KR20100043778A

KR20100043778A - 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법

Info

Publication number: KR20100043778A
Application number: KR1020080102961A
Authority: KR
Inventors: 정명영; 김창석; 오승훈; 류진화; 조상욱
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2010-04-29
Also published as: KR100988299B1

Abstract

본 발명은 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법에 관한 것으로서, 광섬유를 정렬 및 고정시키는 V자 플랫폼 및 상기 V자 플랫폼과 일직선상으로 연장 형성되는 광 도파로 및 상기 광 도파로와 일직선상으로 연장 형성되는 광자결정 도파로가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형을 제작하는 제1단계와, 상기 자외선 임프린트용 금형의 V자 플랫폼과 광 도파로에 광섬유를 삽입한 후 상기 광 도파로에 코어를 충진하는 제2단계와, 상기 자외선 임프린트용 금형의 V자 플랫폼과 광 도파로에 하부 클래드를 정합시킨 후 정합된 하부 클래드에 자외선을 노출시켜 상기 코어를 경화시키는 제3단계와, 상기 코어가 경화된 후에 상기 하부 클래드를 분리한 후 상기 자외선 임프린트용 금형의 광 도파로에 상부 클래드를 정합시키는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 임프린트 공정을 이용하여 저비용의 간단한 공정으로 평면광파회로 소자를 제작하여 생산성이 향상되고, V자 홈과 광 도파로 및 광자결정 도파로가 하나의 클래드상에 형성되므로 정렬 오류에 의한 광의 결합손실을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

PLC, 임프린트, 도파로, 광자결정, 결합손실, 광접속

Description

임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법{MANUFACTURING METHOD OF POLYMER PLANAR LIGHTWAVE CIRCUIT DEVICE USING IMPRINT PROCESS}

본 발명은 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광신호를 처리하는 일련의 소자가 기판상에 부착 및 배치되는 평면광파회로 소자를 임프린트 공정을 이용하여 생산성 및 정밀도의 신뢰성을 유지할 수 있는 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법에 관한 것이다.

일반적으로 저속의 시스템 등에서 회로기판과 회로기판, 칩과 칩 또는 시스템간의 연결은 전기적인 금속케이블을 통해 이루어졌다. 그러나 정보전송의 급격한 증가와 전송속도가 향상됨에 따라 금속케이블을 이용할 경우, 표피효과 및 근접효과로 인해 대용량의 고속전송 한계와 전기 선로간의 누화, 실장 밀도의 제약으로 인해 시스템의 동작 효율이 저하되고 시스템의 집적화가 어려워진다.

상기와 같은 금속케이블을 이용한 전기 기반의 정보전달 연결의 경우 10kbit/s 이내의 정보전달 속도의 한계가 있으며, 더욱이 신호감쇄로 인해서 신뢰할 수 있는 영역 내의 정보전달 능력은 수 미터 이내로 제약된다.

이러한 전기기반의 신호 전송속도 및 전송용량의 한계를 극복하고 대체하기 위해 평면광파회로(PLC;Planar Lightwave Circuit) 소자가 제안된 바 있으며, 상기 PLC 소자는 광원부분, 탐지부분, 광 도파로, 신호변환부분 등으로 구성되고, 주로 실리카 기반으로 이루어지고 있다.

상기 PLC 소자는 광신호를 처리하는 일련의 소자 (LD;Laser Diode 또는 VCSEL;Vertical-Caviti Surface-Emitting Laser, Detector, Waveguide, Modulator, Swithch 등)를 일정한 면적을 가진 보드상에 부착 및 배치하여 시스템화 한 소자를 말하며, 상기 PLC 소자는 통상 실리콘 기판(wafer) 상에 하부 클래드층과 코어층 및 상부 클래드층을 차례로 형성하여 제조되고, 상기와 같은 각 층들로 이루어진 박막부분과 기판부분으로 구분된다.

이러한 PLC 소자의 제작 방법은 소자의 종류, 특성, 구성재료 등에 따라 다양하며, 기판상에 제작된 PLC 소자는 절단 공정을 거치고, 이후 입출력단에 광섬유가 연결된 후 패키징되어 상품화된다.

그러나, 상기와 같은 PLC 소자의 제작은 주로 포토 리소그래피 등과 같은 반도체 공정의 기반으로 이루어지므로 생산성 및 정밀도에 있어서 신뢰성을 유지하기 힘든 문제점이 있었다.

또한, 기존의 PLC 내의 광신호 커플링 방법은 미러 등을 이용한 빔반사(Beam Reflection) 방법과, 렌즈 등을 이용한 빔의 접속 방법이 적용되고 있는데, 이러한 광의 연결은 제작된 광 도파로와 광섬유, 광섬유와 광원의 연결에 있어서 렌즈 및 미러의 제작이 힘들 뿐만 아니라, 보드 내에 삽입하여 부착하기가 어려워 정렬 오 류에 의한 광의 결합손실이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 추후 고집적화를 위해 낮은 굽힌손실 및 분산제어가 가능한 광자결정 소자가 PLC 내에 요구되고 있으므로, 마이크로 스케일의 광 도파로와 나노 스케일의 광자결정 소자의 크기 차이에 의한 단차를 극복할 수 있는 광연결 기술이 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 목적은 저비용으로 손쉽게 대량생산이 용이한 평면광파회로 소자의 제작 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 광 도파로와 광섬유, 광섬유와 광원의 연결에 있어서 정렬 오류에 의한 광의 결합손실을 최소화 할 수 있는 평면광파회로 소자의 제작 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 마이크로 스케일의 광 도파로와 나노 스케일의 광자결정 소자의 크기 차이에 의한 단차를 극복할 수 있는 평면광파회로 소자의 제작 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법은, 광섬유를 정렬 및 고정시키는 V자 플랫폼 및 상기 V자 플랫폼과 일직선상으로 연장 형성되는 광 도파로 및 상기 광 도파로와 일직선상으로 연장 형성되는 광자결정 도파로가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형을 제작하는 제1단계와, 상기 자외선 임프린트용 금형의 V자 플랫폼과 광 도파로에 광섬유를 삽입한 후 상기 광 도파로에 코어를 충진하는 제2단계와, 상기 자외선 임프린트용 금형의 V자 플랫폼과 광 도파로에 하부 클래드를 정합시킨 후 정합된 하부 클래드에 자외선을 노출시켜 상기 코어를 경화시키는 제3단계와, 상기 코어가 경화된 후에 상기 자외선 임프린트용 금형을 분리시켜 광섬유가 연결된 V자 플랫폼 및 광 도파로를 상기 하부 클래드상에 형성시킨 후 상기 하부 클래드의 광 도파로에 상부 클래드를 정합시키는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1단계는, 금형의 끝단에서 소정의 간격을 두고 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 광 도파로용 홈을 형성시키는 (가)단계와, 상기 금형에서 광 도파로용 홈이 형성되지 않은 소정 간격의 금속면에 상기 광 도파로용 홈의 절반 깊이만큼 기계 가공하는 (나)단계와, 상기 (나)단계에서 가공된 금속면에 상기 광 도파로용 홈과 일직선상으로 연장되는 광자결정 도파로용 패턴을 형성시킨 후, 복제소재를 이용하여 제1원형금형을 제작하는 (다)단계와, 별도의 다른 금형의 끝단에서 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 V자용 홈을 형성시킨 후, 복제소재를 이용하여 제2원형금형을 제작하는 (라)단계와, 상기 각 단계에 의해 제작된 제1원형금형 및 제2원형금형에 복제소재를 이용하여 V자 플랫폼과 광 도파로 및 광자결정 도파로가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형을 제작하는 (마)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광자결정 도파로와 연결되는 상기 광 도파로의 끝단에는 상기 광자결정 도파로와의 결합손실을 최소화시키는 나노 스케일의 광 안테나를 제작하는 광 안테나 제작 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광 안테나 제작 단계는, 유리재질로 형성된 기판의 후면에 금속 박막을 증착하는 (A)단계와, 상기 금속 박막의 소정 위치에 양각 타입의 전자빔 레지스트를 코팅하여 소정 형상의 광 안테나 구조를 노광하는 (B)단계와, 상기 (A)단 계에서 증착된 금속 박막과 동일한 금속 박막을 다시 증착한 후 전자빔 레지스트를 세척하여 광 안테나 구조를 형성시키는 (C)단계와, 상기 (C)단계에서 증착된 금속 박막을 제거하고 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막을 식각하여 광 안테나를 제작하는 (D)단계와, 상기 각 단계에 의해 제작된 광 안테나를 광자결정 도파로와 연결되는 광 도파로의 끝단에 형성시키는 (E)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자를 제작하는 다른 방법은, 상기 회로기판의 하부 클래드상에 광섬유를 정렬 및 고정시키는 V자 플랫폼 및 상기 V자 플랫폼과 일직선상으로 연장 형성되는 광 도파로 및 상기 광 도파로와 일직선상으로 연장 형성되는 광자결정 도파로를 동시에 형성시킬 수 있는 핫 임프린트용 금형을 제작하는 제1단계와, 상기 회로기판의 하부 클래드를 유리전이 온도보다 높은 온도에서 가열한 후 상기 핫 임프린트용 금형으로 상기 하부 클래드를 가압하는 제2단계와, 상기 회로기판의 하부 클래드를 소성변형이 발생하는 온도 이하로 냉각한 후 상기 하부 클래드에 가압한 상기 핫 임프린트용 금형을 분리하여 상기 하부 클래드에 V자 플랫폼과 광 도파로 및 광자결정 도파로를 형성시키는 제3단계와, 상기 하부 클래드의 V자 플랫폼과 광 도파로에 광섬유를 삽입한 후, 상기 광 도파로에 코어를 충진하는 제4단계와, 상기 하부 클래드의 광 도파로에 상부 클래드를 정합시킨 후 정합된 상부 클래드에 자외선을 노출시켜 상기 코어를 경화시키는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1단계는, 금형의 끝단에서 소정의 간격을 두고 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 광 도파로용 홈을 형성시키는 (가)단계와, 상기 금형에서 광 도파로용 홈이 형성되지 않은 소정 간격의 금속면에 상기 광 도파로용 홈의 절반 깊이만큼 기계 가공하는 (나)단계와, 상기 (나)단계에서 가공된 금속면에 상기 광 도파로용 홈과 일직선상으로 연장되는 광자결정 도파로용 패턴을 형성시킨 후 복제소재를 이용하여 제1원형금형을 제작하는 (다)단계와, 별도의 다른 금형의 끝단에서 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 V자용 홈을 형성시킨 후 복제소재를 이용하여 제2원형금형을 제작하는 (라)단계와, 상기 각 단계에 의해 제작된 제1원형금형 및 제2원형금형에 복제소재를 이용하여 V자 플랫폼과 광 도파로 및 광자결정 도파로가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형을 제작하는 (마)단계와, 상기 자외선 임프린트용 금형을 이용하여 대상 금형에 역상의 패턴을 전사시키는 (바)단계와, 상기 (바)단계에서 성형된 패턴에 기지층의 증착과 전해도금을 통해 핫 임프린트용 금형을 제작하는 (사)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광 안테나 제작 단계는, 유리재질로 형성된 기판의 후면에 금속 박막을 증착하는 (A)단계와, 상기 금속 박막의 소정 위치에 양각 타입의 전자빔 레지스트를 코팅하여 소정 형상의 광 안테나 구조를 노광하는 (B)단계와, 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막과 동일한 금속 박막을 다시 증착한 후 전자빔 레지스트를 세척하여 광 안테나 구조를 형성시키는 (C)단계와, 상기 (C)단계에서 증착된 금속 박막을 제거하고 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막을 식각하여 광 안테나를 제작하는 (D)단계와, 상기 각 단계에 의해 제작된 광 안테나를 광자결정 도파로와 연결되는 광 도파로의 끝단에 형성시키는 (E)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명의 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법은 임프린트 공정을 이용하여 저비용의 간단한 공정으로 평면광파회로 소자를 제작할 수 있으므로 생산성이 향상되는 장점이 있다.

또한, 광섬유가 정렬 및 고정되는 V자 플랫폼과 광 도파로 및 광자결정 도파로가 하나의 클래드상에 일체형으로 형성되므로 정렬 오류에 의한 광의 결합손실을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 광자결정 도파로와 연결되는 광 도파로의 끝단에는 상기 광자결정 도파로와의 결합손실을 최소화시키는 나노 스케일의 광 안테나가 형성되므로 마이크로 스케일의 광 도파로와 나노 스케일의 광자결정 소자의 크기 차이에 의한 단차를 극복할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 바람직한 실시 예 에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 하기 설명에서 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 특정 사항들 없이도, 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고분자 평면광파회로 소자를 도시하는 개념도이며, 도시된 각각의 구성요소는 이미 공지된 사항이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 원에서는 각 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 각각 설명하도록 한다.

<제1실시 예>

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법을 도시하는 개념도이다.

여기서 도 2의 (a)는 도 1에서 도시된 A-A'의 단면에서 보여지는 제작 단계를 도시하는 개념도이고, 도 2의 (b)는 도 1에서 도시된 B-B'의 단면에서 보여지는 제작 단계를 도시하는 개념도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법은, 광섬유(10)를 정렬 및 고정시키는 V자 플랫폼(50) 및 상기 V자 플랫폼(50)과 일직선상으로 연장 형성되는 광 도파로(60) 및 상기 광 도파로(60)와 일직선상으로 연장 형성되는 광자결정 도파로(80)가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형(300)을 제작하는 제1단계와, 상기 자외선 임프린트용 금형(300)의 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60)에 광섬유(10)를 삽입한 후 상기 광 도파로(60)에 코어(62)를 충진하는 제2단계와, 상기 자외선 임프린트용 금형(300)의 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60)에 하부 클래드(40)를 정합시킨 후 정합된 하부 클래드(40)에 자외선을 노출시켜 상기 코어(62)를 경화시키는 제3단계와, 상기 코어(62)가 경화된 후에 상기 자외선 임프린트용 금형(300)을 분리시켜 광섬유(10)가 연결된 V자 플랫폼(50) 및 광 도파로(60)를 상기 하부 클래드(40)상에 형성시킨 후 상기 하부 클래드(40)의 광 도파로(60)에 상부 클래드(30)를 정합시키는 제4단계를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 방법은 자외선(UV;UltraViolet) 임프린트를 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작방법으로서, 회로기판(20) 위에 하부 클래드(40) 층으로 사용되는 레지스트를 스핀 코팅한다.

이후, 상기 제1단계에서 제작된 자외선 임프린트용 금형의 V자 플랫폼(50)에 광섬유(10)를 끼워 정렬시키는 데, 이때 상기 V자 플랫폼(50)과 연결되는 광 도파로(60)에도 상기 광섬유(10)가 소정 간격 삽입되도록 한다. 이는 상기 광 도파로(60)에 결합되는 광섬유(10)를 자동으로 정렬시켜 정렬 오류에 의한 광의 결합손실을 최소화하기 위해서이며, 상기 광 도파로(60)에 삽입되는 광섬유(10)의 길이는 당업자에 의해 적절히 조절될 수 있음은 물론이다.

상기 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60)에 광섬유(10)를 정렬시킨 후, 코어(62)를 상기 광 도파로(60)에 모세관력을 통해 기본적으로 충진시키는 데, 충진을 유용하게 하기 위해 초음파 진동이 접목되는 것이 바람직하다.

코어(62)가 충진되고 나면 회로기판(20)상에 형성된 하부 클래드(40)를 상기 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 위에 정합시킨 후, 자외선으로 조사하여 코어(620)를 경화시키는 데, 이때 상기 광섬유(10)가 상기 광 도파로(60)에 연결된 상태에서 완전히 고정되어 광섬유(10)와 광 도파로(60)가 자동 정렬되므로 정렬 오류에 의한 광의 결합손실을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 코어(62) 충진 후, 광자결정 도파로(80)의 패턴은 드랍(drop) 방식을 통한 자외선 엠보싱을 이용해 상기 광자결정 도파로(80)의 패턴을 전사시킨다.

상기 코어(62)가 완전히 경화되면 상기 자외선 임프린트용 금형(300)을 상기 하부 클래드(40)에서 쉽게 분리하여 상기 하부 클래드(40)상에 광섬유(10)가 연결된 V자 플랫폼(50) 및 광 도파로(60)가 형성되게 한다.

이후, 상기 하부 클래드(40)와 동일한 굴절율을 가지는 상부 클래드(30)를 상기 광 도파로(60) 위에 정합시켜 광섬유(10)가 정렬 및 고정되는 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)를 하나의 클래드상에 일체형으로 형성시킬 수 있다.

이하 상기 1단계에서 제작되는 자외선 임프린트용 금형의 제작 방법에 대하 여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법 중 제1단계를 도시하는 개념도이다.

도 4를 참조하면, 제1단계는 상기 제1단계는 금형(100)의 끝단에서 소정의 간격을 두고 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 광 도파로용 홈(120)을 형성시키는 (가)단계와, 상기 금형(100)에서 광 도파로용 홈(120)이 형성되지 않은 소정 간격의 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)의 절반 깊이만큼 기계 가공하는 (나)단계와, 상기 (나)단계에서 가공된 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)과 일직선상으로 연장되는 광자결정 도파로용 패턴(140)을 형성시킨 후 복제소재를 이용하여 제1원형금형(100')을 제작하는 (다)단계와, 별도의 다른 금형의 끝단에서 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 V자 홈을 형성시킨 후 복제소재를 이용하여 제2원형금형(200')을 제작하는 (라)단계와, 상기 각 단계에 의해 제작된 제1원형금형(100') 및 제2원형금형(200')에 복제소재를 이용하여 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형(300)을 제작하는 (마)단계를 포함하여 이루어진다.

상기 (가)단계에서는 가공될 금형(100)에 광 도파로용 홈(120)이 형성될 곳을 다이아몬드 공구를 이용하여 음각의 형태로 가공하며, 광 도파로용 홈(120)의 형상은 광의 손실을 최소화하고 광의 집광을 용이하게 하기 위해서 곡률 형태의 테이퍼진 구조로 형성시키는 것이 바람직하다.

상기 (나)단계에서는 이후에 형성될 광자결정 도파로용 패턴(140)이 상기 광 도파로용 홈(120)의 중간 깊이에 형성될 수 있도록, 소정 간격의 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)의 절반 깊이만큼 단차가 형성되도록 다이아몬드 공구를 이용하여 가공하는 것이 바람직하다.

상기 (다)단계에서는 상기 (나)단계에서 형성된 단차면에 전자빔 리소그래피를 이용하여 식각 공정없이 광자결정 도파로용 패턴(140)을 형성시키는 데, 이때 단차에 의한 균일도 및 결함을 없애기 위해 전자빔 레지스트를 코팅하고, 높은 압력 및 온도로 가압한다. 이후, 복제소재를 이용하여 제1원형금형(100')을 제작하는 데, 상기 복제소재는 실리콘 고무나 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane; 이하 PDMS )와 같은 복제소재를 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 PDMS를 실시 예에 따라 복제소재로 사용한다.

상기 제1원형금형(100')을 복제하기 위해 복제를 위한 PDMS를 상기에서 가공된 금형(100)에 도포하며, 상기 PDMS를 가압하고 약 45℃의 온도에서 7시간 정도 경화한 후, 상기 금형(100)을 분리하여 상기 제1원형금형(100')을 제작한다. 이때 나노 스케일의 광자결정 도파로용 패턴(140)의 경우, soft-PDMS는 접합(pairing) 문제가 발생하므로 경도가 높은 high-PDMS를 코팅한 후 제작하고, 마이크로 스케일의 광도파로용 홈(120)은 soft-PDMS를 코팅한 후 제작한다.

이하 상기 복제소재로 사용되는 PDMS 및 액상 실리콘 고무에 대하여 보다 상세히 설명한다.

상기 PDMS는 나노 임프린팅(nano imprinting)에 사용되는 물질로서 액상 실리콘 고무보다 복제 성능이 좋으므로, 나노 광결정 구조를 갖는 천연물의 표면을 복제하는데 아주 적합한 복제소재이다.

한편, 상기 액상 실리콘 고무는 유기고무에 비해 우수한 무기 재료적 특징이 있으며, 형뜨기용(복제소재용)으로 사용되는 부가형 액상 실리콘 고무는 하이드로씰화 반응에 의한 가교 제품으로 단성분형과 다성분형이 있다. 부가용 액상 실리콘 고무는 비닐기를 함유하는 폴리실록산과 Si-H 결합을 갖는 폴리실록산을 부가반응시켜 실록산 사슬을 가교시켜 제조되며, 주로 백금화합물을 촉매로 사용하여 제조된다. 부가용 액상 실리콘 고무가 형뜨기용(복제소재용)으로 사용되기 위해서는 유동성, 탈포성, 이형성 및 기계적 강도가 우수해야 한다.

그러나, 본 발명의 권리범위가 복제소재의 종류에 의해 제한되지는 않으며, 천연물의 광결정 구조 표면을 어느정도 복제할 수 있고, 전해도금시 전주욕에서 형태가 변형되지 않으며, 광결정 구조 표면을 복제한 후 형태가 변형되지 않는 복제소재라면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.

상기 (라)단계에서는 별도의 다른 금형을 사용하여 상기 금형의 끝단에서 다이아몬드 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 V자용 홈을 형성시키는 데, 홈을 V자로 하는 것은 추후 광섬유(10)의 정렬 및 고정을 용이하게 하기 위함이다. 이후, 복재소제를 이용하여 제2원형금형(200')을 제작하는 데, 상기 (다)단계에서 상세히 설명한 부분이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 (마)단계에서는 상기 제1원형금형(100') 및 제2원형금형(200')을 복제소재를 이용하여 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형(300)을 제작하는 데, 복제에 관한 공정은 상기 (다)단계에서 상세히 설명한 부분이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기와 같은 방법으로 제작되는 본 발명의 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자는 마이크로 스케일의 광 도파로(60)와 나노 스케일의 광자결정 도파로(80)의 결합손실을 최소화시키는 광 안테나(70)가 상기 광 도파로(60)의 끝단에 형성되는데, 도 6을 참조하여 상기 광 안테나(70)의 제작 단계 상세히 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법 중 광 안테나 제작 단계를 도시하는 개념도이다.

도 6을 참조하면, 상기 광 안테나 제작 단계는 유리재질로 형성된 기판(71)의 후면에 금속 박막(72)을 증착하는 (A)단계와, 상기 금속 박막(72)의 소정 위치에 양각 타입의 전자빔 레지스트(75)를 코팅하여 소정 형상의 광 안테나 구조를 노광하는 (B)단계와, 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막(72)과 동일한 금속 박막(72')을 다시 증착한 후 전자빔 레지스트(75)를 세척하여 광 안테나 구조를 형성시키는 (C)단계와, 상기 (C)단계에서 증착된 금속 박막(72')을 제거하고 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막(72)을 식각하여 광 안테나(70)를 제작하는 (D)단계와, 상기 각 단계에 의해 제작된 광 안테나(70)를 광자결정 도파로(80)와 연결되는 광 도파로(60)의 끝단에 형성시키는 (E)단계를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 제작 방법은 추후 고분자 평면광파회로 소자의 고집적화를 위한 나노 스케일의 광자결정 도파로(80)와 마이크로 스케일의 광 도파로(60)의 치수 차이에 의한 광 결합손실 개선을 위한 나노 스케일의 광 안테나(70) 제작 방법이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 광 도파로(60)에서 빛이 광자결정 도파로(80)에 투과되기 위해서는 유리나(Glass) 석영(Quartz)으로 형성된 기판(71)을 이용하며, 상기 기판(71) 위에 광 안테나(70)의 적용을 위한 금 또는 은의 금속 박막(72)을 5nm 로 증착하여 전자빔에 의한 차지(charge)가 발생하지 않도록 한다. 이후, 양각 타입의 전자빔 레지스트(75)를 50nm 정도로 코팅하여 광 안테나(70) 구조로 노광한다. 그리고 기판(71) 위에 증착된 금속 박막(72)과 동일한 금속 박막(72')을 다시 증착한 후, 전자빔 레지스트(75)를 세척하여 광 안테나(70) 구조를 형성시킨다. 마지막으로, 나중에 증착된 금속 박막(72')을 제거하고 전자빔 레지스트(75)에 의한 차지(charge)를 방지하기 위해 먼저 증착된 5nm의 금속 박막(72)을 식각하여 광 안테나(70)를 제작한다.

상기와 같은 방법으로 제작되는 상기 광 안테나(70)는 광 도파로(60)에서 나온 마이크로 스케일의 빛을 표면 플라즈몬의 여기를 이용해 빛을 수 나노미터 크기의 작은 점으로 접속되도록 하여 나노 스케일의 광자결정 도파로(80)와 마이크로 스케일의 광 도파로(60)의 향상시킬 수 있으며, 상기와 같은 광 안테나(70)의 구조 및 형상은 빛이 집속될 수 있는 여러 형상의 나노크기로 형성될 수 있음은 물론이다.

<제2실시 예>

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법을 도시하는 개념도이다.

여기서 도 3의 (a)는 도 1에서 도시된 A-A'의 단면에서 보여지는 제작 단계 를 도시하는 개념도이고, 도 3의 (b)는 도 1에서 도시된 B-B'의 단면에서 보여지는 제작 단계를 도시하는 개념도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법은, 상기 회로기판(20)의 하부 클래드(40)상에 광섬유(10)를 정렬 및 고정시키는 V자 플랫폼(50) 및 상기 V자 플랫폼(50)과 일직선상으로 연장 형성되는 광 도파로(60) 및 상기 광 도파로(60)와 일직선상으로 연장 형성되는 광자결정 도파로(80)를 동시에 형성시킬 수 있는 핫 임프린트용 금형(400)을 제작하는 제1단계와, 상기 회로기판(20)의 하부 클래드(40)를 유리전이 온도보다 높은 온도에서 가열한 후 상기 핫 임프린트용 금형(400)으로 상기 하부 클래드(40)를 가압하는 제2단계와, 상기 회로기판(20)의 하부 클래드(40)를 소성변형이 발생하는 온도 이하로 냉각한 후 상기 하부 클래드(40)에 가압한 상기 핫 임프린트용 금형(400)을 분리하여 상기 하부 클래드(40)에 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)를 형성시키는 제3단계와, 상기 하부 클래드(40)의 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60)에 광섬유(10)를 삽입한 후 상기 광 도파로(60)에 코어(62)를 충진하는 제4단계와, 상기 하부 클래드(40)의 광 도파로(60)에 상부 클래드(30)를 정합시킨 후 정합된 상부 클래드(30)에 자외선을 노출시켜 상기 코어(62)를 경화시키는 제5단계를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 방법은 핫(Hot) 임프린트를 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작방법으로서, 다단 임프린트를 통해 하부 클래드(40)상에 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)를 형성시킨다.

본 발명에서 제안하는 다단 임프린트는, 하부 클래드(40)를 유리전이온도(Tg;glass transition temperature)보다 약 30℃ 높은 온도에서 가열하고, 약 16bar의 초기압력을 가한 후, 약 25bar의 보충압력을 임프린트시에 가하고, 다시 약 16bar의 압력으로 낮춤으로써 금형의 손상 및 가압에 의한 폴리머 잔류응력을 완화시키므로 치수 변형을 방지할 수 있어 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 방법으로 하부 클래드(40)상에 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)를 형성시키면, 상기 V자 플랫폼(50)에 광섬유(10)를 끼워 정렬시키는 데, 이때 상기 V자 플랫폼(50)과 연결되는 광 도파로(60)에도 상기 광섬유(10)가 소정 간격 삽입되도록 한다. 이는 상기 광 도파로(60)에 결합되는 광섬유(10)를 자동으로 정렬시켜 정렬 오류에 의한 광의 결합손실을 최소화하기 위해서이며, 상기 광 도파로(60)에 삽입되는 광섬유(10)의 길이는 당업자에 의해 적절히 조절될 수 있음은 물론이다.

상기 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60)에 광섬유(10)를 정렬 및 고정시킨 후, 코어(62)를 상기 광 도파로(60)에 모세관력을 통해 기본적으로 충진시키는 데, 충진을 유용하게 하기 위해 초음파 진동이 접목되는 것이 바람직하다.

코어(62)가 충진되고 나면 상기 하부 클래드(40)와 동일한 굴절율을 가지는 상부 클래드(30)를 상기 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 위에 정합시킨 후, 상기 상부 클래드(30)를 자외선으로 조사하여 코어(620)를 경화시키는 데, 이때 상기 광섬유(10)가 상기 광 도파로(60)에 연결된 상태에서 완전히 고정되어 광섬유(10)와 광 도파로(60)가 자동 정렬되므로 정렬 오류에 의한 광의 결합손실을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 코어(62) 충진 후, 광자결정 도파로(80)의 패턴은 드랍(drop) 방식을 통한 자외선 엠보싱을 이용해 상기 광자결정 도파로(80)의 패턴을 전사시켜, V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)를 하나의 클래드상에 일체형으로 형성시킬 수 있다.

이하 상기 1단계에서 제작되는 핫 임프린트용 금형의 제작 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

상기 제1단계는 금형(100)의 끝단에서 소정의 간격을 두고 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 광 도파로용 홈(120)을 형성시키는 (가)단계와, 상기 금형(100)에서 광 도파로용 홈(120)이 형성되지 않은 소정 간격의 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)의 절반 깊이만큼 기계 가공하는 (나)단계와, 상기 (나)단계에서 가공된 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)과 일직선상으로 연장되는 광자결정 도파로용 패턴(140)을 형성시킨 후 복제소재를 이용하여 제1원형금형(100')을 제작하는 (다)단계와, 별도의 다른 금형의 끝단에서 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 V자용 홈을 형성시킨 후, 복제소재를 이용하여 제2원형금형(200')을 제작하는 (라)단계와, 상기 각 단계에 의해 제작된 제1원형금형(100') 및 제2원형금형(200')에 복제소재를 이용하여 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형(300)을 제작하는 (마)단계와, 상기 자외선 임프린트용 금형(300)을 이용하여 대상 금형에 역상의 패턴을 전사시키는 (바)단계와, 상기 (바)단계에서 성형된 패턴에 기지층의 증착과 전해도금을 통해 핫 임프린트용 금형(400)을 제작하는 (사)단계를 포함하여 이루어진다.

상기 (나)단계에서는 이후에 형성될 광자결정 도파로용 패턴(140)이 상기 광도파로용 홈(120)의 중간 깊이에 형성될 수 있도록, 소정 간격의 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)의 절반 깊이만큼 단차가 형성되도록 다이아몬드 공구를 이용하여 가공하는 것이 바람직하다.

상기 (라)단계에서는 별도의 다른 금형을 사용하여 상기 금형의 끝단에서 다이아몬드 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 V자용 홈을 형성시키는 데, 홈을 V자로 하는 것은 추후 광섬유(10)의 정렬 및 고정을 용이하게 하기 위함이다. 이후, 복재소제를 이용하여 제2원형금형(200')을 제작하는 데, 복제에 관한 공정은 상기 (다)단계에서 상세히 설명한 부분이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 (바)단계와 (사)단계에서는 상기 각 단계에 의해 제작된 자외선 임프린트용 금형(300)을 이용하여 역상의 패턴을 대상 금형에 전사킨 후, 기지층의 증착과 전해도금을 통해 핫 임프린트용 금형(400)을 제작하는데, 본 발명의 실시 예에서는 상기 핫 임프린트용 금형(400)으로는 니켈(Nickel)을 사용한다.

원래 니켈 금형의 제조를 위해서는 원형 마스터가 필요하며, 실리콘(Silicon)이나 석영(Quartz) 위에 광소자의 패턴을 제작한 후, 이를 이용하여 니켈 금형을 제작한다. 그러나, 상기 원형 마스터의 제작 비용이 매우 많이 들고, 도금 후 원형 마스터의 재활용이 불가능한 단점이 있기 때문에 본 발명에서는 다른 방법으로 니켈 금형을 이용하여 핫 임프린트용 금형(400)을 제작하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법 중 핫 임프린트용 금형을 제작하는 단계에서 발생하는 크랙 및 박리를 도시하는 개념도이다.

우선, 제작된 자외선 임프린트용 금형(300)을 이용하여 대상 니켈 금형에 패턴을 성형하고, 성형된 패턴에 기지층의 증착과 전해도금을 통해 핫 임프린트용 금형(400)을 제작한다. 이때, 기지층의 증착시 폴리머와 증착되는 금속 간의 표면 온도차에 의한 열팽창에 의해 도 5의 (a)과 같이 크랙(crack) 및 기판과의 박리가 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위해 기판 위에 크롬(Cr;Chromium)을 증착하고 90±10℃의 온도에서 0.8±0.2Å/sec으로 기지층을 증착하여 도 5의 (b)와 같이 크랙 및 박리를 제어할 수 있게 된다.

도 6을 참조하면, 상기 광 안테나 제작 단계는 유리재질로 형성된 기판(71) 의 후면에 금속 박막(72)을 증착하는 (A)단계와, 상기 금속 박막(72)의 소정 위치에 양각 타입의 전자빔 레지스트(75)를 코팅하여 소정 형상의 광 안테나 구조를 노광하는 (B)단계와, 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막(72)과 동일한 금속 박막(72')을 다시 증착한 후 전자빔 레지스트(75)를 세척하여 광 안테나 구조를 형성시키는 (C)단계와, 상기 (C)단계에서 증착된 금속 박막(72')을 제거하고 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막(72)을 식각하여 광 안테나(70)를 제작하는 (D)단계와, 상기 각 단계에 의해 제작된 광 안테나(70)를 광자결정 도파로(80)와 연결되는 광 도파로(60)의 끝단에 형성시키는 (E)단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 광 도파로(60)에서 빛이 광자결정 도파로(80)에 투과되기 위해서는 유리나(Glass) 석영(Quartz)으로 형성된 기판(71)을 이용하며, 상기 기판(71) 위에 광 안테나(70)의 적용을 위한 금 또는 은의 금속 박막(72)을 5nm 로 증착하여 전자빔에 의한 차지(charge)가 발생하기 않도록 한다. 이후, 양각 타입의 전자빔 레지스트(75)를 50nm 정도로 코팅하여 광 안테나(70) 구조로 노광한다. 그리고 기판(71) 위에 증착된 금속 박막(72)과 동일한 금속 박막(72')을 다시 증착한 후, 전자빔 레지스트(75)를 세척하여 광 안테나(70) 구조를 형성시킨다. 마지막으로, 나중에 증착된 금속 박막(72')을 제거하고 전자빔 레지스트(75)에 의한 차지(charge)를 방지하기 위해 먼저 증착된 5nm의 금속 박막(72)을 식각하여 광 안테나(70)를 제작한다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 본 발명의 개념과 특정 실시 예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 해당 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 상기에서 기술된 실시 예는 본 발명에 따른 하나의 실시 예일 뿐이며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고분자 평면광파회로 소자를 도시하는 개념도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법을 도시하는 개념도.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법을 도시하는 개념도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법 중 제1단계를 도시하는 개념도.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법 중 핫 임프린트용 금형을 제작하는 단계에서 발생하는 크랙 및 박리를 도시하는 개념도.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법 중 광 안테나 제작 단계를 도시하는 개념도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 광섬유 20: 회로기판

30: 상부 클래드 40: 하부 클래드

50: V자 플랫폼 60: 광 도파로

62: 코어 70: 광 안테나

71: 기판 72, 72': 금속 박막

75: 전자빔 레지스트 80: 광자결정 도파로

82: 광자결정 90: 광원

100: 금형 100': 제1원형금형

200': 제2원형금형 120: 광 도파로용 홈

140: 광자결정 도파로 패턴 142: 광자결정 패턴

300: 자외선 임프린트용 금형 400: 핫 임프린트용 금형

Claims

회로기판(20)의 하부 클래드(40)상에 임프린트 공정을 이용하여 고분자 평면광파회로 소자를 제작하는 방법에 있어서,

광섬유(10)를 정렬 및 고정시키는 V자 플랫폼(50)과, 상기 V자 플랫폼(50)과 일직선상으로 연장 형성되는 광 도파로(60)와, 상기 광 도파로(60)와 일직선상으로 연장 형성되는 광자결정 도파로(80)가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형(300)을 제작하는 제1단계;

상기 자외선 임프린트용 금형(300)의 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60)에 광섬유(10)를 삽입한 후, 상기 광 도파로(60)에 코어(62)를 충진하는 제2단계;

상기 자외선 임프린트용 금형(300)의 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60)에 하부 클래드(40)를 정합시킨 후, 정합된 하부 클래드(40)에 자외선을 노출시켜 상기 코어(62)를 경화시키는 제3단계;

상기 코어(62)가 경화된 후에 상기 자외선 임프린트용 금형(300)을 분리시켜 광섬유(10)가 연결된 V자 플랫폼(50) 및 광 도파로(60)를 상기 하부 클래드(40)상에 형성시킨 후, 상기 하부 클래드(40)의 광 도파로(60)에 상부 클래드(30)를 정합시키는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법.
제 1항에 있어서,

상기 제1단계는

금형(100)의 끝단에서 소정의 간격을 두고 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 광 도파로용 홈(120)을 형성시키는 (가)단계와,

상기 금형(100)에서 광 도파로용 홈(120)이 형성되지 않은 소정 간격의 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)의 절반 깊이만큼 기계 가공하는 (나)단계와,

상기 (나)단계에서 가공된 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)과 일직선상으로 연장되는 광자결정 도파로용 패턴(140)을 형성시킨 후, 복제소재를 이용하여 제1원형금형(100')을 제작하는 (다)단계와,

별도의 다른 금형의 끝단에서 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 V자용 홈을 형성시킨 후, 복제소재를 이용하여 제2원형금형(200')을 제작하는 (라)단계와,

상기 각 단계에 의해 제작된 제1원형금형(100') 및 제2원형금형(200')에 복제소재를 이용하여 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형(300)을 제작하는 (마)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법.
제 1항에 있어서,

상기 광자결정 도파로(80)와 연결되는 상기 광 도파로(60)의 끝단에는 상기 광자결정 도파로(80)와의 결합손실을 최소화시키는 나노 스케일의 광 안테나(70)를 제작하는 광 안테나 제작 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프 린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법.
제 3항에 있어서,

상기 광 안테나 제작 단계는

유리재질로 형성된 기판(71)의 후면에 금속 박막(72)을 증착하는 (A)단계와,

상기 금속 박막(72)의 소정 위치에 양각 타입의 전자빔 레지스트(75)를 코팅하여, 소정 형상의 광 안테나 구조를 노광하는 (B)단계와,

상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막(72)과 동일한 금속 박막(72')을 다시 증착한 후, 전자빔 레지스트(75)를 세척하여 광 안테나 구조를 형성시키는 (C)단계와,

상기 (C)단계에서 증착된 금속 박막(72')을 제거하고, 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막(72)을 식각하여 광 안테나(70)를 제작하는 (D)단계와,

상기 각 단계에 의해 제작된 광 안테나(70)를 광자결정 도파로(80)와 연결되는 광 도파로(60)의 끝단에 형성시키는 (E)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법.
회로기판(20)의 하부 클래드(40)상에 임프린트 공정을 이용하여 고분자 평면광파회로 소자를 제작하는 방법에 있어서,

상기 회로기판(20)의 하부 클래드(40)상에 광섬유(10)를 정렬 및 고정시키는 V자 플랫폼(50)과, 상기 V자 플랫폼(50)과 일직선상으로 연장 형성되는 광 도파 로(60)와, 상기 광 도파로(60)와 일직선상으로 연장 형성되는 광자결정 도파로(80)를 동시에 형성시킬 수 있는 핫 임프린트용 금형(400)을 제작하는 제1단계;

상기 회로기판(20)의 하부 클래드(40)를 유리전이 온도보다 높은 온도에서 가열한 후, 상기 핫 임프린트용 금형(400)으로 상기 하부 클래드(40)를 가압하는 제2단계;

상기 회로기판(20)의 하부 클래드(40)를 소성변형이 발생하는 온도 이하로 냉각한 후, 상기 하부 클래드(40)에 가압한 상기 핫 임프린트용 금형(400)을 분리하여 상기 하부 클래드(40)에 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)를 형성시키는 제3단계;

상기 하부 클래드(40)의 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60)에 광섬유(10)를 삽입한 후, 상기 광 도파로(60)에 코어(62)를 충진하는 제4단계;

상기 하부 클래드(40)의 광 도파로(60)에 상부 클래드(30)를 정합시킨 후, 정합된 상부 클래드(30)에 자외선을 노출시켜 상기 코어(62)를 경화시키는 제5단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법.
제 5항에 있어서,

상기 제1단계는

금형(100)의 끝단에서 소정의 간격을 두고 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 광 도파로용 홈(120)을 형성시키는 (가)단계와,

상기 금형(100)에서 광 도파로용 홈(120)이 형성되지 않은 소정 간격의 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)의 절반 깊이만큼 기계 가공하는 (나)단계와,

상기 (나)단계에서 가공된 금속면에 상기 광 도파로용 홈(120)과 일직선상으로 연장되는 광자결정 도파로용 패턴(140)을 형성시킨 후, 복제소재를 이용하여 제1원형금형(100')을 제작하는 (다)단계와,

별도의 다른 금형의 끝단에서 가공을 시작하여 반대쪽 끝단까지 V자용 홈을 형성시킨 후, 복제소재를 이용하여 제2원형금형(200')을 제작하는 (라)단계와,

상기 각 단계에 의해 제작된 제1원형금형(100') 및 제2원형금형(200')에 복제소재를 이용하여 V자 플랫폼(50)과 광 도파로(60) 및 광자결정 도파로(80)가 동시에 형성된 자외선 임프린트용 금형(300)을 제작하는 (마)단계와,

상기 자외선 임프린트용 금형(300)을 이용하여 대상 금형에 역상의 패턴을 전사시키는 (바)단계와,

상기 (바)단계에서 성형된 패턴에 기지층의 증착과 전해도금을 통해 핫 임프린트용 금형(400)을 제작하는 (사)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법.
제 5항에 있어서,

상기 광자결정 도파로(80)와 연결되는 상기 광 도파로(60)의 끝단에는 상기 광자결정 도파로(80)와의 결합손실을 최소화시키는 나노 스케일의 광 안테나(70)를 제작하는 광 안테나 제작 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프 린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법.
제 7항에 있어서,

상기 광 안테나 제작 단계는

유리재질로 형성된 기판(71)의 후면에 금속 박막(72)을 증착하는 (A)단계와,

상기 금속 박막(72)의 소정 위치에 양각 타입의 전자빔 레지스트(75)를 코팅하여, 소정 형상의 광 안테나 구조를 노광하는 (B)단계와,

상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막(72)과 동일한 금속 박막(72')을 다시 증착한 후, 전자빔 레지스트(75)를 세척하여 광 안테나 구조를 형성시키는 (C)단계와,

상기 (C)단계에서 증착된 금속 박막(72')을 제거하고, 상기 (A)단계에서 증착된 금속 박막(72)을 식각하여 광 안테나(70)를 제작하는 (D)단계와,

상기 각 단계에 의해 제작된 광 안테나(70)를 광자결정 도파로(80)와 연결되는 광 도파로(60)의 끝단에 형성시키는 (E)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임프린트 공정을 이용한 고분자 평면광파회로 소자의 제작 방법.