JPH10160955A - 光導波路ミラーの形成方法 - Google Patents

光導波路ミラーの形成方法

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JPH10160955A
JPH10160955A JP32409596A JP32409596A JPH10160955A JP H10160955 A JPH10160955 A JP H10160955A JP 32409596 A JP32409596 A JP 32409596A JP 32409596 A JP32409596 A JP 32409596A JP H10160955 A JPH10160955 A JP H10160955A
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JP
Japan
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optical waveguide
region
island
forming
gap
Prior art date
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Pending
Application number
JP32409596A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Yamada
高幸 山田
Masanari Nagata
真生 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 平面精度を向上させると共に、量産時に所望
の一定精度が得られるようにして、生産性の向上を図る
こと。 【解決手段】 垂直方向に直進性の高い切り込み加工が
行える加工法によって光導波路2Aの端部に島状領域9
と後背領域10を形成し、島状領域9を倒し込んで後背
領域10、或いは誘電体基板1に固定するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理の分野で必要とされる光電子集積回路における光導波
路ミラーの形成方法に関し、特に、平面精度を向上させ
ると共に、量産時に所望の一定精度が得られるようにし
て、生産性の向上を図った光導波路ミラーの形成方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】現在、光通信システムや光ディスクシス
テム等においては、マイクロレンズやプリズム等の光部
品として、バルク形の個別部品が使用されているが、各
々の光学軸調整が面倒であったり、温度や振動等の環境
に対して光学的な影響を受け易かったり、また小型化や
量産化できないなどの問題があった。
【0003】そこで最近では、光部品を薄膜化して1つ
の基板上に電子部品と共に並べて集積化した、所謂、光
電子集積回路の研究が盛んに進められている。
【0004】光電子集積回路は、周囲より屈折率の高い
薄膜の光導波路を所定のパターンで基板上に形成し、光
導波路中の導波光を基板の表面に取り出す場合には、光
導波路中に所定の傾斜角の光導波路ミラーを形成して構
成されている。
【0005】従来の光導波路ミラーの形成方法として、
例えば、特開平6−265738号公報に開示されるも
のがある。
【0006】図4の(a) 〜(f) は、上記光導波路ミラー
の形成方法を示す。この光導波路ミラーの形成方法は、
まず、図4の(a) に示すように、熱酸化シリコン基板等
からなる誘電体基板1上にふッ素化ポリイミド材等から
なる光導波路コア材2を形成する。次に、図4の(b) に
示すように、光導波路コア材2上にシリコン系ポジ型フ
ォトレジスト等からなるエッチングマスク3を形成す
る。この後、図4の(c)に示すように、光伝播方向に開
口部の大きさ、或いは密度、つまり光透過量が漸次変化
するマスクパターン4を部分的に有した光導波路パター
ンに対応した複数の直線パターン5を備えたフォトマス
ク6をエッチングマスク3上に形成する。更に、図4の
(d) に示すように、露光してエッチングマスク3の光が
当たった部分に構造変化を起こさせ、溶媒処理により溶
解することによりエッチングマスク3を直線パターン5
に対応したパターンにすると共に、各々にフォトマスク
6のマスクパターン4を透過した光の量に比例した傾斜
面7を形成する。最後に、図4の(e) に示すように、酸
素プラズマを用いた反応性イオンエッチング等によりエ
ッチングして、エッチングマスク3のパターンに対応し
たパターンの光導波路2Aを形成する。この際、エッチ
ングマスク3もエッチングを受けるため、図4の(f) に
示すように、光導波路2Aにエッチングマスク3の傾斜
面7に対応した光導波路ミラー8が形成される。
【0007】以上のように製造された光導波路ミラー8
によると、光導波路2Aを伝播してきた導波光Lを、誘
電体基板1の表面の方向(図示では、垂直上方)に反射
させることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光導波
路ミラーの形成方法によると、エッチングマスクに漸次
露光量が変化するような露光を施すには、均一の照度分
布をもつ紫外光を、照明光学系の解像度よりも細かいマ
スクパターンに通さなければならないが、このようなマ
スクパターンを設計するのは困難であり、また、パター
ンのデータ量も膨大となり、現実性がない。従って、エ
ッチングマスクに漸次露光量が変化するような露光を施
すのが困難であるという問題がある。また、エッチング
マスクのエッチングレートと光導波路コア材のエッチン
グレートが厳密に同一ではないため、エッチングマスク
の傾斜面を光導波路に転写するのが困難であるという問
題がある。反応性イオンエッチング等のプロセス条件を
最適化することによりある程度エッチングレート1:1
に近づけることは可能であるが、エッチングマスクや光
導波路コア材の作製条件のばらつきにより、基板全体に
わたって正確に1:1にすることは困難である。このよ
うな露光上の問題、及びエッチング上の問題は、ミラー
として機能する傾斜面に曲面が生じ易いと共に、量産時
の精度にばらつきが生じ易く、生産性の低下を招いてい
る。
【0009】従って、本発明の目的は平面精度を向上さ
せると共に、量産時に所望の一定精度が得られるように
して、生産性の向上を図ることができる光導波路ミラー
の形成方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、平面精度を向上させると共に、量産時に所望の一定
精度が得られるようにして、生産性の向上を図るため、
誘電体基板上に形成された光導波路の端部に、光導波路
の導波光を反射する光導波路ミラーを形成する光導波路
ミラーの形成方法において、垂直方向に直進性の高い切
り込み加工が行える加工法によって光導波路の端部に第
1の間隙、及び第1の間隙の背後に位置する第2の間隙
を形成することにより島状領域と後背領域を形成し、島
状領域が後背領域に寄り掛かるように島状領域を倒し込
み、島状領域を後背領域、或いは誘電体基板に固定する
ようにした光導波路ミラーの形成方法を提供するもので
ある。
【0011】上記島状領域と後背領域の形成は、島状領
域の幅と高さの関係で定まるアスペクト比が所定の値に
なるように第1、及び第2の間隙の幅を設定して行うこ
とが好ましい。
【0012】上記島状領域と後背領域の形成は、電子ビ
ーム加工、或いはイオンビーム加工によって行うことが
好ましい。
【0013】上記島状領域と後背領域の形成は、光導波
路上にエッチングマスクを形成し、その後ドライエッチ
ング法によってエッチングすることによって行うことが
好ましい。
【0014】上記島状領域と後背領域の形成は、光導波
路の膜厚と第2の間隙の幅の比が
【数2】 になるように行うことが好ましい。
【0015】上記島状領域の倒し込みは、第2の間隙に
滴下された接着剤の表面張力によって行い、上記島状領
域と後背領域、或いは誘電体基板の固定は、その接着剤
によって行うことが好ましい。
【0016】以下、本発明の光導波路ミラーの形成方法
を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】
【発明の実施の形態】図1の(a) 〜(c) は、本発明の第
1の実施の形態の光導波路ミラーの形成方法を示す。ま
ず、誘電体基板上に光導波路コア材を形成し、光導波路
コア材を複数の直線状パターンにすることにより、図1
の(a) に示すように、誘電体基板1上に所定の膜厚dの
光導波路(コア)2Aを形成する。次に、図1の(b) に
示すように、垂直方向に直進性が高い切り込み加工が行
える加工法、例えば、電子ビーム加工、イオンビーム加
工、或いはフォトリソグラフィー法によるドライエッチ
ング加工等によって光導波路2Aの途中2箇所に幅w1
の間隙2Bと幅w2 の間隙2Cを形成することにより、
平面性の高い垂直な側壁面を有した幅w3 の島状領域9
と後背領域10を形成する。最後に、図1の(c) に示す
ように、島状領域9を後背領域10に寄り掛かるように
倒すと共に、島状領域9を後背領域10に固定して光導
波路ミラー9Aを形成する。
【0018】ここで、島状領域9の幅w3 は、島状領域
9のアスペクト比、つまり、光導波路2Aの膜厚dとの
比d/w3 が大きくなるように設定される。また、間隙
2Bの幅w2 は、光導波路2Aの膜厚dとの兼合いで決
定される光導波路ミラー9Aの傾斜角に応じて設定され
る。通常、光導波路ミラー9Aは垂直上方に光を反射す
るように傾斜角が45度に設定されるため、光導波路2
Aの膜厚dと間隙2Bの幅w2 の比が、
【数3】 となるように設定される。
【0019】以上のように製造された光導波路ミラー9
Aによると、光導波路2Aを伝播してきた導波光Lを、
誘電体基板1と反対側の所定の方向(図示では、垂直上
方)に反射させることができる。
【0020】このように第1の実施の形態では、垂直方
向に直進性が高い切り込み加工が行える加工法によって
光導波路2A中に側壁面の平面性の高い島状領域9と後
背領域10を形成し、島状領域9を後背領域10に倒し
て光導波路ミラー9Aを形成するため、光導波路ミラー
9Aの平面精度を向上させると共に、量産時に所望の一
定精度を得ることができる。
【0021】
【実施例1】以下、本発明の光導波路ミラーの製造方法
の第1の実施例を図2を参照しながら説明する。
【0022】まず、表面に酸化膜を形成したSiウェハ
ー、或いはガラス基板(Corning 7059)か
ら成る誘電体基板上にスピンコーティング法によりポリ
イミド又はPMMA(メタクリル酸メチルポリマー)を
塗布し、これをベークして膜厚dが10μmの光導波路
コア材とする。本実施例では、光透過率が高く、耐熱性
の点で優れているふっ素化ポリイミド(日立化成製)を
用いる。そして、通常のフォトリソグラフィー法を用い
て光導波路コア材を複数の直線状パターンにすることに
より光導波路を形成する。図2の(a) は、そのうちの1
本の光伝播方向の断面を示し、誘電体基板1上に光導波
路2Aが形成されている。
【0023】次に、集束イオンビーム(以下、単にFI
Bという)加工装置により、光導波路2AにFIB加工
を施し、図2の(b) に示すように、光導波路2Aの途中
2箇所に幅w1 の間隙2Bと幅w2 の間隙2Cを形成す
ることにより、島状領域9と後背領域10を形成する。
FIB加工はビームの直進性が良く、その加工面は非常
に平面性が良いため、島状領域9の側壁面は良好なミラ
ー面となる。また、間隙2Bの幅w1 を1μm、間隙2
Cの幅w2 を7μm、島状領域9の幅w3 を2μmとし
た。本実施例では、FIB加工を用いたが、電子ビーム
加工でも同様に平面性が高い側壁面が得られる。
【0024】この後、光硬化型接着剤を図示しないニー
ドルの先端に付着させる。そして、図2の(c) に示すよ
うに、間隙2Bに接着剤11を滴下する。なお、接着剤
11はマイクロディスペンサで滴下しても良い。このよ
うに間隙2Bに接着剤11を滴下すると、表面張力によ
り島状領域9が後背領域10に倒れる。そして、島状領
域9が後背領域10に接触したところでそれ以上傾かな
くなり、同時に接着剤11によって島状領域9が斜めに
固定されて、図2の(d) に示すように、光導波路ミラー
9Aが形成される。本実施例では、光導波路2Aの膜厚
dが10μm、間隙2Cの幅w3 が7μmであるから、
島状領域9は45度の傾きになる。従って、光導波路2
Aを伝播してきた導波光Lは、光導波路ミラー9Aによ
り垂直上方に反射される。
【0025】
【実施例2】以下、本発明の光導波路ミラーの形成方法
の第2の実施例を図3を参照しながら説明する。
【0026】まず、表面に酸化膜を形成したSiウェハ
ー、或いはガラス基板(corning 7059)か
ら成る誘電体基板上にスピンコーティング法によりポリ
イミド又はPMMA(メタクリル酸メチルポリマー)を
塗布し、これをベークして膜厚dが10μmの光導波路
コア材とする(図3の(a))。本実施例では、光透過率が
高く、耐熱性の点で優れているふっ素化ポリイミド(日
立化成製)を用いる。
【0027】次に、図3の(b) に示すように、通常のフ
ォトリソグラフィー法により複数の直線状の光導波路2
Aと、後述する島状領域9と後背領域10に対応するフ
ォトレジストパターン12をエッチングマスクとして形
成する。そして、図3の(c)に示すように、反応性イオ
ンエッチング(RIE)等の異方性ドライエッチングに
より光導波路2Aの途中2箇所に幅w1 の間隙2Bと幅
2 の間隙2Cを形成することにより、島状領域9と後
背領域10を形成する。RIE等による異方性ドライエ
ッチングは垂直方向に直進性が高い加工が行え、その加
工面は非常に平面性が良いため、島状領域9の側壁面は
良好なミラー面となる。また、間隙2Bの幅w1 を1μ
m、間隙2Cの幅w2 を7μm、島状領域9の幅w3
2μmとした。なお、本実施例では、エッチングマスク
としてフォトレジストを用いたが、Al等の金属を着膜
し、これをパターニングしてエッチングマスクとしても
良い。
【0028】このようにして島状領域9と後背領域10
を形成した後、図3の(d) に示すように、フォトレジス
トパターン12を除去する。
【0029】この後、光硬化型接着剤を図示しないニー
ドルの先端に付着させる。そして、図3の(e) に示すよ
うに、間隙2Bに接着剤11を滴下する。なお、接着剤
11はマイクロディスペンサで滴下しても良い。このよ
うに間隙2Bに接着剤11を滴下すると、表面張力によ
り島状領域9が後背領域10に倒れる。そして、島状領
域9が後背領域10に接触したところでそれ以上傾かな
くなり、同時に接着剤11によって島状領域9が斜めに
固定されて、図3の(f) に示すように、光導波路ミラー
9Aが形成される。本実施例では、光導波路2Aの膜厚
dが10μm、間隙2Cの幅w3 が7μmであるから、
島状領域9は45度の傾きになる。従って、光導波路2
Aを伝播してきた導波光Lは、光導波路ミラー9Aによ
り垂直上方に反射される。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光導波路
ミラーの形成方法によると、垂直方向に直進性の高い切
り込み加工が行える加工法によって光導波路の端部に島
状領域と後背領域を形成し、島状領域を倒し込んで後背
領域、或いは誘電体基板に固定するようにしたため、平
面精度を向上させると共に、量産時に所望の一定精度が
得られるようにして、生産性の向上を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光導波路ミラ
ーの形成方法を示す断面図。
【図2】本発明の第1の実施例に係る光導波路ミラーの
形成方法を示す断面図。
【図3】本発明の第2の実施例に係る光導波路ミラーの
形成方法を示す断面図。
【図4】従来の光導波路ミラーの形成方法を示す断面
図。
【符号の説明】
1 誘電体基板 2 光導波路コア材 2A 光導波路 2B、2C 間隙 3 エッチングマスク 4 フォトマスク 5 直線パターン 6 マスクパターン 7 傾斜面 8 光導波路ミラー 9 島状領域 9A 光導波路ミラー 10 後背領域 11 接着剤 12 フォトレジストパターン L 導波光 w1 〜w3 幅 d 膜厚

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体基板上に形成された光導波路の端
    部に、前記光導波路の導波光を反射する光導波路ミラー
    を形成する光導波路ミラーの形成方法において、 垂直方向に直進性の高い切り込み加工が行える加工法に
    よって前記光導波路の端部に第1の間隙、及び前記第1
    の間隙の背後に位置する第2の間隙を形成することによ
    り島状領域と後背領域を形成し、 前記島状領域が前記後背領域に寄り掛かるように前記島
    状領域を倒し込み、 前記島状領域を前記後背領域、或いは前記誘電体基板に
    固定することを特徴とする光導波路ミラーの形成方法。
  2. 【請求項2】 前記島状領域と前記後背領域の形成は、
    前記島状領域の幅と高さの関係で定まるアスペクト比が
    所定の値になるように前記第1、及び第2の間隙の幅を
    設定して行う請求項1記載の光導波路ミラーの形成方
    法。
  3. 【請求項3】 前記島状領域と前記後背領域の形成は、
    電子ビーム加工、或いはイオンビーム加工によって行う
    請求項1記載の光導波路ミラーの形成方法。
  4. 【請求項4】 前記島状領域と前記後背領域の形成は、
    前記光導波路上にエッチングマスクを形成し、その後ド
    ライエッチング法によってエッチングすることによって
    行う請求項1記載の光導波路ミラーの形成方法。
  5. 【請求項5】 前記島状領域と前記後背領域の形成は、
    前記光導波路の膜厚と前記第2の間隙の幅の比が 【数1】 になるように行う請求項1記載の光導波路ミラーの形成
    方法。
  6. 【請求項6】 前記島状領域の倒し込みは、前記第2の
    間隙に滴下される接着剤の表面張力によって行い、 前記島状領域と前記後背領域、或いは前記誘電体基板の
    固定は、前記接着剤によって行う請求項1記載の光導波
    路ミラーの形成方法。
JP32409596A 1996-12-04 1996-12-04 光導波路ミラーの形成方法 Pending JPH10160955A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009180861A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Kyocera Corp 光伝送基板とその製造方法、複合光伝送基板ならびに光モジュール

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009180861A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Kyocera Corp 光伝送基板とその製造方法、複合光伝送基板ならびに光モジュール

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