JPH06167625A - 光導波路部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光導波路とガイド溝の相対位置を高精度に定
めることのできる光導波路部品の製造方法を提供する。 【構成】 Ｓｉ基板１上にクラッド層２およびコア層３
が形成され、これら光導波膜およびＳｉ基板１の一部が
切削されてＶ溝４が形成される。基板表面にホトレジス
ト５が塗布された後、Ｖ溝４に円柱状のガイドピン６が
係合される。このガイドピン６にホトマスク７にスリッ
ト状に開口した穴７ｅが嵌合されることにより、Ｓｉ基
板１に対するホトマスク７の相対位置が定められる。こ
の状態で光導波路部品が露光装置にセットされてホトマ
スク７を用いた露光が行われ、光導波路パターン７ｃが
ホトレジスト５に転写される。このホトレジスト５をマ
スクとしてＲＩＥが行われ、光導波路８が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガイド溝にガイド部品が
係合して他の光部品との相対位置が定められる光導波路
部品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光導波路部品と他の光部品との簡
易な光接続方法には、例えば、特開平１−２３７５０４
号公報に開示された方法がある。この接続方法では、光
導波路が形成された各シリコン（Ｓｉ）基板に断面がＶ
字状のＶ溝が形成され、これら各Ｖ溝にガイドピンが係
合させられて各光導波路部品は光結合している。つま
り、各光部品は各Ｖ溝にガイドピンが係合させられるこ
とによって相対位置が矯正され、各光導波路端面が当接
させられて各光軸は一致している。

【０００３】このような光導波路部品は、Ｓｉ基板の表
面にまず光導波路が形成され、その後、Ｓｉ基板の裏面
にガイドピンが係合されるＶ溝が形成されて製造されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光導波路部品の製造方法においては、基板表面の光
導波路位置を基準にして基板裏面にＶ溝を形成している
ため、ホトリソグラフィ時のアライメントにずれが生
じ、光導波路に対するＶ溝の相対位置は正確に定まらな
かった。このため、このＶ溝に案内されて定まる各光部
品の相対位置も所望の位置からずれてしまい、各光導波
路の光軸は正確に一致しなかった。この結果、各光導波
路の接続部に光結合損失が生じ、光伝搬損失を生じた。

【０００５】また、上記従来の光導波路部品の製造方法
では基板の表裏に光導波路およびＶ溝を形成している
が、基板表面に光導波路を形成した後、Ｖ溝もこの光導
波路の形成位置を基準に基板表面に形成する場合も、上
記と同様な不都合が生じる。また、Ｖ溝を先に形成し、
このＶ溝を基準にして光導波路を形成する場合にも、光
導波路に対するＶ溝の相対位置は正確に定まらず、同様
な不都合を生じる。

【０００６】本発明はこのような課題を解消するために
なされたもので、光導波路とガイド溝の相対位置を高精
度に定めることのできる光導波路部品の製造方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガイド溝にガ
イド部品が係合して他の光部品との相対位置が定まり、
光導波路とこの他の光部品とが光学的に結合される光導
波路部品の製造方法において、ホトマスクのガイド溝に
対応する所定位置に係止部パターンが光導波路パターン
と同時に形成され、この係止部パターンによってホトマ
スクに係止部が形成され、ガイド溝に係合したガイド部
品にホトマスクの上記係止部が係合され、このホトマス
クを用いた露光によって光導波路がパターニングされる
ものである。

【０００８】また、ガイド溝は断面がＶ字状または台形
状に形成され、ガイド部品は円柱状ピンであり、ホトマ
スクの係止部はスリット状に開口した穴であり、Ｖ字状
または台形状の溝に係合した円柱状ピンにホトマスクの
スリット状穴が嵌合されるものである。

【０００９】また、ガイド溝は断面がＶ字状または台形
状に形成され、ガイド部品は球であり、ホトマスクの係
止部は球状に開口した穴であり、Ｖ字状または台形状の
溝に係合した球にホトマスクの球状穴が嵌合されるもの
である。

【００１０】

【作用】ホトマスクに形成された係止部がガイド部品に
係合されることにより、光導波路部品に対するホトマス
クの相対位置が定められ、このホトマスクを用いて形成
される光導波路とガイド部品に係合したガイド溝との相
対位置は定まる。

【００１１】係止部パターンは光導波路パターンと同時
にホトマスクに形成されるため、係止部と光導波路との
相対位置は精度良く定まり、従って、この係止部にガイ
ド部品を介して係合するガイド溝と光導波路との相対位
置は精度良く定まる。

【００１２】

【実施例】図１および図２は本発明の第１の実施例によ
る光導波路部品の製造方法を示す工程断面図である。

【００１３】Ｓｉ基板１上に石英からなるクラッド層２
およびコア層３が形成される（図１（ａ）参照）。次
に、これら石英光導波路膜およびＳｉ基板１の一部が機
械加工によって切削され、断面がＶ字状のＶ溝４が形成
される（同図（ｂ）参照）。次に、基板表面にホトレジ
スト５がスピン塗布される（同図（ｃ）参照）。次に、
Ｖ溝４に円柱状のガイドピン６が係合され、このガイド
ピン６にホトマスク７が嵌合される（同図（ｄ）参
照）。

【００１４】図３はガイドピン６にホトマスク７が嵌合
した状態を示す斜視図であり、ホトマスク７は、石英板
７ａの表面に遮光膜として形成されたクロム（Ｃｒ）膜
７ｂがパターニングされて形成される。図４はこのパタ
ーニング形状を示す斜視図であり、Ｃｒ膜７ｂに光導波
路パターン７ｃおよび係止部パターン７ｄが同時に電子
ビーム描画されてパターニングされている。係止部パタ
ーン７ｄはＳｉ基板１に形成されたＶ溝４に対向する位
置に形成されている。光導波路パターン７ｃはこの係止
部パターン７ｄとの相対位置が所定関係になる位置に形
成されており、この光導波路パターン７ｃを用いて形成
される光導波路の光軸は他の光部品の光軸と一致させら
れる。係止部パターン７ｄに露出する石英板７ａが除去
されることにより、図３に示すスリット状に開口した穴
７ｅが係止部としてホトマスク７に形成される。この穴
７ｅにガイドピン６が嵌合されることにより、Ｓｉ基板
１に対するホトマスク７の相対位置が定められる。

【００１５】次に、この状態で光導波路部品が露光装置
にセットされ、ホトマスク７を用いた露光が行われる。
この露光に続く現像処理よって感光部分が除去され、ホ
トマスク７に形成された光導波路パターン７ｃがホトレ
ジスト５に転写される（図２（ｅ）参照）。次に、この
ホトレジスト５をマスクとして反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）が行われ、光導波路８が形成される（同図
（ｆ）参照）。次に、この光導波路８の上部にオーバー
クラッド層９が選択的に形成され（同図（ｇ）参照）、
光導波路部品が完成する。

【００１６】このように形成された光導波路部品は次の
ように光ファイバモジュールと光接続される。

【００１７】図５は光導波路部品１１と光ファイバモジ
ュール１２との光接続構造を示す斜視図である。

【００１８】光導波路部品１１には上述したＶ溝４が形
成されており、光ファイバモジュール１２にもこのＶ溝
４に対応するＶ溝１３が形成されている。また、光ファ
イバモジュール１２には光ファイバ１４を保持するＶ溝
１５が形成されている。光導波路部品１１に形成された
Ｖ溝４および光ファイバモジュール１２に形成されたＶ
溝１３にガイドピン６が係合されることにより、各光部
品の相対位置は定まり、光導波路８の端面に光ファイバ
１４の端面が当接される。この結果、光導波路８および
光ファイバ１４の各光軸が一致し、各光部品は光結合す
る。

【００１９】本実施例においては、ホトマスク７に形成
されたスリット状の穴７ｅがガイドピン６に嵌合される
ことにより、光導波路部品１１に対するホトマスク７の
相対位置が定められ、このホトマスク７を用いて形成さ
れる光導波路８とガイドピン６に係合したＶ溝４との相
対位置は定まる。スリット状の穴７ｅを形成するための
係止部パターン７ｄは光導波路パターン７ｃと同時にホ
トマスク７に描画されるため、スリット状の穴７ｅと光
導波路８との相対位置は精度良く定まる。従って、この
穴７ｅにガイドピン６を介して係合するＶ溝４と光導波
路８との相対位置は精度良く定まる。このため、光導波
路部品１１はＶ溝４およびガイドピン６によって高精度
に案内され、他の光部品と光結合損失を生じることなく
光接続する。よって、本実施例の製法によって形成され
た光導波路部品１１によれば、接続部において光伝搬損
失を生じることはない。

【００２０】次に、本発明の第２の実施例による光導波
路部品の製造方法について説明する。本実施例による製
造プロセスは、図１および図２に示す上記第１実施例に
よる製造プロセスと同様であるが、ホトレジスト５をパ
ターニングする際のホトマスク７が異なる。

【００２１】つまり、図１（ｄ）に示す製造工程におい
て、ホトレジスト５をパターニングするホトマスク７に
形成する光導波路パターン７ｃは上記第１実施例と同様
にスリット状に形成されるのであるが、係止部パターン
７ｄはスリット状ではなく、図６に示す円形状のパター
ン７ｆに形成される。この係止部パターン７ｆもＳｉ基
板１に形成されたＶ溝４に対向する位置に形成されてい
る。この係止部パターン７ｆに露出する石英板７ａが除
去されることにより、図７に示すように、円形状に開口
した穴７ｇが係止部としてホトマスク７に形成される。
この穴７ｇにＶ溝４に係合した球１０が嵌合されること
により、Ｓｉ基板１に対するホトマスク７の相対位置は
定められる。なお、図６および図７において図３および
図４と同一部分には同符号を用いてある。次に、この状
態で光導波路部品が露光装置にセットされ、ホトマスク
７を用いた露光，現像が行われ、図２（ｅ）に示すよう
にホトレジスト４に光導波路パターン７ｃが転写され
る。以後の製造プロセスは図２に示される上記第１の実
施例と同様に行われ、光導波路部品が完成する。

【００２２】本実施例で製造された光導波路部品も図５
に示すように光ファイバモジュールと光損失を生じるこ
となく光結合し、上記第１実施例と同様な効果が奏され
る。

【００２３】なお、上記各実施例においては、Ｓｉ基板
１にクラッド層２およびコア層３を形成した後にＶ溝４
を形成した場合について説明したが、これらクラッド層
２およびコア層３を形成する前にＳｉ基板１にＶ溝４を
形成し、その後、石英光導波路膜を形成するようにして
も良く、この場合においても上記各実施例と同様な効果
が奏される。また、Ｖ溝４は機械加工によって形成した
が、石英光導波膜を形成する前にＶ溝を形成する場合に
は、Ｓｉ基板１のエッチング異方性を用いても形成する
ことができる。つまり、（１００）面を主表面とするＳ
ｉ基板１を採用し、スリット状に開口するマスクおよび
ＫＯＨ溶液をエッチャントとする異方性エッチングによ
り、Ｓｉ基板１の表面にはＶ溝が容易に形成される。ま
た、上記各実施例においては、Ｓｉ基板１に断面がＶ字
状のＶ溝４を形成した場合について説明したが、断面が
台形状になるように溝を掘っても良く、上記各実施例と
同様な効果が奏される。また、係止部はスリット状の穴
７ｅまたは球状の穴７ｇとしたがこれらに限定される必
要はなく、ガイド部品にホトマスク７が係合する形状で
あれば良く、溝等の形状でも良い。この場合においても
上記各実施例と同様な効果が奏される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ホ
トマスクに形成された係止部がガイド部品に係合される
ことにより、光導波路部品に対するホトマスクの相対位
置が定められ、このホトマスクを用いて形成される光導
波路とガイド部品に係合したガイド溝との相対位置は定
まる。係止部パターンは光導波路パターンと同時にホト
マスクに形成されるため、係止部と光導波路との相対位
置は精度良く定まり、従って、この係止部にガイド部品
を介して係合するガイド溝と光導波路との相対位置は精
度良く定まる。

【００２５】すなわち本発明によれば、光導波路とガイ
ド溝の相対位置を高精度に定めることのできる光導波路
部品の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による光導波路部品の製
造方法を示す前半の工程断面図図である。

【図２】第１の実施例による光導波路部品の製造方法を
示す後半の工程断面図である。

【図３】図１（ｄ）に示すホトマスクにガイドピンが嵌
合した状態の斜視図である。

【図４】図３に示すホトマスクを構成する石英板の表面
に形成されるマスクパターンの斜視図である。

【図５】第１の実施例によって製造された光導波路部品
と光ファイバモジュールとの光接続構造を示す斜視図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施例による光導波路部品の製
造方法に用いられるホトマスクに形成されるマスクパタ
ーンの斜視図である。

【図７】第２の実施例によるホトマスクに球が嵌合した
状態の斜視図である。

【符号の説明】

１…Ｓｉ基板、２…クラッド層、３…コア層、４…Ｖ
溝、５…ホトレジスト、６…ガイドピン、７…ホトマス
ク、７ａ…石英板、７ｂ…クロム膜（Ｃｒ）、７ｃ…光
導波路パターン、７ｄ，７ｆ…係止部パターン、７ｅ…
スリット状の穴、７ｇ…円状の穴、８…光導波路、９…
オーバークラッド層、１０…球。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガイド溝にガイド部品が係合して他の光
   部品との相対位置が定まり、光導波路とこの他の光部品
   とが光学的に結合される光導波路部品の製造方法におい
   て、 ホトマスクの前記ガイド溝に対応する所定位置に係止部
   パターンが光導波路パターンと同時に形成され、この係
   止部パターンによって前記ホトマスクに係止部が形成さ
   れ、前記ガイド溝に係合した前記ガイド部品にホトマス
   クの前記係止部が係合され、このホトマスクを用いた露
   光によって光導波路がパターニングされることを特徴と
   する光導波路部品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記ガイド溝は断面がＶ字状または台形
   状に形成され、前記ガイド部品は円柱状ピンであり、前
   記ホトマスクの係止部はスリット状に開口した穴であ
   り、Ｖ字状または台形状の前記溝に係合した前記円柱状
   ピンにホトマスクの前記スリット状穴が嵌合されること
   を特徴とする請求項１記載の光導波路部品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ガイド溝は断面がＶ字状または台形
   状に形成され、前記ガイド部品は球であり、前記ホトマ
   スクの係止部は球状に開口した穴であり、Ｖ字状または
   台形状の前記溝に係合した前記球にホトマスクの前記球
   状穴が嵌合されることを特徴とする請求項１記載の光導
   波路部品の製造方法。