KR20100115417A - Fabrication of polymer waveguides - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: By using the same polymer, the polymer base planar lightwave circuit manufacturing method manufactures the core and cladding of the optical waveguide. CONSTITUTION: The polymer pattern is formed in the substrate in which the polymer is coated(S100). The heat is added to the membranous polymers pattern and core is formed into the thermal polymerization(S200). The same polymer as the membranous polymers material is coated in the top of the substrate in which core is formed.

Description

고분자기반 평면 광도파로 제작방법{Fabrication of Polymer Waveguides}Polymer-based planar waveguide manufacturing method {Fabrication of Polymer Waveguides}

본 발명은 고분자기반 평면 광도파로 제작방법에 관한 것으로서, 광통신기술에서 광신호를 전달하는 광 전송로를 기판 위에 형성하는 기술로 광통신의 정보전달 수단과 광 연결수단으로 사용되는 빛이 지나가는 매개체인 광도파로를 제작하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a polymer-based planar optical waveguide, and to forming an optical transmission path for transmitting an optical signal on a substrate in an optical communication technology, an optical medium for passing light used as an information transmission means and an optical connection means of an optical communication. It relates to a method for manufacturing a waveguide.

광도파로는 광파를 일정 단면 내에 가두어 길이 방향으로 전파시키는 기능을 하는 전송로로, 굴절률이 주위보다 높은 코어(Core)와 굴절률이 보다 낮은 클래딩(Cladding)으로 구성되어 있다. 광도파로는 광 집적회로를 구성하는 여러 광 소자들 중 가장 기본적으로 사용되는 소자로써, 광신호를 한 곳에서 다른 곳으로 전송하는 데 이용될 뿐만 아니라 광도파로의 구조를 부분적으로 수정하여 광신호를 분할하거나 모으는 것이 가능해짐으로써 변조, 복조, 스위칭 및 다중화 등의 기능도 수행할 수 있는 소자이다. 따라서, 최근 인쇄회로기판과 같은 평면 기판 위에 광도파로를 구현하는 기술들이 많이 개발되고 있다.An optical waveguide is a transmission path that traps light waves in a predetermined cross section and propagates in a longitudinal direction. The optical waveguide includes a core having a higher refractive index than the surroundings and a cladding having a lower refractive index. The optical waveguide is the most basic element among the various optical elements constituting the optical integrated circuit. The optical waveguide is not only used to transmit the optical signal from one place to another, but also partially modifies the structure of the optical waveguide to convert the optical signal. By dividing or collecting, the device can perform functions such as modulation, demodulation, switching, and multiplexing. Therefore, recently, many technologies for implementing an optical waveguide on a flat substrate such as a printed circuit board have been developed.

종래의 평면형 광도파로 제작방법은 평면 기판 상에 완충층을 두껍게 증착하고 상기 완충층 상에 식각 마스크로 사용할 마스크층을 형성한 후, 상기 마스크층 상에 포토레지스트를 도포하고 포토리소그래피 및 현상공정을 진행하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 다음으로 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크를 이용하여 하부의 노출된 마스크층을 패터닝한 후 에슁(ashing)공정을 거쳐 잔류하는 포토레지스트 패턴을 제거한다. 상기 패터닝된 마스크층을 식각 마스크를 이용하여 하부의 노출된 완충층을 소정 두께로 식각한 후 잔류된 마스크층을 제거하여 상기 완충층의 식각된 부분에 도파로가 형성되도록 한다. 마지막으로 상기 도파로를 포함하는 완충층 상에 코어층을 증착시킴으로써 평면형 광도파로의 제작이 완료되는데 상기와 같은 과정을 거쳐 제작되는 종래의 광도파로 제작 방법의 경우는 코어와 클래딩에 서로 다른 재료를 사용하여 공정과정이 복잡해져, 생산성이 저하될 뿐만 아니라 제작 단가가 높아지는 문제점이 있었다.In the conventional planar optical waveguide fabrication method, a thick buffer layer is deposited on a planar substrate, a mask layer to be used as an etch mask is formed on the buffer layer, a photoresist is applied on the mask layer, and a photolithography and development process are performed. A photoresist pattern is formed. Next, the photoresist pattern is patterned on the lower exposed mask layer using an etching mask, and then the remaining photoresist pattern is removed by an ashing process. The patterned mask layer is etched using the etch mask to expose the lower exposed buffer layer to a predetermined thickness, and then the remaining mask layer is removed to form a waveguide in the etched portion of the buffer layer. Finally, the planar optical waveguide is fabricated by depositing a core layer on the buffer layer including the waveguide. In the conventional optical waveguide fabrication method manufactured through the above process, different materials are used for the core and the cladding. The process is complicated, there is a problem that not only the productivity is lowered but also the manufacturing cost increases.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 광도파로의 코어와 클래딩을 동일한 고분자 물질을 사용하여 제작함으로써 광도파로 제작공정이 간소화되는 고분자기반 평면 광도파로 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, to provide a polymer-based planar optical waveguide fabrication method is simplified by manufacturing the core and cladding of the optical waveguide using the same polymer material to simplify the optical waveguide fabrication process. There is this.

따라서, 간소화된 제작공정에 의해 생산성을 높이고 적은 비용으로 제작할 수 있는 고분자기반 평면 광도파로 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a polymer based planar optical waveguide that can increase productivity by a simplified manufacturing process and can be manufactured at low cost.

또한, 제작하고자 하는 패턴을 자유롭게 바꿀 수 있어 광도파로 뿐만 아니라 평면 렌즈, 평면 회절판, 또는 공진기와 집적하여 제작하는 것이 가능한 고분자기반 평면 광도파로 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide a polymer-based planar optical waveguide fabrication method that can be fabricated by integrating not only an optical waveguide but also a planar lens, a planar diffraction plate, or a resonator.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법은 고분자 물질이 코팅된 기판에 고분자 패턴을 형성하는 리소그래피단계, 상기 고분자 패턴에 열을 가하여 열중합으로 코어를 형성하는 코어형성단계 및 상기 코어가 형성된 기판 상에 상기 고분자 물질과 동일한 고분자 물질을 코팅하고 열을 가하여 열중합으로 클래딩을 형성하는 클래딩형성단계를 포함한다.In order to achieve the object as described above, a method of manufacturing a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention includes a lithography step of forming a polymer pattern on a substrate coated with a polymer material, and applying heat to the polymer pattern to thermal polymerization. A core forming step of forming a core and a cladding forming step of forming a cladding by thermal polymerization by coating the same polymer material as the polymer material on the substrate on which the core is formed and applying heat.

또한, 상기 리소그래피단계는 상기 기판 상에 상기 고분자 물질을 코팅하는 코팅공정, 상기 고분자 물질이 코팅된 상기 기판 상에 마스크를 놓고 자외선을 조사하여 상기 마스크 상에 형성된 패턴을 전사하는 노광공정 및 상기 고분자 물질 중 비노광영역을 현상액으로 제거하여 고분자 패턴을 고착시키는 현상공정을 포함한다.The lithography step may include a coating process of coating the polymer material on the substrate, an exposure process of transferring a pattern formed on the mask by irradiating ultraviolet rays with a mask on the substrate coated with the polymer material. And developing the polymer pattern by removing the non-exposed areas of the material with a developer.

이때, 상기 고분자 물질은 광감응성 고분자 물질이다.In this case, the polymer material is a photosensitive polymer material.

또한, 상기 기판은 실리콘 또는 유리로 이루어진다.In addition, the substrate is made of silicon or glass.

또한, 상기 코팅공정은 상기 고분자 물질을 스핀 코팅으로 상기 기판에 코팅 할 수 있다.In addition, the coating process may coat the polymer material on the substrate by spin coating.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법은 고분자 물질이 코팅된 기판에 열을 가하여 열중합으로 제 1클래딩을 형성하는 제 1클래딩형성단계와, 상기 제 1클래딩 상에 상기 고분자 물질과 동일한 고분자 물질을 코팅하여 고분자 패턴을 형성하는 리소그래피단계와, 상기 고분자 패턴에 열을 가하여 열중합으로 코어를 형성하는 코어형성단계 및 상기 코어와 제 1클래딩 상에 상기 고분자 물질과 동일한 고분자 물질을 코팅하고 열을 가하여 열중합으로 제 2클래딩을 형성하는 제 2클래딩형성단계를 포함한다.In addition, the polymer-based planar optical waveguide manufacturing method according to another embodiment of the present invention is a first cladding forming step of forming a first cladding by thermal polymerization by applying heat to a substrate coated with a polymer material, and on the first cladding A lithography step of forming a polymer pattern by coating the same polymer material as the polymer material, a core forming step of forming a core by thermal polymerization by applying heat to the polymer pattern and the same as the polymer material on the core and the first cladding And a second cladding forming step of coating the polymer material and applying heat to form a second cladding by thermal polymerization.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법에 의하면, 동일한 고분자 물질을 사용하여 광도파로를 제작함으로써 코어와 클래딩을 제작하는 공정이 간소화되어 적은 비용으로도 제작이 가능하며, 생산성을 높이는 효과가 있다.As described above, according to the method of manufacturing a polymer based planar optical waveguide according to the present invention, by manufacturing the optical waveguide using the same polymer material, the process of fabricating the core and the cladding is simplified, so that the production can be performed at a low cost. The height is effective.

또한, 광도파로의 패턴을 자유롭게 바꿀 수 있어 평면 렌즈, 평면 회절판, 또는 공진기와 집적하여 제작하는 것이 가능하여 다양하게 이용할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the pattern of the optical waveguide can be freely changed, it is possible to fabricate and integrate with a planar lens, a planar diffraction plate, or a resonator, thereby providing various effects.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts in the drawings represent the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 평면도이며, 도 3은 도 2의 a-a' 선의 단면도이다.1 is a perspective view of a polymer based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a polymer based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line aa 'of FIG. 2. .

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법의 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법 중 리소그래피단계를 나타내는 도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법 중 코어형성단계를 나타내는 도이다.In addition, Figure 4 is a block diagram of a manufacturing method of a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention, Figure 5 shows a lithography step of the manufacturing method of a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention. 6 is a view showing a core forming step of the manufacturing method of the polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

더불어, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법 중 클래딩형성단계를 나타내는 도이다.In addition, Figure 7 is a diagram showing the cladding forming step of the manufacturing method of the polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 8은 도 4의 리소그래피단계의 블록도이고, 도 9는 도 8의 리소그래피단계 중 코팅공정을 나타내는 도이며, 도 10은 도 8의 리소그래피단계 중 노광공정을 나타내는 도이다.8 is a block diagram of the lithography step of FIG. 4, FIG. 9 is a diagram illustrating a coating process of the lithography step of FIG. 8, and FIG. 10 is a diagram showing an exposure process of the lithography step of FIG. 8.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 리소그래피단계(S100), 코어형성단계(S200) 및 클래딩형성단계(S300)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the polymer-based planar optical waveguide manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a lithography step S100, a core forming step S200, and a cladding forming step S300.

상기 리소그래피단계(S100)는 고분자 물질이 코팅된 기판에 고분자 패턴을 형성하는 단계로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 코팅공정(S110), 노광공정(S120) 및 현상공정(S130)으로 이루어진다.The lithography step (S100) is a step of forming a polymer pattern on a substrate coated with a polymer material. As shown in FIG. 8, the lithography step (S100) includes a coating step (S110), an exposure step (S120), and a developing step (S130).

상기 코팅공정(S110)은 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100) 상에 상기 고분자 물질(200)을 코팅하는 공정이다.The coating process (S110) is a process of coating the polymer material 200 on the substrate 100, as shown in FIG. 9.

이때, 상기 코팅공정(S110)은 상기 고분자 물질(100)을 스핀 코팅으로 상기 기판(100)에 코팅하는데, 상기 기판(100)은 실리콘 또는 유리로 이루어지며, 상기 고분자 물질(200)은 광감응성 고분자 물질이다.In this case, the coating process (S110) is coated on the substrate 100 by spin coating the polymer material 100, the substrate 100 is made of silicon or glass, the polymer material 200 is photosensitive It is a high molecular material.

상기 스핀 코팅은 리소그래피에 사용되는 코팅방법 중 하나로써 다음과 같은 방법으로 이루어진다.The spin coating is one of the coating methods used for lithography and is made by the following method.

우선, 상기 기판(100) 상에 상기 고분자 물질(200)인 액상의 고분자 물질을 몇 방울 떨어뜨리고, 상기 기판(100)을 고속으로 회전시켜 상기 고분자 물질(200)을 상기 기판(100) 상에 균일한 얇은 막의 형태로 코팅한다. 다음으로, 일정온도의 오븐에 상기 기판(100)을 두어 상기 고분자 물질(200)의 용제를 기화 제거시켜 단 단하게 만든다.First, a few drops of a liquid polymer material, which is the polymer material 200, are dropped onto the substrate 100, and the substrate 100 is rotated at a high speed so that the polymer material 200 is placed on the substrate 100. Coating in the form of a uniform thin film. Next, the substrate 100 is placed in an oven at a predetermined temperature to harden the solvent of the polymer material 200 by vaporization.

상기 노광공정(S120)은 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 고분자 물질(200)이 코팅된 상기 기판(100) 상에 마스크를 놓고 자외선을 조사하여 상기 마스크(400) 상에 형성된 패턴을 전사하는 공정이다.In the exposure process S120, as shown in FIG. 10, a mask is placed on the substrate 100 coated with the polymer material 200 and irradiated with ultraviolet rays to transfer a pattern formed on the mask 400. It is a process.

상기 마스크(400)를 통해 자외선(500)을 조사함으로써 상기 마스크(400) 상에 형성된 패턴과 동일한 패턴이 상기 고분자 물질(200)에 형성된다.By irradiating ultraviolet light 500 through the mask 400, the same pattern as the pattern formed on the mask 400 is formed in the polymer material 200.

이때, 상기 마스크(400)는 얇은 막으로 형성되어 있는데 막이 형성된 위에서 조사된 상기 자외선(500)은 상기 마스크(400)에 반사되어 상기 고분자 물질(200)을 노광시키지 못하고, 막이 없는 부분은 상기 마스크(400)를 투과하여 상기 고분자 물질(200)을 노광시킨다.In this case, the mask 400 is formed of a thin film, but the ultraviolet ray 500 irradiated from the film is reflected on the mask 400, thereby not exposing the polymer material 200. The polymer material 200 is exposed by penetrating 400.

이렇게 상기 노광공정(S120)을 거친 상기 고분자 물질(200)은 상기 자외선(500)이 조사된 노광영역(210)과 조사되지 않은 비노광영역(230)으로 패턴을 형성한다..In this way, the polymer material 200 that has undergone the exposure process (S120) forms a pattern with the exposure area 210 irradiated with the ultraviolet light 500 and the non-exposure area 230 that is not irradiated.

더불어, 상기 고분자 물질(200)은 특정 파장대의 빛을 받으면 반응을 하는 일종의 광감응성 고분자 물질인데, 이때 반응이라 함은 상기 고분자 물질(200)의 일정 부분이 노광 되었을 때 노광된 부분의 화합물 사슬이 더 강하게 결합하는 것을 의미한다.In addition, the polymer material 200 is a kind of photosensitive polymer material that reacts when light is received in a specific wavelength band. In this case, the reaction refers to a compound chain of the exposed part when a certain part of the polymer material 200 is exposed. It means to bond more strongly.

상기 현상공정(S130)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고분자 물질(200) 중 자외선 노광이 되지 않은 영역인 상기 비노광영역(230)을 현상액으로 제거하여 고분자 패턴을 고착시키는 공정이다.As illustrated in FIG. 5, the developing step S130 is a step of fixing the polymer pattern by removing the non-exposed area 230, which is a region not exposed to ultraviolet rays, of the polymer material 200 with a developer.

상기 코어형성단계(S200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 고분자 패턴에 열을 가하여 열중합으로 코어(250)를 형성하는 단계이다.As shown in FIG. 6, the core forming step (S200) is a step of forming the core 250 by thermal polymerization by applying heat to the polymer pattern.

상기 고분자 물질(200)은 광감응성 고분자로써 빛이나 열을 가하면 상기 고분자 물질(200)에 포함되어 있던 단량체들이 중합되면서 밀도가 높아지게 되고, 따라서 굴절률 또한 높아지게 된다. The polymer material 200 is a photosensitive polymer, and when light or heat is applied, the monomers included in the polymer material 200 are polymerized to increase the density, thus increasing the refractive index.

이때, 자외선 노광만 시켰을 때, 자외선 노광을 시킨 후 열을 가했을 때, 자외선 노광을 시키지 않고 열만 가했을 때 각각의 단량체들의 중합되는 정도가 달라서 굴절률도 달라지게 되는데, 상기 코어(250)는 상기 자외선노광공정(S110)에서의 자외선노광과 상기 코어형성단계(S200)에서의 열을 가함으로써 밀도가 높아지고 따라서 굴절률이 높은 코어(250)를 형성하게 된다.In this case, when only ultraviolet light exposure is applied, when heat is applied after ultraviolet light exposure, the degree of polymerization of each monomer is different when only heat is applied without ultraviolet light exposure, and thus the refractive index is also different. Ultraviolet exposure in step S110 and heat in the core forming step S200 form a core 250 having a high density and thus high refractive index.

상기 클래딩형성단계(S300)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 코어(250)가 형성된 상기 기판(100) 상에 상기 고분자 물질(200)과 동일한 고분자 물질을 코팅하고 열(600)을 가하여 열중합으로 클래딩(300)을 형성하는 단계이다.As shown in FIG. 7, the cladding forming step (S300) is performed by coating the same polymer material as the polymer material 200 and applying heat 600 to the substrate 100 on which the core 250 is formed. It is a step of forming the cladding 300 by polymerization.

이때, 상기 코어(250)는 상기 고분자 물질(200)에 자외선 노광을 시킨 후 열을 가한 반면에 상기 클래딩(300)은 상기 클래딩형성단계(S300)에서 상기 클래딩(300)에 열(600)만 가함으로써 상기 코어(250) 보다 밀도와 굴절률이 낮아진다.At this time, the core 250 is subjected to ultraviolet exposure to the polymer material 200 and then applied heat, whereas the cladding 300 is only the heat 600 in the cladding 300 in the cladding forming step (S300) The lower density and refractive index than the core 250 by the addition.

따라서, 굴절률이 높은 상기 코어(250)를 굴절률이 낮은 상기 클래딩(300)이 감싸고 있어 상기 코어(250)로 진행되는 빛이 상기 코어(250)와 클래딩(300)의 경계면에서 반사되어 계속하여 빛이 진행된다.Therefore, the cladding 300 having a low refractive index surrounds the core 250 having a high refractive index, and the light propagated to the core 250 is reflected at the interface between the core 250 and the cladding 300 to continue light. This is going on.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법에 의해 완성된 고분자기반 평면 광도파로는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(100), 코어(250) 및 클래딩(300)로 구성된다.The polymer-based planar optical waveguide completed by the polymer-based planar optical waveguide manufacturing method according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 3, the substrate 100, the core 250 and the cladding 300 It consists of.

상기 기판(100)은 실리콘 또는 유리로 이루어진 평면 기판이다.The substrate 100 is a planar substrate made of silicon or glass.

상기 코어(250)는 광도파로나 광섬유에서 빛이 전파되는 영역으로써, 주위의 매질보다 굴절률이 큰 고분자 물질로 이루어진다.The core 250 is a region in which light propagates in an optical waveguide or an optical fiber, and is made of a polymer material having a refractive index larger than that of a surrounding medium.

상기 클래딩(300)은 광도파로나 광섬유에서 상기 코어(250)를 둘러싸고 있는 영역으로써, 상기 코어(250)와 동일한 고분자 물질을 사용하여 제작되며, 상기 코어(250)로 진행되는 빛이 밖으로 빠져나가지 않도록 상기 코어(250)의 주변을 감싸고, 상기 코어(250) 보다 굴절률이 낮아 상기 코어(250)와 클래드(300)의 경계면에서 빛이 굴절되어 상기 코어(250)에서 계속 빛이 진행되도록 한다. The cladding 300 is a region surrounding the core 250 in an optical waveguide or an optical fiber, and is made of the same polymer material as the core 250, and the light propagated to the core 250 escapes. It wraps around the core 250 so that the refractive index is lower than that of the core 250, and light is refracted at the interface between the core 250 and the clad 300 so that the light continues to travel in the core 250.

한편, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법의 블록도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 사시도이며, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 단면도이다.On the other hand, Figure 11 is a block diagram of a manufacturing method of a polymer-based planar optical waveguide according to another embodiment of the present invention, Figure 12 is a perspective view of a polymer-based planar optical waveguide according to another embodiment of the present invention, Figure 13 A cross-sectional view of a polymer based planar optical waveguide according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a polymer-based planar optical waveguide according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법은 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1클래딩형성단계(S50), 리소그래피단계(S100), 코어형성단계(S200) 및 제 2클래딩형성단계(S350)를 포함한다.As shown in FIG. 11, the polymer-based planar optical waveguide manufacturing method according to another embodiment of the present invention includes a first cladding forming step S50, a lithography step S100, a core forming step S200, and a second cladding forming method. Step S350 is included.

상기 제 1클래딩형성단계(S50)는 고분자 물질이 코팅된 기판에 열을 가하여 열중합으로 제 1클래딩(310)을 형성하는 단계이다.The first cladding forming step (S50) is a step of forming a first cladding 310 by thermal polymerization by applying heat to a substrate coated with a polymer material.

이때, 상기 제 1클래딩(310)은 후술할 제 2클래딩(320)과 동일한 고분자 물질을 이용하여 열중합으로 형성되므로 상기 제 2클래딩(320)과 동일한 굴절률을 가지게 된다.In this case, since the first cladding 310 is formed by thermal polymerization using the same polymer material as the second cladding 320 to be described later, the first cladding 310 has the same refractive index as the second cladding 320.

상기 리소그래피단계(S100)는 기 서술한 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피단계(S100)와 동일하다.The lithography step S100 is the same as the lithography step S100 according to an embodiment of the present invention described above.

즉, 상기 리소그래피단계(S100)는 코팅공정(S110), 노광공정(S120) 및 현상 공정(S130)을 포함한다.That is, the lithography step S100 includes a coating step S110, an exposure step S120, and a developing step S130.

상기 코어형성단계(S200)는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어형성단계(S200)와 동일하다.The core forming step (S200) is the same as the core forming step (S200) according to an embodiment of the present invention.

상기 제 2클래딩형성단계(S350)는 본 발명의 일 실시예에 따른 클래딩형성단계(S300)와 동일하다. The second cladding forming step S350 is the same as the cladding forming step S300 according to an embodiment of the present invention.

상기 제 2클래딩형성단계(S350)는 상기 코어(250)와 제 1클래딩(310) 상에 상기 제 1클래딩(310)을 형성하는 고분자 물질과 동일한 고분자 물질을 코팅하고 열을 가하여 제 2클래딩(320)을 형성하는 단계이다.The second cladding forming step (S350) may be performed by coating the same polymer material as the polymer material forming the first cladding 310 on the core 250 and the first cladding 310 and applying heat to the second cladding ( 320).

이때, 상기 제 2클래딩(320)은 상기 제 1클래딩(310)과 동일한 고분자 물질을 이용하여 열중합으로 형성되므로 상기 제 1클래딩(310)과 동일한 굴절률을 가지게 되며, 상기 코어(250)의 모든 면을 상기 제 1클래딩(310)과 제 2클래딩(320)으로 감싸 본 발명에 따른 고분자기반 평면 광도파로가 제작된다.In this case, since the second cladding 320 is formed by thermal polymerization using the same polymer material as the first cladding 310, the second cladding 320 has the same refractive index as that of the first cladding 310, and all of the cores 250 are separated. A polymer-based planar optical waveguide according to the present invention is manufactured by wrapping a surface with the first cladding 310 and the second cladding 320.

이상과 같이 본 발명에 따른 고분자기반 평면 광도파로 제작방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above with reference to the drawings illustrating a method for manufacturing a polymer-based planar optical waveguide according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, but within the technical scope of the present invention Of course, various modifications can be made by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 사시도.1 is a perspective view of a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 평면도.2 is a plan view of a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 a-a' 선의 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법의 블록도.Figure 4 is a block diagram of a manufacturing method of a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법 중 리소그래피단계를 나타내는 도.5 is a view showing a lithography step of the manufacturing method of a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법 중 코어형성단계를 나타내는 도.6 is a view showing a core forming step of the manufacturing method of a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법 중 클래딩형성단계를 나타내는 도.7 is a view showing a cladding forming step of the manufacturing method of a polymer-based planar optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

도 8은 도 4의 리소그래피단계의 블록도.8 is a block diagram of the lithographic step of FIG.

도 9는 도 8의 리소그래피단계 중 코팅공정을 나타내는 도.9 illustrates a coating process during the lithography step of FIG. 8.

도 10은 도 8의 리소그래피단계 중 노광공정을 나타내는 도.10 shows an exposure process during the lithography step of FIG. 8.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 제작방법의 블록도.11 is a block diagram of a manufacturing method of a polymer-based planar optical waveguide according to another embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 사시도.12 is a perspective view of a polymer-based planar optical waveguide according to another embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자기반 평면 광도파로의 단면도.13 is a cross-sectional view of a polymer based planar optical waveguide according to another embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : 기판 200 : 고분자 물질100 substrate 200 polymer material

210 : 노광영역 230 : 비노광영역210: exposure area 230: non-exposure area

250 : 코어 300 : 클래딩250: core 300: cladding

310 : 제 1클래딩 320 : 제 2클래딩310: first cladding 320: second cladding

400 : 마스크 500 : 자외선400: mask 500: UV

600 : 열600: heat

S50 : 제 1클래딩형성단계 S100 : 리소그래피단계
S200 : 코어형성단계 S300 : 클래딩형성단계 S50: first cladding forming step S100: lithography step
S200: core forming step S300: cladding forming step

S350 : 제 2클래딩형성단계 S110 : 코팅공정
S120 : 노광공정 S130 : 현상공정S350: second cladding forming step S110: coating process
S120: Exposure Process S130: Development Process

Claims (6)

고분자 물질이 코팅된 기판에 고분자 패턴을 형성하는 리소그래피단계;A lithography step of forming a polymer pattern on the substrate coated with the polymer material; 상기 고분자 패턴에 열을 가하여 열중합으로 코어를 형성하는 코어형성단계 및Core forming step of forming a core by thermal polymerization by applying heat to the polymer pattern and 상기 코어가 형성된 기판 상에 상기 고분자 물질과 동일한 고분자 물질을 코팅하고 열을 가하여 열중합으로 클래딩을 형성하는 클래딩형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자기반 평면 광도파로 제작방법.And a cladding forming step of forming a cladding by thermal polymerization by coating the same polymer material as the polymer material and applying heat on the substrate on which the core is formed. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 리소그래피단계는 상기 기판 상에 상기 고분자 물질을 코팅하는 코팅공정;The lithography step includes a coating process of coating the polymer material on the substrate; 상기 고분자 물질이 코팅된 상기 기판 상에 마스크를 놓고 자외선을 조사하여 상기 마스크 상에 형성된 패턴을 전사하는 노광공정 및An exposure process of transferring a pattern formed on the mask by irradiating ultraviolet rays with a mask on the substrate coated with the polymer material; 상기 고분자 물질 중 비노광영역을 현상액으로 제거하여 고분자 패턴을 고착시키는 현상공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자기반 평면 광도파로 제작방법.And a developing process for fixing the polymer pattern by removing the non-exposed areas of the polymer material with a developer. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고분자 물질은 광감응성 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 고분자기반 평면 광도파로 제작방법. The polymer material is a polymer-based planar optical waveguide manufacturing method, characterized in that the photosensitive polymer material. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 기판은 실리콘 또는 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고분자기반 평면 광도파로 제작방법.The substrate is a polymer-based planar optical waveguide manufacturing method, characterized in that made of silicon or glass. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 코팅공정은 상기 고분자 물질을 스핀 코팅으로 상기 기판에 코팅하는 것을 특징으로 하는 고분자기반 평면 광도파로 제작방법.The coating process is a polymer based planar optical waveguide manufacturing method, characterized in that for coating the polymer material on the substrate by spin coating. 고분자 물질이 코팅된 기판에 열을 가하여 열중합으로 제 1클래딩을 형성하는 제 1클래딩형성단계;A first cladding forming step of forming a first cladding by thermal polymerization by applying heat to a substrate coated with a polymer material; 상기 제 1클래딩 상에 상기 고분자 물질과 동일한 고분자 물질을 코팅하여 고분자 패턴을 형성하는 리소그래피단계;A lithography step of forming a polymer pattern by coating the same polymer material as the polymer material on the first cladding; 상기 고분자 패턴에 열을 가하여 열중합으로 코어를 형성하는 코어형성단계 및Core forming step of forming a core by thermal polymerization by applying heat to the polymer pattern and 상기 코어와 제 1클래딩 상에 상기 고분자 물질과 동일한 고분자 물질을 코팅하고 열을 가하여 열중합으로 제 2클래딩을 형성하는 제 2클래딩형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자기반 평면 광도파로 제작방법.And a second cladding forming step of forming a second cladding by thermal polymerization by coating the same polymer material as the polymer material on the core and the first cladding and applying heat.
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