分支光波导的制造方法技术

本发明专利技术涉及利用叠层技术、光刻技术和反应性离子蚀刻技术制造高分子树脂材料制的Ｙ分支光波导器件的方法，其目的在于将芯的分支点部分的形状做成可改善辐射损失的形状。本发明专利技术的分支光波导的制造方法是将曝光用掩模图案（２２Ａ）做成其分支点部分（２２ｄ）的形状为以直线状的边缘（５１、５２、５３）连接第１分支掩模部分（２２Ａｂ）的边缘（２２Ａｂ１）和第２分支掩模部分（２２Ａｃ）的边缘（２２Ａｃ１）之间的梯形。使用这种曝光用掩模图案（２２Ａ），形成抗蚀剂制掩模（１２Ａ）并基于这种抗蚀剂制掩模（１２Ａ）形成芯（４４）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分支光波导制造方法，尤其是涉及具有使用叠层技术、光刻技术和反应性离子蚀刻技术制造高分子树脂材料制的分支光波导的方法。
技术介绍
具有使用了高分子树脂材料制的Y分支光波导构造的Y分支光波导器件与石英制的分支光波导器件相比虽然光的传播特性低，但却具有生产效率特别优良、制造成本也相当低的优点，广泛用于构成光模块的零部件。下面对已有的使用高分子树脂材料的分支光波导器件的制造工艺予以说明。实际上，使用叠层技术和光刻技术将多个分支光波导以矩阵状制作在硅晶片上，最后通过对硅晶片划片分割成单片来制造。在此，对制作单个的分支光波导进行说明。设Z1-Z2为长度方向，X1-X2为宽度方向，Y1-Y2为厚度方向。Y分支光波导器件1经图9、图11、图12所示的工序制造。Y分支光波导器件1的结构为高分子树脂材料制的Y分支光波导2形成在硅基片3的上表面。Y分支光波导2由高分子树脂材料例如氟化聚酰亚胺树脂构成的芯4和包围该芯4由相同的氟化聚酰亚胺树脂构成的下部包层5和上部包层6构成。芯4为Y字形，具有入射侧芯4a和形成2个分支的分支芯4b、4c。首先，如图11(A)所示，在硅基片3的上表面涂布氟化聚酰亚胺树脂形成折射率为n1的下部包层5；进而，如图11(B)所示，涂布折射率为n2(＞n1)的氟化聚酰亚胺树脂形成芯层10；进而，如图11(C)所示，涂布并形成硅的抗蚀剂层11。20为曝光用掩模部件，其结构为在石英板21的下表面上以遮挡紫外线的例如铬膜形成Y字形的掩模图案22。其次，如图12(A)所示，使曝光用掩模部件20与抗蚀剂层11密合，以波长为400nm左右的紫外线25进行曝光并对抗蚀剂层11进行显像，经清洗后，如图12(B)所示，形成反应性离子蚀刻(RIE)用的抗蚀剂制掩模12A。随后，进行RIE处理，如图12(C)所示，除去芯层10形成芯4。接着，如图12(D)所示，除去抗蚀剂制掩模12，最后，涂布折射率为n1的氟代聚酰亚胺树脂以形成覆盖芯4的上部包层6，从而制得图9所示的Y分支光波导器件1。以上现有技术见专利文献1-日本特开平7-92338号公报中的“0023”段及图12。如图10(A)所示，入射到入射侧芯4a内并在入射侧芯4a内传播的光100中约一半的光101在分支芯4b内传播，其余部分的光102在分支芯4c内传播。在此，芯4的2个分支芯4b、4c的根部、即分支点部分4d扩大时，如图10(B)所示，具有被挖掉的大致椭圆形的部分4e。因此，在入射侧芯4a内传播的光易于泄漏，如以符号110表示的、从分支点部分4d泄漏出来的成为辐射损失的这部分光在入射侧芯4a内传播的光中已达到不能被忽视的程度。符号110即为辐射损失光。因此，在过去的Y分支光波导器件1中分支点部分4d的辐射损失大，存在的问题是在分支芯4b、4c内传播的光101、102的强度降低相当大。因此，对分支芯4b、4c的根部形状的形成进行了研究。芯4如图12(C)所示是通过反应性离子蚀刻形成的，分支芯4b、4c的根部的形状大致是由抗蚀剂制掩模12的形状、进而归根结底是由掩模部件20的铬膜制的Y字形的曝光用的掩模图案22的形状决定的。图13(A)表示过去的曝光用的掩模图案22，图13(B)放大表示曝光用的掩模图案22中的分支点部分22d。曝光用的掩模图案22具有主体掩模部分22a和从主体掩模部分22a分支而成的第1和第2分支掩模部分22b、22c，第1和第2分支掩模部分22b、22c的分支点部分22d的形状为以与曝光用的掩模图案22的中心线CL垂直的线VL连接第1分支掩模部分22b的边缘部分22b1和第2分支掩模部分22c的边缘部分22c1之间的形状，因而具有由边缘部分22b1和边缘部分22c1及直线状的边缘部分22e决定的形状。边缘部分22e的长度为数μm。22f是形成边缘部分22b1和边缘部分22e的角部，22g是形成边缘部分22c1和边缘部分22e的角部。这样，在以小区域中具有角部22f、22g的曝光用掩模图案22对抗蚀剂层11进行曝光时，照射到边缘部分22b1一侧的紫外线25的光和照射到边缘部分22e一侧的紫外线25的光在角部22f产生干涉或扩散等，紫外线25绕射到角部22f的外侧(规定的曝光区域外)，抗蚀剂层11曝光后的结果，则具有如图10所示的大致椭圆形的部分4e。此外，与上述的曝光用掩模图案22相比，现有的曝光用掩模图案是如图13(B)中用双点划线a、b所示的上述边缘部分22b1和边缘部分22c1延长并相交的顶角极小的三角形。采用这种曝光用掩模图案的场合，在上述三角形的区域紫外线的光强度与其它区域比较更小，抗蚀剂制的掩模在分支点部分的轮廊变得不清晰，芯在分支点部分的轮廊也变得不清晰，其辐射损失更大。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种减少分支点部分的辐射损失的。为了解决上述问题，本专利技术的是在使用曝光用掩模进行曝光制成抗蚀剂的图案，将该抗蚀剂的图案作为掩模对高分子树脂材料制的树脂层进行蚀刻而形成芯的方法中，其特征在于作为上述曝光用的掩模使用具有如下形状的曝光用掩模，即在第1及第2分支掩模部分由主体掩模部分分支而成的分支点部分，该第1分支掩模部分的边缘和该第2分支掩模部分的边缘之间为以三段直线状的边缘连接成梯形的形状。采用本专利技术，作为曝光用的掩模由于使用具有如下形状的曝光用的掩模，即在第1及第2分支掩模部分由主体掩模部分分支而成的分支点部分，第1分支掩模部分的边缘和第2分支掩模部分的边缘之间为以三段直线状的边缘连接成梯形的形状，因而分支点部分变成没有像被挖掉的那样的大致椭圆形的部分，可形成具有接近理想形状的芯，因而，与过去比较，可制造具有降低了辐射损失特性分支光波导。附图说明图1是表示利用本专利技术实施例1的Y分支光波导器件的制造方法制造的Y分支光波导器件的立体图。图2是表示图1的Y分支光波导器件的芯的图。图3是表示图1的Y分支光波导器件的制造工序图。图4是表示图3的制造工序之后的制造工序图。图5是表示Y分支光波导器件的制造中所使用的曝光用的掩模图案图。图6是表示使用图5的曝光用的掩模图案所形成的抗蚀剂制的掩模图。图7是表示Y分支光波导器件的制造中所使用的曝光用的掩模图案的第1变型例图。图8是表示Y分支光波导器件的制造中所使用的曝光用的掩模图案的第2变型例图。图9是表示利用现有的Y分支光波导器件的制造方法所制造的Y分支光波导器件的立体图。图10是表示图9的Y分支光波导器件的芯图。图11是表示图9的Y分支光波导器件的制造工序图。图12是表示图11的制造工序之后的制造工序图。图13是表示Y分支光波导器件的制造中现有所使用的曝光用的掩模图案图。具体实施例方式下面，对本专利技术的实施例进行说明。图1表示利用本专利技术实施例1的Y分支光波导器件的制造方法制造的Y分支光波导器件41。Z1-Z2为长度方向，X1-X2为宽度方向，Y1-Y2为厚度方向。Y分支光波导器件41的结构是高分子树脂材料制的Y分支光波导42形成在硅基片43的上表面。Y分支光波导42由折射率为n2的例如氟化聚酰亚胺树脂制成的芯44和包围它的折射率为n1(＜n2)的相同的氟化聚酰亚胺树脂制成的下部包层45及上部包层46构成。芯44为Y字形，具有入射侧芯44a和分成两支的分支芯4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分支光波导的制造方法，使用曝光用掩模进行曝光，形成抗蚀剂的图案，以该抗蚀剂的图案作为掩模对高分子树脂材料制的树脂层进行蚀刻从而形成芯，其特征在于：作为上述曝光用掩模使用具有如下形状的曝光用掩模，即：第１及第２分支掩模部分从主体掩模部分分支形成的分支点部分的形状为以三个直线状的边缘部分连接该第１分支掩模部分的边缘和第２分支掩模部分的边缘之间的梯形。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石川贵启，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]