(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属エッチングマスク製造方法において、
（ａ）  シリカ膜上にクロムをスパッタリングする第１段階と、
（ｂ）  前記形成されたクロム層上に厚いＰＲを塗布する第２段階と、
（ｃ）  前記塗布されたＰＲ層をパターニングする第３段階と、
（ｄ）  前記形成されたＰＲパターン層上に第１ニッケルをスパッタリングする第４段階と、
（ｅ）  前記クロム層上に形成された第１ニッケル層上にめっき法を利用して第２ニッケル層を形成する第５段階と、
（ｆ）  アセトンを利用して前記ＰＲパターン層と、前記ＰＲパターン層上に形成された第１ニッケル層を除去する第６段階と、
（ｇ）  前記クロム層をガスを利用してプラズマ内でドライエッチングして除去する第７段階と、からなることを特徴とする光導波路素子の製造方法。
【請求項２】
前記第３段階で形成されたパターン層の側面角は鈍角に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子の製造方法。
【請求項３】
前記第３段階はクロロベンゼン溶液に入れてパターンを形成する段階であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子の製造方法。
【請求項４】
前記第７段階は１００〜５００Ｗの間に遂行されることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子の製造方法。
【請求項５】
前記第７段階は０．０５〜０．２Ｔｏｒｒの圧力下に遂行されることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子の製造方法。
【請求項６】
前記第７段階のガスはＣｌ２＋Ｏ２ガスによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光導波路素子の製造方法に関するもので、特にシリカ平面光導波路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）（または“平板形光回路”）素子の製作時、めっき法を利用したニッケルエッチングマスク方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、光信号の分岐、変調、スイッチング、信号多重化などの光信号処理を目的として、平面光導波路技術を利用して平面基板上に光導波路を製作する光素子の集積化技術に対して多様な研究がなされている。このような光導波路素子を製作するために必要な技術としては、導波路の設計、製作及びパケッジなどが例に挙げられる。光導波路は光波を閉じ込めて長さ方向に損失が少ないように伝達する光伝送路である。前記光導波路は屈折率が大きなコアと、コアを取り囲んでいる屈折率が低いクラッドにより構成される。平面シリコン基板に光導波路を適用及び応用した光学素子にはＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）、熱光学スイッチなどがある。このような光学素子は平面、特に、平板形基板上にパターニングして光信号が進行できる通路を形成する技術である。この時、一般的な光通信モジュールの平面光導波路素子の製作時には金属マスク（ｍｅｔａｌ  ｍａｓｋ）が使用される。このような金属マスクは金属膜のスパッタリング、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；以下、ＰＲ）パターニング、ドライエッチングにより形成される。
【０００３】
図１乃至図７は平面光導波路製作時に使用される従来の一実施形態による金属エッチングマスク製造方法を示す断面図である。
【０００４】
図１はシリカ膜１０、即ち、シリコン（Ｓｉ）上にシリカ（ＳｉＯ２）が積層されたシリカ膜１０上にクロム（ｃｈｒｏｍｅ）がスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）により積層された状態を示す断面図である。前記基板１０上に形成されたクロムシード層１２（ｓｅｅｄ  ｌａｙｅｒ）の厚さは数十ｎｍである。図２は前記基板１０上に形成されたクロムシード層１２上に金がスパッタリングにより積層された状態を示す断面図である。前記クロムシード層１２上に形成された金シード層１４の厚さは数十ｎｍである。図３は前記金シード層１４上に相対的に厚いＰＲを塗布してＰＲ層１６が形成された状態を示す断面図である。図４は前記ＰＲ層１６上にフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈ）を利用してパターニングした状態を示す断面図である。図５は前記ＰＲパターン層１７上にニッケルをめっきしてニッケル層１８が形成された状態を示す断面図である。この時、電気が通じる部分のみにニッケル層１８が選択的に成長する。図６は前記ＰＲパターン層１７をアセトンを利用して除去した状態を示す断面図である。図７は金シード層１４をウェットエッチングし、クロムシード層１２をドライエッチングして除去した状態を示す図である。
【０００５】
この時、前記形成されたニッケル層１８は基板１０との接合性がよくないので、ニッケル層１８をシード層に使用することは難しい。このため、シリカ膜、即ち、基板１０との接合性が優秀なクロム層をシード層に使用する。
【０００６】
しかし、クロムシード層１２上にニッケルをめっきする場合には、前記ニッケルと前記クロムシード層１２の界面での接合性がよくないので分離される。これを防止するため、クロム、ニッケルともに良好な接合性を有する金層１４を中間に積層する。即ち、従来のエッチングマスク製造方法は、相異なるシード層（クロム層と金層）を使用することにより、工程の複雑性、即ち、ドライエッチングとウェットエッチングをそれぞれ遂行すべきであるとの問題点がある。
【０００７】
このような既存のエッチングマスク製造工程は、二つのシード層を積層し、特にめっきした後に二つのシード層の除去工程が相異なるので、工程が複雑になり、かつ工程時間が増加するという問題がある。金シード層の場合には、ウェットエッチングにより等方エッチングされるので、導波路線幅が変化することができ、洗浄作業が追加されるという問題点が発生する。特に、金属マスク製作工程のうち、ドライエッチング工程でブルスアイ（Ｂｕｌｌ’ｓ  ｅｙｅ）効果により基板位置によってパターンの線幅が変わる問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的はクロムとニッケルのシード層上にニッケルをめっきした光導波路素子の製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は工程の単純化を追求した光導波路素子の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は汚染の可能性を最小化した光導波路素子の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために本発明の光導波路素子の製造方法は、
（ａ）  シリカ膜上にクロムをスパッタリングする第１段階と、
（ｂ）  前記形成されたクロム層上に厚いＰＲを塗布する第２段階と、
（ｃ）  前記塗布されたＰＲ層をパターニングする第３段階と、
（ｄ）  前記形成されたＰＲパターン層上に第１ニッケルをスパッタリングする第４段階と、
（ｅ）  前記クロム層上に形成された第１ニッケル層上にめっき法を利用して第２ニッケル層を形成する第５段階と、
（ｆ）  アセトンを利用して前記ＰＲパターン層と、前記ＰＲパターン層上に形成された第１ニッケル層を除去する第６段階と、
（ｇ）  前記クロム層をガスを利用してプラズマ内でドライエッチングして除去する第７段階と、からなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の発明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００１３】
本発明に適用されたニッケル金属のめっきは、主にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）分野で応用される技術である。この技術をエッチングマスク製作に利用したことは最近であり、アンナマシミ（Ａｎｎａ  Ｍａｓｓｉｍｉ）など［（Ｊａｐａｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｐａｒｔ  Ｉ  ｖｏｌ．３８（１０）  ６１５０（１９９９））］により光導波路エッチングに最初に応用された。この方法は比較的厚い金属マスクを容易に生成することができ、かつドライエッチング工程で発生するブルスアイ（Ｂｕｌｌ’ｓ  ｅｙｅ）効果も除去することができる効果がある。本発明によるエッチングマスク製造方法は、クロムシード層と第１ニッケルシード層上に第２ニッケルをめっきすることであり、シード層、即ち、クロムシード層と第１ニッケルシード層を除去する工程を一度だけに低減するために、第１ニッケルシード層をＰＲパターン層の形成工程後に積層したものである。
【００１４】
このような本発明による光導波路素子の製造方法を図８乃至図１４を参照して説明する。
【００１５】
図８を参照すると、平板形基板、特に、平板形シリコン基板上にシリカが積層されたシリカ膜２０を準備した後、前記シリカ膜２０上にクロムをスパッタリング方式に均一に積層する。前記クロムシード層２２の厚さは数十ｎｍから１００ｎｍ間である。
【００１６】
図９を参照すると、前記クロムシード層２２上に厚いＰＲを塗布してＰＲ層２４を形成する。前記ＰＲ層２４は前記クロムシード層２２より厚く形成される。
【００１７】
図１０を参照すると、前記ＰＲ層２４をソフトベーク（ｓｏｆｔ  ｂａｋｅ）した後に、クロロベンゼン溶液に入れてパターンを形成する。この時、前記形成されたＰＲパターン層２５の側面角（１８０−θ）は鈍角になるべきである。前記ＰＲパターン層２５の側面角が鈍角（１８０−θ）になるようにすることは、鋭角になる場合、二番目のシード層を積層する時（図１１に図示）、前記ＰＲパターン層２５上に積層された部分とクロムシード層２２上に積層された部分が互いに連結され、通電されることができるためである。このようになると、ニッケルめっき工程（図１２に図示）で前記ＰＲパターン層２５上にもニッケルがめっきされＰＲパターン層２５を除去する工程が難しくなるためである。
【００１８】
図１１を参照すると、前記ＰＲパターン層２５上にスパッタリングによって第１ニッケルを積層すると、前記ＰＲパターン層２５上に第１ニッケルシード層２６が積層されるとともに、前記ＰＲパターン層２５間のクロム層２２上に所定の幅に第１ニッケルシード層２７が積層される。
【００１９】
図１２を参照すると、前記第１ニッケルシード層２６、２７上にめっき法を利用して第２ニッケルを積層する。前記クロム層２２上に位置した第１ニッケルシード層２７上のみに第２ニッケル層２８が積層される。この時、前記ＰＲパターン層２５上には電気が通じないのでめっきされない。
【００２０】
図２を参照すると、アセトンを利用して前記ＰＲパターン層２５を除去する。この時、前記ＰＲパターン層２５上に積層された第１ニッケルシード層２６も共に除去される。
【００２１】
図１４を参照すると、前記クロムシード層２２をＣｌ２＋Ｏ２ガスを利用してプラズマ内でドライエッチングする。この時、前記プラズマ内で遂行されるドライエッチング工程（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）は１００〜５００Ｗの電力及び０．０５〜０．２Ｔｏｒｒの圧力下に遂行される。
【００２２】
結果的に、本発明によると、ＰＲパターン層２５と第１ニッケルシード層２６が共に除去されるので、工程数を低減することができる。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明の実施形態による光導波路素子の製造方法は、めっき法を利用して比較的厚い金属マスクを容易に生成することができ、かつ、ドライエッチング工程で発生するブルスアイ（Ｂｕｌｌ’ｓ  ｅｙｅ）効果も除去することができる。従来のめっき法は二つのシード層を積層することにより発生する工程の複雑性が問題点であったが、本発明による光導波路素子の製造方法は工程が単純化され、かつ時間が節約される。また、ウェットエッチング工程を遂行しないので、洗浄作業がなくなって汚染の可能性も減少させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一実施形態によるエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図２】従来の一実施形態によるエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図３】従来の一実施形態によるエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図４】従来の一実施形態によるエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図５】従来の一実施形態によるエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図６】従来の一実施形態によるエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図７】従来の一実施形態によるエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図８】従来の一実施形態によるエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるニッケルエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるニッケルエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるニッケルエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるニッケルエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるニッケルエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるニッケルエッチングマスクの製造工程を段階的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０、２０  シリカ膜
１２、２２  クロムシード層
１４  金シード層
１６、２４  ＰＲ層
１７、２５  ＰＲパターン層
１８  ニッケル層
２６、２７  第１ニッケルシード層
２８  第２ニッケル層
【図１】
0003612039.tif 000002
【図２】
0003612039.tif 000003
【図３】
0003612039.tif 000004
【図４】
0003612039.tif 000005
【図５】
0003612039.tif 000006
【図６】
0003612039.tif 000007
【図７】
0003612039.tif 000008
【図８】
0003612039.tif 000009
【図９】
0003612039.tif 000010
【図１０】
0003612039.tif 000011
【図１１】
0003612039.tif 000012
【図１２】
0003612039.tif 000013
【図１３】
0003612039.tif 000014
【図１４】
0003612039.tif 000015