JPH0933741A - Quartz optical waveguide and method of manufacturing the same - Google Patents
Quartz optical waveguide and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 光学特性の安定した石英系光導波路を得るた
めに、連続してコア層のエッチングを行っても、バッチ
数を問わず、再現性良くコア層のエッチング深さを制御
することができる石英系光導波路の製造方法を提供す
る。
【解決手段】 反応性イオンエッチングによりコアパタ
ーンが形成されてなる石英系光導波路において、コア層
の反応性イオンエッチング時の自己バイアス電圧を一定
になるように制御することによりコアパターンが形成さ
れてなることを特徴とする石英系光導波路、及びその製
造方法。(57) [Abstract] (Correction) [Problem] Even if the core layer is continuously etched to obtain a silica optical waveguide having stable optical characteristics, the core layer has good reproducibility regardless of the number of batches. Provided is a method for manufacturing a silica-based optical waveguide, which is capable of controlling the etching depth. In a silica-based optical waveguide having a core pattern formed by reactive ion etching, the core pattern is formed by controlling the self-bias voltage during the reactive ion etching of the core layer to be constant. And a method for manufacturing the same.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は石英系光導波路及び
その製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silica optical waveguide and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、石英系光導波路コア部の形成は、
アンダークラッド層上にコア層を形成し、コアパターン
を形成する、下記の方法が知られている。すなわち、コ
ア層を形成するには、Si基板上に火炎堆積法により、
アンダークラッド層用多孔質膜及びその膜上に屈折率制
御用添加物(GeあるいはTi等)を含んだ石英ガラス
からなるコア用多孔質膜を形成し、加熱透明化によりア
ンダークラッド層及びコア層を形成する(M.Kawati、 Op
tical and Quantum Electronics、 22、 391〜416、199
0)、またはアンダークラッド層を兼ねた石英ガラス基
板上にSiO2 と屈折率制御用添加物(Ti等)を含ん
だ蒸発材料を用いて電子ビーム蒸着法によりコア層を形
成する(K.Imoto 他、APPLIED OPTICS、 Vol.26、No.19、
4214 〜4219、1987 )。2. Description of the Related Art Conventionally, formation of a silica-based optical waveguide core has been
The following method of forming a core layer on the under clad layer and forming a core pattern is known. That is, in order to form the core layer, the flame deposition method on the Si substrate,
Under-cladding layer and core layer are formed by forming a porous film for under-cladding layer and a core porous film made of quartz glass containing a refractive index controlling additive (Ge or Ti etc.) Form (M. Kawati, Op
tical and Quantum Electronics, 22, 391-416, 199
0), or a core layer is formed on a quartz glass substrate that also serves as an underclad layer by an electron beam evaporation method using an evaporation material containing SiO 2 and a refractive index control additive (such as Ti) (K.Imoto). Others, APPLIED OPTICS, Vol.26, No.19,
4214-4219, 1987).
【0003】コアパターンの形成方法としては、以下の
方法(方法1)が知られている。フォトリソグラフィー
によりコア層上にポジ型フォトレジストパターンを厚さ
3ミクロン形成し、CHF3 とC2 F6 の混合ガスを用
いた反応性イオンエッチングによりコアパターンを形成
する(J.Allen、OPTICAL ENGINEERING、 Vol.32、 No.5、
1011〜1014、1993)。The following method (method 1) is known as a method of forming a core pattern. A positive photoresist pattern having a thickness of 3 μm is formed on the core layer by photolithography, and the core pattern is formed by reactive ion etching using a mixed gas of CHF 3 and C 2 F 6 (J. Allen, OPTICAL ENGINEERING). , Vol.32, No.5,
1011-1014, 1993).
【0004】次に、以下の方法(方法2)が知られてい
る。真空蒸着法によりTi層をコア層上に成膜し、フォ
トリソグラフィーによりフォトレジストパターンを形成
し、Ti膜の不要部分を除去しコアパターン形成用マス
クパタ−ンを形成し、C2 H4 とC2 F6 との混合ガス
を用いた反応性イオンエッチングによりコアパターンを
形成する(T.Izawa、 Appl.Phys.Lett、 Vol.38、 No.7、3
91〜416、1990)。Next, the following method (method 2) is known. A Ti layer is formed on the core layer by a vacuum deposition method, a photoresist pattern is formed by photolithography, unnecessary portions of the Ti film are removed to form a mask pattern for core pattern formation, and C 2 H 4 and C 2 are formed. A core pattern is formed by reactive ion etching using a mixed gas with 2 F 6 (T. Izawa, Appl. Phys. Lett, Vol. 38, No. 7, 3
91-416, 1990).
【0005】また、以下の方法(方法3)が知られてい
る。アモルファスSi膜をコア層上に成膜し、フォトリ
ソグラフィーによりフォトレジストパターンを形成し、
CBrF3 ガスを用いた反応性イオンエッチングにより
コアパターン形成用アモルファスSiマスクパタ−ンを
形成し、C2 H4 とC2 F6 との混合ガスを用いた反応
性イオンエッチングによりコアパターンを形成する(M.
Kawati、 Optical and Quantum Electronics、 22、 391〜
416、1990)。The following method (method 3) is also known. An amorphous Si film is formed on the core layer, a photoresist pattern is formed by photolithography,
An amorphous Si mask pattern for core pattern formation is formed by reactive ion etching using CBrF 3 gas, and a core pattern is formed by reactive ion etching using a mixed gas of C 2 H 4 and C 2 F 6. (M.
Kawati, Optical and Quantum Electronics, 22, 391 ~
416, 1990).
【0006】さらに、以下の方法(方法4)が知られて
いる。コア層にRFスパッタリング法によりWSiX 膜
を成膜し、フォトリソグラフィーによりフォトレジスト
パターンを形成し、NF3 ガスを用いた反応性イオンエ
ッチングによりコアパターン形成用WSiX マスクを形
成し、CHF3 とC2F6 の混合ガスを用いた反応性イ
オンエッチングによりコアパターンを形成する(K.Imot
o 他、APPLIED OPTICS、 Vol.26、 No.19、 4214 〜4219、1
987 )。Further, the following method (method 4) is known. The WSi X film was formed by RF sputtering on the core layer by photolithography to form a photoresist pattern, a WSi X mask core pattern formation is formed by reactive ion etching using NF 3 gas, and CHF 3 A core pattern is formed by reactive ion etching using a mixed gas of C 2 F 6 (K.Imot
o Others, APPLIED OPTICS, Vol.26, No.19, 4214-4219, 1
987).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記コアパタ
ーンの形成方法により作製した石英系光導波路には次の
ような問題点があった。方法1の形成方法では、コア層
のエッチング速度とコアパターン形成用マスクパターン
であるフォトレジストとのエッチング速度の比である選
択比が、ガス種にかかわらず、3から4と小さいため、
コア層を10μmエッチングしようとした場合、フォト
レジストの厚さは2.5μmから3.3μmが必要とな
る。しかしながら、フォトレジスト層が2.5μmから
3.3μmと厚い場合、フォトレジストの断面形状が台
形となる。台形形状のフォトレジストをマスクとして反
応性イオンエッチングによりコアパターンを形成する
と、コアパターンも台形形状になってしまうため、石英
系光導波路型分波器を作製した場合、良好な合分波特性
を得ることができないことや、偏波依存性を生じること
等の問題があった。However, the silica-based optical waveguide manufactured by the above-mentioned method of forming a core pattern has the following problems. In the forming method of Method 1, since the selection ratio, which is the ratio of the etching rate of the core layer and the etching rate of the photoresist that is the mask pattern for core pattern formation, is as small as 3 to 4 regardless of the gas species,
If the core layer is to be etched by 10 μm, the thickness of the photoresist needs to be 2.5 μm to 3.3 μm. However, when the photoresist layer is as thick as 2.5 μm to 3.3 μm, the cross-sectional shape of the photoresist becomes trapezoidal. When a core pattern is formed by reactive ion etching using a trapezoidal photoresist as a mask, the core pattern also becomes a trapezoidal shape. However, there are problems such as not being able to obtain the above, and causing polarization dependence.
【0008】上記問題を解決する手段としては、方法2
〜4のような金属マスクを使用してコアパターンを形成
することにより金属マスク側面及びコアパターン側面を
垂直に形成できるため、石英系光導波路合分波器を作製
した場合、偏波依存性のない、良好な合分波特性を得る
ことができる。特に金属マスクとしてWSiX を用い、
エッチングガスとして、CHF3 の単独ガスまたはCH
F3 とC2 F6 との混合ガスを用いた場合(方法4)、
コア層のエッチング速度とWSiX マスクのエッチング
速度の比である選択比が20以上と、Ti、アモルファ
スSiを用いた場合に比べて大きい。選択比が大きいこ
とにより金属マスクの膜厚が小さくてよく、製造コスト
を大幅に削減できるという長所を有する。As a means for solving the above problem, Method 2
Since the side faces of the metal mask and the side face of the core pattern can be formed vertically by forming the core pattern using the metal mask as described in 4 to 4, when the silica-based optical waveguide multiplexer / demultiplexer is manufactured, polarization dependence A good multiplexing / demultiplexing characteristic can be obtained. In particular, using WSi X as a metal mask,
As the etching gas, CHF 3 alone or CH
When a mixed gas of F 3 and C 2 F 6 is used (method 4),
The selectivity, which is the ratio of the etching rate of the core layer and the etching rate of the WSi x mask, is 20 or more, which is larger than that when Ti or amorphous Si is used. Since the selection ratio is large, the film thickness of the metal mask may be small, and the manufacturing cost can be significantly reduced.
【0009】しかしながら、金属マスクとしてWSiX
を用い、エッチングガスとしてCHF3 の単独ガスまた
はCHF3 とC2 F6 との混合ガスを用いた場合(方法
4)、連続してコア層の反応性イオンエッチングを行う
と、同一時間エッチングを行った場合でも、バッチごと
にコア層のエッチング深さが異なるという問題を有して
いた。顕著な場合には、コア層のエッチング深さが設定
の半分程度となる場合もあった。さらに、方法3ではア
モルファスSiの反応性イオンエッチングのガスとして
CBrF3 を用いているが、CBrF3 ガスはフロン規
制対象ガスであるため使用規制があるという問題も有し
ていた。However, as a metal mask, WSi X is used.
Using, in the case of using a mixed gas alone gas or CHF 3 and C 2 F 6 of CHF 3 as the etching gas (method 4), when the reactive ion etching of the core layer in succession, the same time etching Even when it was carried out, there was a problem that the etching depth of the core layer was different for each batch. In a remarkable case, the etching depth of the core layer may be about half the set depth. Further, although CBrF 3 is used as a gas for reactive ion etching of amorphous Si in the method 3, there is also a problem that the CBrF 3 gas is a CFC regulated gas and therefore its use is restricted.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
を詳細に調査した結果、自己バイアス電圧に着目し、本
発明を完成させた。すなわち、本発明は、反応性イオン
エッチングによりコアパターンが形成されてなる石英系
光導波路において、コア層の反応性イオンエッチング時
の自己バイアス電圧を一定になるように制御することに
よりコアパターンが形成されてなることを特徴とする石
英系光導波路で、その製造方法は、コア層の反応性イオ
ンエッチング時の自己バイアス電圧を一定になるように
制御することによりコアパターンが形成されることを特
徴とする製造方法を要旨とするものである。以下にこれ
をさらに詳述する。The inventors of the present invention have completed the present invention by paying attention to the self-bias voltage as a result of detailed investigation of the above problems. That is, in the present invention, the core pattern is formed by controlling the self-bias voltage during the reactive ion etching of the core layer to be constant in the silica-based optical waveguide in which the core pattern is formed by the reactive ion etching. The silica-based optical waveguide is characterized in that the core pattern is formed by controlling the self-bias voltage during the reactive ion etching of the core layer to be constant. The manufacturing method is as follows. This will be described in more detail below.
【0011】図1に、高周波電力を300W一定として
CHF3 によりコア層の反応性イオンエッチングを行っ
た場合の自己バイアス電圧の、累積エッチング時間によ
る変化を示す。図1に示すように、エッチング時の高周
波電力が印加される陰極の自己バイアス電圧は時間経過
と共に小さくなる。また、同一時間エッチングを行った
場合、後バッチのウェーハほどコア層のエッチング深さ
は小さくなる。FIG. 1 shows the change in self-bias voltage with cumulative etching time when reactive ion etching of the core layer is performed with CHF 3 while keeping the high-frequency power constant at 300 W. As shown in FIG. 1, the self-bias voltage of the cathode to which high-frequency power is applied during etching becomes smaller with time. Further, when the etching is performed for the same time, the etching depth of the core layer becomes smaller in the later batch wafers.
【0012】SiO2 のエッチング速度には下記の式
(1)の関係があることが知られている(松尾、第1回
ドライプロセスシンポジウム、(電気学会)東京、1
3、1979)。 V ∝ I・exp(−E0 /E) ‥‥(1) ただし、式(1)においてVはエッチング速度、Iはイ
オン入射流、E0 は活性化エネルギー、Eは自己バイア
ス電圧である。It is known that the etching rate of SiO 2 is related to the following equation (1) (Matsuo, 1st Dry Process Symposium, The Institute of Electrical Engineers of Tokyo, 1)
3, 1979). V ∝ I · exp (−E 0 / E) (1) In the formula (1), V is the etching rate, I is the ion incident flow, E 0 is the activation energy, and E is the self-bias voltage.
【0013】式(1)の関係からはエッチング速度を制
御するためにはイオン入射流、自己バイアス電圧を制御
する必要があることがわかる。さらに反応性イオンエッ
チングの高周波電力をXとすると、I∝X1/2 、E∝X
1/2 と近似できることが知られている。したがって、式
(1)は式(2)のように表される。 V = A・X1/2 ・exp(−B / X1/2 ) ‥‥(2) ただし、式(2)においてA、Bは定数である。From the relation of the equation (1), it is understood that it is necessary to control the ion incident flow and the self-bias voltage in order to control the etching rate. Further, if the high frequency power of reactive ion etching is X, I∝X 1/2 , E∝X
It is known that it can be approximated to 1/2 . Therefore, the equation (1) is expressed as the equation (2). V = A * X1 / 2 * exp (-B / X1 / 2 ) ... (2) However, in Formula (2), A and B are constants.
【0014】式(1)、(2)より、エッチング速度を
一定に制御するには次の4種類の方法が考えられる。 (a)イオン入射量、自己バイアス電圧をそれぞれ独立
に逐次制御する。 (b)イオン入射量を一定に保ち、自己バイアス電圧を
逐次制御する。 (c)自己バイアス電圧を一定に保ち、イオン入射量を
逐次制御する。 (d)イオン入射量、自己バイアス電圧を同時に一定に
保つ。 通常の反応性イオンエッチングではエッチング速度を一
定に保つための制御方法として、高周波電力を制御する
ことが一般的である。高周波電力を制御することはエッ
チング速度を(2)式に従って制御していることであ
り、SiO2 の反応性エッチングの場合、上記(d)を
行っていることであると考えられる。しかしながら、C
HF3 の単独ガスまたはCHF3 とC2 F6 との混合ガ
スを用いたコア層の反応性イオンエッチングの場合、高
周波電力を一定に制御しても図1に示すように、自己バ
イアス電圧が累積エッチング時間と共に変化してしま
う。そこで自己バイアス電圧の変化が原因でエッチング
速度を一定に制御することができないと考えられた。From the equations (1) and (2), the following four types of methods can be considered to control the etching rate to be constant. (A) The amount of incident ions and the self-bias voltage are sequentially controlled independently. (B) The amount of incident ions is kept constant and the self-bias voltage is sequentially controlled. (C) The self-bias voltage is kept constant and the amount of incident ions is sequentially controlled. (D) The ion incident amount and the self-bias voltage are kept constant at the same time. In normal reactive ion etching, it is general to control high frequency power as a control method for keeping the etching rate constant. It is considered that controlling the high-frequency power is controlling the etching rate according to the equation (2), and that in the case of reactive etching of SiO 2 , the above (d) is performed. However, C
In the case of reactive ion etching of the core layer using a single gas of HF 3 or a mixed gas of CHF 3 and C 2 F 6 , even if the high frequency power is controlled to be constant, as shown in FIG. It changes with the cumulative etching time. Therefore, it was considered that the etching rate cannot be controlled to be constant due to the change in self-bias voltage.
【0015】上記から、コア層のエッチング深さを一定
にしようとする、すなわちコア層のエッチング速度を一
定になるようにしようとする場合、上記(a)〜(c)
の制御を行うことにより実現可能であると考えられる。
しかしながら、高周波電源を用いた反応性イオンエッチ
ングでは(a)、(c)は不可能であるが、一定流量、
一定圧力に制御されている場合には、イオン入射量はほ
ぼ一定であると近似できることから、高周波電源を用い
た反応性イオンエッチングでは、上記(b)の制御を行
うことが可能で、自己バイアス電圧を一定になるように
制御することによりCHF3 の単独ガスまたはCHF3
とC2 F6 との混合ガスを用いたコア層のエッチング速
度を制御することが可能となると考えられる。ここで自
己バイアス電圧は設定値に対して±10Vの範囲内に制
御することとし、好ましくは±5Vである。From the above, in order to make the etching depth of the core layer constant, that is, to make the etching rate of the core layer constant, the above (a) to (c) are used.
It is considered to be feasible by controlling the above.
However, although (a) and (c) cannot be performed by reactive ion etching using a high frequency power source,
When the pressure is controlled to be constant, it is possible to approximate that the amount of incident ions is almost constant. Therefore, in reactive ion etching using a high frequency power source, the control of (b) above can be performed and self-bias CHF 3 alone gas or CHF 3 gas is controlled by controlling the voltage to be constant.
It is considered possible to control the etching rate of the core layer using the mixed gas of C 2 and C 2 F 6 . Here, the self-bias voltage is controlled within a range of ± 10V with respect to the set value, and preferably ± 5V.
【0016】上記から、石英系光導波路のコア層の反応
性イオンエッチング工程において、イオン入射量を一定
に保ち自己バイアス電圧を逐次制御することにより、コ
ア層のエッチング速度を制御できるため、コア層のエッ
チング深さを制御することが可能となる。From the above, in the reactive ion etching step of the core layer of the silica-based optical waveguide, the etching rate of the core layer can be controlled by successively controlling the self-bias voltage while keeping the ion injection amount constant, so that the core layer can be controlled. It is possible to control the etching depth of.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、実施例、比較例を挙げ、図2に沿って説明する。 実施例 まず、アンダークラッド層を兼ねた直径100mmの石英
ガラス基板1上に、屈折率制御用添加物であるGeO2
を含んだSiO2 ガラス蒸発材料を用いた電気ビーム蒸
着法により、8μmのコア層2を形成した(図2
(a))。コア層2の屈折率制御用添加物の濃度はコア
層2の屈折率がアンダークラッド層を兼ねた石英ガラス
基板1の屈折率よりも0.3%高くなるように予め蒸発
材料中の屈折率制御用添加物濃度を調整した。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Example First, on a silica glass substrate 1 having a diameter of 100 mm which also serves as an underclad layer, GeO 2 which is a refractive index control additive is added.
A core layer 2 having a thickness of 8 μm was formed by an electric beam evaporation method using a SiO 2 glass evaporation material containing Si (FIG. 2).
(A)). The concentration of the refractive index control additive of the core layer 2 is set in advance so that the refractive index of the core layer 2 is 0.3% higher than the refractive index of the quartz glass substrate 1 which also serves as the under cladding layer. The control additive concentration was adjusted.
【0018】次に、コア層2上にスパッタリング法によ
りコアパターン形成用WSiX マスク層3を厚さ450
nm形成した(図2(b))。Next, a core pattern forming WSi X mask layer 3 having a thickness of 450 is formed on the core layer 2 by a sputtering method.
nm (FIG. 2B).
【0019】次に、コアパターン形成用WSiX マスク
パターン5を形成するために、通常のフォトリソグラフ
ィーにより、コアパターン形成用WSiX マスク層3上
に、ポジ型レジストパターン4を500nm形成した(図
2(c))。Next, in order to form the WSi X mask pattern 5 for forming the core pattern, a positive resist pattern 4 was formed to a thickness of 500 nm on the WSi X mask layer 3 for forming the core pattern by ordinary photolithography (see FIG. 2 (c)).
【0020】次に、コアパターン形成用WSiX マスク
パターン5を形成するために、NF3 ガスを用いた反応
性イオンエッチングにより、図5に示した装置によって
コアパターン形成用WSiX マスクパターン5を形成す
る。チャンバー21内にある高周波電源22が接続され
た下部電極23上に、コア層2、コアパターン形成用W
SiX マスク層3、レジストパターン4を積層した石英
ガラス基板1からなる被エッチング基板7を配置し、チ
ャンバー21に接続されたターボ分子ポンプ24及び油
回転ポンプ25により、5×10-5Paまでチャンバー2
1内を排気した。この後、NF3 ガスを10sccmチャン
バー21内に導入し、自動圧力コントローラーによりチ
ャンバー21内を0.3Paに保ち、13.56MH
z、高周波電力が20Wで一定となるように制御を行い
ながら下部電極23に高周波電力を印加し、10分間の
反応性イオンエッチングを行って、コアパターン形成用
WSiX マスクパターン5を形成した(図2(d))。Next, in order to form the WSi X mask pattern 5 for forming the core pattern, the WSi X mask pattern 5 for forming the core pattern is formed by reactive ion etching using NF 3 gas by the apparatus shown in FIG. Form. On the lower electrode 23 connected to the high frequency power source 22 in the chamber 21, the core layer 2 and the core pattern forming W are formed.
The substrate to be etched 7 made of the quartz glass substrate 1 on which the Si X mask layer 3 and the resist pattern 4 are laminated is arranged, and the turbo molecular pump 24 and the oil rotary pump 25 connected to the chamber 21 are used to reach 5 × 10 −5 Pa. Chamber 2
The inside of 1 was evacuated. After that, NF 3 gas was introduced into the chamber 21 at 10 sccm, and the chamber 21 was kept at 0.3 Pa by an automatic pressure controller at 13.56 MH.
z, high frequency power was applied to the lower electrode 23 while controlling the high frequency power to be constant at 20 W, and reactive ion etching was performed for 10 minutes to form a WSi X mask pattern 5 for core pattern formation ( FIG. 2D).
【0021】次に、コアパターン形成用WSiX マスク
パターン5上に残ったフォトレジストパターン4の除去
を行う。チャンバー21内にある高周波電源22が接続
された下部電極23上に、コア層2、コアパターン形成
用WSiX マスクパターン5、フォトレジストパターン
4を積層した石英ガラス基板1からなる被エッチング基
板7を配置し、チャンバー21に接続されたターボ分子
ポンプ24及び油回転ポンプ25により、5×10-5Pa
までチャンバー21内を排気した。この後、O2 ガスを
50sccmチャンバー21内に導入し、自動圧力コントロ
ーラーによりチャンバー21内を0.9Paに保ち、1
3.56MHz、高周波電力が80Wで一定となるよう
に制御を行いながら下部電極23に高周波電力を印加
し、5分間の反応性イオンエッチングを行って、フォト
レジストパターンの除去を行った(図2(e))。Next, the photoresist pattern 4 remaining on the core pattern forming WSi X mask pattern 5 is removed. A substrate 7 to be etched made of a quartz glass substrate 1 in which a core layer 2, a WSi X mask pattern 5 for forming a core pattern 5 and a photoresist pattern 4 are laminated on a lower electrode 23 connected to a high frequency power source 22 in a chamber 21. 5 × 10 −5 Pa by a turbo molecular pump 24 and an oil rotary pump 25 which are arranged and connected to the chamber 21.
The chamber 21 was evacuated to. Then, O 2 gas was introduced into the chamber 21 at 50 sccm, and the chamber 21 was kept at 0.9 Pa by an automatic pressure controller.
High frequency power was applied to the lower electrode 23 while controlling the high frequency power to be constant at 3.56 MHz and 80 W, and reactive ion etching was performed for 5 minutes to remove the photoresist pattern (FIG. 2). (E)).
【0022】次にコアパターン形成用WSiX マスクパ
ターン5を用いてコアパターン6を形成する。チャンバ
ー21内にある高周波電源22が接続された下部電極2
3上に、コア層2、コアパターン形成用WSiX マスク
パターン5を積層した石英ガラス基板1からなる被エッ
チング基板7を配置し、チャンバー21に接続されたタ
ーボ分子ポンプ24及び油回転ポンプ25により、5×
10-5Paまでチャンバー21内を排気した。この後、C
HF3 ガスを100sccmチャンバー21内に導入し、自
動圧力コントローラーによりチャンバー21内を0.3
Paに保ち、13.56MHz、自己バイアス電圧が1
kVで一定となるように制御を行いながら下部電極23
に高周波電力を印加し、120分間の反応性イオンエッ
チングを行って、コアパターン6を形成した(図2
(f))。この時のコア層2のエッチング速度とコアパ
ターン形成用WSiX マスクパターン5のエッチング速
度との比である選択比は25であった。Next, a core pattern 6 is formed using the WSi X mask pattern 5 for forming a core pattern. Lower electrode 2 connected to high frequency power supply 22 in chamber 21
A substrate 7 to be etched made of a quartz glass substrate 1 on which a core layer 2 and a WSi X mask pattern 5 for forming a core pattern are laminated is arranged on the substrate 3, and a turbo molecular pump 24 and an oil rotary pump 25 connected to a chamber 21 are used. 5x
The chamber 21 was evacuated to 10 −5 Pa. After this, C
HF 3 gas was introduced into the chamber 21 at 100 sccm, and the inside of the chamber 21 was adjusted to 0.3 by an automatic pressure controller.
Keep at Pa, 13.56MHz, self-bias voltage is 1
The lower electrode 23 while controlling the voltage to be constant at kV
A high frequency power was applied to the substrate and reactive ion etching was performed for 120 minutes to form the core pattern 6 (FIG. 2).
(F)). At this time, the selection ratio, which is the ratio of the etching rate of the core layer 2 and the etching rate of the core pattern forming WSi X mask pattern 5, was 25.
【0023】次に、コアパターン6上に残ったコアパタ
ーン形成用WSiX マスクパターン5の除去を行う。チ
ャンバー21内にある高周波電源22が接続された下部
電極23上に、コアパターン6、コアパターン形成用W
SiX マスクパターン5を積層した石英ガラス基板1か
らなる被エッチング基板7を配置し、チャンバー21に
接続されたターボ分子ポンプ24及び油回転ポンプ25
により、5×10-5Paまでチャンバー21内を排気し
た。この後、NF3 ガスを10sccmチャンバー21内に
導入し、自動圧力コントローラーによりチャンバー21
内を0.3Paに保ち、13.56MHz、高周波電力
が20Wで一定となるように制御を行いながら下部電極
23に高周波電力を印加し、10分間の反応性イオンエ
ッチングを行って、コアパターン形成用WSiX マスク
パターン5の除去を行った(図2(g))。Next, the core pattern forming WSi X mask pattern 5 remaining on the core pattern 6 is removed. On the lower electrode 23 connected to the high frequency power source 22 in the chamber 21, the core pattern 6 and the core pattern forming W are formed.
A substrate 7 to be etched made of a quartz glass substrate 1 on which a Si X mask pattern 5 is laminated is arranged, and a turbo molecular pump 24 and an oil rotary pump 25 connected to a chamber 21.
Then, the chamber 21 was evacuated to 5 × 10 −5 Pa. Then, NF 3 gas was introduced into the chamber 21 at 10 sccm, and the chamber 21 was adjusted by an automatic pressure controller.
While maintaining the inside at 0.3 Pa, high frequency power is applied to the lower electrode 23 while controlling the high frequency power to be constant at 13.56 MHz and 20 W, and reactive ion etching is performed for 10 minutes to form a core pattern. The WSi X mask pattern 5 for use was removed (FIG. 2G).
【0024】以上の方法により10バッチ、反応性イオ
ンエッチングによるコアパターンの製造を行い、コア層
のエッチング深さの測定を、走査型電子顕微鏡の形状観
察からの寸法計測により行った。図3に10バッチの製
造におけるコア層のエッチング深さを示す。バッチ数に
かかわらずエッチング深さの減少は見られなかった。The core pattern was manufactured by reactive ion etching for 10 batches by the above method, and the etching depth of the core layer was measured by dimension measurement from the shape observation of a scanning electron microscope. FIG. 3 shows the etching depth of the core layer in the production of 10 batches. No decrease in etching depth was observed regardless of the number of batches.
【0025】比較例 比較のために、コアパターン形成用WSiX マスクパタ
ーン5を用いてコアパターン6を形成する工程におい
て、高周波電力を300Wで一定とした以外は、実施例
と同様に行った。このコアパターン6の形成工程では、
自己バイアス電圧は730Vから160Vへ、徐々に変
化した。また、この時のコア層2のエッチング速度とコ
アパターン形成用WSiX マスクパターン5のエッチン
グ速度との比である選択比も、25から13へ、徐々に
変化した。図4に10バッチの製造におけるコア層のエ
ッチング深さを示す。バッチ数が多くなるに従って、エ
ッチング深さの減少が見られた。Comparative Example For comparison, the same process as in Example was carried out except that the high frequency power was kept constant at 300 W in the step of forming the core pattern 6 using the WSi X mask pattern 5 for forming the core pattern. In the process of forming this core pattern 6,
The self-bias voltage gradually changed from 730V to 160V. Further, the selection ratio, which is the ratio of the etching rate of the core layer 2 and the etching rate of the core pattern forming WSi X mask pattern 5 at this time, gradually changed from 25 to 13. FIG. 4 shows the etching depth of the core layer in the production of 10 batches. As the number of batches increased, the etching depth decreased.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、連続してコア層のエッ
チングを行っても、バッチ数を問わず、再現性良くコア
層のエッチング深さを制御することができ、安定して石
英系光導波路を製造することができる。さらに、上記製
造方法により形成した石英系光導波路を使用することに
より、光学特性の安定した光部品を提供することができ
る。According to the present invention, even if the core layer is continuously etched, the etching depth of the core layer can be controlled with good reproducibility regardless of the number of batches, and the quartz system can be stably used. Optical waveguides can be manufactured. Furthermore, by using the silica-based optical waveguide formed by the above manufacturing method, an optical component having stable optical characteristics can be provided.
【図1】自己バイアス電圧の、累積エッチング時間によ
る変化を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a change in self-bias voltage according to cumulative etching time.
【図2】コア層のエッチング工程を示す概略図である。
(a)〜(g)は、各工程における断面概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a core layer etching process.
(A)-(g) is a cross-sectional schematic diagram in each process.
【図3】本発明の実施例における各バッチのコア層のエ
ッチング深さを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the etching depth of the core layer of each batch in the example of the present invention.
【図4】本発明の比較例における各バッチのコア層のエ
ッチング深さを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an etching depth of a core layer of each batch in a comparative example of the present invention.
【図5】反応性イオンエッチング装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a reactive ion etching apparatus.
1 石英ガラス基板 2 コア層 3 コアパターン形成用WSiX マスク層 4 レジストパターン 5 コアパターン形成用WSiX マスクパターン 6 コアパターン 7 被エッチング基板 21 チャンバー 22 高周波電源 23 下部電極 24 ターボ分子ポンプ 25 油回転ポンプ1 quartz glass substrate 2 core layer 3 WSi X mask layer for core pattern formation 4 resist pattern 5 WSi X mask pattern for core pattern formation 6 core pattern 7 substrate to be etched 21 chamber 22 high frequency power supply 23 lower electrode 24 turbo molecular pump 25 oil rotation pump
Claims (2)
ーンが形成されてなる石英系光導波路において、コア層
の反応性イオンエッチング時の自己バイアス電圧を一定
になるように制御することによりコアパターンが形成さ
れてなることを特徴とする石英系光導波路。1. In a silica-based optical waveguide having a core pattern formed by reactive ion etching, the core pattern is formed by controlling the self-bias voltage during the reactive ion etching of the core layer to be constant. A silica-based optical waveguide characterized by the following.
ーンを形成する石英系光導波路の製造方法において、コ
ア層の反応性イオンエッチング時の自己バイアス電圧を
一定になるように制御することを特徴とする石英系光導
波路の製造方法。2. A quartz optical waveguide manufacturing method for forming a core pattern by reactive ion etching, wherein the self-bias voltage during the reactive ion etching of the core layer is controlled to be constant. Of optical system optical waveguide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17858595A JPH0933741A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Quartz optical waveguide and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17858595A JPH0933741A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Quartz optical waveguide and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933741A true JPH0933741A (en) | 1997-02-07 |
Family
ID=16051053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17858595A Pending JPH0933741A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Quartz optical waveguide and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0933741A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990035454A (en) * | 1997-10-31 | 1999-05-15 | 윤종용 | How to fabricate planar optical waveguides in a single chamber |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP17858595A patent/JPH0933741A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990035454A (en) * | 1997-10-31 | 1999-05-15 | 윤종용 | How to fabricate planar optical waveguides in a single chamber |
| US6177290B1 (en) | 1997-10-31 | 2001-01-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating planar optical waveguides in one chamber |
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