JPH06230239A - 光制御デバイスの製造方法 - Google Patents
光制御デバイスの製造方法Info
- Publication number
- JPH06230239A JPH06230239A JP50A JP1328593A JPH06230239A JP H06230239 A JPH06230239 A JP H06230239A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 1328593 A JP1328593 A JP 1328593A JP H06230239 A JPH06230239 A JP H06230239A
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- Japan
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- photoresist
- diffusion source
- film
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡便な工程で金属膜もしくは金属化合物膜の
微細なパターンを再現性良く高精度に形成することがで
きる光制御デバイスの製造方法を提供すること。 【構成】 基板１の表面上にフォトレジスト２を塗布し
た後、基板１の表面１ａ側から所定領域に選択的に露光
を行い、かつ基板１の裏面１ｂ側から全面に露光を行う
ことにより、フォトレジスト２をパターニングするとと
もに、フォトレジスト２の断面をオーバーハング形状に
形成する工程と、フォトレジスト２上及び基板１の表面
上に、拡散源となる金属膜５もしくは金属化合物膜５を
被着形成する工程と、拡散源となる金属膜５もしくは金
属化合物膜５を残して、フォトレジスト２を基板１から
消失させる工程とを含むことを特徴とする。
微細なパターンを再現性良く高精度に形成することがで
きる光制御デバイスの製造方法を提供すること。 【構成】 基板１の表面上にフォトレジスト２を塗布し
た後、基板１の表面１ａ側から所定領域に選択的に露光
を行い、かつ基板１の裏面１ｂ側から全面に露光を行う
ことにより、フォトレジスト２をパターニングするとと
もに、フォトレジスト２の断面をオーバーハング形状に
形成する工程と、フォトレジスト２上及び基板１の表面
上に、拡散源となる金属膜５もしくは金属化合物膜５を
被着形成する工程と、拡散源となる金属膜５もしくは金
属化合物膜５を残して、フォトレジスト２を基板１から
消失させる工程とを含むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信，光センサ，光
情報処理等に用いられる光変調器や光スイッチなどの導
波路型光制御デバイスの製造方法に関する。
情報処理等に用いられる光変調器や光スイッチなどの導
波路型光制御デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、次世代大容量光通信システムの実
用化に伴い、システムの構成要素のひとつである光制御
デバイスの高速化が切望されている。そこで、この高速
性に特徴のある電気光学効果を有する基板を用いた導波
路型光制御デバイスが研究されており、例えばニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ；以下、ＬＮという）単結晶基
板に、チタン（Ｔｉ）を拡散させて形成したチャンネル
光導波路では、0.1 〜0.2 dB／cm程度といった極めて低
損失なものが得られることから、特にこのような構成に
制御電極を付加した種々の光制御デバイスが盛んに研究
されている。
用化に伴い、システムの構成要素のひとつである光制御
デバイスの高速化が切望されている。そこで、この高速
性に特徴のある電気光学効果を有する基板を用いた導波
路型光制御デバイスが研究されており、例えばニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ；以下、ＬＮという）単結晶基
板に、チタン（Ｔｉ）を拡散させて形成したチャンネル
光導波路では、0.1 〜0.2 dB／cm程度といった極めて低
損失なものが得られることから、特にこのような構成に
制御電極を付加した種々の光制御デバイスが盛んに研究
されている。
【０００３】通常、このような導波路型光制御デバイス
では、拡散源となる金属薄膜のエッチング液が結晶基板
を侵すため、ケミカルエッチングを不要とするリフトオ
フ工程によりパターニングを施す方法が用いられている
（例えば、M.Hatzakis et. al,IBM J.RES.DEVELOP VOL.
24,NO.4,JULY 1980 ,p.452〜p.460 参照）。
では、拡散源となる金属薄膜のエッチング液が結晶基板
を侵すため、ケミカルエッチングを不要とするリフトオ
フ工程によりパターニングを施す方法が用いられている
（例えば、M.Hatzakis et. al,IBM J.RES.DEVELOP VOL.
24,NO.4,JULY 1980 ,p.452〜p.460 参照）。
【０００４】
【従来技術の課題】上記従来のリフトオフ工程は、基板
上にフォトレジストを被着形成し、これをパターニング
して、パターニングしたフォトレジスト上及び基板上に
金属膜を被着形成し、その後レジストを消失させて電極
を形成するものであるが、金属膜の被着形成時に隣在す
るフォトレジストに金属膜が付着しないように、フォト
レジストをパターニングするとともに、オーバーハング
形状とするために、モノクロベンゼン中にフォトレジス
トを浸漬して変質層を形成することが一般に行われてい
る。
上にフォトレジストを被着形成し、これをパターニング
して、パターニングしたフォトレジスト上及び基板上に
金属膜を被着形成し、その後レジストを消失させて電極
を形成するものであるが、金属膜の被着形成時に隣在す
るフォトレジストに金属膜が付着しないように、フォト
レジストをパターニングするとともに、オーバーハング
形状とするために、モノクロベンゼン中にフォトレジス
トを浸漬して変質層を形成することが一般に行われてい
る。
【０００５】しかしながら、このような方法では工程が
煩雑であり、加えて浸漬時間や液温のコントロールが難
しく、とくに微細なパターンを形成する場合には再現性
に乏しいといった問題があった。
煩雑であり、加えて浸漬時間や液温のコントロールが難
しく、とくに微細なパターンを形成する場合には再現性
に乏しいといった問題があった。
【０００６】
【目的】そこで、本発明は上記問題点を解消し、簡便な
工程で金属膜もしくは金属化合物膜の微細なパターンを
再現性良く高精度に形成することができる光制御デバイ
スの製造方法を提供することを目的とする。
工程で金属膜もしくは金属化合物膜の微細なパターンを
再現性良く高精度に形成することができる光制御デバイ
ス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】上記目的を達成するため
に、本発明の光制御デバイスの製造方法は、透光性を有
する誘電体の基板表面上に拡散源となる金属膜もしくは
金属化合物膜を被着形成し、前記拡散源を前記基板中へ
熱拡散させて、この熱拡散領域を光導波路とする導波路
型光制御デバイスの製造方法において、拡散源の被着形
成は、基板の表面上にフォトレジストを塗布した後、該
基板の表面側から所定領域に選択的に露光を行い、かつ
該基板の裏面側から全面に露光を行う工程と、基板を現
像液に浸漬することにより、フォトレジストを所定形状
にパターニングするとともに、該フォトレジストの断面
をオーバーハング形状に形成する工程と、フォトレジス
ト上及び基板の表面上に、拡散源となる金属膜もしくは
金属化合物膜を被着形成する工程と、拡散源となる金属
膜もしくは金属化合物膜を残して、フォトレジストを基
板から消失させる工程と、から成ることを特徴とする。
に、本発明の光制御デバイスの製造方法は、透光性を有
する誘電体の基板表面上に拡散源となる金属膜もしくは
金属化合物膜を被着形成し、前記拡散源を前記基板中へ
熱拡散させて、この熱拡散領域を光導波路とする導波路
型光制御デバイスの製造方法において、拡散源の被着形
成は、基板の表面上にフォトレジストを塗布した後、該
基板の表面側から所定領域に選択的に露光を行い、かつ
該基板の裏面側から全面に露光を行う工程と、基板を現
像液に浸漬することにより、フォトレジストを所定形状
にパターニングするとともに、該フォトレジストの断面
をオーバーハング形状に形成する工程と、フォトレジス
ト上及び基板の表面上に、拡散源となる金属膜もしくは
金属化合物膜を被着形成する工程と、拡散源となる金属
膜もしくは金属化合物膜を残して、フォトレジストを基
板から消失させる工程と、から成ることを特徴とする。
【０００８】
【実施例】本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。まず、透光性を有し両面が光学研磨された厚
さ0.5 〜1.0 mm程度のオプティカルグレイドのＬＮ単結
晶（Ｚカット；カット面が(001) 面）の誘電体基板（以
下、単に基板ともいう）１を用意し、これを純水, アセ
トン等により超音波洗浄を充分に行う（図１(a) ）。
説明する。まず、透光性を有し両面が光学研磨された厚
さ0.5 〜1.0 mm程度のオプティカルグレイドのＬＮ単結
晶（Ｚカット；カット面が(001) 面）の誘電体基板（以
下、単に基板ともいう）１を用意し、これを純水, アセ
トン等により超音波洗浄を充分に行う（図１(a) ）。
【０００９】次に、基板１に対してポジ型のフォトレジ
スト（例えば、ヘキストAZ1350J ）をスピンコート法に
より塗布して厚さ0.5 〜1.5 μｍ程度の単層フォトレジ
スト２を形成する（図１(b) ）。
スト（例えば、ヘキストAZ1350J ）をスピンコート法に
より塗布して厚さ0.5 〜1.5 μｍ程度の単層フォトレジ
スト２を形成する（図１(b) ）。
【００１０】次に、露光機の試料台に基板１を載置し、
所定の開口を有するフォトマスク（石英ガラス板等３ａ
の上にクロム等３ｂでパターニングしたもの）３で被覆
したレジスト２の上方から波長約４０５nmの紫外光４を
照射する（図１(c) ）。
所定の開口を有するフォトマスク（石英ガラス板等３ａ
の上にクロム等３ｂでパターニングしたもの）３で被覆
したレジスト２の上方から波長約４０５nmの紫外光４を
照射する（図１(c) ）。
【００１１】次に、露光機の試料台に表裏を逆向けにし
て基板１を載置させ、基板裏面１ｂ側から基板１を通し
てフォトレジスト２の全面に紫外光を照射する（図１
(d) ）。基板１を逆向けに載置させる時、基板１の表面
全体が試料台表面に接触しないようリング状のスペーサ
を用いる。すなわち、図２(a) に示すように、フォトレ
ジストは基板表面１ａ側からの紫外光の照射４ａにより
フォトマスクパターンに忠実に露光されるとともに、基
板裏面１ｂ側からの紫外光の全面照射４ｂにより基板１
側から所定の厚みだけ露光される。ここで、図中２１及
び２２はそれぞれ紫外光の照射４ａ及び４ｂによる被露
光領域を示す。
て基板１を載置させ、基板裏面１ｂ側から基板１を通し
てフォトレジスト２の全面に紫外光を照射する（図１
(d) ）。基板１を逆向けに載置させる時、基板１の表面
全体が試料台表面に接触しないようリング状のスペーサ
を用いる。すなわち、図２(a) に示すように、フォトレ
ジストは基板表面１ａ側からの紫外光の照射４ａにより
フォトマスクパターンに忠実に露光されるとともに、基
板裏面１ｂ側からの紫外光の全面照射４ｂにより基板１
側から所定の厚みだけ露光される。ここで、図中２１及
び２２はそれぞれ紫外光の照射４ａ及び４ｂによる被露
光領域を示す。
【００１２】次に、基板１を現像液に浸漬することによ
り基板１上のフォトレジスト２を所定形状にパターニン
グする（図１(e) ）。すなわち、図２(b) に示すよう
に、フォトレジスト２は浸漬時間の経過とともに２０
１，２０２，２０３，２０４の形状に順次現像されてい
き、オーバーハング形状が形成される。
り基板１上のフォトレジスト２を所定形状にパターニン
グする（図１(e) ）。すなわち、図２(b) に示すよう
に、フォトレジスト２は浸漬時間の経過とともに２０
１，２０２，２０３，２０４の形状に順次現像されてい
き、オーバーハング形状が形成される。
【００１３】図３(a) に示すように、基板表面側からの
紫外線の露光量（通常、露光時間で制御される）によ
り、フォトマスクパターン幅Ｗm に対するフォトレジス
ト２のパターン幅Ｗt の精度を制御することができる。
同図より、Ｗt ＝Ｗm となる基板表面１ａ側からの露光
時間は２．５秒となる。また、図３(b) に示すように、
基板裏面１ｂ側からの紫外線の露光量を変化させること
によりフォトレジスト２の断面形状のオーバーハング量
（ここでは、( Ｗb −Ｗt)／２で定義する）をフォトレ
ジスト２のパターン幅Ｗt とは独立に制御することがで
きる。同図より、基板表面１ａ側からの露光時間２．５
秒、基板裏面１ｂ側からの露光時間１．０秒で約０．４
μｍのオーバーハング量が得られる。
紫外線の露光量（通常、露光時間で制御される）によ
り、フォトマスクパターン幅Ｗm に対するフォトレジス
ト２のパターン幅Ｗt の精度を制御することができる。
同図より、Ｗt ＝Ｗm となる基板表面１ａ側からの露光
時間は２．５秒となる。また、図３(b) に示すように、
基板裏面１ｂ側からの紫外線の露光量を変化させること
によりフォトレジスト２の断面形状のオーバーハング量
（ここでは、( Ｗb −Ｗt)／２で定義する）をフォトレ
ジスト２のパターン幅Ｗt とは独立に制御することがで
きる。同図より、基板表面１ａ側からの露光時間２．５
秒、基板裏面１ｂ側からの露光時間１．０秒で約０．４
μｍのオーバーハング量が得られる。
【００１４】次に、断面逆台形状のフォトレジスト２ａ
及び基板１上に、拡散源となるＴｉの金属膜５ａ及び５
ｂを真空蒸着法により、厚さ４００〜１０００Ａ程度同
時に被着形成する（図１(f) ）。しかる後に、フォトレ
ジスト２ａをアセトンにより溶解して、この上に被着形
成された金属膜５ａを剥離し、拡散源となるパターニン
グされた金属膜５ｂを形成する（図１(g) ）。
及び基板１上に、拡散源となるＴｉの金属膜５ａ及び５
ｂを真空蒸着法により、厚さ４００〜１０００Ａ程度同
時に被着形成する（図１(f) ）。しかる後に、フォトレ
ジスト２ａをアセトンにより溶解して、この上に被着形
成された金属膜５ａを剥離し、拡散源となるパターニン
グされた金属膜５ｂを形成する（図１(g) ）。
【００１５】その後、周知の熱拡散法を用いて金属膜５
ｂを基板１に熱拡散させることにより、光導波路６を形
成する（図１(h) ）。なお、基板材料が本実施例のよう
にＬＮ単結晶の場合は、その拡散源となる膜の材質は、
上述したＴｉ以外に例えばＣｕ、ＴｉＯ2 、ＭｇＯ等各
種周知の金属もしくは金属化合物が適用でき、基板材料
に応じて適宜変更し実施しうる。
ｂを基板１に熱拡散させることにより、光導波路６を形
成する（図１(h) ）。なお、基板材料が本実施例のよう
にＬＮ単結晶の場合は、その拡散源となる膜の材質は、
上述したＴｉ以外に例えばＣｕ、ＴｉＯ2 、ＭｇＯ等各
種周知の金属もしくは金属化合物が適用でき、基板材料
に応じて適宜変更し実施しうる。
【００１６】次いで、周知のＲＦスパッタリング法，Ｃ
ＶＤ法等により酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜を基板１上
に成膜し、電気炉を用い加湿酸素雰囲気中にて４００〜
６００℃程度の温度で５〜２０時間程度アニールするこ
とにより、欠陥を低減したＳｉＯ2 膜７を形成する（図
１(i) ）。
ＶＤ法等により酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜を基板１上
に成膜し、電気炉を用い加湿酸素雰囲気中にて４００〜
６００℃程度の温度で５〜２０時間程度アニールするこ
とにより、欠陥を低減したＳｉＯ2 膜７を形成する（図
１(i) ）。
【００１７】次に、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔ
ｉ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），ニッケル（Ｎｉ），
クロム（Ｃｒ）等の金属を用いて、ＳｉＯ2 膜７上の所
定の位置に制御電極８を形成する（図１(J) ）。この制
御電極８の形成方法は、例えば周知の真空蒸着法，ＲＦ
スパッタリング法等の金属膜成膜法と、通常の半導体デ
バイス作製工程で使用されるフォトリソグラフィ技術に
よる選択エッチング法との組み合わせを用いることがで
きるが、電極材料により上記方法の適用が困難な場合に
は、本実施例の図１(b) 〜(g) に示す工程と同様な方法
を用いることも可能である。
ｉ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），ニッケル（Ｎｉ），
クロム（Ｃｒ）等の金属を用いて、ＳｉＯ2 膜７上の所
定の位置に制御電極８を形成する（図１(J) ）。この制
御電極８の形成方法は、例えば周知の真空蒸着法，ＲＦ
スパッタリング法等の金属膜成膜法と、通常の半導体デ
バイス作製工程で使用されるフォトリソグラフィ技術に
よる選択エッチング法との組み合わせを用いることがで
きるが、電極材料により上記方法の適用が困難な場合に
は、本実施例の図１(b) 〜(g) に示す工程と同様な方法
を用いることも可能である。
【００１８】尚、本実施例ではフォトレジストへの露光
に紫外光を用い、さらに基板表面１ａ側からの露光をフ
ォトマスクを通して行っているが、フォトマスクを用い
ない電子ビーム露光等においても適用でき、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し実施しうる。
に紫外光を用い、さらに基板表面１ａ側からの露光をフ
ォトマスクを通して行っているが、フォトマスクを用い
ない電子ビーム露光等においても適用でき、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し実施しうる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明の光制御デバイス
の製造方法によれば、基板の両側からの露光量の調節に
より、フォトレジストのパターン精度とその断面のオー
バーハング量をそれぞれ独立に制御できるため、従来困
難であった拡散源となる金属膜もしくは金属化合物膜の
微細なパターンを、単純な工程で精度良くかつ安定に形
成することができ、導波損失の極めて良好な光導波路を
提供することができる。
の製造方法によれば、基板の両側からの露光量の調節に
より、フォトレジストのパターン精度とその断面のオー
バーハング量をそれぞれ独立に制御できるため、従来困
難であった拡散源となる金属膜もしくは金属化合物膜の
微細なパターンを、単純な工程で精度良くかつ安定に形
成することができ、導波損失の極めて良好な光導波路を
提供することができる。
【００２０】さらに、基板の裏面側からフォトレジスト
を全面露光しているため、フォトレジストパターンの断
面オーバーハング量を大きくすることが可能であるの
で、金属膜等の真空蒸着時に、基板を蒸着方向に対し傾
け回転させることにより、拡散源となる金属膜等に厚み
分布をもたせることが容易であり、基板中へのきめ細か
な拡散制御を行うことで、優れた特性を有する光導波路
の提供が可能となる。
を全面露光しているため、フォトレジストパターンの断
面オーバーハング量を大きくすることが可能であるの
で、金属膜等の真空蒸着時に、基板を蒸着方向に対し傾
け回転させることにより、拡散源となる金属膜等に厚み
分布をもたせることが容易であり、基板中へのきめ細か
な拡散制御を行うことで、優れた特性を有する光導波路
の提供が可能となる。
【図１】（ａ）〜（ｊ）はそれぞれ本発明に係る実施例
の各工程を示す断面図である。
の各工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の原理を示す断面図
である。
である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る露光量とフォ
トレジストパターン幅の関係を示すグラフである。
トレジストパターン幅の関係を示すグラフである。
１ ・・・ 基板 ２ ・・・ フォト
レジスト ３ ・・・ フォトマスク ４ ・・・ 紫外光 ５ ・・・ 金属膜 ６ ・・・ 光導波
路 ７ ・・・ ＳｉＯ2 膜 ８ ・・・ 制御電
極
レジスト ３ ・・・ フォトマスク ４ ・・・ 紫外光 ５ ・・・ 金属膜 ６ ・・・ 光導波
路 ７ ・・・ ＳｉＯ2 膜 ８ ・・・ 制御電
極
Claims (1)
- 【請求項１】透光性を有する誘電体の基板表面上に拡散
源となる金属膜もしくは金属化合物膜を被着形成し、前
記拡散源を前記基板中へ熱拡散させて、この熱拡散領域
を光導波路とする導波路型光制御デバイスの製造方法に
おいて、 前記拡散源の被着形成は、 前記基板の表面上にフォトレジストを塗布した後、該基
板の表面側から所定領域に選択的に露光を行い、かつ該
基板の裏面側から全面に露光を行う工程と、 前記基板を現像液に浸漬することにより、前記フォトレ
ジストを所定形状にパターニングするとともに、該フォ
トレジストの断面をオーバーハング形状に形成する工程
と、 前記フォトレジスト上及び前記基板の表面上に、拡散源
となる金属膜もしくは金属化合物膜を被着形成する工程
と、 前記拡散源となる金属膜もしくは金属化合物膜を残し
て、前記フォトレジストを前記基板から消失させる工程
と、から成ることを特徴とする光制御デバイスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06230239A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 光制御デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06230239A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 光制御デバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06230239A true JPH06230239A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11828932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06230239A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 光制御デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06230239A (ja) |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP50A patent/JPH06230239A/ja active Pending
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