KR101598805B1 - Method for froming reflector of planar lightwave circuit device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 위에 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층이 순차적으로 형성된 평면 광도파로 소자에 반사면을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 상부 클래드층에 제1금속층과, 포토레지스트층을 순차적 적층하고, 제1방향을 따라 기준위치에서 제1방향을 따라 멀어지는 방향으로 진행할 수록 투광영역과 비투과영역이 반복되게 형성되되 기준위치로부터 제1방향을 따라 멀어질 수록 비투광영역 사이의 투광영역의 제1폭이 점진적으로 줄어들고, 제1방향과 직교하는 제2방향을 따라서도 투광영역과 비투광영역이 반복되게 형성된 마스터 패턴이 형성된 마스크를 포토레지스트층 위에 정렬하고, 마스터 패턴을 통해 포토레지스트층으로 부터 제1금속층까지 마스터 패턴과 대응되는 슬레이브 패턴을 형성 한 후 슬레이브 패턴을 통해 노출된 부분에 상부 클래드층으로 식각가스를 분사하여 상부 클래드층으로부터 하부 클래드층까지 식각하여 경사진 반사면을 형성하는 단계 및 반사면을 코팅하는 단계를 포함한다. 이러한 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법에 의하면, 식각되는 부분의 폭에 비례하여 식각되는 부분의 깊이가 깊어지는 특성을 이용한 식각을 통해 반사면을 형성함으로써, 간단하게 경사면을 형성할 수 있고, 공정 시간과 제조 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a method of forming a reflective surface on a planar optical waveguide device in which a lower clad layer, a core layer, and an upper clad layer are successively formed on a substrate, wherein a first metal layer and a photoresist layer are sequentially laminated on the upper clad layer Transmissive region and the non-transmissive region are repeatedly formed in a direction away from the reference position along the first direction in the first direction. As the distance from the reference position increases along the first direction, the first The width gradually decreases and a mask in which a master pattern in which a light transmitting region and a non-light transmitting region are repeatedly formed along a second direction orthogonal to the first direction is formed is aligned on the photoresist layer, After forming a slave pattern corresponding to the master pattern up to the first metal layer, a slave pattern is formed on the exposed portion through the slave pattern The etching gas injection unit with a clad layer and a step of coating the reflective surface and the step of forming the inclined reflecting surface is etched from the upper clad layer to the lower clad layer. According to such a method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device, it is possible to easily form an inclined surface by forming a reflective surface through etching using the property of deepening the depth of a portion to be etched in proportion to the width of the portion to be etched. Time and manufacturing cost can be saved.
Description
본 발명은 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법에 관한 발명으로서, 상세하게는 식각되는 부분의 폭에 비례하여 식각되는 부분의 깊이가 깊어지는 특성을 이용한 식각을 통해 반사면을 형성함으로써, 간단하게 경사면을 형성할 수 있고, 공정 시간과 제조 원가를 절감할 수 있는 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device, and more particularly, to a method of forming a reflective surface by etching using a property of deepening a depth of a portion to be etched in proportion to a width of an etched portion, And a method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device capable of reducing a processing time and a manufacturing cost.
금속 케이블을 이용한 전기 기반의 정보 전달은 신호 전송속도 및 신호 전송용량에 한계가 있으므로, 광을 이용하여 신호를 전송하는 평면 광도파로 (PLC: Planar Lightwave Circuit) 소자가 개발되어 사용되고 있다.Planar lightwave circuit (PLC) devices that transmit signals using light have been developed and used because of the limited signal transmission rate and signal transmission capacity of electrical-based information transmission using metal cables.
특히 광통신 분야에서 다양한 파장의 광신호를 다중화하거나 다중화된 광신호를 개별 파장의 광신호들로 분리하기 위한 대표적인 평판형 광도파로 소자(PLC)로서, 광파장분배기(AWG : Arrayed Waveguide Grating)와 광분배기 (Splitter) 소자가 있다.In particular, as a typical flat optical waveguide device (PLC) for multiplexing optical signals of various wavelengths or separating multiplexed optical signals into optical signals of individual wavelengths in an optical communication field, an arrayed waveguide grating (AWG) (Splitter) element.
광신호를 조절하는 소자를 수동소자(Passive Device)라고 하고 이러한 수동소자인 평면 광도파로 소자(PLC)를 따라 전송되는 광신호를 능동소자로 보내는 방법으로는, 평면 광도파로 소자에 반사면을 형성하여 능동소자(Active Device)로 전송하는 방법, 또는 평면 광도파로 소자의 일측면을 다이싱으로 절단한 다음 능동소자를 부착하는 방법, 식각을 이용하여 일측면을 절단하지 않고 능동소자를 삽입할 공간을 확보한 후 소자를 부착하는 방법이 있다.A passive device is a device that regulates an optical signal. A passive device is a passive device that transmits an optical signal transmitted along a planar optical waveguide device (PLC) to an active device. A reflective surface is formed on the planar optical waveguide device A method of attaching an active device after cutting one side of a planar optical waveguide device by dicing, a method of attaching an active device without cutting one side by etching, And then attaching the device.
이러한 반사면을 형성하여 광경로를 변환하는 광도파로형 광모듈이 한국 등록특허공보 제10-1048428호에 개시되어 있다.An optical waveguide type optical module for converting the optical path by forming such a reflection surface is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1048428.
그런데 이러한 평면 광도파로 소자에 반사면을 형성하는 종래의 방법으로는 거칠기가 우수한 블래이드를 이용하여 수동소자에 다이싱으로 V홈을 형성한 다음, V홈에 반사물질인 금(Au)을 코팅한다.However, as a conventional method of forming a reflective surface on such a planar optical waveguide device, a V-groove is formed by dicing a passive element using a blade having a good roughness, and then gold (Au) .
그러나 다채널 소자의 제작 시에는 V홈을 가공할 경우, 인접한 도파로가 가공을 필요로 하지 않는 경우에는 다른 채널의 도파로를 손상시킬 수 있고, 연속가공이 어려운 단점이 있다.However, when a multi-channel device is fabricated, there is a disadvantage in that when the V-groove is machined, the waveguide of another channel can be damaged if the adjacent waveguide does not require machining, and continuous machining is difficult.
또한, 평면 광도파로 소자에 다이싱으로 V홈을 형성하기 어려운 문제점으로 인해, 평면 광도파로 소자의 일측면에 도파로형 능동소자를 설치한 후, 수동으로 정렬시켜 본딩한 다음, 광신호의 경로를 변경하는 방법이 사용되고 있으나, 상기와 같은 종래의 방법은 수동소자와 능동소자를 정렬하는데 많은 시간이 소요되는 문제점과, 공정 오차에 따른 특성 변화가 많은 문제점이 있다.Furthermore, it is difficult to form a V-groove by dicing in a planar optical waveguide device. Therefore, after a waveguide active device is provided on one side of a planar optical waveguide device, the optical waveguide device is manually aligned and bonded, However, in the conventional method as described above, there is a problem that it takes much time to align the passive element and the active element, and there is a lot of characteristic change due to the process error.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 식각되는 부분의 폭에 비례하여 식각되는 부분의 깊이가 깊어지는 특성을 이용한 식각을 통해 반사면을 형성함으로써, 간단하게 경사면을 형성할 수 있고, 공정 시간을 줄일 수 있는 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a method of forming a reflective surface by etching using a property of deepening a depth of a portion to be etched in proportion to a width of an etched portion, And a method for forming a reflective surface of a planar optical waveguide device capable of reducing a processing time.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법은 기판 위에 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층이 순차적으로 형성된 평면 광도파로 소자에 반사면을 형성하는 방법에 있어서, 가. 상기 상부 클래드층에 제1금속층과, 포토레지스트층을 순차적 적층하고, 상기 광도파로소자에 형성하고자 하는 반사면의 높이가 증가하는 제1방향을 따라 기준위치에서 상기 제1방향을 따라 멀어지는 방향으로 진행할 수록 투광영역과 비투과영역이 반복되게 형성되되 상기 기준위치로부터 상기 제1방향을 따라 멀어질 수록 상기 비투광영역 사이의 상기 투광영역의 제1폭이 점진적으로 줄어들고, 상기 제1방향과 직교하는 제2방향을 따라서도 상기 투광영역과 상기 비투광영역이 반복되게 형성된 마스터 패턴이 형성된 마스크를 상기 포토레지스트층 위에 형성하는 단계와; 나. 상기 마스터 패턴을 통해 포토레지스트층으로 광을 조사한 다음 현상하여 상기 마스터 패턴과 대응되는 제1슬레이브 패턴을 상기 포토레지스트층에 형성하는 단계와; 다. 상기 마스크를 제거하고, 식각을 통해 상기 제1금속층에 상기 제1슬레이브 패턴에 대응되는 제2슬레이브 패턴을 형성하는 단계와; 라. 상기 제2슬레이브 패턴을 통해 노출된 부분에 상기 상부 클래드층으로 식각가스를 분사하여 상기 상부 클래드층으로부터 상기 하부 클래드층까지 식각하여 경사진 반사면을 형성하는 단계; 및 마. 상기 반사면을 코팅하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device including a lower clad layer, a core layer, and an upper clad layer successively formed on a substrate, , A. A first metal layer and a photoresist layer are sequentially stacked on the upper clad layer, and the first metal layer and the photoresist layer are sequentially stacked in a direction away from the reference position along the first direction in which the height of the reflective surface to be formed on the optical waveguide increases, The first width of the light transmitting region between the non-light transmitting regions gradually decreases as the distance from the reference position increases in the first direction, and the first width of the light transmitting region gradually decreases from the reference position toward the first direction, Forming a mask having a master pattern on the photoresist layer so that the light-transmitting region and the non-light-transmitting region are repeatedly formed along a second direction; I. Forming a first slave pattern on the photoresist layer corresponding to the master pattern by irradiating light onto the photoresist layer through the master pattern; All. Removing the mask and forming a second slave pattern corresponding to the first slave pattern on the first metal layer through etching; la. Forming an inclined reflecting surface by etching the upper cladding layer to the lower cladding layer by injecting etch gas into the upper cladding layer in a portion exposed through the second slave pattern; And e. And coating the reflective surface.
바람직하게는 상기 마스터 패턴의 상기 제1방향과 상기 제2방향을 따라 상호 이격되게 형성되는 상기 비투광영역들 각각은 상기 제1방향을 따르는 제1가로 길이는 동일한 길이로 형성되고, 상기 제2방향을 따르는 제1세로길이는 상기 기준위치에서 상기 제1방향을 따라 멀어질 수록 점진적으로 짧게 형성되고, 상기 제2방향을 따라 인접된 상기 비투광영역들 사이의 상기 투광영역의 상기 제2방향을 따르는 제2폭은 상기 기준위치로부터 상기 제1방향을 향해 멀어질 수록 점진적으로 줄어들게 형성된다.Preferably, each of the opaque regions formed to be spaced apart from each other along the first direction and the second direction of the master pattern is formed to have the same first length along the first direction, The first vertical length along the second direction is gradually reduced as the second vertical direction is further away from the reference position in the first direction, and the first vertical length along the second direction Is formed to gradually decrease as the distance from the reference position increases toward the first direction.
또한, 상기 제2방향을 따라 배열된 비투광영역들 상호간의 크기는 동일한 크기로 형성된다.In addition, the sizes of the non-light-transmitting regions arranged along the second direction are the same.
또한, 상기 다 단계는 상기 제2슬레이브 패턴을 형성한 후 상부 클래드층으로부터 상기 하부 클래드층까지 식각하기 전에 잔존하는 포토레지스트층을 제거하는 단계;를 더 포함하고, 상기 마스크는 글래스 및 상기 글래스의 하부에 크롬소재로 상기 마스터 패턴이 형성된 크롬층을 포함하고, 상기 제1금속층은 크롬소재로 형성되고, 상기 제2슬레이브 패턴은 Cl2 가스로 식각하여 형성하고, 상기 상부 클래드층과 하부 클래드층은 실리카소재로 형성되어 있고, 상기 상부 클래드층과, 상기 코어층 및 상기 하부 클래드층은 C2F6 가스를 통해 식각한다.The method further includes removing the remaining photoresist layer from the upper cladding layer to the lower cladding layer after forming the second slave pattern, wherein the mask is formed on the glass and the glass Wherein the first metal layer is formed of a chromium material, the second slave pattern is formed by etching with Cl 2 gas, and the upper clad layer and the lower clad layer The upper clad layer, the core layer and the lower clad layer are etched through C 2 F 6 gas.
본 발명에 따른 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법에 의하면, 식각되는 부분의 폭에 비례하여 식각되는 부분의 깊이가 깊어지는 특성을 이용한 식각을 통해 반사면을 형성함으로써, 간단하게 경사면을 형성할 수 있고, 공정 시간과 제조 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.According to the method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device according to the present invention, a reflective surface is formed by etching using a characteristic that a depth of a portion to be etched is increased in proportion to a width of an etched portion, And there is an advantage that the process time and manufacturing cost can be reduced.
도 1은 본 발명에 따른 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법을 나타낸 공정도이고,
도 2는 평면 광도파로소자에 제1금속층, 포토레지스터층이 적층되고, 포토 레지스터층 위에 마스크가 정렬된 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 3은 도 2의 마스크의 마스터 패턴을 2차원 적으로 나타내 보인 평면도이고,
도 4는 도 2의 마스크를 통한 노광 및 식각과정을 통해 포토레지스터층까지 식각이 이루어져 제1슬레이브 패턴이 형성된 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 5는 도 4의 제1슬레이브 패턴을 통한 식각과정을 통해 제1금속층까지 식각이 이루어져 제2슬레이브 패턴이 형성된 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 6은 도 5의 포토레지스터층을 제거한 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 7은 도 5의 잔류된 제1금속층에 보호된 부분을 제외한 노출영역에 대해 하부크래드층까지 식각이 진행되고 있는 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 8은 식각에 의해 형성된 반사면에 반사층을 코팅한 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 제조과정을 통해 반사면이 형성된 평면 광도파로 소자를 촬영한 사진이다.1 is a process diagram showing a method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device according to the present invention,
2 is a sectional view showing a state in which a first metal layer and a photoresist layer are laminated on a planar optical waveguide device and a mask is aligned on the photoresist layer,
FIG. 3 is a plan view showing the master pattern of the mask of FIG. 2 in two dimensions,
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a first slave pattern is formed by etching to a photoresist layer through an exposure and etching process through the mask of FIG. 2,
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a second slave pattern is formed by etching to a first metal layer through an etching process through the first slave pattern of FIG. 4,
6 is a cross-sectional view showing a state in which the photoresist layer of FIG. 5 is removed,
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where etching is progressing from the exposed first metal layer of FIG. 5 to the lower clad layer with respect to the exposed region excluding the protected portion,
8 is a cross-sectional view showing a state in which a reflective layer is coated on a reflective surface formed by etching,
FIG. 9 is a photograph of a planar optical waveguide device having a reflective surface formed through a manufacturing process according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법을 나타낸 공정도이고, 도 2는 평면 광도파로소자에 제1금속층, 포토레지스터층이 적층되고, 포토 레지스터층 위에 마스크가 정렬된 상태를 나타내 보인 단면도이다.FIG. 1 is a process diagram illustrating a method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device according to the present invention. FIG. 2 is a view illustrating a state in which a first metal layer and a photoresist layer are laminated on a planar optical waveguide device, Fig.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법은 기판(10) 위에 하부 클래드층(20), 코어층(30) 및 상부 클래드층(40)이 순차적으로 형성된 평면 광도파로 소자에 반사면을 식각에 의해 형성하기 위한 마스크(60)을 형성한다(단계 100). 1 and 2, a method of forming a reflective surface of a planar optical waveguide device according to the present invention includes forming a lower
기판(10)은 실리콘소재로 형성된 것을 적용하고, 하부 클래드층(20)과 상부 클래드층(40)은 실리카소재(SiO2)를 기본소재로 하고, 코어층(30)은 실리카 소재에 굴절율을 높이기 위한 도펀트가 첨가된 것으로 형성될 수 있다.The
일 예로서, 하부 클래드층(20)과 상부 클래드층(40)은 실리카소재(SiO2)에 B2O3가 첨가된 것으로 형성되고, 코어층(30)은 실리카소재(SiO2)에 GeO2가 첨가된 것으로 형성될 수 있다.In one example, the
또한, 상부 클래드층(40)에 제1금속층(51)과, 포토레지스트층(52)을 순차적 적층하고(단계 120), 포토레지스터층(52) 위에 마스크(60)를 정렬한다.A
제1금속층(51)은 크롬소재로 형성되어 있다.The
여기서, 마스크(60) 형성과정과 제1금속층(51)과, 포토레지스트층(52)을 순차적 적층하는 과정은 별도로 이루어지며 공정 순서는 단계 120을 단계 110보다 먼저하거나 동시에 수행하여도 된다.Here, the process of forming the mask 60, the
또한, 마스크(60)는 투명한 글래스(62) 및 글래스(62)의 하부에 크롬소재로 마스터 패턴이 형성된 크롬층(61)으로 되어 있다.The mask 60 is made of a transparent glass 62 and a
마스터 패턴(65)은 도 3을 함께 참조하여 설명하면, 광도파로소자에 형성하고자 하는 반사면의 높이가 증가하는 제1방향(X방향)을 따라 기준위치(P)에서 제1방향을 따라 멀어지는 방향으로 진행할 수록 투광영역(T)과 비투과영역(B)이 반복되게 형성되어 있다.Referring to FIG. 3 together, the
여기서 기준위치(P)는 반사면을 형성하고자 할 때 반사면의 바닥면이 되는 적절한 위치에서 제1방향과 직교하는 제2방향(Y)을 따르는 라인을 적절하게 적용하면된다.Here, the reference position P may be appropriately applied to a line along a second direction Y orthogonal to the first direction at an appropriate position to be the bottom surface of the reflecting surface when forming the reflecting surface.
또한, 마스터 패턴(65)은 기준위치(P)로부터 제1방향을 따라 멀어질 수록 비투광영역(B) 사이의 투광영역(T)의 제1폭(W1, W2, ...,Wn)이 점진적으로 줄어들고, 제1방향(X)과 직교하는 제2방향(Y)을 따라서도 투광영역(T)과 비투광영역(B)이 반복되게 형성되어 있다.The
바람직하게는 마스터 패턴의 제1방향(X)과 제2방향(Y)을 따라 상호 이격되게 형성되는 비투광영역(B)들 각각은 제1방향(X)을 따르는 제1가로 길이(a1, a2,..., an)는 동일한 길이로 형성되고, 제2방향(Y)을 따르는 제1세로길이(b1, b2, ...,bn)은 기준위치(P)에서 제1방향(X)을 따라 멀어질 수록 점진적으로 짧게 형성된다.Preferably, each of the non-light-transmitting regions B spaced apart from each other along the first direction X and the second direction Y of the master pattern has a first lateral length a1 along the first direction X, b2, ..., bn along the second direction Y are formed at the reference position P in the first direction X ) Is gradually formed as the distance increases.
또한, 제2방향(Y)을 따라 인접된 비투광영역(B)들 사이의 투광영역(T)의 제2방향(Y)을 따르는 제2폭(S1, S2,...,Sn)은 기준위치(P)로부터 제1방향(X)을 향해 멀어질 수록 점진적으로 줄어들게 비투광영역(B)이 배치되게 형성된다.The second widths S1, S2, ..., Sn along the second direction Y of the light-transmitting region T between the non-light-transmitting regions B adjacent to each other along the second direction Y The non-light-transmitting region B is formed so as to be gradually reduced as the distance from the reference position P toward the first direction X increases.
또한, 제2방향을 따라 동일한 라인에서 상호 이격되게 배열된 비투광영역(B)들 상호간의 크기는 동일한 크기 즉, 제1가로길이와 제1세로길이는 갖게 형성된 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the sizes of the non-light-transmitting regions B arranged to be mutually spaced from each other along the second direction have the same size, i.e., the first width and the first height.
이와 같이 도 3에서 제1방향인 우측으로 진행할 수록 투광영역의 폭이 점진적으로 줄어들면 후술되는 식각을 통해 식각깊이가 점진적으로 줄어들어 우측으로 높이가 높아지는 경사면이 형성되고, 도 3에서 제2방향에 대해서도 비투광영역(B) 사이에 투광영역(T)이 형성되어 동일 경사높이를 갖는 부분에 대해서도 식각속도를 높일 수 있다.3, when the width of the light-transmitting region is gradually decreased as the substrate 1 is moved to the right side in the first direction, the etching depth gradually decreases and the height of the etching mask increases to the right side. The light transmitting region T is formed between the non-light transmitting regions B and the etching speed can be increased also for the portion having the same inclination height.
이러한 마스터 패턴이 형성된 마스크(60)를 포토레지스트층(52) 위에 정렬한 다음(단계 130), 마스터 패턴을 통해 포토레지스터층(52)으로 광을 조사하고, 마스크(60)를 제거한 다음 비투광영역(B)에 해당하는 부분만 잔류되게 포토레지스터층(52)을 현상하여 도 4에 도시된 바와 같이 마스터 패턴(50)과 대응되는 제1슬레이브 패턴을 포토레지스터층(52)에 형성한다(단계 140).The mask 60 having the master pattern formed thereon is aligned on the photoresist layer 52 (step 130), light is irradiated onto the
즉, 제1슬레이브 패턴은 마스터 패턴(65)의 비투광영역(B)에 대응되는 포터레지스터층(52)이 남겨지고 투광영역(T)에 해당하는 부분은 제거된 패턴으로 형성된다.That is, the first slave pattern is formed in a pattern in which the
다음은 잔류된 포토레지스터층(52)에 의해 보호된 부분은 남겨두고, 노출된 제1금속층(51)을 식각을 통해 제1슬레이브 패턴에 대응되는 제2슬레이브 패턴을 도 5에 도시된 바와 같이 제1금속층(51)에 형성한다(단계 150).Next, the second slave pattern corresponding to the first slave pattern is etched through the exposed
제2슬레이브 패턴도 앞서 설명된 바와 같이 마스터 패턴의 비투광영역(B)에 대응되는 제1금속층(51)이 남겨지고 투광영역(T)에 해당하는 부분은 제거된 패턴으로 형성된다.The
제1금속층(51)은 Cl2 가스 또는 크롬 식각액인 CR-7를 이용한 식각에 의해 제2슬레이브 패턴을 형성한다.The
다음은 도 6에 도시된 바와 같이 포터레지스터층(52)을 제거하고(단계 160), 제2슬레이브 패턴을 통해 노출된 제1금속층(51) 부분의 상부 클래드층(40)을 식각가스를 분사하여 도 7에 도시된 바와 같이 상부 클래드층(40)으로부터 하부 클래드층(20)까지 식각하고, 이러한 식각 과정을 거쳐 반사면 형성영역 위의 상부 클래드층(40)과, 코어층(30) 및 하부 클래드층(20)이 잔존하지 않을 때 까지 식각가스 공급을 조정하여 제거하면(단계 170), 도 8에 도시된 바와 같이 경사진 반사면(80)이 형성되고, 형성된 반사면(80)을 반사율이 높은 소재 예를 들면 금(Au)으로 코팅하여 반사층(90)을 형성한다(단계 180).Next, the
여기서, 상부 클래드층(40)으로부터 코어층(30) 및 하부 클래드층(20)은 C2F6 가스를 통해 식각한다.Here, the
또한, 마스터 패턴에 대응되는 제2슬레이브 패턴에 의해 노출된 부분이 넓어 질수록 상부 클래드층(40)으로부터 코어층(30) 및 하부 클래드층(20) 까지 식각되는 영역의 폭도 넓어지고 깊이도 깊어짐으로서, 식각영역이 좁아지는 우측으로 진행할 수록 경사 높이가 높아지는 경사진 식각영역을 형성할 수 있다.Further, as the portion exposed by the second slave pattern corresponding to the master pattern is widened, the width of the region from the
또한, 제2방향에 대해서도 식각가스가 마스터 패턴의 투광영역에 해당하는 공간만큼 공급됨으로써 경사면 형성을 위한 식각속도가 향상된다.Also, in the second direction, the etching gas is supplied as much as the space corresponding to the light-transmitting region of the master pattern, thereby improving the etching speed for forming the inclined surface.
따라서, 최초 마스터 패턴의 비투광영역(B)과 투광영역(T)의 비율 조정에 따라 결정되는 식각되는 부분의 영역 조절에 의해 식각되는 부분의 깊이 조절이 가능하고 이를 통해 최종적으로 형성되는 반사면(80)의 경사각도도 조정할 수 있다.Therefore, it is possible to adjust the depth of the portion to be etched by adjusting the area of the etched portion, which is determined according to the ratio adjustment of the non-light-transmitting region B and the light-transmitting region T of the original master pattern, It is also possible to adjust the tilt angle of the
이러한 과정을 거쳐 반사면을 형성한 예가 도 9에 도시되어 있다.An example of forming the reflective surface through such a process is shown in FIG.
이상에서 설명된 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법은 식각되는 부분의 폭에 비례하여 식각되는 부분의 깊이가 깊어지는 특성을 2차원적으로 이격되게 배열된 비투과영역 마스터 패턴을 적용한 식각을 통해 반사면을 형성함으로써, 식각속도도 향상되면서 원하는 경사면을 형성할 수 있고, 공정 시간과 제조 원가를 절감할 수 있게 된다.The method of forming the reflective surface of the planar optical waveguide device described above is characterized in that the characteristic of deepening the depth of the portion to be etched in proportion to the width of the portion to be etched is changed by etching using the non-transmissive region master pattern arranged two- The etching speed can be improved and a desired inclined surface can be formed, and the process time and manufacturing cost can be reduced.
10: 기판 20: 하부 클래드층
30: 코어층 140: 상부 클래드층
60: 마스크 80: 반사면10: substrate 20: lower clad layer
30: core layer 140: upper clad layer
60: mask 80: reflective surface
Claims (4)
가. 상기 상부 클래드층에 제1금속층과, 포토레지스트층을 순차적 적층하고, 상기 광도파로소자에 형성하고자 하는 반사면의 높이가 증가하는 제1방향을 따라 기준위치에서 상기 제1방향을 따라 멀어지는 방향으로 진행할 수록 투광영역과 비투과영역이 반복되게 형성되되 상기 기준위치로부터 상기 제1방향을 따라 멀어질 수록 상기 비투광영역 사이의 상기 투광영역의 제1폭이 점진적으로 줄어들고, 상기 제1방향과 직교하는 제2방향을 따라서도 상기 투광영역과 상기 비투광영역이 반복되게 형성된 마스터 패턴이 형성된 마스크를 상기 포토레지스트층 위에 형성하는 단계와;
나. 상기 마스터 패턴을 통해 포토레지스트층으로 광을 조사한 다음 현상하여 상기 마스터 패턴과 대응되는 제1슬레이브 패턴을 상기 포토레지스트층에 형성하는 단계와;
다. 상기 제1슬레이브 패턴에 의해 노출된 상기 제1금속층에 식각을 통해 상기 제1슬레이브 패턴에 대응되는 제2슬레이브 패턴을 상기 제1금속층에 형성하는 단계와;
라. 상기 제2슬레이브 패턴을 통해 노출된 부분에 상기 상부 클래드층으로 식각가스를 분사하여 상기 상부 클래드층으로부터 상기 하부 클래드층까지 식각하여 경사진 반사면을 형성하는 단계; 및
마. 상기 반사면을 코팅하는 단계를 포함하고,
상기 마스터 패턴의 상기 제1방향과 상기 제2방향을 따라 상호 이격되게 형성되는 상기 비투광영역들 각각은 상기 제1방향을 따르는 제1가로 길이는 동일한 길이로 형성되고, 상기 제2방향을 따르는 제1세로길이는 상기 기준위치에서 상기 제1방향을 따라 멀어질 수록 점진적으로 짧게 형성되고,
상기 제2방향을 따라 인접된 상기 비투광영역들 사이의 상기 투광영역의 상기 제2방향을 따르는 제2폭은 상기 기준위치로부터 상기 제1방향을 향해 멀어질 수록 점진적으로 줄어들게 형성되고,
상기 제2방향을 따라 배열된 비투광영역들 상호간의 크기는 동일한 크기로 형성되며,
상기 다 단계는 상기 제2슬레이브 패턴을 형성한 후 상부 클래드층으로부터 상기 하부 클래드층까지 식각하기 전에 잔존하는 포토레지스트층을 제거하는 단계;를 더 포함하고,
상기 마스크는 글래스 및 상기 글래스의 하부에 크롬소재로 상기 마스터 패턴이 형성된 크롬층을 포함하고,
상기 제1금속층은 크롬소재로 형성되고,
상기 제2슬레이브 패턴은 Cl2 가스로 식각하여 형성하고,
상기 상부 클래드층과 하부 클래드층은 실리카소재로 형성되어 있고,
상기 상부 클래드층과, 상기 코어층 및 상기 하부 클래드층은 C2F6 가스를 통해 식각하는 것을 특징으로 하는 평면 광도파로 소자의 반사면 형성 방법.A method of forming a reflective surface on a planar optical waveguide device in which a lower clad layer, a core layer, and an upper clad layer are successively formed on a substrate,
end. A first metal layer and a photoresist layer are sequentially stacked on the upper clad layer, and the first metal layer and the photoresist layer are sequentially stacked in a direction away from the reference position along the first direction in which the height of the reflective surface to be formed on the optical waveguide increases, The first width of the light transmitting region between the non-light transmitting regions gradually decreases as the distance from the reference position increases in the first direction, and the first width of the light transmitting region gradually decreases from the reference position toward the first direction, Forming a mask having a master pattern on the photoresist layer so that the light-transmitting region and the non-light-transmitting region are repeatedly formed along a second direction;
I. Forming a first slave pattern on the photoresist layer corresponding to the master pattern by irradiating light onto the photoresist layer through the master pattern;
All. Forming a second slave pattern on the first metal layer corresponding to the first slave pattern through etching on the first metal layer exposed by the first slave pattern;
la. Forming an inclined reflecting surface by etching the upper cladding layer to the lower cladding layer by injecting etch gas into the upper cladding layer in a portion exposed through the second slave pattern; And
hemp. And coating the reflective surface,
Wherein each of the non-light-transmitting regions formed so as to be spaced apart from each other along the first direction and the second direction of the master pattern has a first width along the first direction and a second width along the second direction, The first vertical length is gradually reduced from the reference position along the first direction,
The second width of the light transmitting region between the opaque regions adjacent to each other along the second direction is gradually decreased from the reference position toward the first direction,
The non-light-transmitting regions arranged along the second direction are formed to have the same size,
The step of removing the remaining photoresist layer before etching the upper cladding layer to the lower cladding layer after forming the second slave pattern,
Wherein the mask comprises a glass and a chromium layer having a master pattern formed of a chromium material under the glass,
Wherein the first metal layer is formed of a chromium material,
The second slave pattern is formed by etching with Cl 2 gas,
Wherein the upper clad layer and the lower clad layer are formed of a silica material,
Wherein the upper clad layer, the core layer, and the lower clad layer are etched through C 2 F 6 gas.
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