KR100263195B1 - 광도파로 소자의 제작 방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야.

본 발명은 사진식각 공정으로 웨이퍼상에 광도파로소자 패턴을 제작하는 방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제.

본 발명은 광도파로소자 패턴을 웨이퍼상에 일정한 각도로 경사지게 형성하므로 광도파로의 단면을 연마하는 공정을 삭제할 수 있는 광도파로 소자의 제작 방법을 제공하는데 있다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

본 발명은 사진식각 공정으로 웨이퍼에 광도파로 소자 패턴을 형성하여 스크라이브 하는 광도파로 소자 패턴 제작방법에 있어서, 상기 웨이퍼의 스크라이브라인상에 광도파로 소자의 접속단면이 비스듬히 걸리도록 각 광도파로 소자의 패턴을 일정 각도로 각각 회전시켜서 기울어지도록 한다.

라. 발명의 중요한 용도.

본 발명은 광도파로의 연마에 의한 광도파로 소자의 수율 감소를 방지할 수 있으며, 또한 상기 광도파로 소자의 원가를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

Description

광도파로 소자의 제작 방법. { METHOD FABRICATING OPTICAL WAVEGUIDE COMPONENTS }

본 발명은 사진식각 공정으로 웨이퍼(Wafer)상에 광도파로소자 패턴을 제작하는 방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 수직, 수평 스크라이브-라인과 일정한 각도로 광도파로소자 패턴을 위치시켜 광도파로 소자의 단면을 연마할 필요가 없는 광도파로 소자의 제작 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 광도파로 소자와 광섬유간을 접속시킬 때 문제가 되는 요소로는 접속시에 발생하는 프레넬 반사 손실과 정렬의 어긋남으로 인해 생기는 정렬 손실 그리고 상기 광도파로 소자와 광섬유 간의 접속으로 인한 빛의 반사에 의해서 광도파로 소자의 성능이 저하되는 영향 등을 들 수 있다.

이러한 결과로서, 현재의 기술은 정렬이나 프레넬 반사에 의한 접속 손실은 거의 해결하였으나, 반사 손실의 경우에는 광도파로와 광섬유를 맞부딧힘 접속을 하였을 때 약 30dB의 수치를 나타낸다. 이 반사 손실의 영향은 상기 광도파로 소자에 의해 다시 경로가 바뀐 빛에 의한 크로스 토크 등을 유발시켜서 전체적인 시스템의 안정성에 직접 영향을 끼치는 요인이 된다. 이러한 영향을 제거하기 위하여, 상기 광도파로의 단면과 광섬유 어레이의 단면을 약 7도∼8도 정도로 경사지도록 연마한 후 서로 접속시켰다.

따라서, 상기 광섬유와 접속되는 광도파로 소자를 제작하기 위한 종래 기술의 제작 방법은 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 실리콘(Si) 재질의 웨이퍼(10)와 포토-마스크(Photo Mask)을 수직으로 정렬한 후, 사진식각(Photo-lithography) 공정을 통해 상기 웨이퍼(Wafer)(10)상에 다수개의 광도파로소자 패턴(30)을 형성시킨다. 그후, 각각의 광도파로소자 패턴(30)은 수직 스크라이브-라인(Vertical Scribe Line)(18)과 수평 스크라이브-라인(Horizontal Scribe Line)(16)에 의해 절단되어진다.

이때, 상기 수직, 수평 스크라이브-라인(16, 18)은 항상 서로 직각 방향으로 절단하며, 또한 상기 광도파로소자 패턴(30)이 상기 웨이퍼(10)상에서 각각으로 떨어져 나가면 다수개의 광도파로(32)가 형성된 광도파로 소자가 된다.

그후, 상기 다수개의 광도파로(32)가 형성된 광도파로 소자의 끝단면을 약 8도 정도로 경사지게 연마하므로써 광섬유와 접속되는 상기 광도파로(32)의 접촉면(34)은 8도의 각도로 연마되어진다.

위와 같은 방법으로 제작되어지는 광도파로 소자는 광도파로소자 패턴을 웨이퍼상에 직각으로 형성하여 수직, 수평 스크라이브-라인으로 절단한 후, 다시 각각의 광도파로 소자들을 지그를 이용하여 단면을 약 8도 정도로 경사지게 연마해야 하기 때문에 이러한 공정의 추가로 인해 조립 공수의 증가로 생산성이 감소되며, 또한 상기 광도파로 소자의 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 광도파로소자 패턴을 웨이퍼상에 일정한 각도로 경사지게 위치시키므로써 광도파로의 단면을 연마하는 공정을 삭제할 수 있는 광도파로 소자의 제작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 광도파로의 단면을 연마하는 공정의 삭제로 조립 공수의 감소 및 생산성을 향상시킬 수 있는 광도파로 소자의 제작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광도파로 소자의 원가를 감소시킬 수 있는 광도파로 소자의 제작 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 사진식각 공정으로 웨이퍼에 광도파로 소자 패턴을 형성하여 스크라이브 하는 광도파로 소자 패턴 제작방법에 있어서, 상기 웨이퍼의 스크라이브라인상에 광도파로 소자의 접속단면이 비스듬히 걸리도록 각 광도파로 소자의 패턴을 일정 각도로 각각 회전시켜서 기울어지도록 함을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술의 일실시예에 따른 웨이퍼(wafer)상에 광도파로소자 패턴(pattern)이 직각으로 형성된 상태를 나타낸 평면도.

도 2는 도 1에서 "A" 부분의 확대도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼(wafer)상에 광도파로소자 패턴(pattern)이 경사지게 위치된 상태를 나타낸 평면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼상에서 스크라이브-라인(scribe line)과 일정한 각도(θ)로 경사지게 위치된 광도파로소자 패턴을 나타낸 개략도.

도 5는 도 4에서 "B" 부분의 확대도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 웨이퍼 12: 광도파로소자 패턴

14: 광도파로 16: 수평 스크라이브-라인

18: 수직 스크라이브-라인 20: 접촉면

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호가 사용되고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼(Wafer)상에 광도파로소자 패턴(Pattern)이 경사지게 위치된 상태를 나타낸 평면도이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼상에서 스크라이브-라인(scribe line)과 일정한 각도(θ)로 경사지게 위치된 광도파로소자 패턴을 나타낸 개략도이며, 도 5는 도 4에서 "B" 부분의 확대도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 광도파로 소자의 제작 방법은 먼저 실리콘(Si) 재질의 웨이퍼(10)와 포토-마스크(Photo Mask)을 일정한 각도로 정렬한 후, 사진식각(Photo-lithography) 공정을 통해 상기 웨이퍼(Wafer)(10)상에 다수개의 광도파로소자 패턴(12)을 형성시킨다. 이때, 상기 웨이퍼(10)는 갈륨비소(GaAs) 웨이퍼 또는 리튬리븀옥사이드(LiNbO₃) 웨이퍼 또는 석영 웨이퍼등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 광도파로소자 패턴(12)은 실리카 도파로 소자 또는 폴리머 도파로 소자 또는 레이저 다이오드 또는 포토 디텍터 소자 등으로 사용될 수 있다.

또한, 상기 광도파로소자 패턴(12)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(10)상의 수직, 수평 스크라이브-라인(16, 18)과 일정한 각도(θ)로 경사지게 형성되어진다. 그리고, 상기 각도(θ)는 광섬유와 광도파로 소자와의 접속시에 반사 손실을 향상시키기 위해 상기 광도파로 소자(12)에 형성된 광도파로(14) 및 광섬유가 지니는 개구수(NA: Numerical Aperture) 이상으로 형성되며, 좀더 상세하게는 약 1도∼20도 정도를 유지하게 된다.

즉, 상기 광도파로 소자 패턴(12)은 각 패턴이 가지는 장방형의 형상을 그대로 유지하면서 상기 수직, 수평 스크라이브 라인(16, 18)상에 비스듬히 걸치도록 일정 각도로 회전된 상태가 되는 것이다.

그후, 각각의 광도파로소자 패턴(30)은 일정한 각도를 유지하면서 수직 스크라이브-라인(scribe line)(18)과 수평 스크라이브-라인(16)에 의해 절단되어진다. 이때, 상기 광도파로 소자 패턴(30)이 상기 웨이퍼(10)상에서 각각으로 떨어져 나가면 다수개의 광도파로(32)가 형성된 광도파로 소자가 된다. 그후, 광섬유와 접속되는 광도파로(14)의 접촉면(20)은 도 5에 도시된 바와 같이 약 7도∼8도의 각도로 연마되어진다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광도파로 소자의 제작 방법은 광도파로와 광섬유의 접속시에 반사 손실을 제거하기 위해 상기 광도파로의 단면을 일정한 각도로 연마하는 공정을 삭제하므로서, 즉 상기 광도파로 소자를 제작하기 위한 패턴을 웨이퍼상에 직접 일정한 각도로 경사지게 위치시키므로서 상기 광도파로의 연마에 의한 광도파로 소자의 수율 감소를 방지할 수 있으며, 또한 연마 공정을 삭제하기 때문에 조립 공수의 감소로 생산성을 향상시킬 수 있으며, 또한 상기 광도파로 소자의 원가를 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 사진식각 공정으로 웨이퍼에 광도파로 소자 패턴을 형성하여 스크라이브 하는 광도파로 소자 패턴 제작방법에 있어서,

   상기 웨이퍼(10)의 스크라이브라인(16, 18)상에 광도파로 소자의 접속단면이 비스듬히 걸리도록 각 광도파로 소자의 패턴(12)을 일정 각도(θ)로 각각 회전시켜서 기울어지도록 함을 특징으로 하는 광도파로 소자의 제작방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수직, 수평 스크라이브-라인(16, 18)에 의해 절단되는 상기 광도파로소자 패턴(12)의 기울어지는 각도는(θ)는 상기 광도파로(14) 및 광섬유가 지니는 개구수(NA) 이상임을 특징으로 하는 광도파로 소자의 제작 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 광도파로소자 패턴(12)을 기울어지게 하는 각도(θ)는 1도∼20도로 함을 특징으로 하는 광도파로 소자의 제작 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 광도파로 소자 패턴(12)은 실리카 도파로 소자 또는 폴리머 도파로 소자 또는 레이저 다이오드 또는 포토 디텍터 소자 등으로 사용됨을 특징으로 하는 광도파로 소자의 제작 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 웨이퍼(10)는 실리콘(Si) 웨이퍼 또는 갈륨비소(GaAs) 웨이퍼 또는 리튬리븀옥사이드(LiNbO₃) 웨이퍼 또는 석영 웨이퍼 중 어느 하나가 사용됨을 특징으로 하는 광도파로 소자의 제작 방법.