JPS6218504A - ジオデシツクレンズの製造方法 - Google Patents
ジオデシツクレンズの製造方法Info
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- JPS6218504A JPS6218504A JP15788185A JP15788185A JPS6218504A JP S6218504 A JPS6218504 A JP S6218504A JP 15788185 A JP15788185 A JP 15788185A JP 15788185 A JP15788185 A JP 15788185A JP S6218504 A JPS6218504 A JP S6218504A
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- etching mask
- etching
- geodesic lens
- patterned
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
- G02B6/1245—Geodesic lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、凹面部を有する基板表面に略一様な膜厚の導
波路層を形成することによって、薄膜導波路の一部にレ
ンズ作用を持たせたジオデシックレンズの製造方法に関
する。
波路層を形成することによって、薄膜導波路の一部にレ
ンズ作用を持たせたジオデシックレンズの製造方法に関
する。
本発明は、凹面部を有する基板表面に略一様な膜厚の導
波路層を形成してなるジオデシックレンズの製造方法に
おいて、 エツチングマスクを用いた異方性エツチングによって平
坦な基板表面に凹面部を形成することにより、 量産化を図って生産コストを下げると共に、小型のジオ
デシックレンズの製造を可能にしたものである。
波路層を形成してなるジオデシックレンズの製造方法に
おいて、 エツチングマスクを用いた異方性エツチングによって平
坦な基板表面に凹面部を形成することにより、 量産化を図って生産コストを下げると共に、小型のジオ
デシックレンズの製造を可能にしたものである。
凹面部を有する基板表面に略一様な膜厚の導波路層を形
成することによって、薄膜導波路の一部にレンズ作用を
持たせたジオデシ、７クレジズが知られている。
成することによって、薄膜導波路の一部にレンズ作用を
持たせたジオデシ、７クレジズが知られている。
このジオデシックレンズは、従来、次のようにして製造
されていた。
されていた。
即ち、先ず、第３図（ａ）に示すように、平板状の基板
１を用意する。次いで、第３図（ｂ）に示すように、こ
の基板１の表面に、ジオデシックレンズのレンズ部とな
る凹面部２を機械的な切削法により形成する。更にこの
凹面部２の表面を研磨して、光の散乱を生ぜしめないよ
うにした後、第３図（ｃ）に示すように、この基板表面
にこの基板１よりも高屈折率の導波路層３を略一様な膜
厚に形成する。
１を用意する。次いで、第３図（ｂ）に示すように、こ
の基板１の表面に、ジオデシックレンズのレンズ部とな
る凹面部２を機械的な切削法により形成する。更にこの
凹面部２の表面を研磨して、光の散乱を生ぜしめないよ
うにした後、第３図（ｃ）に示すように、この基板表面
にこの基板１よりも高屈折率の導波路層３を略一様な膜
厚に形成する。
このような構成により、基板１の凹面部２の部分に形成
された導波路層３が、この凹面部２の凹面形状に対応し
た形状に彎曲している為に導波路型レンズとして機能す
る。
された導波路層３が、この凹面部２の凹面形状に対応し
た形状に彎曲している為に導波路型レンズとして機能す
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、この従来のジオデシックレンズの製造方
法では、機械的な切削法により凹面部２を形成する為、
切削加工後に、光散乱を防止する為の研磨加工が必要で
あった。又この方法は再現性が悪く、更に量産性に劣る
ものであった。従ってこの方法によっては、高性能な製
品を大量に且う安価に供給することはできなかった。又
このような機械的切削法によっては、小さな（小径の）
ジオデシックレンズを作ることが難しく、直径１０ｍ１
程度のものが普通であった。
法では、機械的な切削法により凹面部２を形成する為、
切削加工後に、光散乱を防止する為の研磨加工が必要で
あった。又この方法は再現性が悪く、更に量産性に劣る
ものであった。従ってこの方法によっては、高性能な製
品を大量に且う安価に供給することはできなかった。又
このような機械的切削法によっては、小さな（小径の）
ジオデシックレンズを作ることが難しく、直径１０ｍ１
程度のものが普通であった。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、
凹面部を有する基板表面に略一様な膜厚の導波路層を形
成してなるジオデシックレンズの製造方法において、平
坦な基板表面にエツチングマスクを形成し、このエツチ
ングマスクをパターニングした後、このパターニングさ
れたエツチングマスクを用いた異方性エツチングによっ
て上記基板表面に凹面部を形成し、この凹面部の形成さ
れた上記基板表面に導波路層を略一様な膜厚に形成する
ように構成したものである。
凹面部を有する基板表面に略一様な膜厚の導波路層を形
成してなるジオデシックレンズの製造方法において、平
坦な基板表面にエツチングマスクを形成し、このエツチ
ングマスクをパターニングした後、このパターニングさ
れたエツチングマスクを用いた異方性エツチングによっ
て上記基板表面に凹面部を形成し、この凹面部の形成さ
れた上記基板表面に導波路層を略一様な膜厚に形成する
ように構成したものである。
以下本発明を一実施例につき第１図及び第２図を参照し
て説明する。
て説明する。
先ず、第１図（ａ）に示すように、平板状の適当な石英
ガラス基Ｆｉ１０を用意する。
ガラス基Ｆｉ１０を用意する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、スパッタ法やＣＶＤ
法等でこの基板１０の表面に厚さ３μｍ程度のアモルフ
ァスシリコン膜１１を形成する。
法等でこの基板１０の表面に厚さ３μｍ程度のアモルフ
ァスシリコン膜１１を形成する。
この実施例ではアルゴンガスを用いたＲＦスパッタ法（
高周波スパッタ法）によってアモルファスシリコン膜１
１を形成したが、この時のスパッタ条件を下記に示す。
高周波スパッタ法）によってアモルファスシリコン膜１
１を形成したが、この時のスパッタ条件を下記に示す。
（ｉ）ガス−・−・−一−−−−・−八ｒ（ｉｉ）圧力
−−−−−−−−一−−−−・−−−−−５Ｐａ（ｉｉ
ｉ ）ターゲット−−−−−−−−−−−−−−−Ｓｉ
（直径１００ｗａ）（ｉｖ）ＲＦパワー−−−−−−
−−−＝−−−−−＝２００ Ｗ（ｖ）基板バイアス（
電圧） −−−−−−−−−−−−−・−−１５■（ｖ
ｉ ）膜形成レートーーーーーー−−−−・・−−−−
−−−・３００人／ｍｉｎ尚スパッタ条件によってはア
モルファスシリコン膜の残留応力が大きく、数μｍオー
ダーの厚さの膜は剥離してしまうことがあるが、この実
施例では基板側に−１０〜−３０■程度のバイアスを印
加できるようにした為、残留応力をバイアスゼロの時に
比べて低下させることができ、従って３μｍ厚のアモル
ファスシリコン膜１１の形成を可能ならしめた。
−−−−−−−−一−−−−・−−−−−５Ｐａ（ｉｉ
ｉ ）ターゲット−−−−−−−−−−−−−−−Ｓｉ
（直径１００ｗａ）（ｉｖ）ＲＦパワー−−−−−−
−−−＝−−−−−＝２００ Ｗ（ｖ）基板バイアス（
電圧） −−−−−−−−−−−−−・−−１５■（ｖ
ｉ ）膜形成レートーーーーーー−−−−・・−−−−
−−−・３００人／ｍｉｎ尚スパッタ条件によってはア
モルファスシリコン膜の残留応力が大きく、数μｍオー
ダーの厚さの膜は剥離してしまうことがあるが、この実
施例では基板側に−１０〜−３０■程度のバイアスを印
加できるようにした為、残留応力をバイアスゼロの時に
比べて低下させることができ、従って３μｍ厚のアモル
ファスシリコン膜１１の形成を可能ならしめた。
次にこのアモルファスシリコン膜１１上にポジ型の電子
線レジスト（東京応化型： ０ＥＢＲ−１０３０）１２
をスピンナーにより形成した。この電子線レジスト１２
は、現像及びベーキング後の厚さが１μｍになるような
厚さに形成した。次いでこれを１７０℃で３０分間プリ
ベークした後、第１図（ｃ）に示すように、電子線１３
を照射してレジスト１２のパターニングを行った。この
時、第２図に示すように、最終的に、焦点距離が５．３
璽■、レンズ直径が０．９４ｍｍ、中央部の深さが６０
μｍのジオデシックレンズ部が得られるように、このジ
オデシックレンズ部の中心部から周辺部に向けて、ドー
ズ量を次第に減少させながら露光した。
線レジスト（東京応化型： ０ＥＢＲ−１０３０）１２
をスピンナーにより形成した。この電子線レジスト１２
は、現像及びベーキング後の厚さが１μｍになるような
厚さに形成した。次いでこれを１７０℃で３０分間プリ
ベークした後、第１図（ｃ）に示すように、電子線１３
を照射してレジスト１２のパターニングを行った。この
時、第２図に示すように、最終的に、焦点距離が５．３
璽■、レンズ直径が０．９４ｍｍ、中央部の深さが６０
μｍのジオデシックレンズ部が得られるように、このジ
オデシックレンズ部の中心部から周辺部に向けて、ドー
ズ量を次第に減少させながら露光した。
露光及び現像の後、再び１７０℃の温度下で３０分間ポ
ストベークを行ない、第１図（ｄ）に示すように、ジオ
デシックレンズ部の周辺部に対応する部分からジオデシ
ックレンズ部の中心部に対応する部分に向けて連続的に
厚みが減少するようなパターンを有するエツチングマス
ク１２を得た。尚ポジ型レジストを使用する時は、ネガ
型レジストに比べて、露光感度がベーキング温度の影響
を受は易いので、再現性の低下を防止する為に温度等の
ベーキング条件を常に一定に保持するのが望ましい。
ストベークを行ない、第１図（ｄ）に示すように、ジオ
デシックレンズ部の周辺部に対応する部分からジオデシ
ックレンズ部の中心部に対応する部分に向けて連続的に
厚みが減少するようなパターンを有するエツチングマス
ク１２を得た。尚ポジ型レジストを使用する時は、ネガ
型レジストに比べて、露光感度がベーキング温度の影響
を受は易いので、再現性の低下を防止する為に温度等の
ベーキング条件を常に一定に保持するのが望ましい。
次にこの電子線レジスト１２をエツチングマスクとして
、アモルファスシリコン膜１１のＣＢｒＦ ｓによるＲ
ＩＥ（反応性イオンエツチング）を行ない、第１図（ｅ
）に示すように、電子線レジスト１２のマスクパターン
をアモルファスシリコン膜１１に転写した。即ち、アモ
ルファスシリコン膜１１に、ジオデシックレンズ部の周
辺部に対応する部分から中心部に対応する部分に漸次肉
厚が小さくなるような凹面部１４を形成した。この時の
ＲＩＥの条件を次に示す。
、アモルファスシリコン膜１１のＣＢｒＦ ｓによるＲ
ＩＥ（反応性イオンエツチング）を行ない、第１図（ｅ
）に示すように、電子線レジスト１２のマスクパターン
をアモルファスシリコン膜１１に転写した。即ち、アモ
ルファスシリコン膜１１に、ジオデシックレンズ部の周
辺部に対応する部分から中心部に対応する部分に漸次肉
厚が小さくなるような凹面部１４を形成した。この時の
ＲＩＥの条件を次に示す。
（ｉ）ガスー−−−−−−−・−−−ＣＢｒＦ ３（ｉ
ｉ ）ガス流量−・−・−・・−・−１５ＳＣＣＭ（ｉ
ｉｉ ）ガス圧カー・−−−−−−−−−−−−−−−
４Ｐａ（ｉｖ）ＲＦパワー−−−−−−−−＝−−−−
−４００Ｗ（ｖ）エツチングレート−・−−−−−−−
−−−−−−−−−−４７００人／ ｍ ｉ ｎこの条
件は電子線レジストのアモルファスシリコンに対する選
択比が３になるように設定したものである。
ｉ ）ガス流量−・−・−・・−・−１５ＳＣＣＭ（ｉ
ｉｉ ）ガス圧カー・−−−−−−−−−−−−−−−
４Ｐａ（ｉｖ）ＲＦパワー−−−−−−−−＝−−−−
−４００Ｗ（ｖ）エツチングレート−・−−−−−−−
−−−−−−−−−−４７００人／ ｍ ｉ ｎこの条
件は電子線レジストのアモルファスシリコンに対する選
択比が３になるように設定したものである。
次にこのアモルファスシリコン膜１１をエツチングマス
クとして用い、ＣＺＰ＆ ＋ Ｃ２Ｈ４によるＲＩＥに
よって、アモルファスシリコン膜１１のマスクパターン
を石英ガラス基ｖｉ１０に転写した。これにより、第１
図（ｆ）に示すように、石英ガラス基板１０に、ジオデ
シックレンズ部となる凹面部２０を形成した。この時の
ＲＩＥの条件を次に示す。
クとして用い、ＣＺＰ＆ ＋ Ｃ２Ｈ４によるＲＩＥに
よって、アモルファスシリコン膜１１のマスクパターン
を石英ガラス基ｖｉ１０に転写した。これにより、第１
図（ｆ）に示すように、石英ガラス基板１０に、ジオデ
シックレンズ部となる凹面部２０を形成した。この時の
ＲＩＥの条件を次に示す。
（１）ガスー−一一−−−・・・・−・・−・−’Ｃｚ
Ｆｂ、ＣＪ。
Ｆｂ、ＣＪ。
（ｉｉｉ ）圧力−−−−−−−＝−−−−−−−−−
−−Ｉ Ｐａ（ｉｖ）ＲＦパワー−−−−−−−−−−
−−−−４５０Ｗ（ｖ）エラチングレー１−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−１０００人／ ｍ ｉ ｎ
この条件はアモルファスシリコン膜の５ｉｎ２基板に対
する選択比が２０になるように設定したものである。
−−Ｉ Ｐａ（ｉｖ）ＲＦパワー−−−−−−−−−−
−−−−４５０Ｗ（ｖ）エラチングレー１−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−１０００人／ ｍ ｉ ｎ
この条件はアモルファスシリコン膜の５ｉｎ２基板に対
する選択比が２０になるように設定したものである。
以上のようにして、石英ガラス基板１０のジオデシック
レンズ部に所望形状の凹面部２０を形成した後、この基
板表面に屈折率１．４９のコーニング７０５９ （商
品名）ガラスをスパッタして、厚さ１０μｍの導波路層
３０を形成した。
レンズ部に所望形状の凹面部２０を形成した後、この基
板表面に屈折率１．４９のコーニング７０５９ （商
品名）ガラスをスパッタして、厚さ１０μｍの導波路層
３０を形成した。
向上記実施例においては、ＳｉＯ□基板に対する選択比
を大きくとる為に、電子線レジスト１２及びアモルファ
スシリコン１１９１１を夫々エツチングマスクとして２
段階のエツチングを行っている。即ち、アモルファスシ
リコン膜１１に対する電子線レジスト１２の選択比が３
であり、ＳｉＯ２基板１０に対するアモルファスシリコ
ン膜１１の選択比が２０である為、結果としてＳｉＯ□
基板に対し６０の選択比をとることができる。
を大きくとる為に、電子線レジスト１２及びアモルファ
スシリコン１１９１１を夫々エツチングマスクとして２
段階のエツチングを行っている。即ち、アモルファスシ
リコン膜１１に対する電子線レジスト１２の選択比が３
であり、ＳｉＯ２基板１０に対するアモルファスシリコ
ン膜１１の選択比が２０である為、結果としてＳｉＯ□
基板に対し６０の選択比をとることができる。
しかしながら、使用材料やエツチング法によって適当な
選択比がとれる場合には、エツチングは１段階でも良い
。
選択比がとれる場合には、エツチングは１段階でも良い
。
又上記実施例においては、異方性エツチングとしてＲＩ
Ｅ （反応性イオンエツチング）を用いたが、ＲＩＢＥ
（反応性イオンビームエツチング）や単なるスパッタエ
ツチングでも良い。
Ｅ （反応性イオンエツチング）を用いたが、ＲＩＢＥ
（反応性イオンビームエツチング）や単なるスパッタエ
ツチングでも良い。
更に、レジストパターンの形成法も、電子線露光法の外
、集束イオンビームによる描画でも良い。
、集束イオンビームによる描画でも良い。
又、より大量生産に適したレジストパターン形成法とし
ては、第２図に示す形状に対応して紫外線の透過率が変
化するマスクを、上記実施例のような電子線露光法等で
作っておき、ＵＶ露光法によってフォトレジストにパタ
ーンを形成することもできる。
ては、第２図に示す形状に対応して紫外線の透過率が変
化するマスクを、上記実施例のような電子線露光法等で
作っておき、ＵＶ露光法によってフォトレジストにパタ
ーンを形成することもできる。
以上詳記した通り、本発明の製造方法によれば、マスク
パターンをリソグラフィー技術によって形成し、異方性
エツチングによってこの形状を基板に転写する為、その
加工精度が極めて高く、しかも再現性に優れている。従
って高品質のジオデシックレンズ製品を安定して、且つ
低コストで製造することができ、その大量生産性が極め
て良好である。又、それのみならず、従来法により得ら
れるものよりも微小なく例えば直径が２１１以下の）ジ
オデシックレンズを製造することも可能になる。
パターンをリソグラフィー技術によって形成し、異方性
エツチングによってこの形状を基板に転写する為、その
加工精度が極めて高く、しかも再現性に優れている。従
って高品質のジオデシックレンズ製品を安定して、且つ
低コストで製造することができ、その大量生産性が極め
て良好である。又、それのみならず、従来法により得ら
れるものよりも微小なく例えば直径が２１１以下の）ジ
オデシックレンズを製造することも可能になる。
第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の一実施例によるジオデ
シックレンズの製造方法を工程順に示す断面図、第２図
はジオデシックレンズの形状を示すグラフ、第３図（ａ
）〜（ｃ）は従来法によるジオデシックレンズの製造工
程を示す断面図である。 なお図面に用いられた符号において、 ｌＯ・−−一一−−−−−−−−−−−−−−基板１１
−・−・−・−・−・−−−−−一一−アモルファスシ
リコン膜１２−・−・・−−−−−−・−電子線レシス
ト３０−・−一−−−−・−・・−−−−−・導波路層
である。
シックレンズの製造方法を工程順に示す断面図、第２図
はジオデシックレンズの形状を示すグラフ、第３図（ａ
）〜（ｃ）は従来法によるジオデシックレンズの製造工
程を示す断面図である。 なお図面に用いられた符号において、 ｌＯ・−−一一−−−−−−−−−−−−−−基板１１
−・−・−・−・−・−−−−−一一−アモルファスシ
リコン膜１２−・−・・−−−−−−・−電子線レシス
ト３０−・−一−−−−・−・・−−−−−・導波路層
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、凹面部を有する基板表面に略一様な膜厚の導波路層
を形成してなるジオデシックレンズの製造方法において
、 平坦な基板表面にエッチングマスクを形成する工程、 このエッチングマスクをパターニングする工程、このパ
ターニングされたエッチングマスクを用いた異方性エッ
チングによって上記基板表面に凹面部を形成する工程、 この凹面部の形成された上記基板表面に導波路層を略一
様な膜厚に形成する工程、 を夫々具備することを特徴とする方法。 ２、電子ビーム露光法によって上記エッチングマスクを
パターニングすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の方法。 ３、集束イオンビーム露光法によって上記エッチングマ
スクをパターニングすることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15788185A JPS6218504A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ジオデシツクレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15788185A JPS6218504A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ジオデシツクレンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218504A true JPS6218504A (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15659451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15788185A Pending JPS6218504A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ジオデシツクレンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6218504A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261990A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 光接続要素の製造方法、光伝送基板、光接続部品、接続方法および光伝送システム |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP15788185A patent/JPS6218504A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261990A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 光接続要素の製造方法、光伝送基板、光接続部品、接続方法および光伝送システム |
| US8442362B2 (en) | 2009-04-30 | 2013-05-14 | International Business Machines Corporation | Method for manufacturing optical coupling element, optical transmission substrate, optical coupling component, coupling method, and optical interconnect system |
| US8542963B2 (en) | 2009-04-30 | 2013-09-24 | International Business Machines Corporation | Method for manufacturing optical coupling element, optical transmission substrate, optical coupling component, coupling method, and optical interconnect system |
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