジストからなるエッチン
グフォトマスク形状がエッチング材料の加工形状に転写
される現象と、エッチングフォトマスクとなるフォトレ
ジストの形状が露光量によって制御可能であることとを
応用したものである。
【０００８】この発明に係る第１の光導波路端部ミラー
の形成方法は、リッジ型光導波路においてミラーを一体
的に形成する方法であって、(a) 誘電体基板（熱酸化シ
リコン基板など）上に光導波路コア材（フッ素化ポリイ
ミドなど）を成膜した後、この光導波路コア材上にフォ
トレジスト（シリコン系ポジ型フォトレジストなど）を
成膜する工程と、(b) 開口部の大きさまたは密度が光導
波路の長手方向に漸次増加または減少するマスクパター
ンを一部に備えたフォトマスクを用いて、前記フォトレ
ジストをパタニングする工程と、(c) 前記パタニングさ
れたフォトレジストとその下層膜とをドライエッチング
法（反応性イオンエッチング、エキシマレーザエッチン
グ等）によりエッチングする工程からなる。
の形成方法は、リッジ型光導波路においてミラーを一体
的に形成する方法であって、(a) 誘電体基板（熱酸化シ
リコン基板など）上に光導波路コア材（フッ素化ポリイ
ミドなど）を成膜した後、この光導波路コア材上にフォ
トレジスト（シリコン系ポジ型フォトレジストなど）を
成膜する工程と、(b) 開口部の大きさまたは密度が光導
波路の長手方向に漸次増加または減少するマスクパター
ンを一部に備えたフォトマスクを用いて、前記フォトレ
ジストをパタニングする工程と、(c) 前記パタニングさ
れたフォトレジストとその下層膜とをドライエッチング
法（反応性イオンエッチング、エキシマレーザエッチン
グ等）によりエッチングする工程からなる。
【０００９】この発明に係る第２の光導波路端部ミラー
の形成方法は、リッジ型光導波路においてミラーを一体
的に形成する方法であって、(a) 誘電体基板（熱酸化シ
リコン基板など）上に光導波路の下地クラッド材（光導
波路コアより屈折率の低いフッ素化ポリイミドなど）を
成膜する工程と、(b) この下地クラッド材上に光導波路
コア材（フッ素化ポリイミドなど）を成膜した後、この
光導波路コア材上にフォトレジスト（シリコン系ポジ型
フォトレジストなど）を成膜する工程と、(c) 開口部の
大きさまたは密度が光導波路の長手方向に漸次増加また
は減少するマスクパターンを一部に備えたフォトマスク
を用いて、前記フォトレジストをパタニングする工程
と、(d) 前記パタニングされたフォトレジストとその下
層膜とをドライエッチング法（反応性イオンエッチン
グ、エキシマレーザエッチング等）によりエッチングす
る工程からなる。
の形成方法は、リッジ型光導波路においてミラーを一体
的に形成する方法であって、(a) 誘電体基板（熱酸化シ
リコン基板など）上に光導波路の下地クラッド材（光導
波路コアより屈折率の低いフッ素化ポリイミドなど）を
成膜する工程と、(b) この下地クラッド材上に光導波路
コア材（フッ素化ポリイミドなど）を成膜した後、この
光導波路コア材上にフォトレジスト（シリコン系ポジ型
フォトレジストなど）を成膜する工程と、(c) 開口部の
大きさまたは密度が光導波路の長手方向に漸次増加また
は減少するマスクパターンを一部に備えたフォトマスク
を用いて、前記フォトレジストをパタニングする工程
と、(d) 前記パタニングされたフォトレジストとその下
層膜とをドライエッチング法（反応性イオンエッチン
グ、エキシマレーザエッチング等）によりエッチングす
る工程からなる。
【００１０】この発明に係る第３の光導波路端部ミラー
の形成方法は、埋め込み型光導波路においてミラーを一
体的に形成する方法であって、(a) 誘電体基板（熱酸化
シリコン基板など）上に光導波路の下地クラッド材（光
導波路コアより屈折率の低いフッ素化ポリイミドなど）
を成膜する工程と、(b) この下地クラッド材上に光導波
路コア材（フッ素化ポリイミドなど）を成膜した後、こ
の光導波路コア材上にフォトレジスト（シリコン系ポジ
型フォトレジストなど）を成膜する工程と、(c) 前記フ
ォトレジストをフォトマスクを用いてパタニングした
後、ドライエッチング法により光導波路コアをエッチン
グ形成する工程と、(d) 前記光導波路コア上に上部クラ
ッド（シリコン系ポジ型フォトレジストなど）を成膜し
た後、この上部クラッド上にフォトレジスト（シリコン
系ポジ型フォトレジストなど）を成膜する工程と、(e)
開口部の大きさまたは密度が光導波路の長手方向に漸次
増加または減少するマスクパターンを一部に備えたフォ
トマスクを用いて、前記フォトレジストをパタニングす
る工程と、(d) 前記パタニングされたフォトレジストと
その下層膜とをドライエッチング法（反応性イオンエッ
チング、エキシマレーザエッチング等）によりエッチン
グする工程からなる。
の形成方法は、埋め込み型光導波路においてミラーを一
体的に形成する方法であって、(a) 誘電体基板（熱酸化
シリコン基板など）上に光導波路の下地クラッド材（光
導波路コアより屈折率の低いフッ素化ポリイミドなど）
を成膜する工程と、(b) この下地クラッド材上に光導波
路コア材（フッ素化ポリイミドなど）を成膜した後、こ
の光導波路コア材上にフォトレジスト（シリコン系ポジ
型フォトレジストなど）を成膜する工程と、(c) 前記フ
ォトレジストをフォトマスクを用いてパタニングした
後、ドライエッチング法により光導波路コアをエッチン
グ形成する工程と、(d) 前記光導波路コア上に上部クラ
ッド（シリコン系ポジ型フォトレジストなど）を成膜し
た後、この上部クラッド上にフォトレジスト（シリコン
系ポジ型フォトレジストなど）を成膜する工程と、(e)
開口部の大きさまたは密度が光導波路の長手方向に漸次
増加または減少するマスクパターンを一部に備えたフォ
トマスクを用いて、前記フォトレジストをパタニングす
る工程と、(d) 前記パタニングされたフォトレジストと
その下層膜とをドライエッチング法（反応性イオンエッ
チング、エキシマレーザエッチング等）によりエッチン
グする工程からなる。
【００１１】
【作用】以上のような構成において、部分的に露光量を
制御したフォトマスクにより、反射ミラー部に対応した
位置に斜面構造を有するエッチングマスク（フォトレジ
スト）が形成され、このエッチングマスクを用いて反応
性イオンエッチング等を行うことにより、光導波路コア
に反射ミラーが形成される。
制御したフォトマスクにより、反射ミラー部に対応した
位置に斜面構造を有するエッチングマスク（フォトレジ
スト）が形成され、このエッチングマスクを用いて反応
性イオンエッチング等を行うことにより、光導波路コア
に反射ミラーが形成される。
【００１２】即ち、フォトレジストのパターン形状は露
光量によって変化するため、紫外光透過量が漸次増加す
るパターン構成をもったフォトマスクを用いて露光する
ことにより、斜面構造をもったフォトレジストのエッチ
ングマスクを得ることができる。一方、一般のエッチン
グ加工においては、エッチングマスクもエッチング材料
も同様に加工されるものの、フォトレジストエッチング
マスクの方がエッチャントに対する耐性が強いために、
所望の加工形状が得られる。しかし、エッチングマスク
厚が薄い場合には、エッチングマスクもエッチングされ
てしまい、エッチング材料が露出し、エッチングされる
こととなる。このエッチング材料が露出するまでの時間
はエッチングマスク厚に比例し、エッチングマスク厚が
厚ければ厚いほど遅くなる。従って、本発明の斜面構造
で漸次厚みが変化するエッチングマスクを用いた場合に
は、エッチング終了後、その対応する光導波路コア等に
斜面の反射ミラーが形成されることになる。
光量によって変化するため、紫外光透過量が漸次増加す
るパターン構成をもったフォトマスクを用いて露光する
ことにより、斜面構造をもったフォトレジストのエッチ
ングマスクを得ることができる。一方、一般のエッチン
グ加工においては、エッチングマスクもエッチング材料
も同様に加工されるものの、フォトレジストエッチング
マスクの方がエッチャントに対する耐性が強いために、
所望の加工形状が得られる。しかし、エッチングマスク
厚が薄い場合には、エッチングマスクもエッチングされ
てしまい、エッチング材料が露出し、エッチングされる
こととなる。このエッチング材料が露出するまでの時間
はエッチングマスク厚に比例し、エッチングマスク厚が
厚ければ厚いほど遅くなる。従って、本発明の斜面構造
で漸次厚みが変化するエッチングマスクを用いた場合に
は、エッチング終了後、その対応する光導波路コア等に
斜面の反射ミラーが形成されることになる。
【００１３】以上のようなミラー形成方法であれば、大
面積で数多くのミラーが必要な光導波路回路構成におい
ても、通常のフォトリソグラフィ技術で一括してミラー
を形成することが可能となり、ミラー形成時間を大幅に
短縮することができる。
面積で数多くのミラーが必要な光導波路回路構成におい
ても、通常のフォトリソグラフィ技術で一括してミラー
を形成することが可能となり、ミラー形成時間を大幅に
短縮することができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明を図示する実施例に基づいて
詳細に説明する。図１はこの発明のリッヂ型光導波路部
品におけるミラー形成方法の第１実施例、図２は同様の
リッヂ型光導波路部品におけるミラー形成方法の第２実
施例、図３は埋め込み型光導波路部品におけるミラー形
成方法の第３実施例である。
詳細に説明する。図１はこの発明のリッヂ型光導波路部
品におけるミラー形成方法の第１実施例、図２は同様の
リッヂ型光導波路部品におけるミラー形成方法の第２実
施例、図３は埋め込み型光導波路部品におけるミラー形
成方法の第３実施例である。
【００１５】＜第１実施例＞この第１実施例は、図１
(6) に示すように、熱酸化シリコン基板２上に光導波路
コア（ここではフッ素化ポリイミド材）１を複数列突設
したリッヂ型光部品の例であり、光導波路コア１となる
フッ素化ポリイミド膜Ａ1 にエッチングマスク（例えば
シリコン系ポジ型フォトレジスト）３を形成し、光量漸
増マスクパターン６が形成されたフォトマスク４によ
り、エッチングマスク３に斜面構造７を形成し、酸素プ
ラズマの反応性イオンエッチングにより光導波路コア１
に反射ミラー８を形成する。以下、工程順に詳述する。
(6) に示すように、熱酸化シリコン基板２上に光導波路
コア（ここではフッ素化ポリイミド材）１を複数列突設
したリッヂ型光部品の例であり、光導波路コア１となる
フッ素化ポリイミド膜Ａ1 にエッチングマスク（例えば
シリコン系ポジ型フォトレジスト）３を形成し、光量漸
増マスクパターン６が形成されたフォトマスク４によ
り、エッチングマスク３に斜面構造７を形成し、酸素プ
ラズマの反応性イオンエッチングにより光導波路コア１
に反射ミラー８を形成する。以下、工程順に詳述する。
【００１６】(1) 熱酸化シリコン基板２上に、光導波路
コア１となるフッ素化ポリイミド材をスピンコーティン
グ法により回転塗布し、キュア工程を経て、フッ素化ポ
リイミド膜Ａ1 を例えば１０μｍ以下の厚さで成膜す
る。 (2) フッ素化ポリイミド膜Ａ1 上にエッチングマスク３
となるシリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 を回転塗布
し、プリベークを行って成膜する。
コア１となるフッ素化ポリイミド材をスピンコーティン
グ法により回転塗布し、キュア工程を経て、フッ素化ポ
リイミド膜Ａ1 を例えば１０μｍ以下の厚さで成膜す
る。 (2) フッ素化ポリイミド膜Ａ1 上にエッチングマスク３
となるシリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 を回転塗布
し、プリベークを行って成膜する。
【００１７】(3) シリコン系ポジ型フォトレジストＡ3
にフォトマスク４を載せてパタニングを行う。このフォ
トマスク４は、間隔をおいて平行な複数の直線パターン
５を備え、その直線パターン端部に例えば１μｍ以下の
オーダの間隔で配置された微小矩形パターン６ａの面積
・密度により露光時の透過量が光導波路の長手方向に漸
増する構成の光量漸増マスクパターン６（図１（Ｃ）参
照）を備えている。
にフォトマスク４を載せてパタニングを行う。このフォ
トマスク４は、間隔をおいて平行な複数の直線パターン
５を備え、その直線パターン端部に例えば１μｍ以下の
オーダの間隔で配置された微小矩形パターン６ａの面積
・密度により露光時の透過量が光導波路の長手方向に漸
増する構成の光量漸増マスクパターン６（図１（Ｃ）参
照）を備えている。
【００１８】(4) 露光によりシリコン系ポジ型フォトレ
ジストＡ3 の光の当たった部分が構造変化し、溶媒処理
により溶解し、直線パターンのエッチングマスク３が得
られると共に、フォトマスク４の光量漸増部に対応する
エッチングマスク３のパターンは、透過量に比例した傾
斜の斜面構造７となる。 (5) 酸素プラズマＰを用いた反応性イオンエッチングに
より、光導波路コア１となる部分以外のフッ素化ポリイ
ミド膜Ａ1 のエッチングを行う。
ジストＡ3 の光の当たった部分が構造変化し、溶媒処理
により溶解し、直線パターンのエッチングマスク３が得
られると共に、フォトマスク４の光量漸増部に対応する
エッチングマスク３のパターンは、透過量に比例した傾
斜の斜面構造７となる。 (5) 酸素プラズマＰを用いた反応性イオンエッチングに
より、光導波路コア１となる部分以外のフッ素化ポリイ
ミド膜Ａ1 のエッチングを行う。
【００１９】(6) この際、エッチングマスク３も酸素プ
ラズマによりエッチングを受けるため、エッチングマス
ク厚が薄い部分は（例えば２μｍ以下）、所望の膜厚ま
でフッ素化ポリイミド膜Ａ1 （例えば１０μｍ）のエッ
チング終了前にエッチングされる。従って、厚みが漸次
変化したエッチングマスク３の斜面構造７では、薄い部
分から漸次マスクがエッチング終了し、フッ素化ポリイ
ミド膜Ａ1 が漸次露出してエッチングが開始することに
なり、その傾斜厚みに応じてエッチングが進行するた
め、斜面構造７に対応する光導波路コア１に、斜面の反
射ミラー８が形成されることになる。
ラズマによりエッチングを受けるため、エッチングマス
ク厚が薄い部分は（例えば２μｍ以下）、所望の膜厚ま
でフッ素化ポリイミド膜Ａ1 （例えば１０μｍ）のエッ
チング終了前にエッチングされる。従って、厚みが漸次
変化したエッチングマスク３の斜面構造７では、薄い部
分から漸次マスクがエッチング終了し、フッ素化ポリイ
ミド膜Ａ1 が漸次露出してエッチングが開始することに
なり、その傾斜厚みに応じてエッチングが進行するた
め、斜面構造７に対応する光導波路コア１に、斜面の反
射ミラー８が形成されることになる。
【００２０】以上のように製造された薄膜光導波路部品
において、シリコン熱酸化膜、フッ素化ポリイミド、空
気から構成されるリッヂ型光導波路中を伝播する導波光
Ｌは、導波路から出射した後、形成した反射ミラー８に
おいて反射し、空間中に取り出すことができた。
において、シリコン熱酸化膜、フッ素化ポリイミド、空
気から構成されるリッヂ型光導波路中を伝播する導波光
Ｌは、導波路から出射した後、形成した反射ミラー８に
おいて反射し、空間中に取り出すことができた。
【００２１】＜第２実施例＞この第２実施例は、図２
(7) に示すように、熱酸化シリコン基板２上に光導波路
の下地クラッド１１（光導波路コア１よりも屈折率の低
いフッ素化ポリイミド）を形成し、この下地クラッド１
１上に光導波路コア（フッ素化ポリイミド材）１を複数
列突設したリッヂ型光部品の例であり、下地クラッド１
１上に、第１実施例と同様にエッチングマスク（例えば
シリコン系ポジ型フォトレジスト）３を形成し、光量漸
増マスクパターン６が形成されたフォトマスク４によ
り、エッチングマスク３に斜面構造７を形成し、酸素プ
ラズマの反応性イオンエッチングにより光導波路コア１
・下地クラッド１１に反射ミラー８を形成する。以下、
工程順に詳述する。
(7) に示すように、熱酸化シリコン基板２上に光導波路
の下地クラッド１１（光導波路コア１よりも屈折率の低
いフッ素化ポリイミド）を形成し、この下地クラッド１
１上に光導波路コア（フッ素化ポリイミド材）１を複数
列突設したリッヂ型光部品の例であり、下地クラッド１
１上に、第１実施例と同様にエッチングマスク（例えば
シリコン系ポジ型フォトレジスト）３を形成し、光量漸
増マスクパターン６が形成されたフォトマスク４によ
り、エッチングマスク３に斜面構造７を形成し、酸素プ
ラズマの反応性イオンエッチングにより光導波路コア１
・下地クラッド１１に反射ミラー８を形成する。以下、
工程順に詳述する。
【００２２】(1) 熱酸化シリコン基板２上に、光導波路
下地クラッド１１となるフッ素化ポリイミド材をスピン
コーティング法により回転塗布し、キュア工程を経て、
フッ素化ポリイミド膜Ａ1 より屈折率の低いフッ素化ポ
リイミド膜Ａ11を例えば２０μｍ以下の厚さで成膜す
る。 (2) 下地クラッド１１上に、光導波路コア１となるフッ
素化ポリイミド材をスピンコーティング法により回転塗
布し、キュア工程を経て、フッ素化ポリイミド膜Ａ1 を
例えば１０μｍ以下の厚さで成膜する。
下地クラッド１１となるフッ素化ポリイミド材をスピン
コーティング法により回転塗布し、キュア工程を経て、
フッ素化ポリイミド膜Ａ1 より屈折率の低いフッ素化ポ
リイミド膜Ａ11を例えば２０μｍ以下の厚さで成膜す
る。 (2) 下地クラッド１１上に、光導波路コア１となるフッ
素化ポリイミド材をスピンコーティング法により回転塗
布し、キュア工程を経て、フッ素化ポリイミド膜Ａ1 を
例えば１０μｍ以下の厚さで成膜する。
【００２３】(3) フッ素化ポリイミド膜Ａ1 上にエッチ
ングマスク３となるシリコン系ポジ型フォトレジストＡ
3 を回転塗布し、プリベークを行って成膜する。 (4) シリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 にフォトマス
ク４を載せてパタニングを行う。このフォトマスク４
は、間隔をおいて平行な複数の直線パターン５を備え、
その直線パターン端部に例えば１μｍ以下のオーダの間
隔で配置された微小矩形パターン６ａの面積・密度によ
り露光時の透過量が光導波路の長手方向に漸増する構成
の光量漸増マスクパターン６（図２（Ｃ）参照）を備え
ている。
ングマスク３となるシリコン系ポジ型フォトレジストＡ
3 を回転塗布し、プリベークを行って成膜する。 (4) シリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 にフォトマス
ク４を載せてパタニングを行う。このフォトマスク４
は、間隔をおいて平行な複数の直線パターン５を備え、
その直線パターン端部に例えば１μｍ以下のオーダの間
隔で配置された微小矩形パターン６ａの面積・密度によ
り露光時の透過量が光導波路の長手方向に漸増する構成
の光量漸増マスクパターン６（図２（Ｃ）参照）を備え
ている。
【００２４】(5) 露光によりシリコン系ポジ型フォトレ
ジストＡ3 の光の当たった部分が構造変化し、溶媒処理
により溶解し、直線パターンのエッチングマスク３が得
られると共に、フォトマスク４の光量漸増部に対応する
エッチングマスク３のパターンは、透過量に比例した傾
斜の斜面構造７となる。 (6) 酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングによ
り、光導波路コア１となる部分以外のフッ素化ポリイミ
ド膜Ａ1 のエッチングを行う。
ジストＡ3 の光の当たった部分が構造変化し、溶媒処理
により溶解し、直線パターンのエッチングマスク３が得
られると共に、フォトマスク４の光量漸増部に対応する
エッチングマスク３のパターンは、透過量に比例した傾
斜の斜面構造７となる。 (6) 酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングによ
り、光導波路コア１となる部分以外のフッ素化ポリイミ
ド膜Ａ1 のエッチングを行う。
【００２５】(7) この際、エッチングマスク３も酸素プ
ラズマによりエッチングを受けるため、エッチングマス
ク厚が薄い部分は（例えば２μｍ以下）、所望の膜厚ま
でフッ素化ポリイミド膜Ａ1 （例えば１０μｍ）のエッ
チング終了前にエッチングされる。従って、厚みが漸次
変化したエッチングマスク３の斜面構造７では、薄い部
分から漸次マスクがエッチング終了し、フッ素化ポリイ
ミド膜Ａ1 ，Ａ11が漸次露出してエッチングが開始する
ことになり、その傾斜厚みに応じてエッチングが進行す
るため、斜面構造７に対応する光導波路コア１，下地ク
ラッド１１に、斜面の反射ミラー８が形成されることに
なる。
ラズマによりエッチングを受けるため、エッチングマス
ク厚が薄い部分は（例えば２μｍ以下）、所望の膜厚ま
でフッ素化ポリイミド膜Ａ1 （例えば１０μｍ）のエッ
チング終了前にエッチングされる。従って、厚みが漸次
変化したエッチングマスク３の斜面構造７では、薄い部
分から漸次マスクがエッチング終了し、フッ素化ポリイ
ミド膜Ａ1 ，Ａ11が漸次露出してエッチングが開始する
ことになり、その傾斜厚みに応じてエッチングが進行す
るため、斜面構造７に対応する光導波路コア１，下地ク
ラッド１１に、斜面の反射ミラー８が形成されることに
なる。
【００２６】以上のように製造された薄膜光導波路部品
において、シリコン熱酸化膜、下地クラッド・コアのフ
ッ素化ポリイミド、空気から構成されるリッヂ型光導波
路中を伝播する導波光Ｌは、導波路から出射した後、形
成した反射ミラー８において反射し、空間中に取り出す
ことができた。
において、シリコン熱酸化膜、下地クラッド・コアのフ
ッ素化ポリイミド、空気から構成されるリッヂ型光導波
路中を伝播する導波光Ｌは、導波路から出射した後、形
成した反射ミラー８において反射し、空間中に取り出す
ことができた。
【００２７】＜第３実施例＞この第３実施例は、図３(1
1)に示すように、光導波路コア（第１実施例と同じフッ
素化ポリイミド材）１を下地クラッド１１（光導波路コ
ア１よりも屈折率の低いフッ素化ポリイミド）と上部ク
ラッド１２（光導波路コア１よりも屈折率の低いフッ素
化ポリイミド）との間に埋め込んだ埋め込み型光部品の
例であり、クラッド１１，１２間に光導波路コア１のパ
ターンを形成した後、上部クラッド１２の上にエッチン
グマスク（例えばシリコン系ポジ型フォトレジスト）３
を形成し、光量漸増マスクパターン６が形成されたフォ
トマスク４により、エッチングマスク３に斜面構造７を
形成し、酸素プラズマの反応性イオンエッチングにより
上部クラッド１２・下地クラッド１１に反射ミラー８を
形成する。以下、工程順に詳述する。
1)に示すように、光導波路コア（第１実施例と同じフッ
素化ポリイミド材）１を下地クラッド１１（光導波路コ
ア１よりも屈折率の低いフッ素化ポリイミド）と上部ク
ラッド１２（光導波路コア１よりも屈折率の低いフッ素
化ポリイミド）との間に埋め込んだ埋め込み型光部品の
例であり、クラッド１１，１２間に光導波路コア１のパ
ターンを形成した後、上部クラッド１２の上にエッチン
グマスク（例えばシリコン系ポジ型フォトレジスト）３
を形成し、光量漸増マスクパターン６が形成されたフォ
トマスク４により、エッチングマスク３に斜面構造７を
形成し、酸素プラズマの反応性イオンエッチングにより
上部クラッド１２・下地クラッド１１に反射ミラー８を
形成する。以下、工程順に詳述する。
【００２８】(1) 熱酸化シリコン基板２上に、光導波路
下地クラッド１１となるフッ素化ポリイミド材をスピン
コーティング法により回転塗布し、キュア工程を経て、
フッ素化ポリイミド膜Ａ1 より屈折率の低いフッ素化ポ
リイミド膜Ａ11を例えば２０μｍ以下の厚さで成膜す
る。 (2) 下地クラッド１１上に、光導波路コア１となるフッ
素化ポリイミド材をスピンコーティング法により回転塗
布し、キュア工程を経て、フッ素化ポリイミド膜Ａ1 を
例えば１０μｍ以下の厚さで成膜する。
下地クラッド１１となるフッ素化ポリイミド材をスピン
コーティング法により回転塗布し、キュア工程を経て、
フッ素化ポリイミド膜Ａ1 より屈折率の低いフッ素化ポ
リイミド膜Ａ11を例えば２０μｍ以下の厚さで成膜す
る。 (2) 下地クラッド１１上に、光導波路コア１となるフッ
素化ポリイミド材をスピンコーティング法により回転塗
布し、キュア工程を経て、フッ素化ポリイミド膜Ａ1 を
例えば１０μｍ以下の厚さで成膜する。
【００２９】(3) フッ素化ポリイミド膜Ａ1 上にエッチ
ングマスク３’となるシリコン系ポジ型フォトレジスト
Ａ3 ’を回転塗布し、プリベークを行って成膜する。 (4) シリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 ’に図示しな
いフォトマスクを載せてパタニングを行う。このフォト
マスクには、光導波路コア１上の一部分（反射ミラーを
形成する部分）が開口されており、露光によりシリコン
系ポジ型フォトレジストＡ3 ’の光の当たった部分が構
造変化し、溶媒処理により溶解し、エッチングマスク
３’に開口部６’が形成される。
ングマスク３’となるシリコン系ポジ型フォトレジスト
Ａ3 ’を回転塗布し、プリベークを行って成膜する。 (4) シリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 ’に図示しな
いフォトマスクを載せてパタニングを行う。このフォト
マスクには、光導波路コア１上の一部分（反射ミラーを
形成する部分）が開口されており、露光によりシリコン
系ポジ型フォトレジストＡ3 ’の光の当たった部分が構
造変化し、溶媒処理により溶解し、エッチングマスク
３’に開口部６’が形成される。
【００３０】(5) 酸素プラズマを用いた反応性イオンエ
ッチングにより、エッチングマスク３’とフッ素化ポリ
イミド膜Ａ1 のエッチングを行い、光導波路コア１の一
部分１ａが除去された所定の光導波路回路パターンが形
成される。 (6) このような光導波路コア１の回路パターンの上に、
光導波路上部クラッド１２となるフッ素化ポリイミド材
を回転塗布し、キュア工程を経て、フッ素化ポリイミド
膜Ａ1 より屈折率の低いフッ素化ポリイミド膜Ａ12を成
膜する。
ッチングにより、エッチングマスク３’とフッ素化ポリ
イミド膜Ａ1 のエッチングを行い、光導波路コア１の一
部分１ａが除去された所定の光導波路回路パターンが形
成される。 (6) このような光導波路コア１の回路パターンの上に、
光導波路上部クラッド１２となるフッ素化ポリイミド材
を回転塗布し、キュア工程を経て、フッ素化ポリイミド
膜Ａ1 より屈折率の低いフッ素化ポリイミド膜Ａ12を成
膜する。
【００３１】(7) 光導波路上部クラッド１２上にエッチ
ングマスク３となるシリコン系ポジ型フォトレジストＡ
3 を回転塗布し、プリベークを経て成膜する。 (8) シリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 にフォトマス
ク４を載せてパタニングを行う。このフォトマスク４
は、光導波路コア１の除去部分１ａに、例えば１μｍ以
下のオーダの間隔で配置された微小矩形パターン６ａの
面積・密度により露光時の透過量が光導波路の長手方向
に漸増する構成の光量漸増マスクパターン６を備えてい
る。
ングマスク３となるシリコン系ポジ型フォトレジストＡ
3 を回転塗布し、プリベークを経て成膜する。 (8) シリコン系ポジ型フォトレジストＡ3 にフォトマス
ク４を載せてパタニングを行う。このフォトマスク４
は、光導波路コア１の除去部分１ａに、例えば１μｍ以
下のオーダの間隔で配置された微小矩形パターン６ａの
面積・密度により露光時の透過量が光導波路の長手方向
に漸増する構成の光量漸増マスクパターン６を備えてい
る。
【００３２】(9) シリコン系ポジ型フォトレジストＡ3
の露光により光の当たった部分が構造変化し、溶媒処理
により溶解し、フォトマスク４の光量漸増部に対応する
エッチングマスク３のパターンは、透過量に比例した傾
斜の斜面構造７となる。 (10)酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングによ
り、フッ素化ポリイミド膜Ａ12のエッチングを行う。
の露光により光の当たった部分が構造変化し、溶媒処理
により溶解し、フォトマスク４の光量漸増部に対応する
エッチングマスク３のパターンは、透過量に比例した傾
斜の斜面構造７となる。 (10)酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングによ
り、フッ素化ポリイミド膜Ａ12のエッチングを行う。
【００３３】(11)この際、エッチングマスク３も酸素プ
ラズマによりエッチングを受けるため、エッチングマス
ク厚が薄い部分は（例えば２μｍ以下）、所望の膜厚ま
でフッ素化ポリイミド膜Ａ12，Ａ11（例えば４０μｍ以
下）のエッチング終了前にエッチングされる。従って、
厚みが漸次変化したエッチングマスク３の斜面構造７で
は、薄い部分から漸次マスクがエッチング終了し、フッ
素化ポリイミド膜Ａ11，Ａ12が漸次露出してエッチング
が開始することになり、その傾斜厚みに応じてエッチン
グが進行するため、斜面構造７に対応する上部クラッド
１２，下地クラッド１１に斜面の反射ミラー８が形成さ
れることになる。
ラズマによりエッチングを受けるため、エッチングマス
ク厚が薄い部分は（例えば２μｍ以下）、所望の膜厚ま
でフッ素化ポリイミド膜Ａ12，Ａ11（例えば４０μｍ以
下）のエッチング終了前にエッチングされる。従って、
厚みが漸次変化したエッチングマスク３の斜面構造７で
は、薄い部分から漸次マスクがエッチング終了し、フッ
素化ポリイミド膜Ａ11，Ａ12が漸次露出してエッチング
が開始することになり、その傾斜厚みに応じてエッチン
グが進行するため、斜面構造７に対応する上部クラッド
１２，下地クラッド１１に斜面の反射ミラー８が形成さ
れることになる。
【００３４】以上のように製造された薄膜光導波路部品
において、コア・上下クラッドともにフッ素化ポリイミ
ドで構成される埋め込み型光導波路中を伝播する導波光
Ｌは、導波路から出射した後、形成した反射ミラー８に
おいて反射し、空間中に取り出されることとなる。
において、コア・上下クラッドともにフッ素化ポリイミ
ドで構成される埋め込み型光導波路中を伝播する導波光
Ｌは、導波路から出射した後、形成した反射ミラー８に
おいて反射し、空間中に取り出されることとなる。
【００３５】なお、以上は本発明を実施例に基づいて具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変
更可能であることはもちろんである。例えば、前記実施
例ではミラー面をポリイミド面のままとしているが、形
成したミラー面において反射効率を高めるために金属蒸
着を行ってもよい。
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変
更可能であることはもちろんである。例えば、前記実施
例ではミラー面をポリイミド面のままとしているが、形
成したミラー面において反射効率を高めるために金属蒸
着を行ってもよい。
【００３６】また、前記実施例では矩形パターンの密
度、面積を変化させることにより光量を漸増・漸減して
いくマスクパターン構造としたが、本実施例以外に例え
ばスリット構造とすることにより光量を制御する構成と
してもよいことはいうまでもない。さらに、エッチング
方法として反応性イオンエッチング法を取り上げたが、
エキシマレーザによるエッチング法を用いてもよい。
度、面積を変化させることにより光量を漸増・漸減して
いくマスクパターン構造としたが、本実施例以外に例え
ばスリット構造とすることにより光量を制御する構成と
してもよいことはいうまでもない。さらに、エッチング
方法として反応性イオンエッチング法を取り上げたが、
エキシマレーザによるエッチング法を用いてもよい。
【００３７】
【発明の効果】前述の通り、この発明のミラー形成方法
は、開口部の大きさまたは密度が光導波路長手方向に漸
次増減するマスクパターンを部分的に備えたフォトマス
クを用いて、ミラー形成位置に斜面構造を有するフォト
レジストのエッチングマスクを形成し、このようなエッ
チングマスクを用いて反応性イオンエッチング等のドラ
イエッチングを行うようにしたため、フォトリソグラフ
ィ技術によりミラーを光導波路中に一体的に形成するこ
とができ、大面積で数多くのミラーが必要な薄膜光導波
路回路構成においてもミラーを一括して短時間に作製す
ることができ、作成能率を大幅に向上させることができ
る。
は、開口部の大きさまたは密度が光導波路長手方向に漸
次増減するマスクパターンを部分的に備えたフォトマス
クを用いて、ミラー形成位置に斜面構造を有するフォト
レジストのエッチングマスクを形成し、このようなエッ
チングマスクを用いて反応性イオンエッチング等のドラ
イエッチングを行うようにしたため、フォトリソグラフ
ィ技術によりミラーを光導波路中に一体的に形成するこ
とができ、大面積で数多くのミラーが必要な薄膜光導波
路回路構成においてもミラーを一括して短時間に作製す
ることができ、作成能率を大幅に向上させることができ
る。
【図１】（Ａ) は、この発明の第１実施例におけるミラ
ー形成方法を工程順に示した縦断面図、（Ｂ）はその横
断面図、（Ｃ）はフォトマスクの光量漸増マスクパター
ンにおける透過量の変化を示すグラフである。
ー形成方法を工程順に示した縦断面図、（Ｂ）はその横
断面図、（Ｃ）はフォトマスクの光量漸増マスクパター
ンにおける透過量の変化を示すグラフである。
【図２】（Ａ）は、この発明の第２実施例におけるミラ
ー形成方法を工程順に示した縦断面図、（Ｂ）はその横
断面図、（Ｃ）はフォトマスクの光量漸増マスクパター
ンにおける透過量の変化を示すグラフである。
ー形成方法を工程順に示した縦断面図、（Ｂ）はその横
断面図、（Ｃ）はフォトマスクの光量漸増マスクパター
ンにおける透過量の変化を示すグラフである。
【図３】（Ａ）は、この発明の第３実施例におけるミラ
ー形成方法を工程順に示した縦断面図、（Ｂ）はその横
断面図である。
ー形成方法を工程順に示した縦断面図、（Ｂ）はその横
断面図である。
【図４】従来のミラー形成方法を示す断面図である。
１ 光導波路コア（Ａ1 フッ素化ポリイミド膜） ２ 熱酸化シリコン基板 ３ エッチングマスク（Ａ3 シリコン系ポジ型フォ
トレジスト） ４ フォトマスク ５ 直線パターン ６ 光量漸増マスクパターン ６ａ 微小矩形パターン ７ 斜面構造 ８ 反射ミラー １１ 下地クラッド １２ 上部クラッド
トレジスト） ４ フォトマスク ５ 直線パターン ６ 光量漸増マスクパターン ６ａ 微小矩形パターン ７ 斜面構造 ８ 反射ミラー １１ 下地クラッド １２ 上部クラッド
Claims (3)
- 【請求項１】 誘電体基板上に形成された光導波路に、
光導波路中の導波光を反射するミラーを一体的に形成す
る方法であって、(a) 誘電体基板上に光導波路コア材を
成膜した後、この光導波路コア材上にフォトレジストを
成膜する工程と、(b) 開口部の大きさまたは密度が光導
波路の長手方向に漸次増加または減少するマスクパター
ンを一部に備えたフォトマスクを用いて、前記フォトレ
ジストをパタニングする工程と、(c) 前記パタニングさ
れたフォトレジストとその下層膜とをドライエッチング
法によりエッチングする工程からなることを特徴とする
光導波路端部ミラーの形成方法。 - 【請求項２】 誘電体基板上に形成された光導波路に、
光導波路中の導波光を反射するミラーを一体的に形成す
る方法であって、(a) 誘電体基板上に光導波路の下地ク
ラッド材を成膜する工程と、(b) この下地クラッド材上
に光導波路コア材を成膜した後、この光導波路コア材上
にフォトレジストを成膜する工程と、(c) 開口部の大き
さまたは密度が光導波路の長手方向に漸次増加または減
少するマスクパターンを一部に備えたフォトマスクを用
いて、前記フォトレジストをパタニングする工程と、
(d) 前記パタニングされたフォトレジストとその下層膜
とをドライエッチング法によりエッチングする工程から
なることを特徴とする光導波路端部ミラーの形成方法。 - 【請求項３】 誘電体基板上に形成された光導波路に、
光導波路中の導波光を反射するミラーを一体的に形成す
る方法であって、(a) 誘電体基板上に光導波路の下地ク
ラッド材を成膜する工程と、(b) この下地クラッド材上
に光導波路コア材を成膜した後、この光導波路コア材上
にフォトレジストを成膜する工程と、(c) 前記フォトレ
ジストをフォトマスクを用いてパタニングした後、ドラ
イエッチング法により光導波路コアをエッチング形成す
る工程と、(d) 前記光導波路コア上に上部クラッドを成
膜した後、この上部クラッド上にフォトレジストを成膜
する工程と、(e) 開口部の大きさまたは密度が光導波路
の長手方向に漸次増加または減少するマスクパターンを
一部に備えたフォトマスクを用いて、前記フォトレジス
トをパタニングする工程と、(d) 前記パタニングされた
フォトレジストとその下層膜とをドライエッチング法に
よりエッチングする工程からなることを特徴とする光導
波路端部ミラーの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5693293A JP3079401B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 光導波路端部ミラーの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5693293A JP3079401B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 光導波路端部ミラーの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265738A true JPH06265738A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3079401B2 JP3079401B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=13041296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5693293A Expired - Lifetime JP3079401B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 光導波路端部ミラーの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079401B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001031369A1 (fr) * | 1999-10-28 | 2001-05-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Composant optique et procede de fabrication de film polyimide epais |
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| KR101387694B1 (ko) * | 2013-03-29 | 2014-04-21 | 우리로광통신주식회사 | 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법 |
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-
1993
- 1993-03-17 JP JP5693293A patent/JP3079401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7251076B1 (en) | 1999-10-28 | 2007-07-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical component and method for producing thick polyimide film |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3079401B2 (ja) | 2000-08-21 |
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