JPH0535098B2 - - Google Patents
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- JPH0535098B2 JPH0535098B2 JP60072360A JP7236085A JPH0535098B2 JP H0535098 B2 JPH0535098 B2 JP H0535098B2 JP 60072360 A JP60072360 A JP 60072360A JP 7236085 A JP7236085 A JP 7236085A JP H0535098 B2 JPH0535098 B2 JP H0535098B2
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Landscapes
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光通信システムや画像伝送等に用いら
れる埋め込み型光導波路やレンズ等の光学素子の
製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing optical elements such as embedded optical waveguides and lenses used in optical communication systems, image transmission, and the like.
本発明は、例えば２段階のイオン交換法を用い
た埋め込み型光導波路やレンズ等の光学素子の製
造方法において、
ガラス基板の他の部分とは屈折率の異なるマー
ク部分をこのガラス基板に埋め込み形成し、所定
の被覆パターンを形成する為のマスクに予め形成
したマークとこのガラス基板中のマーク部分とに
よつて上記マスクを上記ガラス基板に対して位置
合わせするように構成することによつて、
例えば２段階のイオン交換法を用いた場合でも
簡単且つ正確にマスク合わせができるようにした
ものである。
The present invention provides a method for manufacturing optical elements such as embedded optical waveguides and lenses using a two-step ion exchange method, in which a mark portion having a different refractive index from other portions of the glass substrate is embedded in the glass substrate. and by configuring the mask to be aligned with the glass substrate by a mark previously formed on the mask for forming a predetermined coating pattern and a mark portion in the glass substrate, For example, even when using a two-step ion exchange method, mask alignment can be performed easily and accurately.
複数のパターンを合わせる方法としては、従
来、次のような方法が一般に広く採用されてい
る。
Conventionally, the following methods have been widely adopted as methods for combining a plurality of patterns.
即ち、ガラス基板上に、最初に作製したパター
ン以外に位置合わせ用のマーキングをしておく。
そしてこのマークに対応したマークを、次のパタ
ーンのフオトマスクに設けておき、これらのマー
クを光学的に、例えば顕微鏡で観察しながらフオ
トマスクの位置合わせを行う。 That is, markings for alignment are made on the glass substrate in addition to the initially produced pattern.
Then, a mark corresponding to this mark is provided on the photomask of the next pattern, and the photomask is aligned while observing these marks optically, for example, with a microscope.
このような操作を行うことにより、最初に形成
したパターン上に別のパターンを形成することが
できる。 By performing such an operation, another pattern can be formed on the first formed pattern.
しかしこの方法は、最初に形成した位置合わせ
用マーキングが光学的に観察できる場合、即ち透
過或いは反射法によつて顕微鏡で観察できる場合
には有効であるが、例えば２段階のイオン交換法
によつて光学素子を作製する場合には従来のこの
方法は用いることができなかつた。
However, this method is effective when the initially formed alignment markings can be observed optically, that is, when they can be observed with a microscope using a transmission or reflection method. This conventional method could not be used when manufacturing optical elements using such a method.
何故ならば、２段階のイオン交換法において
は、第１段目のイオン交換工程が終了した後、最
初のパターンであるイオン交換用のマスクパター
ンを完全に除去する必要が有る。従来の方法で
は、この時に位置合わせ用マーキングも一緒に除
去されてしまう。 This is because, in the two-stage ion exchange method, after the first stage ion exchange process is completed, it is necessary to completely remove the first pattern, which is the mask pattern for ion exchange. In conventional methods, the alignment markings are also removed at this time.
従つてこのような２段階のイオン交換法におい
て、第２段目のイオン交換用のマスクパターン
を、第１段目のイオン交換によつて形成された拡
散領域のパターンに正確に合わせることは従来困
難であつた。 Therefore, in such a two-stage ion exchange method, it is conventional to precisely match the mask pattern for the second stage ion exchange to the pattern of the diffusion region formed by the first stage ion exchange. It was difficult.
本発明は上述の問題点を鑑みてなされたもので
あつて、埋め込み型光導波路やレンズ等の光学素
子の製造方法において、ガラス基板上にイオン交
換用のマスクパターン等の所定の被覆パターンを
形成するに際し、
上記ガラス基板の表面で且つ上記被覆パターン
の外側領域に、上記ガラス基板の他の部分とは屈
折率の異なるマーク部分を上記ガラス基板に予め
埋め込み形成し、
上記被覆パターンを形成する為のマスクに予め
形成したマークと上記ガラス基板中の上記マーク
部分とによつて上記マスクを上記ガラス基板に対
して位置合わせするようにしたものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a method for manufacturing optical elements such as buried optical waveguides and lenses, in which a predetermined coating pattern such as a mask pattern for ion exchange is formed on a glass substrate. In order to form the covering pattern, a mark portion having a different refractive index from other parts of the glass substrate is embedded in the glass substrate in advance on the surface of the glass substrate and in an area outside the covering pattern. The mask is aligned with the glass substrate by a mark previously formed on the mask and the mark portion in the glass substrate.
本発明によるマーク部分はガラス基板中に埋め
込み形成されており、ガラス基板の他の部分と屈
折率が異なつているのでその臨界が明確に判別で
きる。
The mark portion according to the present invention is embedded in the glass substrate and has a different refractive index from other portions of the glass substrate, so that its criticality can be clearly determined.
そこでこのマーク部分を露出させた状態で、次
の被覆パターンのマスクを、上記マーク部分に対
応してこのマスクに設けたマークを上記マーク部
分に合わせることによつて、最初のパターンに対
して位置合わせする。 Therefore, with this mark part exposed, position the mask of the next covering pattern relative to the first pattern by aligning the mark provided on this mask corresponding to the mark part with the mark part. Match.
２段階のイオン交換によつてガラス基板中に拡
散領域を形成する場合には、上記マーク部分は第
１段目のイオン交換による拡散領域として形成さ
れて良い。 When forming a diffusion region in a glass substrate by two-stage ion exchange, the mark portion may be formed as a diffusion region by first-stage ion exchange.
〔実施例〕
以下本発明を埋め込み型光導波路の製造方法に
適用した一実施例につき図面を参照して説明す
る。[Embodiment] An embodiment in which the present invention is applied to a method of manufacturing a buried optical waveguide will be described below with reference to the drawings.
例えば第５Ａ図に示すような埋め込み型平板光
導波路をイオン交換法によつて製造する方法を説
明する。 For example, a method for manufacturing a buried planar optical waveguide as shown in FIG. 5A by an ion exchange method will be described.
先ず、透明なガラス基板１を準備する。そし
て、第５Ｂ図に示すように、このガラス基板１の
表面に金属膜２を形成し、この金属膜２をパター
ン化して、イオンを拡散する為のマスク窓３を形
成する。次いで、直流電界を印加した状態で、電
子分極率の大きいAg+或いはTl+イオン等をマス
ク窓３を通してガラス基板１内に拡散させる。こ
のようにして、略半円形の断面を有する屈折率の
高い拡散領域４をマスク窓３に略対応したパター
ンに形成する。しかる後金属膜２をエツチング除
去する。 First, a transparent glass substrate 1 is prepared. Then, as shown in FIG. 5B, a metal film 2 is formed on the surface of this glass substrate 1, and this metal film 2 is patterned to form a mask window 3 for diffusing ions. Next, with a DC electric field applied, Ag + or Tl + ions, etc. having a high electronic polarizability are diffused into the glass substrate 1 through the mask window 3. In this way, the diffusion region 4 having a high refractive index and having a substantially semicircular cross section is formed in a pattern that substantially corresponds to the mask window 3. Thereafter, the metal film 2 is removed by etching.
そして、第５Ｃ図に示すように、拡散領域４上
に上記金属膜２とは別パターンの金属膜５を形成
する。そしてこの金属膜５をマスクとして再度イ
オン交換処理をして、ナトリウムイオン、カリウ
ムイオン等電子分極率の小さいイオンを拡散させ
て、第５Ｄ図に示すような略円形断面図を有する
埋め込み型の導波路４′を形成する。 Then, as shown in FIG. 5C, a metal film 5 having a pattern different from that of the metal film 2 is formed on the diffusion region 4. Using this metal film 5 as a mask, ion exchange treatment is performed again to diffuse ions with low electronic polarizability, such as sodium ions and potassium ions, to form an embedded conductor having a substantially circular cross-sectional view as shown in FIG. 5D. A wave path 4' is formed.
この時、金属膜５のパターンは拡散領域４のパ
ターンに精度良く位置合わせされる必要が有る。
即ち、金属膜５をパターン化する為のフオトマス
クを拡散領域４のパターンに精度良くアライメン
トする必要が有る。 At this time, the pattern of the metal film 5 needs to be precisely aligned with the pattern of the diffusion region 4.
That is, it is necessary to precisely align the photomask for patterning the metal film 5 with the pattern of the diffusion region 4.
この目的の為に、本実施例においては、第２図
に示すように、ガラス基板１上にマーク部分９を
設けている。このマーク部分９は、第１回目のイ
オン交換処理によつて拡散領域４を形成する時に
これと同時に形成する。 For this purpose, in this embodiment, a mark portion 9 is provided on the glass substrate 1, as shown in FIG. This mark portion 9 is formed at the same time as the diffusion region 4 is formed by the first ion exchange treatment.
即ち、第１Ａ図に示すように、第１回目のイオ
ン交換のマスク用の金属膜２をパターン化する為
のフオトマスク６には、２分岐導波路を形成する
為のマスクパターン７と、このマスクパターン７
の外側領域の四隅に夫々マーク部分９を形成する
為の４つのマスクパターン８とが設けられてい
る。 That is, as shown in FIG. 1A, a photomask 6 for patterning the metal film 2 as a mask for the first ion exchange includes a mask pattern 7 for forming a bifurcated waveguide, and a mask pattern 7 for forming a bifurcated waveguide. pattern 7
Four mask patterns 8 for forming mark portions 9 are provided at the four corners of the outer region of the mask.
第１Ｂ図に拡大図示するように、マスクパター
ン８は略「井」の字形に形成されており、これに
対応して、第２Ａ図に示すように、ガラス基板１
には「井」の字状のマーク部分９が形成される。
第２Ｂ図に示すように、マーク部分９は、拡散領
域４と同様に、Ag+イオン或いはTl+イオン等が
イオン交換によつて拡散した高屈折率の拡散領域
としてガラス基板１に埋め込み形成される。 As shown in an enlarged view in FIG. 1B, the mask pattern 8 is formed approximately in the shape of a square, and correspondingly, as shown in FIG. 2A, the glass substrate 1
A mark portion 9 in the shape of an “I” is formed in the area.
As shown in FIG. 2B, like the diffusion region 4, the mark portion 9 is embedded in the glass substrate 1 as a diffusion region with a high refractive index in which Ag + ions, Tl + ions, etc. are diffused by ion exchange. Ru.
一方、第３図に示すように、第２回目のイオン
交換処理のマスクである金属膜５をパターン化す
る為のフオトリソグラフイー用のフオトマスク１
０には、ガラス基板１のマーク部分９に対応した
位置にＸ字状のマーク１１が設けられている。そ
して、第４図に示すように、このＸ字状のマーク
１１おをガラス基板１のマーク部分に重ねること
によつてフオトマスク１０を拡散領域４のパター
ンに精確に位置合わせすることができる。この
時、Ｘ字状のマーク１１の各線が、「井」の字状
のマーク部分９の４つの交点を夫々通るようにす
れば、一組のマーク１１とマーク部分９だけでも
精確な位置合わせを行うことができる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, a photomask 1 for photolithography is used to pattern the metal film 5, which is a mask for the second ion exchange treatment.
0, an X-shaped mark 11 is provided at a position corresponding to the mark portion 9 of the glass substrate 1. As shown in FIG. 4, by overlapping this X-shaped mark 11 on the mark portion of the glass substrate 1, the photomask 10 can be precisely aligned with the pattern of the diffusion region 4. At this time, if each line of the X-shaped mark 11 passes through the four intersections of the "I"-shaped mark part 9, accurate positioning can be achieved with just one set of mark 11 and mark part 9. It can be performed.
又金属膜５をパターン化するに当たつては、一
旦ガラス基板１の表面の全面に金属膜５を形成し
た後所定のパターンにエツチングするのである
が、この場合、金属膜５がパターン化する前に、
マーク部分９の形成されている辺りを大まかにエ
ツチングして、マーク部分９を露出させておけば
良い。 When patterning the metal film 5, the metal film 5 is first formed on the entire surface of the glass substrate 1 and then etched into a predetermined pattern.In this case, the metal film 5 is patterned. in front,
The mark portion 9 may be exposed by roughly etching the area where the mark portion 9 is formed.
以上のようにして、屈折率が異なるだけの透明
なパターンと別のパターンのフオトマスクとを精
度良く位置合わせすることができ、これによつ
て、高屈折率の領域４と精確に合つたマスク５が
形成され、この結果として、直円度の優れた導波
路４が形成される。 As described above, it is possible to precisely align a transparent pattern and a photomask of another pattern, which differ only in refractive index, and thereby, the mask 5 is precisely aligned with the high refractive index region 4. As a result, a waveguide 4 with excellent roundness is formed.
尚本発明の方法は、例えば屈折率分布型のレン
ズを製造する場合等にも適用が可能である。 The method of the present invention can also be applied to, for example, manufacturing a gradient index lens.
本発明においては、ガラス基板にこのガラス基
板の他の部分とは屈折率が異なるだけのマーク部
分を埋め込み形成し、このマーク部分と、別のパ
ターンのフオトマスクに設けたマークとを互いに
合わせるようにしているので、フオトマスクの位
置合わせ用マーキングが、前のパターンと一緒に
エツチング除去されてしまうようなことが無い。
又マーク部分は、他の部分と屈折率が異なつてい
るので、透明基板中でも明確に判別することがで
きる。
In the present invention, a mark portion having a different refractive index from other portions of the glass substrate is embedded in the glass substrate, and this mark portion and a mark provided on a photomask having a different pattern are aligned with each other. This prevents the alignment markings on the photomask from being etched away along with the previous pattern.
Furthermore, since the mark portion has a different refractive index from other portions, it can be clearly identified even on a transparent substrate.
更に、２段階イオン交換法を用いる場合には、
１回目のイオン交換処理時に所定パターンの拡散
領域を形成するのと同時にマーク部分を形成する
ことができるので、非常に簡便である。 Furthermore, when using a two-step ion exchange method,
It is very simple because the mark portion can be formed at the same time as the diffusion region of a predetermined pattern is formed during the first ion exchange treatment.
第１Ａ図は本発明の一実施例による導波路製造
方法に用いる第１回目のイオン交換処理用のフオ
トマスクの概略平面図、第１Ｂ図は同上の要部拡
大平面図、第２Ａ図はガラス基板の要部拡大平面
図、第２Ｂ図は第２Ａ図のＢ−Ｂ線断面図、第３
図は第２回目のイオン交換処理用のフオトマスク
の要部拡大平面図、第４図は第３図のフオトマス
クをガラス基板に重ねた状態を示す要部拡大平面
図、第５Ａ図は埋め込み型導波路の外観図、第５
Ｂ図〜第５Ｄ図は第５Ａ図の導波路の製造方法を
工程順に示す要部縦断面図である。
尚図面に用いた符号において、１……ガラス基
板、４……拡散領域、４′……導波路、６……フ
オトマスク、９……マーク部分、１０……フオト
マスク、１１……マークである。
FIG. 1A is a schematic plan view of a photomask for the first ion exchange treatment used in the waveguide manufacturing method according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is an enlarged plan view of the same essential parts, and FIG. 2A is a glass substrate. Fig. 2B is a sectional view taken along the line B-B of Fig. 2A, Fig. 3
The figure is an enlarged plan view of the main parts of the photomask for the second ion exchange treatment, Fig. 4 is an enlarged plan view of the main parts showing the photomask of Fig. 3 stacked on a glass substrate, and Fig. 5A is an enlarged plan view of the main parts of the photomask for the second ion exchange treatment. External view of wave channel, 5th
FIGS. B to 5D are vertical cross-sectional views of main parts showing the method for manufacturing the waveguide of FIG. 5A in order of steps. In the symbols used in the drawings, 1... glass substrate, 4... diffusion region, 4'... waveguide, 6... photomask, 9... mark portion, 10... photomask, 11... mark.
Claims (1)
るに際し、 上記ガラス基板の表面で且つ上記被覆パターン
の外側領域に、上記ガラス基板の他の部分とは屈
折率の異なるマーク部分を上記ガラス基板に予め
埋め込み形成し、 上記被覆パターンを形成する為のマスクに予め
形成したマークと上記ガラス基板中の上記マーク
部分とによつて上記マスクを上記ガラス基板に対
して位置合わせするようにしたことを特徴とする
光学素子の製造方法。 ２ ２段階のイオン交換法によつてガラス基板中
に拡散領域を形成する為の方法であつて、第１段
目のイオン交換によつて不純物イオンを拡散させ
た所定パターンの拡散領域を上記ガラス基板中に
形成すると同時に、上記パターンの外側領域にこ
の第１段目のイオン交換による拡散領域としてマ
ーク部分を形成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。[Scope of Claims] 1. When forming a predetermined coating pattern on a glass substrate, a mark portion having a refractive index different from other parts of the glass substrate is provided on the surface of the glass substrate and in an area outside the coating pattern. is embedded in the glass substrate in advance, and the mask is aligned with the glass substrate by the mark previously formed on the mask for forming the covering pattern and the mark portion in the glass substrate. A method for manufacturing an optical element, characterized by: 2 A method for forming a diffusion region in a glass substrate by a two-stage ion exchange method, in which a diffusion region of a predetermined pattern in which impurity ions have been diffused by the first stage ion exchange is formed on the glass substrate. 2. The method according to claim 1, wherein a mark portion is formed in an outer region of the pattern as a diffusion region by the first stage ion exchange at the same time as forming the mark portion in the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60072360A JPS61232249A (en) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | Production of optical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60072360A JPS61232249A (en) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | Production of optical element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232249A JPS61232249A (en) | 1986-10-16 |
| JPH0535098B2 true JPH0535098B2 (en) | 1993-05-25 |
Family
ID=13487068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60072360A Granted JPS61232249A (en) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | Production of optical element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61232249A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3664522B2 (en) * | 1995-07-18 | 2005-06-29 | 松下電器産業株式会社 | Optical element molding die, optical element molding method, and optical element |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP60072360A patent/JPS61232249A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61232249A (en) | 1986-10-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |