(57)【要約】【課題】  超微細なパターンと、精度の要求されない大面積パターンとを含むパターンを、高精度にかつ短時間で形成することができるハイブリッドリソグラフィ方式によるパターン形成方法を提供する。【解決手段】  基板１１上の加工膜に、超微細パターンと大面積パターンを形成するパターン形成方法において、加工膜を超微細パターンに形成するための電子線レジストパターン膜を電子線描画により形成し、加工膜を大面積パターンに形成するためのフォトレジストパターン膜をフォトリソグラフィにより形成した。【選択図】  図１
2006133395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の加工膜に、超微細パターンと大面積パターンを形成するパターン形成方法において、
加工膜を超微細パターンに形成するための電子線レジストパターン膜を電子線描画により形成し、大面積パターンに形成するためのフォトレジストパターン膜をフォトリソグラフィにより形成することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
上記加工膜を超微細パターンに形成するための電子線レジストパターン膜を電子線描画により形成した後、加工膜を大面積パターンに形成するためのフォトレジストパターン膜をフォトリソグラフィにより形成する請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項３】
上記加工膜上に上記電子線レジストパターン膜及び上記フォトレジストパターン膜を形成した後、エッチングにより加工膜を上記超微細パターン及び上記大面積パターンに形成する請求項１または２記載のパターン形成方法。
【請求項４】
加工膜上に電子線レジスト膜を形成する工程と、
その電子線レジスト膜に、超微細パターンを電子線描画する工程と、
電子線描画された電子線レジスト膜を現像処理した後、ハードベークを行って電子線レジストパターン膜を形成する工程と、
上記電子線レジストパターン膜が形成された上記加工膜に、電子線レジストパターン膜を覆うようにフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成した後、そのフォトレジスト膜に加熱処理を施す工程と、
加熱処理されたフォトレジスト膜上に大面積パターンを有するフォトマスクを固定して、フォトマスク越しにフォトレジストに紫外線露光した後、フォトレジスト膜を現像処理してフォトレジストパターン膜を形成する工程と、
上記電子線レジストパターン膜及び上記フォトレジストパターン膜をマスクとして上記加工膜をエッチングする工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
上記ハードベークを、上記フォトレジスト膜の加熱処理温度よりも高い温度で行う請求項４記載のパターン形成方法。
【請求項６】
上記超微細パターンには位置情報としての基準パターンが含まれると共に、上記フォトマスクにも同じ基準パターンが形成され、これら２つの基準パターンにより上記電子線レジストパターンと上記フォトマスクの位置合わせをする請求項４または５記載のパターン形成方法。
【請求項７】
上記電子線レジスト膜をネガ型のレジストで形成し、上記フォトレジスト膜をポジ型のレジストで形成する請求項４〜６いずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項８】
上記電子線レジストパターン膜と上記フォトレジストパターン膜とが、少なくとも一箇所は接続して形成される請求項１〜７いずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項９】
上記基板表面の加工膜として、メタル膜を用いた請求項１〜８いずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
上記基板表面の加工膜として、ガラス膜を用いた請求項１〜８いずれかに記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に光回路を形成するためのパターン形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上の加工膜に所望の光学特性や電気特性を実現するためのチップパターンと、そのチップと外部との入出力を行う入出力パターンと、その入出力パターンを所望の寸法に切断するための位置情報パターン等とを含むトータルパターンを形成する方法として、フォトリソグラフィ法、レーザー直接露光法或いは電子線描画法等がある。
【０００３】
フォトリソグラフィ法は、紫外線（波長３１０ｎｍ近傍）を利用してフォトマスクパターンを基板上に形成されたフォトレジスト膜に露光、転写してフォトレジストパターン膜を形成する方法である。このフォトリソグラフィ法はフォトマスクを介して露光する方法であるため、スループットの高い形成方法である。
【０００４】
レーザ直接露光法は、紫外線の半導体レーザ光を基板上のフォトレジストに直接照射しながらレーザ光を移動させてフォトレジスト膜にパターンを露光する方法であり、フォトマスクを使用しないので低コストで露光できる。
【０００５】
電子線描画法は、基板上の電子線レジスト膜に電子線を直接照射してパターンを描画する方法である。この電子線描画法は、１０ｎｍ以下の超微小径の電子ビームを電子線に照射することと、波長が０．１Å程度であるので、超微細、高寸法精度のパターンを電子線レジスト膜にマスクレスで直接描画することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１５０１３０号公報
【特許文献２】特開２０００−１９３８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のパターン形成方法には、それぞれに問題が存在する。
【０００８】
フォトリソグラフィ法は、パターン形成のスループットは高いが、紫外線の波長が電子線に比べて大きいことと、紫外線が干渉、回折してしまうことにより、フォトレジストに転写されるパターンの解像度が大きくなってしまっている。そのため、レジストパターン膜の側面荒れが大きくなり、高寸法精度のレジストパターン膜を形成することが困難であるといった問題がある。側面荒れのあるレジストパターン膜から形成された導波路型光回路は、散乱損失の大きいものとなってしまう。
【０００９】
レーザ直接露光法には、マスクレスといったメリットがあるが、レーザ光の揺らぎや紫外線の波長が大きいことに起因して解像度が大きいため、フォトレジストパターン膜の側面荒れが発生し、高寸法精度のパターンを露光することが困難であると共に、スループットが低いといった問題がある。
【００１０】
電子線描画法では、寸法精度の高いレジストパターン膜を、マスクレスに直接描画して形成することができるので、導波路型光回路の損失を大幅に低減することができる。しかし、描画時間が極めて長くかかり、生産性が悪く、研究用もしくは少量多品種のパターン形成に留まっている状況にある。
【００１１】
即ち、これら３種類のパターン形成方法は、いずれも一長一短であり、高精度にかつ短時間でパターンを形成する方法がなかった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、高精度にかつ短時間でレジストパターン膜を形成することができるパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、基板上の加工膜に、超微細パターンと大面積パターンを形成するパターン形成方法において、加工膜を超微細パターンに形成するための電子線レジストパターン膜を電子線描画により形成し、大面積パターンに形成するためのフォトレジストパターン膜をフォトリソグラフィにより形成するパターン形成方法である。
【００１４】
請求項２の発明は、加工膜を超微細パターンに形成するための電子線レジストパターン膜を電子線描画により形成した後、加工膜を大面積パターンに形成するためのフォトレジストパターン膜をフォトリソグラフィにより形成する請求項１記載のパターン形成方法である。
【００１５】
請求項３の発明は、加工膜上に電子線レジストパターン膜及びフォトレジストパターン膜を形成した後、エッチングにより加工膜を超微細パターン及び大面積パターンに形成する請求項１または２記載のパターン形成方法である。
【００１６】
請求項４の発明は、加工膜上に電子線レジスト膜を形成する工程と、
その電子線レジスト膜に、超微細パターンを電子線描画する工程と、
電子線描画された電子線レジスト膜を現像処理した後、ハードベークを行って電子線レジストパターン膜を形成する工程と、
上記電子線レジストパターン膜が形成された上記加工膜に、電子線レジストパターン膜を覆うようにフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成した後、そのフォトレジスト膜に加熱処理を施す工程と、
加熱処理されたフォトレジスト膜上に大面積パターンを有するフォトマスクを固定して、フォトマスク越しにフォトレジストに紫外線露光した後、フォトレジスト膜を現像処理してフォトレジストパターン膜を形成する工程と、
上記電子線レジストパターン膜及び上記フォトレジストパターン膜をマスクとして上記加工膜をエッチングする工程と含むパターン形成方法である。
【００１７】
請求項５の発明は、ハードベークを、フォトレジスト膜の加熱処理温度よりも高い温度で行う請求項４記載のパターン形成方法である。
【００１８】
請求項６の発明は、超微細パターンには位置情報としての基準パターンが含まれると共に、フォトマスクにも同じ基準パターンが形成され、これら２つの基準パターンにより電子線レジストパターンとフォトマスクの位置合わせをする請求項４または５記載のパターン形成方法である。
【００１９】
請求項７の発明は、電子線レジスト膜をネガ型のレジストで形成し、フォトレジスト膜をポジ型のレジストで形成する請求項４〜６いずれかに記載のパターン形成方法である。
【００２０】
請求項８の発明は、電子線レジストパターン膜とフォトレジストパターン膜とが、少なくとも一箇所は接続して形成される請求項１〜７いずれかに記載のパターン形成方法である。
【００２１】
請求項９の発明は、基板表面の加工膜として、メタル膜を用いた請求項１〜８いずれかに記載のパターン形成方法である。
【００２２】
請求項１０の発明は、基板表面の加工膜として、ガラス膜を用いた請求項１〜８いずれかに記載のパターン形成方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高精度にかつ短時間でレジストパターン膜を形成することができるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２５】
図１は、本発明に係るパターン形成方法の好適な実施の形態により、基板上にガラス膜を所定のパターンに形成した光回路集合体１０の上面図である。
【００２６】
図１に示すように、光回路集合体１０は、直径４インチの基板１１上に複数（図では９個）の光合分波器１３が形成されるものである。
【００２７】
この光合分波器１３は、波長分割多重伝送方式に用いられるＡＷＧ（アレイ導波路型回折格子）であり、それぞれ４つの入力導波路１４及び出力導波路１５と、入力導波路１４及び出力導波路１５にそれぞれ接続された２つのスラブ導波路１６，１６と、スラブ導波路１６，１６同士を接続する複数のアレイ導波路からなり、かつアレイ導波路間に狭いギャップを有するアレイ導波路群１７とからなる。
【００２８】
光合分波器１３は、それぞれ入力導波路１４に伝搬してきた波長の異なる光信号を合波し、４波長多重化光信号として一つの出力導波路１５から伝搬させたり、逆に、一つの入力導波路１４に伝搬してきた波長多重光信号を分波してそれぞれ波長の異なる光信号を各出力導波路１５に伝搬させるようにするための光回路である。
【００２９】
ここで、入力導波路１４、出力導波路１５及びアレイ導波路群１７は、わずかなサイズのずれやコアの側壁荒れが発生すると伝搬する光信号に損失が生じてしまうので、高寸法精度を必要とする超微細パターンである。スラブ導波路１６は、要求される寸法精度が比較的低く、面積の大きい大面積パターンである。
【００３０】
各光合分波器１３の境界線としてパターニングされる切り出し線１８は、複数の光合分波器１３を個別にチップとして切断、研磨して取り出すためのパターンであり、切り出し線１８は、高寸法精度が要求されないので大面積パターンとする。
【００３１】
また、光合分波器１３の角に十字状に形成されているマーカ１９は、電子線描画（電子線リソグラフィ）で形成した位置情報を示す基準パターンである。この基準パターンと同じ形状のパターンを、フォトリソグラフィで使用するフォトマスクにも同じ位置にマーキングし、これら２つのパターンを電子線描画で形成されたパターンとフォトマスクのパターンの位置合わせの基準として用いる。
【００３２】
さて、本実施の形態のパターン形成方法は、加工膜を図１に示すような超微細パターン１４，１５，１７，１９と大面積パターン１６，１８に形成するための方法であり、超微細パターンを電子線描画により形成し、大面積パターンをフォトリソグラフィによりそれぞれ形成することを特徴とする。
【００３３】
本実施の形態のパターン形成方法について説明する。
【００３４】
図２は、パターン形成方法のフローチャート図である。
【００３５】
本実施の形態では加工膜としてメタル膜（ＷＳｉ膜）を用い、そのメタル膜は基板上に積層された高屈折率のガラス膜上に形成されている。このガラス膜は、最終的に、図１に示した光合分波器１３、引き出し線１８及びマーカ１９に加工されることとなる。基板１１としては石英ガラス基板を用いたが、石英ガラス基板以外にＳｉ、酸化膜付きのＳｉ基板、ＧａＡｓ基板、ＬｉＮｂＯ3 基板等を用いてもよい。
【００３６】
まず、加工膜表面に電子線レジスト液を塗布し、塗布された電子線レジスト液をスピンコータで回転させて、薄膜の電子線レジスト膜にする（ステップｓ１）。本実施の形態では電子線レジスト膜をネガ型レジストで形成した。形成された電子線レジスト膜をホットプレート上にプリベークして固化させる（ステップｓ２）。
【００３７】
加工膜上に電子線レジスト膜が形成された基板１１を、電子線描画装置内に挿入し、電子線レジスト膜に電子線を直接照射してパターンの描画を行う（ステップｓ３）。このとき、電子線が照射されるパターンは、上述した超微細パターンであり、本実施の形態では、入力導波路１４、出力導波路１５、アレイ導波路群１７、及びマーカ１９に対応するものである。本実施の形態では電子線レジスト膜として、ネガ型のレジスト膜を形成しているので、現像後には、電子線が照射された箇所が残存し、照射されない箇所が除去される。よって、電子線レジスト膜にネガレジストを用いることで、照射面積を小さくすることができる。
【００３８】
電子線描画を行った後、基板１１を電子線描画装置から取り出し、ホットプレート上で熱処理（Post exposure bake）を行い（ステップｓ４）、所定の温度に管理された現像液に、電子線レジスト膜を浸漬して現像処理を行う。現像後、純水で、基板１１を洗浄し、乾燥させる（ステップｓ５）。
【００３９】
基板１１を乾燥させた後、ホットプレート上でその基板をハードベーク（ステップｓ６）し、図３に示すような電子線レジストパターン膜２０の完成となる。
【００４０】
次に、電子線レジストパターン膜が形成された加工膜上に、その全面を覆うように、フォトレジスト液を塗布し、塗布されたフォトレジスト液をスピンコータで回転させて、フォトレジスト膜にする（ステップｓ７）。本実施の形態ではフォトレジスト膜として、ポジ型フォトレジストを用いた。フォトレジスト膜をホットプレート上でプリベークした後、ポストベークしてフォトレジスト膜を固化させる（ステップｓ８）。
【００４１】
ここで、ポストベークの加熱温度は、電子線レジストパターンをハードベークする際の加熱温度より低くすることが好ましい。ポストベークの加熱温度がハードベークの加熱温度より高いと、既に形成されている電子線レジストパターン膜にダメージを与え、電子線レジストパターン膜が劣化してしまうからである。
【００４２】
ポストベークした後、フォトレジスト上にフォトマスクを固定する。このとき、電子線レジストパターン膜のマーカ１９の位置と、フォトマスクに形成されている基準パターンの位置とが重なるようにする。フォトマスクを固定した後、フォトマスク上から紫外線を照射して、フォトレジスト膜を露光する（ステップｓ９）。本実施の形態では、フォトマスクには、スラブ導波路１６及び切り出し線１８に対応するパターン（大面積パターン）が描かれており、そのパターン直下のフォトレジスト膜には紫外線が照射されない。
【００４３】
露光後、電子線レジストパターンを形成したときと同様に、フォトレジスト膜を現像、洗浄してフォトレジストパターン膜の完成となる（ステップｓ１０）。これにより、図１に示したような、加工膜上に超微細パターンに形成された電子線レジストパターン膜と、大面積パターンに形成されたフォトレジストパターン膜が高精度に接続されたレジストパターン膜が形成される。
【００４４】
レジストパターン膜の形成された基板１１をエッチング装置内に入れ、レジストパターン膜をマスクとして、加工膜であるメタル膜をドライエッチングする（ステップ１１）。ドライエッチング後、レジストパターンを除去する。このドライエッチングにより、メタル膜が超微細パターン及び大面積パターンに形成される。
【００４５】
さらに、パターン形成されたメタル膜をマスクとして、ガラス膜をドライエッチングする（ステップｓ１２）。ドライエッチング後、メタル膜を除去する。このドライエッチングにより、ガラス膜が超微細パターン及び大面積パターンに形成され、断面が矩形状の光導波路（コア）が完成する。
【００４６】
ところで、電子線描画では、電子線のビーム電流を高くしたり、描画のドット数を低減したり、或いはフィールドサイズを大きくしたりすると、描画速度は速くなるが、パターンの描画精度が低下してしまう。
【００４７】
電子線レジスト膜に高寸法精度を必要とする超微細パターン（入出力導波路１４，１５、アレイ導波路群１７、マーカ１９）と、大面積パターン（スラブ導波路１６，切り出し線１８）の両パターンを電子線描画すると、描画精度を高く維持して描画するために、塗りつぶしの大きい大面積パターンを描画するには膨大な時間が掛かる。
【００４８】
例えば、幅１００μｍ、長さ１００ｍｍのパターンを形成するのに約８時間、幅１ｍｍ、長さ１００ｍｍのパターンを形成するのに約３５時間、幅２ｍｍ、長さ１００ｍｍのパターンを形成するのに約１５０時間の描画時間が掛かってしまう。
【００４９】
図１に示したように、大面積パターンでは、スラブ導波路１６の幅が１ｍｍ、切り出し線１９の面積が１０ｍｍ2 であるため、すべてのパターンを電子線描画で形成すると約２８０時間掛かってしまう。それに対して、超微細パターンのみを電子線描画で形成すると、約９０時間で形成することができる。超微細パターン形成後、フォトリソグラフィで大面積パターンを形成するようにすることで、全てのパターンを約９２時間で形成することができる。従って、本実施の形態のパターン形成方法を用いると、全てのパターンを電子線描画により形成した場合に対して、約１／３の時間で形成することができ、抜本的な時間短縮を実現することができる。
【００５０】
また、フォトリソグラフィだけで、すべてのパターンを形成すると、より短時間で形成することができるが、レジストパターン膜の側面に側面荒れが発生する。その結果、加工膜であるメタル膜のパターンの側面の荒れが大きくなり、さらに、メタル膜のパターンをマスクにしてガラス膜をエッチングする際に、側面荒れが増幅して転写される。よって、側面荒れによる光損失が増大し、結果的にＡＷＧの挿入損失が圧倒的に大きくなってしまう。レジスト膜にすべてのパターンをフォトリソグラフィのみで形成して作製したＡＷＧの挿入損失は２．５ｄＢであるのに対し、本実施の形態の形成方法で形成したＡＷＧの挿入損失は１．６ｄＢと低損失に抑えることができる。
【００５１】
すなわち、加工膜を超微細パターンに形成する為の電子線レジストパターン膜を電子線描画により形成し、大面積パターンに形成する為のフォトレジストパターン膜をフォトリソグラフィにより形成するハイブリッドリソグラフィ方式でレジストパターン膜を形成することで、高精度かつ短時間でレジストパターン膜を形成することができ、ひいては、低損失で低コストなＡＷＧを作製することができる。
【００５２】
フォトレジストパターン膜は、電子線レジストパターン膜のマーカ１９を基準にして形成することにより、ＡＷＧのような複雑に接続されるパターンを高寸法精度で形成することができる。
【００５３】
電子線レジスト膜にはネガ型のレジストを用い、フォトレジスト膜にはポジ型のレジストを用いることにより、それぞれのパターンにまったく影響を与えることなく、別々にパターン形成することができる。
【００５４】
加工膜として、メタル膜を用いることにより、その加工膜の下層の膜（本実施の形態では、ガラス膜）を高アスペクト比で垂直性良くドライエッチングしてパターニングすることができる。
【００５５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。
【００５６】
上記実施の形態では電子線レジストとしてネガ型レジストを用い、フォトレジストとしてポジ型レジストを用いたが、使用するレジストの型はいずれのものをもちいてもよい。ただし、フォトレジストパターンが電子線レジストパターンをマスクしないように、フォトレジストの型に応じてフォトマスクのパターンを適宜決定する。
【００５７】
上記実施の形態では直径４インチの基板を用いたが、基板のサイズは直径が１インチ程度と小さいものでもよく、また１０インチ程度と大きいのものでもよい。
【００５８】
上記実施の形態では、メタル膜を加工膜としたが、加工膜をガラス膜として、ガラス膜上にレジストパターン膜を形成して直接ガラス膜をエッチングしてもよい。また、加工膜としては、ガラス膜（ＳｉＯ2 、或いはＳｉＯ2にＧｅ、Ｐ、Ｂ、Ｔｉ、Ｆ、Ｓｎ、Ｔａ等の屈折率制御用添加物を少なくとも１種添加したもの）、メタル膜（ＷＳｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ等を少なくとも１種含んだもの）以外に、ポリマ膜、磁性体膜、窒化膜などを用いても良い。
【００５９】
また、加工膜のエッチングとして、ドライエッチングの他にウェットエッチングを行ってもよい。
【００６０】
上記実施の形態では、先ず、電子線描画により電子線レジストパターン膜を形成した後、フォトリソグラフィによりフォトレジストパターン膜を形成したが、レジストパターン膜を形成する順序は逆でもよい。
【００６１】
図４は、本発明に係るハイブリッドリソグラフィ方式によるパターン形成方法の好適な第２の実施の形態により、基板上にガラス膜を所定パターン形成した光回路集合体３０の上面図である。
【００６２】
本実施の形態では、図１の実施の形態とパターン形成方法は同じであるが、形成するパターンの形状が異なる。
【００６３】
図４に示すように、光回路集合体３０は、基板１１上に複数個（図では８個）の方向性結合器３３が配列されたものである。方向性結合器３３は、間隔をおいて形成される２つの入力導波路３４，３４と、同様に間隔をおいて形成される２つの出力導波路３５，３５と、入力導波路３４と出力導波路３５をそれぞれ結合し、かつ２つの結合された導波路が微小間隔で平行に形成される光結合部３６とからなる。方向性結合器３３は、一方の入力導波路３４に入射した光信号を、その光信号パワーを２等分して、それぞれ２つの出力導波路３５，３５に出射する光回路である。
【００６４】
本実施の形態では、電子線描画により形成する超微細パターンを、入力導波路３４，出力導波路３５、光結合部３６及びマーカ１９とし、フォトリソグラフィにより形成する大面積パターンを方向性結合器３３の周囲の切り出し線１８と、基準線３７とする。
【００６５】
基準線３７とは、方向性結合器３３の入力導波路３４の入力端及び出力導波路３５の出力端の位置を示す線である。
【００６６】
図４に示したパターン（超微細パターン１９，３４，３５，３６及び大面積パターン１８，３７）をすべて電子線描画により形成すると、約５１時間掛かるのに対し、前実施の形態で説明したパターン形成方法で図４のパターンを形成すると、約１６時間と約１／３の時間に短縮することができる。
【００６７】
図５は、本発明に係るパターン形成方法の好適な第３の実施の形態により、基板上にガラス膜を所定パターン形成した光回路集合体４０の上面図である。
【００６８】
本実施の形態において、図１の実施の形態とパターン形成方法は同じであり、形成するパターンの形状が異なる。
【００６９】
図５に示すように、光回路集合体４０は、基板１１上に複数個の（図では８個）の導波路型ＭＭＩカプラ（Multi-Mode Interference ）４３が配列されたものである。
【００７０】
導波路型ＭＭＩカプラ４３は、平行に配置される２つの入力導波路４４，４４と、平行に配置される２つの出力導波路４５，４５と、２つの入力導波路４４，４４と２つの出力導波路４５，４５を一つに結合する方形のスラブ導波路４６とからなる。
【００７１】
導波路型ＭＭＩカプラ４３は、一方の入力導波路４４に入力された光信号を、その光信号パワーが２等分されるようにスラブ導波路４６内で多モード干渉させ、２つの出力導波路４５，４５から光信号パワーの等しい光信号を出力させる光回路である。
【００７２】
本実施の形態では、電子線描画により形成する超微細パターンを、入力導波路４４，４４，出力導波路４５，４５、スラブ導波路４６及びマーカ１９とし、フォトリソグラフィにより形成する大面積パターンを導波路型ＭＭＩカプラ４３の周囲の切り出し線１８とする。
【００７３】
図５に示したパターン（超微細パターン１９，４４，４５，４６及び大面積パターン１８）をすべて電子線描画により形成すると、約４８時間掛かるのに対し、前実施の形態で説明したパターン形成方法で図５のパターンを形成すると、約１２時間と約１／３の時間に短縮することができる。
【００７４】
以上、第１から第３の実施の形態において、光合分波器１３、方向性結合器３３、ＭＭＩカプラ４３のパターンを形成した例を説明したが、本発明に係るパターン形成方法を用いれば、これらの導波路型光回路に限られず、他の高性能な導波路型光回路、光センサ、マイクロマシン或いはバイオチップ等の部品を作製することができる。
【実施例】
【００７５】
次に、本発明の実施の形態について、実施例に基づいて説明するが、本発明の実施の形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７６】
基板に石英ガラス基板を用い、石英ガラス基板表面には高屈折率のコアガラス膜となるＳｉＯ2−ＧｅＯ2ガラス膜（波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．４８）を膜厚５μｍで積層した。
【００７７】
ガラス膜上のメタル膜として、厚み約１μｍのＷＳｉメタル膜を形成した。
【００７８】
電子線ネガレジスト液として、シプレイ・ファーイースト社製のSAL601-SR7液を用い、スピンコータの回転条件を、１次回転が５００ｒｐｍで３秒、２次回転が２０００ｒｐｍで９０秒として、電子線レジスト膜を約１μｍの膜厚に形成した。
【００７９】
プリベークは、加熱温度を１０５℃、加熱時間を６０秒とした。
【００８０】
電子線描画は、その描画条件として、加速電圧を３０ｋＶ、ビーム電流を５０ｐＡ、レジスト感度を７μＣ／ｃｍ2 、ドーズ時間を０．１μｓ、描画フィールドサイズを５００μｍ角で６００００ドットとし、ベクタースキャン方式で描画した。
【００８１】
熱処理（Post exposure bake）は、ホットプレート上で１１３℃に保ちながら６０秒行った。現像処理は、現像液としてシプレイ・ファーイースト社製のMFCD-26を用い、その温度を２３℃に管理し、現像液中に１０分間基板を入れて行った。ハードベークは、基板を１８０℃のホットプレート上に５分間おいて行った。
【００８２】
また、ポジ型のフォトレジスト膜には、高解像度ｇ線のポジ型フォトレジストである東京応化製のTSMR V-90 を用い、スピンコーターで１８００ｒｐｍ、６０秒回転させてフォトレジスト膜を形成した。
【００８３】
フォトレジスト膜のプリベークは、９０℃で２分間行い、ポストベークは、１２０℃で１分３０秒行った。
【００８４】
フォトリソグラフィに用いる紫外線光源には、ｇ線の紫外線を支配的に出す紫外線光源を用い、約１分間の照射を行って露光した。現像液として、東京応化製のNMD-3 を用い、現像液中に基板を３０秒浸漬して現像処理を行った。
【００８５】
メタル膜のドライエッチングは、高周波電力パワー１０Ｗ、チャンバ内圧力２Ｐａとし、エッチングガスとしてＣＨＦ3 とＳＦ6 をそれぞれ３ｓｃｃｍ、６ｓｃｃｍずつ流しながら２３分間行った。その結果、膜厚１μｍのメタル膜を断面が略矩形状にエッチングできた。
【００８６】
高屈折率ガラス層のエッチングは、高周波電力パワー２５０Ｗ、チャンバ内圧力６Ｐａとし、エッチングガスとしてＣＨＦ3 を５ｓｃｃｍ流しながら46分間行った。その結果、膜厚４μｍの高屈折率ガラス層を断面が矩形状のコアに形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第１の実施の形態で形成される光回路集合体の上面図である。
【図２】図１のパターンの形成方法を説明するフローチャートである。
【図３】図２のステップｓ６後に形成される電子線レジストパターン膜の上面図である。
【図４】第２の実施の形態で形成される光回路集合体の上面図である。
【図５】第３の実施の形態で形成される光回路集合体の上面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  光回路集合体
１３  光合分波器
１４  入力導波路
１５  出力導波路
１６  スラブ導波路
１７  アレイ導波路群
１８  切り出し線
１９  マーカ
【図１】
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【図２】
2006133395.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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