KR20000051459A - 광도파로 제조방법 - Google Patents

Abstract

광도파로 제조방법이 개시된다. 본 광도파로 제조방법은 자외선을 투과하는 투명기판을 구비시키는 단계와, 상기 투명 기판상에 하부 클래드층을 형성하는 단계와, 기판상에 코어가 형성될 영역을 제외한 영역에 금속층을 형성하는 단계와, 상기 금속층 상에 자외선에 의하여 경화되는 자외선 경화 광학 폴리머를 도포함으로써 광학 폴리머층을 형성하는 단계와, 투명 기판 하부측에서 금속층으로 자외선을 조사함으로써 금속층이 형성되지 않은 영역을 부분적으로 경화시키는 단계와, 상기 광학 폴리머층에서 경화되지 않은 영역을 제거하는 단계, 및 상부 클래드층을 형성하는 단계를 포함하여, 포토 마스크의 오염 및 광학 폴리머층의 손상을 방지할 수 있고, 기판상의 코어를 형성할 부분에 포토 마스크를 정밀하게 정렬하는 까다로운 공정을 제거할 수 있다.

Description

광도파로 제조방법{Optical Waveguide Forming Method}

본 발명은 광도파로 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 자외 경화 광학 폴리머를 사용하여 광도파로를 제조하는 방법에 관한 것이다.

광학 폴리머를 사용하여 광도파로를 제작하는 종래의 방법으로서는 활성 이온 식각(Reactive Ion Etching: RIE) 방법, 포토 블리칭(Photobleaching), 폴링여기도파로(Poling Induced Waveguide) 제작법이 사용되고 있다. 하지만, 이러한 종래의 방법들은 진공장비를 사용하고 제작 방법이 복잡하여 공정 시간이 길게 소요된다는 단점이 있다. 또한, 포토 마스크와 광학 폴리머층이 접촉함으로써 광학 폴리머층에 손상을 가하거나 포토 마스크가 오염될 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 포토 마스크와 광학 폴리머층의 접촉을 방지함으로써 종래의 방법에서 발생하는 포토 마스크의 오염 및 광학 폴리머층의 손상을 방지할 수 있는 광도파로 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광도파로 제조방법의 주요 단계들을 나타낸 흐름도이다.

도 2a는 도 1의 방법에서 금속층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.

도 2b는 도 1의 방법에서 하부 클래드층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.

도 2c는 도 1의 방법에서 자외 경화 광학 폴리머를 도포하고 자외선을 조사하는 단계를 도시한 단면도이다.

도 2d는 도 1의 방법에서 기판측에서 금속층으로 자외선을 조사하는 단계를 도시한 단면도이다.

도 2e는 도 1의 방법에서 비경화 폴리머를 제거하는 단계를 도시한 단면도이다.

도 2f는 도 1의 방법에서 상부 클래드층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...투명기판 준비 단계, 102...금속층 형성 단계,

104...하부클래딩층 형성단계, 106...자외경화 광학폴리머 도포단계,

108...광학 폴리머층의 표면에 자외선을 조사하는 단계,

110...기판측에서 금속층으로 자외선 조사,

112...비경화 광학 폴리머 제거단계,

114...상부 클래드층 형성단계.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 광도파로 제조방법은 자외선을 투과하는 투명기판을 구비시키는 단계와, 상기 투명 기판상에 하부 클래드층을 형성하는 단계와, 기판상에 코어가 형성될 영역을 제외한 영역에 금속층을 형성하는 단계와, 상기 금속층 상에 자외선에 의하여 경화되는 자외선 경화 광학 폴리머를 도포함으로써 광학 폴리머층을 형성하는 단계와, 투명 기판 하부측에서 금속층으로 자외선을 조사함으로써 금속층이 형성되지 않은 영역을 부분적으로 경화시키는 단계와, 상기 광학 폴리머층에서 경화되지 않은 영역을 제거하는 단계, 및 상부 클래드층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방법은 상기 부분적 경화 단계 이전에 광학 폴리머층 상에 자외선을 소정량 조사함으로써 광학폴리머층의 표면을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광학 폴리머는 코어층에서 사용하는 빛의 파장에 대하여 광 투명성을 가지는 것이 바람직하고, 상기 상부 및 하부 클래드층의 굴절률 보다 높은 굴절률을 가지는 것이 바람직하다,

또한, 상기 투명 기판 및 상기 하부 클래드층은 자외선을 투과할 수 있는 광학 특성을 가지는 것이 바람직하고, 글라스 또는 고분자 재료 기판인 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광도파로 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 광도파로 제조방법의 주요 단계들을 흐름도로써 나타내었다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 광도파로 제조방법은 먼저 자외선을 투과하는 투명기판을 구비시킨다(단계 100). 상기 투명 기판은 자외선을 투과하는 광학특성을 가져야 하며 글라스 기판 또는 고분자재료 기판이 사용될 수 있다. 다음으로, 상기 기판상에 코어가 형성될 영역을 제외한 영역에 금속층을 형성한다(단계 102). 도 2a에는 도 1의 방법에서 금속층을 형성하는 단계를 단면도로써 나타내었다. 도 2a를 참조하면, 기판(200) 상에 코어가 형성될 부분을 제외한 영역에 금속층(202)이 형성된다.

다음에는 도 2b에 도시한 바와 같이 상기 금속층(202) 상에 하부 클래드층(204)을 형성한다(단계 104). 상기 하부 클래드층은 자외선을 투과할 수 있는 광학 특성을 가지는 재료에 의하여 형성된다. 실험에 의하면 일반적인 클래드층의 재료들은 자외선을 잘 투과하는 것으로 나타났다. 또한, 클래드층을 형성하기 위해서는 당업자에 의하여 알려진 바와 같이 증착법이 사용될 수도 있고, 자외선 경화 폴리머 또는 열경화 폴리머를 도포하고 자외선 또는 열에 의하여 경화시키는 방법이 사용될 수 있다.

다음에는, 도 2c에 도시한 바와 같이 상기 하부클래드층(204)상에 자외선에 의하여 경화되는 액상의 자외선 경화 광학 폴리머를 스핀 코팅(spin coating) 방법에 의하여 도포함으로써 광학 폴리머층(206)을 형성한다(단계 106). 상기 자외선 경화 광학 폴리머는 코어층에서 사용하는 빛의 파장에 대하여 광 투명성을 가지는 광학 폴리머이어야 한다. 또한, 상기 자외선 경화 광학 폴리머는 코어층을 형성하게 될 부분이므로 굴절률이 하부클래드층(204)의 굴절률보다 높아야 한다. 다음으로, 광학 폴리머층 상에 자외선을 조사함으로써 광학폴리머층의 표면(207)을 경화시킨다(단계 108). 이와같이 광학 폴리머층의 표면(207)을 경화시키는 이유는 다음과 같다. 일반적으로, 자외선에 의하여 일정 부분을 경화시키면 경화되는 부분과 경화되지 않은 부분 사이에서 표면장력의 차이가 발생한다. 즉, 이와같은 광학 폴리머층의 표면(207)을 경화시키는 단계는 부분적인 경화에 의하여 경화되지 않은 부분이 경화된 부분으로 빨려 들어가는 현상을 방지하기 위한 준비 단계로 이해될 수 있다.

다음에는 도 2d에 도시한 바와 같이 투명 기판 하부측에서 금속층으로 자외선을 조사한다(단계 110). 투명 기판 하부측에서 금속층으로 자외선을 조사하면 조사된 자외선은 투명기판(200)을 투과하지만 금속층을 투과하지는 못한다. 하지만, 코어층이 형성될 영역(208)에는 금속층이 형성되어 있지 않기 때문에 조사된 자외선이 투과된다. 또한, 클래드층은 자외선을 투과시키는 재료로 이루어져 있기 때문에 코어층이 형성될 상기 영역(208)만이 부분적으로 경화된다. 이때, 상기 영역(208)만이 부분적으로 경화되면 상술한 바와 같이 경화되는 부분(208)과 경화되지 않은 부분(206) 사이에는 표면장력의 차이가 발생할 수 있다. 이는 코어의 변형을 초래한다. 하지만, 본 실시예에 따른 광도파로 제조방법에서는 광학 폴리머층의 표면(207)을 경화함으로써 이러한 표면장력의 차이에 의한 코어층의 변형을 방지할 수 있다.

다음에는 도 2e에 도시한 바와 같이 상기 광학 폴리머층에서 경화되지 않은 영역(206: 도 2d)을 제거한다(단계 112). 경화되지 않은 영역(206)의 제거를 위해서는 용제에 의한 용해 제거 방법이 사용될 수 있다. 이때, 경화된 광학 폴리머의 표면부(207)는 두께가 매우 얇기 때문에 유연성이 있다. 이러한 유연성으로 인하여 도시한 바와 같이 광학 폴리머의 표면부(207)는 하부클래드층(204)과 밀착하게 된다. 이로써, 경화된 부분만이 남게되고 그 부분은 코어층(208)을 형성한다.

마지막으로, 도 2f에 도시한 바와 같이 상부클래드층(210)을 형성한다(단계 114). 하부 클래드층을 형성하는 단계와 기본적으로 동일하기 때문에 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이와같은 광도파로 제조방법은 포토 마스크와 광학 폴리머층의 접촉을 방지함으로써 종래의 방법에서 발생하는 포토 마스크의 오염 및 광학 폴리머층의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 금속층이 조사되는 자외선에 대하여 마스크로써 작용하기 때문에 별도로 기판상의 코어를 형성할 부분에 포토 마스크를 정밀하게 정렬하는 까다로운 공정을 제거할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광도파로 제조방법은 포토 마스크의 오염 및 광학 폴리머층의 손상을 방지할 수 있고, 기판상의 코어를 형성할 부분에 포토 마스크를 정밀하게 정렬하는 까다로운 공정을 제거할 수 있다.

Claims (6)

1. 광도파로를 제조하는 방법에 있어서,

   자외선을 투과하는 투명기판을 구비시키는 단계;

   상기 투명 기판상에 하부 클래드층을 형성하는 단계;

   기판상에 코어가 형성될 영역을 제외한 영역에 금속층을 형성하는 단계;

   상기 금속층 상에 자외선에 의하여 경화되는 자외선 경화 광학 폴리머를 도포함으로써 광학 폴리머층을 형성하는 단계;

   투명 기판 하부측에서 금속층으로 자외선을 조사함으로써 금속층이 형성되지 않은 영역을 부분적으로 경화시키는 단계;

   상기 광학 폴리머층에서 경화되지 않은 영역을 제거하는 단계; 및

   상부 클래드층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로 제조방법,
2. 제1항에 있어서, 상기 부분적 경화 단계 이전에 광학 폴리머층 상에 자외선을 소정량 조사함으로써 광학폴리머층의 표면을 경화시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 폴리머는 코어층에서 사용하는 빛의 파장에 대하여 광 투명성을 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로 제조방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 폴리머는 상기 상부 및 하부 클래드층의 굴절률 보다 높은 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로 제조방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부 클래드층은 자외선을 투과할 수 있는 광학 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 광도파로 제조방법,
6. 제1항에 있어서, 상기 투명 기판은 글라스 또는 고분자재료 기판인 것을 특징으로 하는 광도파로 제조방법,