JPH09297238A - 光導波路の製造方法 - Google Patents

光導波路の製造方法

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JPH09297238A
JPH09297238A JP8114503A JP11450396A JPH09297238A JP H09297238 A JPH09297238 A JP H09297238A JP 8114503 A JP8114503 A JP 8114503A JP 11450396 A JP11450396 A JP 11450396A JP H09297238 A JPH09297238 A JP H09297238A
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JP
Japan
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layer
substrate
fine particle
glass
glass fine
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JP8114503A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Hattori
哲也 服部
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上に傷や歪み等による凹凸が生じている
と、基板上にバッファ層を設けてもその表面には再び傷
や凹凸が現われる。このように凹凸のある面上に形成さ
れたコア層は均一に形成されないために伝送損失が増大
する問題があった。 【解決手段】 基板上に光受動部品を形成する光導波路
の製造するに先立ち、基板10の上に一旦レジスト層1
をコーティングし、次いでこのレジスト層1及び基板1
0の表面をドライエッチング法により除去して基板の表
面を平坦に仕上げる工程を付加した方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
使用される光導波路の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光導波路の典型的な製造方法のフ
ローを図7に示す。先ず、火炎堆積法により、石英やシ
リコン等の基板101上にガラス微粒子102' を堆積
させ(同図(a))、次いでこれを1200℃以上の温
度で加熱し、堆積したガラス微粒子層を透明ガラス化し
てバッファ層102を形成する(同図(b)/ガラス組
成:SiO2 −B2 O3 −P2 O5 )。次に、火炎堆積
法により、バッファ層102上にコア用のガラス微粒子
層103' を堆積させ(同図(c))、この後、再び1
200℃以上の温度で加熱し、このガラス微粒子層10
3' を透明ガラス化してコア層103を形成する(同図
(d)/ガラス組成:SiO2 −B2 O3−P2 O5 −
GeO2 )。次に、フォトリソグラフィ技術により、コ
ア層103上にマスクパターンを形成した後、これをマ
スクとしてエッチングを行い、所望のパターンの光導波
路103aを形成する(同図(e))。そして、この上
に再び火炎堆積法でガラス微粒子層104' を堆積した
後(同図(f))、透明ガラス化してオーバクラッド層
104を形成する(同図(g)/ガラス組成:SiO2
−B2 O3 −P2 O5 )。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにし
て形成された光導波路も、基板上に傷や歪み等による凹
凸が生じている場合があり、基板上にバッファ層を設け
てもその表面には再び傷や凹凸が現われる。このように
凹凸のある面上では均一にコア層が形成されないために
伝送損失が増大する問題があった。そこで本発明の目的
は、コアを形成する基板あるいはバッファ層の表面を平
坦に形成し、伝送損失の劣化を防止できる光導波路の製
造方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる光導波路
の製造方法は、基板の表面を平坦に仕上げる第1工程
と、ガラスの屈折率を高める添加物を火炎バーナに供給
し、平坦化された基板の表面上に、コア用の第1ガラス
微粒子層を堆積させる第2工程と、前記第1ガラス微粒
子層を焼結して透明ガラス化する第3工程と、透明ガラ
ス化した前記第1ガラス微粒子層を所定のコア形状にパ
ターニングする第4工程と、パターニングされた前記第
1ガラス微粒子層上に、オーバクラッド用の第2ガラス
微粒子層を堆積させる第5工程と、堆積された前記第2
ガラス微粒子層を焼結して透明ガラス化する第6工程と
を備え、前記第1工程では、基板上に一旦レジスト層を
コーティングし、次いで該レジスト層及び基板の表面を
ドライエッチング法により除去して基板の表面を平坦に
仕上げることを特徴とする。
【0005】また、本発明に係わる光導波路の他の製造
方法は、基板上にバッファ層を形成する第1工程と、バ
ッファ層の表面を平坦に仕上げる第2工程と、ガラスの
屈折率を高める添加物を火炎バーナに供給し、平坦化さ
れたバッファ層の表面上に、コア用の第1ガラス微粒子
層を堆積させる第3工程と、前記第1ガラス微粒子層を
焼結して透明ガラス化する第4工程と、透明ガラス化し
た前記第1ガラス微粒子層を所定のコア形状にパターニ
ングする第5工程と、パターニングされた前記第1ガラ
ス微粒子層上に、オーバクラッド用の第2ガラス微粒子
層を堆積させる第6工程と、堆積された前記第2ガラス
微粒子層を焼結して透明ガラス化する第7工程とを備
え、前記第2工程では、バッファ層上に一旦レジスト層
をコーティングし、次いで該レジスト層及びバッファ層
の表面をドライエッチング法により除去してバッファ層
の表面を平坦に仕上げることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳細に説明する。図1及び図2は本
実施形態の光導波路の製造工程を示す図である。まず、
厚さ1mmの平板状の石英基板10を用意し(図1
(a))、アセトン液の中で表面を超音波洗浄した。
【0007】次に、図3に示すように、回転装置の円盤
5の上に洗浄された石英基板10を固定し、その上にノ
ボラック系樹脂等の有機物からなるレジストを滴下装置
のノズル7から滴下し、同時に円盤5を高速回転して基
板10の表面に略平坦なレジスト層1を形成した(図1
(b))。レジスト層1の厚さはレジストの粘度と回転
速度によって決まり、石英基板10上の傷あるいは凹凸
を覆うに十分な厚さとした。粘度は10〜300cp
s、回転速度は500〜5000rpmの範囲で調整し
た。
【0008】次いで、図4に示すように、真空チャンバ
8内に配置された電極4の一方の側に石英基板10を固
定し、電極4の間にCF4 ガスとO2 ガスのエッチング
ガスを吹き込んで石英基板10の表面をエッチングし
た。エッチングガスは流量:200(sccm)、圧
力:1.0(Pa)、プラズマ発生電力:1.0(k
W)、加速電圧:100(V)以下で50μmエッチン
グした(図1(c))。エッチング速度は図5に示すよ
うに、一般に、石英ガラスとレジストでは相違してお
り、また電極間に送り込むCF4 ガスとO2 ガスの割合
によっても変化する。
【0009】ところで、基板10上に設けられたレジス
ト層1の表面をエッチングしてゆくと、最初は図1
(c)の91 、92 に示すように全面がレジストである
が、さらに93 まで進むと、基板10の表面に生じてい
た傷あるいは凹凸が現われる。この状態では石英基板1
0とレジスト層1を同時にエッチングすることになる。
前述のように石英ガラスとレジストのエッチング速度が
相違する条件でエッチングを行なうと、エッチング速度
の相違によって益々凹凸が強調されることになる。そこ
で図5に示するように、両者のエッチング速度が等しく
なる条件/CF4 ガスがx%、O2 ガスが(1−x)%
に選択することによって平坦な面を保持しながらエッチ
ングを続けることができる。その結果、1図(d)に示
すように基板10の表面を平坦にエッチングすることが
できる。
【0010】次に、表面を平坦にエッチングした基板1
0を用いて図2に示した工程にしたがって光導波路を形
成する。酸水素火炎中に、原料ガスとしてSiCl4 、
BCl3 、GeCl4 を導入し、火炎加水分解反応に
よりB、P、Geが添加されたSiO2 微粒子を発生さ
せて石英基板10上に堆積した(図2(a))。堆積し
たコアガラスの微粒子層11’を1500℃で4時間焼
結して厚さ8μmのコア層11を形成した(図2
(b))。
【0011】次に、コア層11上に厚さ1μmの感光性
レジスト層20を形成する(図2(c))。レジスト層
20は、帯状をなしその幅はコアの寸法と等しく選択さ
れる。
【0012】次いで、レジスト層20をエッチングマス
クとして反応性イオネッチングを行い、コア層11の露
出部分を基板10の上面が露出するまで除去する(図2
(d))。これにより、石英基板10上に柱状のコア部
材11aが形成される。
【0013】次に、酸水素火炎中に、原料ガスとしてS
iCl4 、BCl3 、POCl3 を導入し、火炎加水分
解反応によりB、Pが添加されたSiO2微粒子を発生
させて堆積した(図2(e))。堆積したオーバクラッ
ド層の微粒子層12’を1200℃で4時間焼結して厚
さ30μmのオーバクラッド層12を得た(図2
(f))。導波路の構造は、コア断面形状が8μm×8
μm、比屈折率差が0.3%となるように合成した。石
英基板10とオーバクラッド層12は一体となって一つ
のクラッド層を構成しており、導波路はこのクラッド層
内に埋め込まれた状態で固定される。以上の工程を経て
作製した直線光導波路の導波損失は、0.06±0.0
3dB/cmであった。
【0014】〈比較例〉前述した実施形態と同様に光導
波路を製造したが、比較例では基板10上を平坦化する
第1の工程は行なわず、基板10上に直接図2に示した
工程によってコア層11、オーバクラッド層12を形成
した。基板の表面全体に約1μmの凹凸が存在してい
た。作製された直線光導波路の導波損失は、0.6±
0.1dB/cmであった。
【0015】〈別の実施形態〉基板上の不純物による伝
送損失の影響を避けるために、図6に示すようにバッフ
ァ層13を設けた後にコア用の第1ガラス微粒子層1
1’を堆積させる場合がある(図6(a))。バッファ
層13を設けても基板上に傷等が存在していると、バッ
ファ層13の表面にも傷による凹凸が現われるのでバッ
ファ層13の表面を平坦にすることが必要となる。この
場合にも前述の図1と同様の方法によって、バッファ層
13の表面を平坦にドライエッチングする。この時は、
バッファ層13のエッチング速度とレジスト層のエッチ
ング速度が等しくなる条件でエッチングする。以下、図
6に示した工程に従ってエッチングされたバッファ層1
3の上にコア層11を形成し(同図(b))、・・・オ
ーバクラッド層12を設けて(同図(f))光導波路を
形成する。バッファ層13は、基板10上にガラス微粒
子を堆積し、次いでこれを1200℃以上の温度で加熱
し、堆積したガラス微粒子層を透明ガラス化して形成す
る(ガラス組成:SiO2 −B2 O3 −P2 O5 )。
【0016】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0017】基板上に傷や歪み等による凹凸が発生して
も、基板の表面を平坦に仕上げてから導波路を形成する
ので凹凸による伝送損失の劣化を防止することが出来
る。
【0018】基板上に発生した傷や歪み等による凹凸を
ドライエッチングによって除去するので、凹凸と同時に
表面の不純物も除かれるので伝送損失の改善効果が大き
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係わる光導波路の前半の製造工程
を示す図である。
【図2】本実施形態に係わる光導波路の後半の製造工程
を示す図である。
【図3】レジスト層の製造法を示す図である。
【図4】ドライエッチング法を示す図である。
【図5】エッチング速度に関する特性を示す図である。
【図6】本実施形態に係わる光導波路の他の製造工程を
示す図である。
【図7】従来の光導波路の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
1:レジスト層 2:ドライエッチングガス 3:排気ガス 4:電極 5:加速電源 6:回転装置の円盤 7:滴下装置のノズル 8:真空チャンバ 9:ドライエッチングの方向 91 、92 ・・:エッチングの面 10:基板 11:コア層 11’:コア部のガラス微粒子層 12:オーバクラッド層 12’:オーバクラッド部のガラス微粒子層 13:バッファ層 13’:バッファ部のガラス微粒子層 20:感光性レジスト層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の表面を平坦に仕上げる第1工程
    と、 ガラスの屈折率を高める添加物を火炎バーナに供給し、
    平坦化された基板の表面上に、コア用の第1ガラス微粒
    子層を堆積させる第2工程と、 前記第1ガラス微粒子層を焼結して透明ガラス化する第
    3工程と、 透明ガラス化した前記第1ガラス微粒子層を所定のコア
    形状にパターニングする第4工程と、 パターニングされた前記第1ガラス微粒子層上に、オー
    バクラッド用の第2ガラス微粒子層を堆積させる第5工
    程と、 堆積された前記第2ガラス微粒子層を焼結して透明ガラ
    ス化する第6工程とを備え、 前記第1工程では、基板上に一旦レジスト層をコーティ
    ングし、次いで該レジスト層及び基板の表面をドライエ
    ッチング法により除去して基板の表面を平坦に仕上げる
    ことを特徴とする光導波路の製造方法。
  2. 【請求項2】 基板とレジスト層のエッチング速度が等
    しい条件でドライエッチングすることを特徴とする請求
    項1に記載の光導波路の製造方法。
  3. 【請求項3】 基板上にバッファ層を形成する第1工程
    と、 バッファ層の表面を平坦に仕上げる第2工程と、 ガラスの屈折率を高める添加物を火炎バーナに供給し、
    平坦化されたバッファ層の表面上に、コア用の第1ガラ
    ス微粒子層を堆積させる第3工程と、 前記第1ガラス微粒子層を焼結して透明ガラス化する第
    4工程と、 透明ガラス化した前記第1ガラス微粒子層を所定のコア
    形状にパターニングする第5工程と、 パターニングされた前記第1ガラス微粒子層上に、オー
    バクラッド用の第2ガラス微粒子層を堆積させる第6工
    程と、 堆積された前記第2ガラス微粒子層を焼結して透明ガラ
    ス化する第7工程とを備え、 前記第2工程では、バッファ層上に一旦レジスト層をコ
    ーティングし、次いで該レジスト層及びバッファ層の表
    面をドライエッチング法により除去してバッファ層の表
    面を平坦に仕上げることを特徴とする光導波路の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 バッファ層とレジスト層のエッチング速
    度が等しい条件でドライエッチングすることを特徴とす
    る請求項3に記載の光導波路の製造方法。
JP8114503A 1996-05-09 1996-05-09 光導波路の製造方法 Pending JPH09297238A (ja)

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Citations (6)

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