[發明專利]一種集成光學器件的生產方法

無效

• 申請號: 00808143.3
• 申請日: 2000-05-24
• 公開（公告）號: CN1352763A
• 公開（公告）日: 2002-06-05
• 發明（設計）人: S·W·羅伯茨
• 申請（專利權）人: 布克哈姆技術公共有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B6/12;G02B6/34;G03F7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 林長安

技術領域

本發明涉及了光子學線路領域，更具體地講涉及一種制造集成光學器件的方法。

背景技術

已經知道一種包括位于基片離散區的光學元件的集成光學器件。例如，波導光柵陣列(后面稱作AWG)，在光通訊領域其通常用于波長除法多路復用(WDM)。AWG一般應用于來自單一入射光纖的多波長光線的分離，將各波長送到不同的輸出光纖。采用這種方式，信號可以在同一光纖中以不同的光波長傳輸，然后在目的地分開。

實際上，AWG通常集成在基片上，提供一系列輸入波導和一系列輸出波導，在兩個系列的波導之間有彎曲的波導陣列，這種波導可在耦合區(見下面圖1的進一步介紹)與各波導系列分離。這種AWG在美國專利US5002350中有進一步的介紹。

AWG可使光波長空間分離，這種分離是沿陣列中的各彎曲波導的光路差異造成的。一般地，陣列中的波導長度是經過了仔細的設計，所以，與相鄰較短波導相比，波導長出的距離是恒定的。不管增量是常數還是變化的，所有的AWG都要求波導長度要經精確地計算、確定界限和加工制造。如果這種器件制作的很差，在各波導路徑長度上的誤差會造成該器件提供的相鄰波長間的隔離減少。

在制作AWG的過程中，需要將設計的器件轉移到將進行制作的基片(一般是硅片)。以前是采用下面兩種方法之一來進行的：

(a)采用1∶1的石英/鉻光學掩模和標準紫外光致抗蝕劑照相平

???版印刷；或

(b)利用聚焦的電子束直接將圖案繪到材料表面的薄抗蝕涂層

???上。

本發明目的是提供另外的制作AWG器件的方法，可以使器件制作的更精確。

發明內容

因此，根據本發明的第一方面，提出一種在基片上制作集成光學器件的方法。器件包括各含有至少一個光學元件的第一和第二區。第一和第二區被相對無特征部分的第三區分隔開。第三區提供了第一和第二區之間的光連通。所述方法使用了照相平版印刷(法)的步進器來限定基片上的光學元件的特征部分。可以將第一區的光學元件的特征部分限制在第一曝光區域和將第二區的光學元件的特征部分限制在第二曝光區域。步進器在曝光區域之間移動使第一和第二曝光區域相接觸，第一和第二曝光區域之間的重疊區或接觸線位于基片上相對無特征部分的第三區內。

通過將第一和第二曝光區域之間的接觸線或重疊區位于基片上第三個相對無特征部分的區，可以避免光學元件的偏移或未對齊，如果接觸線或重疊區經過光學元件就會發生這種偏移。例如，這種發生在波導的兩部分之間的偏移將影響到光學器件的操作，還可能阻止光學信號通過該器件傳遞，或干擾器件內的光通道的長度。然而，在第三個相對無特征部分區內的偏移會有少得多的影響，因為第三區沒有光學元件。光學元件的操作可以因區域之間的微小偏移就基本上被破壞。

一般來說，區域是矩形的，但是只要相近的區域可以互相接觸，和只要發生重疊的區是相對無特征部分的，任何形狀的區域都可采用。

所述區域的面積希望有至少400mm²，最好有至少700mm²。

應當注意到上述區域的面積較大是為了照相平版印刷(法)的分步操作。可采用分步所需的照相平版印刷(法)的步進器，但其僅用于非常專門的領域，如多個Gbit動態隨機存儲器(DRAM)。和超大規模集成(ULSI)電子微處理器。

曝光區域最好對齊，這樣可使其間的重疊區域的縱軸或接觸線不正交于從第一區域射到第二區域的光線方向。最好是，重疊區域的縱軸線或接觸線位于與從第一區域射到第二區域的光線相正交的方向有一角度的位置，該角度至少是45°，最好是至少60°。例如，從圖1可見，這種邊界的軸線與從第一區域射到第二區域的光線方向形成了大約30°。即，與光線發射方向的正交方向成60°。邊界的這種方位有助于減少任何第一與第二區域的偏移對器件操作的影響。

通過依次曝光將一系列預定圖案的放大掩模縮小到基片上的預定尺寸，本發明的方法允許照相平版印刷蝕刻以比上面所提到的現有方法更高的精度進行。

縮小(即減小)的程度希望至少有系數3，最好至少達到系數5。

基片一般是硅片，最好是硅-絕緣體片。

一般地，步進器可達到的分辨率在0.25μm和0.70μm之間，如0.35μm。

在另一個方面，本發明提供了通過上面介紹的方法得到的集成光學元件。

附圖說明

現在，將通過下面的非限制性實施例并參考附圖對本發明進行詳細的介紹。

圖1是顯示根據本發明一個實施例的步進器區域布置的應用；