JPH11211927A - Production of optical waveguide - Google Patents
Production of optical waveguideInfo
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- JPH11211927A JPH11211927A JP1577498A JP1577498A JPH11211927A JP H11211927 A JPH11211927 A JP H11211927A JP 1577498 A JP1577498 A JP 1577498A JP 1577498 A JP1577498 A JP 1577498A JP H11211927 A JPH11211927 A JP H11211927A
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- etching
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路製造方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信技術の発展に伴い、種々の光デバ
イスの開発が行われている。また、各種の光デバイスは
光導波路上に形成される場合が多い。これは、石英系ガ
ラスからなる光導波路は低損失であり、信号光の伝送媒
体である光ファイバとの接続損失が小さく、また、量産
性や信頼性が優れているからである。2. Description of the Related Art With the development of optical communication technology, various optical devices have been developed. In addition, various optical devices are often formed on an optical waveguide. This is because the optical waveguide made of silica glass has a low loss, a small connection loss with an optical fiber as a transmission medium of signal light, and is excellent in mass productivity and reliability.
【0003】このような光導波路は、低屈折率の基板
(例えばSiO2 )上に高屈折率のコア用ガラス膜(例
えばSiO2-TiO2 )を形成し、さらにコア用ガラス
膜の上に所定形状のエッチングマスクを形成し、C2F6
とCHF3 との混合ガスを用いてコア用ガラス膜を所定
形状にエッチングして、断面が矩形状であって光を伝搬
させる領域であるコア領域を基板上に作成する(例えば
特開平2−33106号公報を参照)。In such an optical waveguide, a high-refractive-index core glass film (eg, SiO 2 —TiO 2 ) is formed on a low-refractive-index substrate (eg, SiO 2 ), and further formed on the core glass film. An etching mask having a predetermined shape is formed, and C 2 F 6
The glass film for the core is etched into a predetermined shape by using a mixed gas of CH 2 and CHF 3, and a core region having a rectangular cross section and transmitting light is formed on the substrate (for example, see Japanese Unexamined Patent Application Publication No. No. 33106).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例におけるエッチングの際に、C2F6とCHF3 との
混合ガスを用いていることから、コア領域の側面がエッ
チングされ易く、エッチングにより作成されたコア領域
の幅はエッチングマスク幅より狭くなる。したがって、
所望の幅のコア領域を有する光導波路すなわち所望の性
能を有する光導波路を製造することは困難である。[SUMMARY OF THE INVENTION However, in the etching in the above conventional example, since it is a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3, easy side of the core region is etched, created by etching The width of the core region is smaller than the width of the etching mask. Therefore,
It is difficult to manufacture an optical waveguide having a core region of a desired width, that is, an optical waveguide having a desired performance.
【0005】また、エッチングによるコア領域の幅はエ
ッチングマスク幅より1μm〜2μm程度狭くなること
から、この程度の幅のコア領域を有する光導波路を製造
することはできない。Further, since the width of the core region formed by etching becomes smaller by about 1 μm to 2 μm than the width of the etching mask, it is impossible to manufacture an optical waveguide having a core region having such a width.
【0006】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、所望の幅(特に微細な幅)のコア領域
を有する光導波路を容易に製造することができる光導波
路製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an optical waveguide manufacturing method capable of easily manufacturing an optical waveguide having a core region having a desired width (particularly, a fine width) is provided. The purpose is to provide.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る光導波路製
造方法は、(1) コア領域となるべきコア用ガラス膜をガ
ラス層の上に形成する第1の工程と、(2) コア用ガラス
膜の上にエッチングマスクを形成する第2の工程と、
(3) エッチングマスクを介してコア用ガラス膜をc-C4
F8ガスを用いてエッチングしてコア領域を形成する第
3の工程と、を備えることを特徴とする。上記ガラス層
は、基板であってもよいし、基板の上に形成されたバッ
ファ用ガラス膜であるのも好適である。According to the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical waveguide, comprising: (1) a first step of forming a core glass film to be a core region on a glass layer; A second step of forming an etching mask on the glass film;
(3) The core glass film is c-C 4
A third step of forming a core region by etching using F 8 gas. The glass layer may be a substrate or a buffer glass film formed on the substrate.
【0008】この光導波路製造方法によれば、第1の工
程により、ガラス層の上にコア用ガラス膜が形成され、
第2の工程により、このコア用ガラス膜の上にエッチン
グマスクが形成され、第3の工程により、このエッチン
グマスクを介してコア用ガラス膜がc-C4F8ガスにより
エッチングされてコア領域が形成される。このエッチン
グに際して、c-C4F8ガスが分解されて、ラジカル種で
あるC2F4が生成され、このC2F4の重合膜がコア領域
の側面にも付着する。そして、この重合膜がエッチング
に対する保護膜として作用する。According to this optical waveguide manufacturing method, a core glass film is formed on a glass layer in the first step,
In the second step, an etching mask is formed on the core glass film, and in the third step, the core glass film is etched by c-C 4 F 8 gas through the etching mask to form a core region. Is formed. In this etching, it is decomposed c-C 4 F 8 gas, C 2 F 4 is a radical species are generated, polymerization film of C 2 F 4 adheres to the side surface of the core region. This polymer film functions as a protective film against etching.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【0010】(第1の実施形態)先ず、第1の実施形態
について図1および図2を用いて説明する。図1は、第
1の実施形態に係る光導波路製造方法を説明するフロー
チャート図である。図2は、第1の実施形態に係る光導
波路製造方法における各ステップ後の断面図である。(First Embodiment) First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a flowchart illustrating an optical waveguide manufacturing method according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view after each step in the optical waveguide manufacturing method according to the first embodiment.
【0011】最初に、基板11を用意する。この基板1
1は例えばSiO2 からなる。ステップS10では、こ
の基板11の一方の面の上に高屈折率のコア用ガラス膜
13を形成する(図2(a))。すなわち、所定の組成
のガラス微粒子をFHD(Flame hydrolysis depositio
n )法により堆積させ、これを1300℃〜1500℃
で熱処理して透明化し、この透明化されたガラスをコア
用ガラス膜13とする。例えば、このコア用ガラス膜1
3は、組成がSiO2-GeO2-B2O3-P2O5であり、
膜厚が8μmである。First, a substrate 11 is prepared. This substrate 1
1 is made of, for example, SiO 2 . In step S10, a high refractive index core glass film 13 is formed on one surface of the substrate 11 (FIG. 2A). That is, glass particles having a predetermined composition are mixed with FHD (Flame hydrolysis depositio).
n) Deposition by the method, and this is carried out at 1300 ° C. to 1500 ° C.
The transparentized glass is used as a core glass film 13. For example, this core glass film 1
3 has a composition of SiO 2 —GeO 2 —B 2 O 3 —P 2 O 5 ,
The film thickness is 8 μm.
【0012】ステップS11では、コア用ガラス膜13
の上にレジスト膜14を塗布する(図2(b))。この
レジスト膜14の膜厚は、例えば10μmである。ステ
ップS12では、一般的なフォトリソグラフィ技術を用
いてレジスト膜14を露光・現像してエッチングマスク
14Aを形成する(図2(c))。In step S11, the core glass film 13
A resist film 14 is applied on the substrate (FIG. 2B). The thickness of the resist film 14 is, for example, 10 μm. In step S12, the resist film 14 is exposed and developed using a general photolithography technique to form an etching mask 14A (FIG. 2C).
【0013】ステップS13では、このエッチングマス
ク14Aを介してコア用ガラス膜13をドライエッチン
グしてコア領域13Aを形成する(図2(d))。この
エッチングに際にエッチングガスとして環状構造を有す
るc-C4F8ガスを用いる。このエッチングにより、コア
用ガラス膜13のうちエッチングマスク14Aの下方の
部分は残存してコア領域13Aとなり、他の部分は除去
される。また、エッチングガスとしてc-C4F8ガスを用
いることにより、コア領域13Aの側面のエッチング量
すなわちコア細り量は僅かとなる。In step S13, the core glass film 13 is dry-etched through the etching mask 14A to form a core region 13A (FIG. 2D). In this etching, a c-C 4 F 8 gas having a ring structure is used as an etching gas. By this etching, a portion of the core glass film 13 below the etching mask 14A remains and becomes the core region 13A, and the other portions are removed. Further, by using c-C 4 F 8 gas as the etching gas, the amount of etching on the side surface of the core region 13A, that is, the amount of core thinning becomes small.
【0014】ステップS14では、エッチングマスク1
4Aとして残っていたレジスト膜を除去する(図2
(e))。そして、ステップS15では、FHD法によ
り低屈折率のクラッド用ガラス膜15を形成する(図2
(f))。例えば、このクラッド用ガラス膜15は、組
成がSiO2 であり、膜厚が50μmである。このよう
にして製造された光導波路は、低屈折率の基板11およ
びクラッド用ガラス膜15からなるクラッド領域に高屈
折率のコア領域13Aが埋め込まれたものとなる。In step S14, the etching mask 1
The resist film remaining as 4A is removed (FIG. 2).
(E)). Then, in step S15, the cladding glass film 15 having a low refractive index is formed by the FHD method.
(F)). For example, the cladding glass film 15 has a composition of SiO 2 and a thickness of 50 μm. The optical waveguide manufactured as described above has a core region 13A having a high refractive index embedded in a cladding region composed of a substrate 11 having a low refractive index and a glass film 15 for cladding.
【0015】次に、本実施形態および従来技術それぞれ
に依る光導波路製造方法を比較する。図3は、第1の実
施形態および従来技術それぞれの光導波路製造方法にお
けるエッチングの条件と結果とをまとめた図表である。Next, the optical waveguide manufacturing methods according to the present embodiment and the prior art will be compared. FIG. 3 is a table summarizing etching conditions and results in the optical waveguide manufacturing methods of the first embodiment and the prior art.
【0016】従来技術に依る光導波路製造方法における
エッチング条件は、エッチングガスがC2F6(90sc
cm)とCHF3 (10sccm)との混合ガスであ
り、高周波電界のパワーが150Wであり、エッチング
ガスの圧力が4.0Paである。この条件の下でエッチ
ングを行ったところ、SiO2 に対するエッチレートは
0.06μm/minであり、コア細り量は2.0μm
であった。The etching conditions in the optical waveguide manufacturing method according to the prior art are as follows. The etching gas is C 2 F 6 (90 sc).
cm) and CHF 3 (10 sccm), the power of the high-frequency electric field is 150 W, and the pressure of the etching gas is 4.0 Pa. When etching was performed under these conditions, the etch rate for SiO 2 was 0.06 μm / min, and the core thinning amount was 2.0 μm.
Met.
【0017】一方、本実施形態に係る光導波路製造方法
におけるエッチング条件は、エッチングガスがc-C4F8
(100sccm)であり、高周波電界のパワーが20
0Wであり、エッチングガスの圧力が5.0Paであ
る。この条件の下でエッチングを行ったところ、SiO
2 に対するエッチレートは0.04μm/minであ
り、コア細り量は0.25μmであった。このように、
従来技術に依る光導波路製造方法と比べて、本実施形態
に係る光導波路製造方法によれば、コア細り量が著しく
低減される。On the other hand, the etching conditions in the optical waveguide manufacturing method according to the present embodiment are such that the etching gas is c-C 4 F 8.
(100 sccm) and the power of the high-frequency electric field is 20
0 W, and the pressure of the etching gas is 5.0 Pa. When etching was performed under these conditions, SiO 2
The etch rate for No. 2 was 0.04 μm / min, and the core thinning amount was 0.25 μm. in this way,
According to the optical waveguide manufacturing method according to the present embodiment, as compared with the optical waveguide manufacturing method according to the related art, the core thinning amount is significantly reduced.
【0018】このことは以下のように説明され得る。す
なわち、c-C4F8ガスがエッチングガスとして用いられ
ると、図4に示すように、高周波電界中でc-C4F8ガス
は分解されて、ラジカル種であるC2F4が生成される。
このC2F4は重合してフルオロカーボン膜を形成し易
く、図5に示すように、その重合膜はコア領域13Aの
側面にも付着する。そして、この重合膜がエッチングに
対する保護膜として作用することから、コア領域13A
の側面のエッチング量は低減され、コア細り量が減少す
る。This can be explained as follows. That is, when c-C 4 F 8 gas is used as an etching gas, as shown in FIG. 4, the c-C 4 F 8 gas is decomposed in a high-frequency electric field to generate C 2 F 4 as a radical species. Is done.
This C 2 F 4 is easily polymerized to form a fluorocarbon film, and as shown in FIG. 5, the polymerized film also adheres to the side surface of the core region 13A. Since this polymer film acts as a protective film against etching, the core region 13A
The amount of etching on the side surface of is reduced, and the amount of core thinning is reduced.
【0019】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
について図6および図7を用いて説明する。本実施形態
に係る光導波路製造方法は、第1の実施形態の場合と比
較して、基板とコア領域との間にバッファ用ガラス膜が
形成される点で異なる。図6は、第2の実施形態に係る
光導波路製造方法を説明するフローチャート図である。
図7は、第2の実施形態に係る光導波路製造方法におけ
る各ステップ後の断面図である。(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. The optical waveguide manufacturing method according to this embodiment is different from the first embodiment in that a buffer glass film is formed between a substrate and a core region. FIG. 6 is a flowchart for explaining the optical waveguide manufacturing method according to the second embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view after each step in the optical waveguide manufacturing method according to the second embodiment.
【0020】最初に、基板21を用意する。この基板2
1は例えばSiO2 からなる。ステップS20では、こ
の基板21の一方の面の上に低屈折率のバッファ用ガラ
ス膜22を形成する。すなわち、所定の組成のガラス微
粒子をFHD法により堆積させ、これを1300℃〜1
500℃で熱処理して透明化し、この透明化されたガラ
スをバッファ用ガラス膜22とする。例えば、バッファ
用ガラス膜22の組成はSiO2 である。続くステップ
S21では、バッファ用ガラス膜22の上に高屈折率の
コア用ガラス膜23を形成する(図7(a))。このと
きも同様に、FHD法に依るガラス微粒子の堆積と熱処
理に依る透明化によりコア用ガラス膜23を形成する。
例えば、コア用ガラス膜23は、組成がSiO2-GeO
2-B2O3-P2O5であり、膜厚が8μmである。First, a substrate 21 is prepared. This substrate 2
1 is made of, for example, SiO 2 . In step S20, a low refractive index buffer glass film 22 is formed on one surface of the substrate 21. That is, glass fine particles having a predetermined composition are deposited by the FHD method,
The transparentized glass is heat-treated at 500 ° C., and the transparentized glass is used as the buffer glass film 22. For example, the composition of the buffer glass film 22 is SiO 2 . In the following step S21, a core glass film 23 having a high refractive index is formed on the buffer glass film 22 (FIG. 7A). At this time, similarly, the core glass film 23 is formed by deposition of glass fine particles by the FHD method and transparency by the heat treatment.
For example, the core glass film 23 has a composition of SiO 2 —GeO.
2- B 2 O 3 -P 2 O 5 , and the film thickness is 8 μm.
【0021】ステップS22では、コア用ガラス膜23
の上にレジスト膜24を塗布する(図7(b))。この
レジスト膜24の膜厚は、例えば10μmである。ステ
ップS23では、一般的なフォトリソグラフィ技術を用
いてレジスト膜24を露光・現像してエッチングマスク
24Aを形成する(図7(c))。In step S22, the core glass film 23
A resist film 24 is applied on the substrate (FIG. 7B). The thickness of the resist film 24 is, for example, 10 μm. In step S23, the resist film 24 is exposed and developed using a general photolithography technique to form an etching mask 24A (FIG. 7C).
【0022】ステップS24では、このエッチングマス
ク24Aを介してコア用ガラス膜23をドライエッチン
グしてコア領域23Aを形成する(図7(d))。この
エッチングに際にエッチングガスとしてc-C4F8ガスを
用いる。このエッチングにより、コア用ガラス膜23の
うちエッチングマスク24Aの下方の部分は残存してコ
ア領域23Aとなり、他の部分は除去される。また、エ
ッチングガスとしてc-C4F8ガスを用いることにより、
コア領域23Aの側面のエッチング量すなわちコア細り
量は僅かとなる。In step S24, the core glass film 23 is dry-etched through the etching mask 24A to form a core region 23A (FIG. 7D). In this etching, a c-C 4 F 8 gas is used as an etching gas. By this etching, a portion of the core glass film 23 below the etching mask 24A remains and becomes the core region 23A, and other portions are removed. Also, by using c-C 4 F 8 gas as an etching gas,
The etching amount on the side surface of the core region 23A, that is, the core thinning amount is small.
【0023】ステップS25では、エッチングマスク2
4Aとして残っていたレジスト膜を除去する(図7
(e))。そして、ステップS26では、FHD法によ
り低屈折率のクラッド用ガラス膜25を形成する(図7
(f))。例えば、このクラッド用ガラス膜25は、組
成がSiO2 であり、膜厚が50μmである。このよう
にして製造された光導波路は、低屈折率のバッファ用ガ
ラス膜22およびクラッド用ガラス膜25からなるクラ
ッド領域に高屈折率のコア領域23Aが埋め込まれたも
のとなる。In step S25, the etching mask 2
The resist film remaining as 4A is removed (FIG. 7).
(E)). Then, in step S26, a low refractive index clad glass film 25 is formed by the FHD method.
(F)). For example, the cladding glass film 25 has a composition of SiO 2 and a thickness of 50 μm. The optical waveguide manufactured in this manner has a core region 23A having a high refractive index embedded in a cladding region composed of a buffer glass film 22 and a cladding glass film 25 having a low refractive index.
【0024】本実施形態および従来技術それぞれに依る
光導波路製造方法を比較したところ、本実施形態に係る
光導波路製造方法は、充分なエッチレートが確保される
一方で、従来技術と比較してコア細り量が著しく低減さ
れた。A comparison between the optical waveguide manufacturing method according to the present embodiment and the optical waveguide manufacturing method according to each of the prior arts shows that the optical waveguide manufacturing method according to the present embodiment has a sufficient The amount of thinning was significantly reduced.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、第1の工程により、ガラス層の上にコア用ガラ
ス膜が形成され、第2の工程により、このコア用ガラス
膜の上にエッチングマスクが形成され、第3の工程によ
り、このエッチングマスクを介してコア用ガラス膜がc-
C4F8ガスによりエッチングされてコア領域が形成され
る。このエッチングに際して、c-C4F8ガスが分解され
て、ラジカル種であるC2F4が生成され、このC2F4の
重合膜がコア領域の側面にも付着する。そして、この重
合膜がエッチングに対する保護膜として作用する。した
がって、コア領域の側面のエッチング量は低減され、コ
ア細り量が減少する。すなわち、所望の幅(特に微細な
幅)のコア領域を有する光導波路を容易に製造すること
ができる。As described in detail above, according to the present invention, the core glass film is formed on the glass layer in the first step, and the core glass film is formed in the second step. An etching mask is formed thereon, and in the third step, the glass film for the core is c-
The core region is formed by etching with the C 4 F 8 gas. In this etching, it is decomposed c-C 4 F 8 gas, C 2 F 4 is a radical species are generated, polymerization film of C 2 F 4 adheres to the side surface of the core region. This polymer film functions as a protective film against etching. Therefore, the etching amount on the side surface of the core region is reduced, and the core thinning amount is reduced. That is, an optical waveguide having a core region having a desired width (particularly, a fine width) can be easily manufactured.
【図1】第1の実施形態に係る光導波路製造方法を説明
するフローチャート図である。FIG. 1 is a flowchart illustrating an optical waveguide manufacturing method according to a first embodiment.
【図2】第1の実施形態に係る光導波路製造方法におけ
る各ステップ後の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view after each step in the optical waveguide manufacturing method according to the first embodiment.
【図3】第1の実施形態および従来技術それぞれの光導
波路製造方法におけるエッチングの条件と結果とをまと
めた図表である。FIG. 3 is a table summarizing etching conditions and results in the optical waveguide manufacturing methods of the first embodiment and the conventional technology.
【図4】c-C4F8ガスからC2F4への分解を説明する図
である。FIG. 4 is a diagram illustrating decomposition of c-C 4 F 8 gas into C 2 F 4 .
【図5】C2F4重合膜の形成を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the formation of a C 2 F 4 polymerized film.
【図6】第2の実施形態に係る光導波路製造方法を説明
するフローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating an optical waveguide manufacturing method according to a second embodiment.
【図7】第2の実施形態に係る光導波路製造方法におけ
る各ステップ後の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view after each step in an optical waveguide manufacturing method according to a second embodiment.
11…基板、13…コア用ガラス膜、13A…コア領
域、14…レジスト膜、14A…エッチングマスク、1
5…クラッド用ガラス膜、21…基板、22…バッファ
用ガラス膜。23…コア用ガラス膜、23A…コア領
域、24…レジスト膜、24A…エッチングマスク、2
5…クラッド用ガラス膜。11: substrate, 13: glass film for core, 13A: core region, 14: resist film, 14A: etching mask, 1
5: clad glass film, 21: substrate, 22: buffer glass film. 23: core glass film, 23A: core region, 24: resist film, 24A: etching mask, 2
5 ... Glass film for cladding.
Claims (2)
ラス層の上に形成する第1の工程と、 前記コア用ガラス膜の上にエッチングマスクを形成する
第2の工程と、 前記エッチングマスクを介して前記コア用ガラス膜をc-
C4F8ガスを用いてエッチングしてコア領域を形成する
第3の工程と、 を備えることを特徴とする光導波路製造方法。1. A first step of forming a core glass film to be a core region on a glass layer, a second step of forming an etching mask on the core glass film, and the etching mask Through the core glass film c-
A third step of forming a core region by etching using a C 4 F 8 gas.
ッファ用ガラス膜であることを特徴とする請求項1記載
の光導波路製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the glass layer is a buffer glass film formed on a substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1577498A JPH11211927A (en) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | Production of optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1577498A JPH11211927A (en) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | Production of optical waveguide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11211927A true JPH11211927A (en) | 1999-08-06 |
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ID=11898167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1577498A Pending JPH11211927A (en) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | Production of optical waveguide |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH11211927A (en) |
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- 1998-01-28 JP JP1577498A patent/JPH11211927A/en active Pending
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