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光導波路の製造方法 - 日立電線株式会社
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発明の名称 光導波路の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−74963(P2001−74963A)
公開日 平成13年3月23日(2001.3.23)
出願番号 特願平11−248965
出願日 平成11年9月2日(1999.9.2)
代理人 【識別番号】100068021
【弁理士】
【氏名又は名称】絹谷 信雄
【テーマコード(参考)】
2H047
【Fターム(参考)】
2H047 KA04 PA21 PA24 TA00 
発明者 北野 延明
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 コア及び該コアを覆うクラッドを有する光導波路の該クラッドの表面に生じた凹凸を平坦化する光導波路の製造方法において、上記クラッドの表面に、硬化性を有する液体を塗布し、該液体を硬化させて平坦化した後、上記クラッドの凹凸の凹面が露出するようにドライエッチングして平坦化することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項2】 コア及び該コアを覆うクラッドを有する光導波路の該クラッドの表面に生じた凹凸を平坦化する光導波路の製造方法において、上記クラッドの表面に、硬化性を有する液体を塗布し、該液体を硬化させて平坦化した後、上記クラッドの凹凸の凹面が露出するようにドライエッチングして平坦化し、該平坦な表面に構造物を設けることを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項3】 上記液体の塗布及び硬化を2度以上繰り返して表面を平坦化する請求項1又は2に記載の光導波路の製造方法。
【請求項4】 上記液体としてフォトレジストを用いる請求項1〜3のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項5】 上記ドライエッチングとして、エッチングガスをCHF3 とSF6 との混合ガスとする反応性イオンエッチングを用いる請求項1〜4のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野で広く用いられる光導波路の製造方法に係り、特に光導波路用基板の表面を平坦化する光導波路の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、光導波路を製造する過程において、光導波路表面が高さ1μmから10μmの凹凸が生じる。
【0003】この凹凸が生じた光導波路上に構造物を設ける場合、高精度で配置するためには、この凹凸を平坦化する必要がある。
【0004】従来、光導波路表面を平坦化する方法として、研磨法が広く用いられている。
【0005】図3に研磨法を実施するための装置を示す。
【0006】図3に示すように、この装置は、光導波路が載置される平坦な面を有する基板治具6とその基板治具6上に載置された光導波路表面に対向して回転自在及び近接離間自在に設けられた平坦な面を有する砥石等の研磨手段5とから主に構成されている。
【0007】研磨法は、この砥石5を回転させ、その平坦な面を光導波路表面に接触させて研磨するものである。
【0008】光導波路に反りがある場合は、この光導波路を真空吸着手段7などにより基板治具6に張り付けて強制的に反りを補正し、反りが補正された状態で光導波路の表面を研磨する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この研磨法により、反りを有する光導波路の表面を平坦化した場合、基板治具6に光導波路を張り付けた時に十分な反り補正ができていないと、光導波路クラッド3の厚さにバラツキが生じ、光導波路の表面を平坦にできないという問題がある。
【0010】例えば、凸状の反りを有する光導波路を研磨すると、光導波路の中心側は外側に比べて研磨量が大きくなり、光導波路クラッド3の厚さは中心側で薄くなる。また、強制的に光導波路の反りを補正するために、光導波路表面の応力が大きくなり、このため反り量の大きな光導波路を基板治具6に張り付けると、光導波路が破損することがある。
【0011】さらに、光導波路表面を研磨して平坦化するためには、数μm以上の研磨しろが必要であるため、その分、予め光導波路クラッド3を厚く形成しておく必要があり、このことが光導波路クラッド3を形成する時に発生する反りの増大等の問題を引き起こしている。
【0012】そこで、本発明の目的は、反り補正をせずに均一な厚さで表面を平坦化できると共に反りの増大等の原因となる研磨しろを必要とせずに平坦化できる光導波路の製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために請求項1の発明は、コア及びそのコアを覆うクラッドを有する光導波路のクラッドの表面に生じた凹凸を平坦化する光導波路の製造方法において、上記クラッドの表面に、硬化性を有する液体を塗布し、その液体を硬化させて平坦化した後、上記クラッドの凹凸の凹面が露出するようにドライエッチングして平坦化する方法である。
【0014】請求項2の発明は、コア及びそのコアを覆うクラッドを有する光導波路のクラッドの表面に生じた凹凸を平坦化する光導波路の製造方法において、上記クラッドの表面に、硬化性を有する液体を塗布し、その液体を硬化させて平坦化した後、上記クラッドの凹凸の凹面が露出するようにドライエッチングして平坦化し、その平坦な表面に構造物を設ける方法である。
【0015】請求項3の発明は、上記液体の塗布及び硬化を2度以上繰り返して表面を平坦化する方法である。
【0016】請求項4の発明は、上記液体としてフォトレジストを用いる方法である。
【0017】請求項5の発明は、上記ドライエッチングとして、エッチングガスをCHF3とSF6 との混合ガスとする反応性イオンエッチングを用いる方法である。
【0018】上記構成によれば、クラッド表面に生じた凹凸はエッチングにより凸部が除去され、凹面の高さで平坦化されるため、クラッドを厚く形成する必要がない。さらに、光導波路の反り量に関わらず反りを強制的に補正する必要がなく、均一な厚さで光導波路表面を平坦化できる。また、この平坦な光導波路上に構造物を設けることで、構造物を高精度で配置できる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0020】図1(c)に本発明により形成された光導波路の正面図を示す。
【0021】図1(c)に示すように、光導波路は、平面状のアンダークラッド1の上に断面矩形状の2本の線状のコア2が並列して形成され、さらにそのコア2を覆うようにオーバクラッド3が形成されて主に構成されており、表面は凹凸(凸部)が除去され、平坦に形成されている。
【0022】次に、本発明にかかる光導波路の製造方法を図1(a)から図1(c)を用いて作用と共に説明する。
【0023】図1(a)に示すように、本発明により平坦化される光導波路は、コア2の上からオーバークラッド3を堆積させて形成されているので、コア2の形状を反映してコア2の上方のオーバクラッド3の表面は凸状に形成され、コア2の無いアンダークラッド1の上方のオーバクラッド3の表面は凹状に形成され、表面全体として凹凸(凸部)10が生じている。この凹凸(凸部)10の高さは、例えば凹面から凸面までの高さが約8μmである。
【0024】この光導波路を平坦化するに際しては、図1(b)に示すように、光導波路表面に光硬化性を有するフォトレジスト4aを10μmの厚さで塗布した後、このフォトレジスト4aをホートプレートにより十分硬化させる。
【0025】このようにして平坦に形成されたフォトレジスト4aの表面の高さ(凹面から凸面までの高さ)は、約0.7μmに形成される。
【0026】そして、このフォトレジスト4aが形成された光導波路の表面を、図1(c)に示したように、反応性イオンエッチング(RIE)によりフォトレジストが無くなるまで、すなわち光導波路表面の凹凸の凹面が露出するまでエッチングを行う。この時、エッチングガスとしてCHF3 とSF6 との混合ガスを用い、エッチング条件としフォトてレジストとオーバークラッドのガラスとのエッチングレートが等しくなるように設定する。
【0027】これにより、フォトレジストの平坦な表面からエッチングが開始され、表面が平坦な状態でフォトレジストが順次除去され、連続して光導波路の表面がエッチングされ、凹凸の凸部が除去されて平坦化される。
【0028】また、この光導波路上に構造物を設ける場合は、平坦化した表面に構造物を形成するかもしくは構造物を接着すれば良い。
【0029】このように、フォトレジスト及びエッチングにより表面の凹凸(凸部)を平坦化することにより、少ないエッチング量で容易に平坦化することができると共に、構造物を平坦な光導波路上に設けることができるので、高精度で配置することができる。
【0030】さらに、本発明は、研磨しないので、予めオーバークラッド3を、研磨しろを含めて厚く形成する必要が無いので、オーバークラッド3を形成する時に発生する反りを増大化することがなく、複雑な研磨装置も必要としない。
【0031】さらに、本発明は、反りを正確に補正する必要が無いので、従来のように光導波路を基板治具に張り付けるための真空吸着手段など複雑な設備を必要とせず、容易に平坦化できると共に強制的な反りの補正による光導波路の破損を防止できる。
【0032】次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【0033】図2に他の実施の形態により製造される光導波路の正面図を示す。
【0034】図2に示すように、この光導波路は、レジスト塗布及び硬化の工程を2度繰り返して、オーバークラッド3の表面にフォトレジスト4a,4bを2層に形成したものである。
【0035】この方法により、光導波路を平坦化するに際しては、図1に示した実施の形態と同様に、光導波路表面に光硬化性を有するフォトレジスト4aを10μmの厚さで塗布した後、このフォトレジスト4aをホートプレートにより十分硬化させる。
【0036】さらに、再度この硬化したフォトレジスト4aの上に同じフォトレジスト4bを2μmの厚さで塗布した後、同様にホートプレートにより十分硬化させる。
【0037】このようにして平坦に形成されたフォトレジスト4a,4bの表面の高さ(凹面から凸面までの高さ)は、約0.3μmに形成される。
【0038】そして、このフォトレジスト4a,4bが形成された光導波路の表面を、図1(c)に示したように、光導波路表面の凹凸の凹面が露出するまでドライエッチングを行う。この時のエッチングガスとエッチング条件は、図1(a)から図1(c)に示した方法と同様に設定する。
【0039】このように、レジスト塗布及び硬化の工程を2度繰り返し、そのフォトレジストをエッチングして光導波路を平坦化することにより、上述した実施の形態の光導波路よりもさらに平坦にすることができる。
【0040】具体的には、平坦化後のオーバークラッド膜厚、バラツキともに平坦化前と変わらず、凹凸(凸部)の高さを約0.3μmの低さまで平坦化できる。
【0041】また、他の実施の形態として、レジスト塗布及び硬化を2度繰り返した後、オーバークラッドの凹面が露出するまでドライエッチングを行う工程を2度繰り返す方法もある。
【0042】この方法により、光導波路を平坦化するに際しては、図1(a)〜図1(c)に示した実施の形態と同様に、光導波路表面に光硬化性を有するフォトレジストを10μmの厚さで塗布した後、このフォトレジストをホートプレートにより十分硬化させる。
【0043】さらに、再度この硬化したフォトレジストの上に同じフォトレジストを2μmの厚さで塗布した後、同様にホートプレートにより十分硬化させる。
【0044】このようにして平坦に形成されたフォトレジストの表面の高さ(凹面から凸面までの高さ)は、約0.3μmに形成される。
【0045】そして、このフォトレジストが形成された光導波路の表面を、図1(c)に示したように、光導波路表面の凹凸の凹面が露出するまでドライエッチングを行う。この時のエッチングガスとエッチング条件は、図1(a)から図1(c)に示した方法と同様に設定する。
【0046】さらに、レジスト塗布及び硬化とエッチングの工程を再度行い、光導波路を平坦化する。
【0047】このようにして光導波路を平坦化することにより、上述した実施の形態の光導波路よりもさらに平坦にすることができる。
【0048】具体的には、平坦化後のオーバークラッド膜厚、バラツキともに平坦化前と変わらず、凹凸(凸部)の高さを約0.05μm以下の低さまで平坦化できる。
【0049】次に、本発明と従来技術を用いて光導波路を製造し、それらの表面の平坦度を比較する。
【0050】平坦度を比較するに際して、実施例1から実施例3及び比較例の光導波路を製造した。
【0051】実施例1は図1に示した方法により光導波路を平坦化し、実施例2は図2に示した方法により光導波路を平坦化し、実施例3は、レジスト塗布及び硬化とエッチングを2度行う方法により光導波路を平坦化した。また、比較例は従来の研磨法により光導波路を平坦化した。
【0052】その結果、実施例1の表面の凸部の高さは約0.7μm、実施例2は約0.3μm、実施例3は約0.05μmであった。また、比較例の表面の凸部の高さは約0.05μm以下まで研磨すると膜厚のバラツキが±3μmであった。
【0053】以上のことから、本発明により十分な平坦度が得られると共に光導波路の厚さのバラツキが少ないことが分かる。
【0054】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、基板の反り量に関わらず、基板の反りを強制的に補正する必要がなく、少ないエッチング量で、均一に光導波路表面の平坦化を行うことができる。
【0055】さらに、本発明は、反りを正確に補正する必要が無いので、従来のような導波路を基板治具に張り付けるための真空吸着手段など複雑な設備を必要とせず、容易に平坦化できると共に強制的な反りの補正のために光導波路が破損するということを防止できる。




 

 


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