JP2004191414A

JP2004191414A - Method for manufacturing polymer film optical waveguide

Info

Publication number: JP2004191414A
Application number: JP2002355711A
Authority: JP
Inventors: Kumiko Kawada; 久美子川田; Toru Matsuura; 松浦　　徹; Junya Kobayashi; 潤也小林; Makoto Hikita; 真疋田; Fumio Yamamoto; 二三男山本
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily manufacturing a polymer film optical waveguide with small light loss in high yield without performing a post heat treatment for stress relaxation. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the polymer film optical waveguide includes a process of forming a lower clad layer of a polymer material on a temporary substrate, a process of forming a core layer of a polymer material on the lower clad layer, and a process of removing the temporary substrate and is characterized by that the temporary substrate has the coefficient of heat expansion of 4×10<SP>-5</SP>to 1.2×10<SP>-4</SP>/°C. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光導波路の製造方法に関し、特に柔軟性に優れる高分子フィルム光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低損失光ファイバの開発による光通信システムの実用化に伴い、種々の光通信用部品の開発が望まれている。また、これら光部品を高密度に実装する光配線技術、特に光導波路技術の確立が望まれている。一般に、光導波路には、（１）光損失が小さい、（２）製造が容易、（３）コアとクラッドの屈折率差を制御できる等の条件が要求される。これまでに低損失な光導波路としては、石英系が主に検討されている。光ファイバで実証済みのように、石英は光透過性が極めて良好であるため、光導波路とした場合でも、波長が１．３μｍにおいて０．１ｄＢ／ｃｍ以下の低光損失化が達成されている。しかし、石英は柔軟性に乏しいために、シリコン等の基板上に作製し、基板上で使用しなければならないという制約があった。また、作製時に高温である、作製に長時間を必要とする、および大面積化が困難であるなど製造上の問題があった。
【０００３】
これに対して、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などのプラスチック光学材料は、低い温度で光導波路形成が可能であり、低価格が期待できるなどの長所がある一方、耐熱性、耐湿性に劣るという欠点がある。また、ポリイミドはプラスチックの中で最も耐熱性に優れているが、従来のポリイミドは光透過性に劣るという問題があった。
【０００４】
そこで、光透過性に優れたポリイミドが開発され、共重合することにより、例えば光導波路の形成に必要な屈折率制御を可能にして、耐熱性に優れたプラスチック光導波路が実現されている（例えば特許文献１参照。）。しかしながら、ポリイミドは耐熱性が優れている反面、複屈折を発現しやすいという面も持っている。ポリイミド光導波路用の基板としてシリコン、石英などの基板を用いる場合には、ポリイミドと基板との間の熱膨張係数の差に起因する応力のために光導波路の光損失が増大するという問題があった。これに対し、基板の熱膨張係数とポリイミドの熱膨張係数を合わせること、すなわち、基板としてポリイミド基板を用いることにより低複屈折ポリイミド膜が実現されている（例えば特許文献２参照。）。
【０００５】
一方、高分子の特徴である柔軟性を利用したフィルム光導波路は、シリコン等の仮基板上に高分子の光導波路を作製した後、光導波路を仮基板から剥離して作製することが可能であるが、これもまた基板上の光導波路と同様に、ポリイミドと仮基板との熱膨張係数の差に起因する応力が剥離後も残留し、光導波路での光損失が増大してしまうため、仮基板から剥離した後に再度熱処理を行い、残留応力を取り除かなくてはならないという問題点があった（例えば特許文献３参照。）。
【０００６】
また、シリコン等の低熱膨張の仮基板を用いた場合、剥離時にフィルム光導波路が瞬間的に収縮するために、導波路に反りや折り目が生じて歩留まりを低下させるという問題を有していた。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２８２１３７１３号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平２００１−４８５０号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平７−２３９４２２号公報
【００１０】
【非特許文献１】
日本化学会誌、第３号、６７５〜６７６頁（１９７２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、高分子フィルム光導波路においても光導波路作製時に応力が生じ、光損失が増大するために再度熱処理を行う必要があり、また製造工程が多く、歩留まりが低いため、コストがかかるという問題があった。したがって、本研究では、応力緩和のための後熱処理を行わずに、光損失が小さい高分子フィルム光導波路を簡便に歩留まり良く製造することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下に示す本発明の高分子フィルム光導波路の製造方法により解決される。
【００１３】
本発明の第１の製造方法は、仮基板上に高分子材料で構成される下部クラッド層を形成する工程と、該下部クラッド層の上に高分子材料で構成されるコア層を形成する工程と、仮基板を除去する工程とを含む高分子フィルム光導波路を製造する方法であって、前記仮基板が４×１０^−５／℃以上、１．２×１０^−４／℃以下の熱膨張係数を有することを特徴とする高分子フィルム光導波路の製造方法である。
【００１４】
本発明の第１の製造方法には、前記コア層を覆う上部クラッド層を形成する工程をさらに含んでも良く、前記コア層をパターニングする工程をさらに含んでもよい。
【００１５】
本発明の第２の製造方法は、本発明の第１の製造方法の高分子材料で構成される下部クラッド層を形成する工程の前に、仮基板上に剥離層を形成する工程をさらに含み、該剥離層を利用して前記仮基板を除去することを特徴とする。
【００１６】
前記仮基板の材料は、好ましくは高分子であり、より好ましくはポリイミドである。前記高分子フィルム光導波路の材料は、好ましくはポリイミドである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
本発明は、高分子フィルム光導波路を製造する方法に関し、とりわけその際に用いられる仮基板に特徴を有する。以下に本発明の第１および第２の高分子フィルム光導波路の製造方法について説明する。
【００１９】
本発明の第１の高分子フィルム光導波路の製造方法は、仮基板上に高分子材料で構成される下部クラッド層を形成する工程と、該下部クラッド層の上に高分子材料で構成されるコア層を形成する工程と、仮基板を除去する工程とを含む高分子フィルム光導波路を製造する方法において、４×１０^−５／℃以上、１．２×１０^−４／℃以下の熱膨張係数を有する仮基板を用いることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１の高分子フィルム光導波路の製造方法の具体的な説明の前に、該製造方法により形成される各々の層を、図１（ａ）を参照しつつ本発明の実施形態の１つとして説明する。
【００２１】
第１層は仮基板１である。本発明の方法において用いられる仮基板は、熱膨張率の大きな高分子フィルム光導波路との熱膨張率の不整合を緩和するために、熱膨張率が４×１０^−５／℃以上、１．２×１０^−４／℃以下で、かつ表面が平滑な、厚さ５０μｍ以上の仮基板である。具体的な仮基板の材質としては、熱膨張率の大きな高分子が好ましく、さらに高温での熱処理を考慮すると、前記光導波路材料のポリイミドが好適であるが、仮基板には光透過性、屈折率制御性を付与する必要がなく、熱膨張係数が４×１０^−５／℃以上、１．２×１０^−４／℃以下であれば適用可能であるため、前記光導波路材料のポリイミドおよび併用できる共重合体のモノマーのみから作製されるポリイミドや併用できる共重合体のモノマー群同士でのポリイミド共重合体を使用した仮基板であっても良い。
【００２２】
次に、仮基板の構成は、上記材料からなる高分子のフィルム、成形体、フィルム積層体等が挙げられる。なお、ポリイミド導波路の作製に適するポリイミド積層体の例としては、ポリイミドフィルムを材料として用いた高分子薄膜を重ねて加熱圧着し、または複数回コーティングした膜厚５０μｍ以上の積層体である（例えば特許文献２参照。）。市販のポリイミドフィルムとしては、カプトン（デュポン社製）、ユーピレックス（宇部興産社製）などがある。ポリイミド成型体としては商品名でベスペル（デュポン社製）、ユピモール（宇部興産社製）などがある。仮基板の形状は特に限定はなく、正方形、長方形、台形、円形等が挙げられ、特に形状の制限はない。
【００２３】
第２層は下部クラッド層３である。下部クラッド層は、高分子、または高分子の溶液、または高分子の前駆体溶液をスピンコート法等の方法により塗布し、これを加熱等により硬化したものである。
【００２４】
第３層はコア層４である。コア層は、クラッド層として用いた高分子より屈折率の高い高分子、または高分子の溶液、または高分子の前駆体溶液を、下部クラッド層と同様スピンコート法等の方法により塗布し、これを加熱等により硬化したものである。
【００２５】
第４層はマスク層５である。マスク層は、コアパターンを形成するために設けられ、アルミニウム、チタン等の金属、ＳｉＯ_２、スピンオングラス（ＳＯＧ）、シリコン含有レジスト、感光性ポリイミド等を、蒸着法またはスパッタリング法等により薄膜として形成したものである。
【００２６】
第５層はレジスト層６である。レジスト層は、ポジ型フォトレジスト等をスピンコート法等により塗布し、プリベーク、露光、現像およびアフターベークを行い、任意のマスクパターンにパターニングしたものである。
【００２７】
次に本発明の第２の製造方法により形成される各々の層について説明する。
【００２８】
本発明の第２の製造方法により形成される各々の層は、仮基板１と下部クラッド層３との間に剥離層２が設けられていること以外は、本発明の第一の製造方法によって作製された高分子フィルム光導波路と同様の構造を有する。剥離層は、フィルム光導波路を仮基板から簡便に、確実に剥離するために設けられ、アルミニウム、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、銅等を、蒸着法またはスパッタリング法等により薄膜として形成したものである。
【００２９】
上記の層の形成に用いられる高分子としては、柔軟性に優れ、かつ光透過性に優れるＰＭＭＡ、ＰＳ、ＰＣ等の既存の光学用高分子を用いることも可能であるが、耐熱性の観点からポリイミドが適しており、さらに光通信で用いられる近赤外波長の光に対して光透過性に優れ、屈折率を制御でき、吸水率の小さなフッ素化ポリイミド、及びフッ素化ポリイミド共重合体が適している。
【００３０】
特に本発明のフィルム光導波路の構成要素となるポリイミド材料は、種々の酸二無水物またはその誘導体とジアミンから製造でき、ポリイミドの製造に用いるジアミンとしては、４，４′−オキシジアニリン（ＯＤＡ）、２，２′−ビス（トリフルオロメチル−４，４′−ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）等が挙げられる。ＯＤＡは代表的なポリイミドの原料ジアミンであり、ＴＦＤＢの製造方法は、例えば非特許文献１に記載されている。
【００３１】
また、本発明に用いられるポリイミドの製造に用いるテトラカルボン酸二無水物としては、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）等が挙げられる。ＰＭＤＡは代表的なポリイミドの原料酸二無水物であり、また６ＦＤＡは代表的なフッ素系のポリイミドの原料酸無水物である。また、これらの複数のジアミンと２種類のテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより、ポリアミド酸の共重合体を製造する。ポリアミド酸の合成に使用する酸二無水物は、その開環したテトラカルボン酸、またはその誘導体としての酸塩化物、エステル化物等として用いることも可能である。さらに、屈折率を精密に容易に制御するために、３種類以上の酸二無水物を用いてポリアミド酸の共重合体を製造してもよい。
【００３２】
反応条件は通常のポリアミド酸の重合条件と同じでよく、一般的にはＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどの極性有機溶媒中で反応させる。本発明においては、単一のポリアミド酸のイミド化のほか、複数のポリアミド酸を混合した状態でのイミド化を行い、ポリイミドの混合体を用いることもできる。
【００３３】
本発明では、構成要素であるポリイミドを、共重合体、またはポリアミド酸の混合物として用いることもできる。併用できる共重合体のモノマーの中で、ジアミンの例としては、以下のものが挙げられる。
【００３４】
ジアミンとしては、ｍ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノキシレン、２，４−ジアミノデュレン、４−（１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−エイコサフルオロウンデカノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パーフルオロ−１−ブタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パーフルオロ−１−ヘプタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１，Ｈ−パーフルオロ−１−オクタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−ペンタフルオロフェノキシ−１，３−ジアミノベンゼン、４−（２，３，５，６−テトラフルオロフェノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（４−フルオロフェノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−ヘキサノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−ドデカノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノトルエン、２，３，５，６−テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノベンゾトリフルオライド、ビス（トリフルオロメチル）フェニレンジアミン、ジアミノテトラ（トリフルオロメチル）ベンゼン、ジアミノ（ペンタフルオロエチル）ベンゼン、２，５−ジアミノ（パーフルオロヘキシル）ベンゼン、２，５−ジアミノ（パーフルオロブチル）ベンゼン、ベンジジン、２，２′−ジメチルベンジジン、３，３′−ジメチルベンジジン、３，３′−ジメトキベンジジン、２，２′−ジメトキシベンジジン、３，３′，５，５′テトラメチルベンジジン、３，３′−ジアセチルベンジジン、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノビフェニル、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）プロパン、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、１，２−ビス（アニリノ）エタン、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（アニリノ）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（アニリノ）オクタフルオロブタン、１，５−ビス（アニリノ）デカフルオロペンタン、１，７−ビス（アニリノ）テトラデカフルオロヘプタン、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノフェニルエーテル、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′，５，５′−テトラキス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノベンゾフェノン、４，４″−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、１，４−ビス（ｐ−アミノフェニル）ベンゼン、ｐ−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ベンゼン、ビス（アミノフェノキシ）ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（アミノフェノキシ）テトラキス（トリフルオロメチル）ベンゼン、４，４’’’ −ジアミノ−ｐ−クォーターフェニル、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス｛４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル｝プロパン、４，４′−ビス（３−アミノフェノキシフェニル）ジフェニルスルホン、２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（３−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（２−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）−３，５−ジメチルフェニル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）−３，５−ジトリフルオロメチルフェニル｝ヘキサフルオロプロパン、４，４′−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニル、４，４′−ビス（４−アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニル、４，４′−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ジフェニルスルホン、４，４′−ビス（３−アミノ−５−トリフルオロメチルフェノキシ）ジフェニルスルホン、２，２−ビス｛４−（４−アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、ビス｛（トリフルオロメチル）アミノフェノキシ｝ビフェニル、ビス［｛（トリフルオロメチル）アミノフェノキシ｝フェニル］ヘキサフルオロプロパン、ジアミノアントラキノン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、ビス［｛２−（アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロイソプロピル］ベンゼン、ビス（２，３，５，６−テトラフルオロ−４−アミノフェニル）エーテル、ビス（２，３，５，６−テトラフルオロ−４−アミノフェニル）スルフィド、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、１，４−ビス（３−アミノプロピルジメチルシリル）ベンゼン、ビス（４−アミノフェニル）ジエチルシラン、テトラフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、テトラフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、テトラフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、ヘキサフルオロ−１，５−ジアミノナフタレン、ヘキサフルオロ−２，６−ジアミノナフタレン、３−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、２−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、５−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、２−トリフルオロメチル−トリフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３，４−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、３，５−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、２，４−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４，５−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４，６−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、２，３−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、２，５−ビス（トリフルオロメチル）−ジフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３，４，５−トリス（トリフルオロメチル）−フルオロ−１，２−フェニレンジアミン、３，４，６−トリス（トリフルオロメチル）−フルオロ−１，２−フェニレンジアミン、２，４，５−トリス（トリフルオロメチル）−フルオロ−１，３−フェニレンジアミン、２，４，６−トリス（トリフルオロメチル）−フルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４，５，６−トリス（トリフルオロメチル）−フルオロ−１，３−フェニレンジアミン、テトラキス（トリフルオロメチル）−１，２−フェニレンジアミン、テトラキス（トリフルオロメチル）−１，３−フェニレンジアミン、テトラキス（トリフルオロメチル）−１，４−フェニレンジアミン、３−ペンタフルオロエチル、トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、４−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、２−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、５−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、２−ペンタフルオロエチル−トリフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３−トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，２−フェニレンジアミン、２−トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、４−トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、５−トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，３−フェニレンジアミン、２−トリフルオロメトキシ−トリフルオロ−１，４−フェニレンジアミン、３，３′−ジアミノ−オクタフルオロビフェニル、３，４′−ジアミノ−オクタフルオロビフェニル、４，４′−ジアミノ−オクタフルオロビフェニル、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノヘキサフルオロビフェニル３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノヘキサフルオロビフェニルビス（３−アミノ−テトラフルオロフェニル）エーテル、３，４′−ジアミノ−オクタフルオロビフェニルエーテル、ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェニル）エーテル、３，３′−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、３，４−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、４，４′−ジアミノ−オクタフルオロベンゾフェノン、ビス（３−アミノ−テトラフルオロフェニル）スルホン、３，４′−ジアミノ−オクタフルオロビフェニルスルホン、ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェニル）スルホン、ビス（３−アミノ−テトラフルオロフェニル）スルフィド、３，４′−ジアミノ−オクタフルオロビフェニルスルフィド、ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェニル）スルフィド、ビス（４−アミノテトラフルオロフェニル）ジフルオロメタン、１，２−ビス（４−アミノテトラフルオロフェニル）テトラフルオロエタン、２，２−ビス（４−アミノテトラフルオロフェニル）ヘキサフルオロプロパン、４，４″−ジアミノ−ドデカフルオロ−ｐ−テルフェニル、４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ−４′−アミノ−テトラフルオロフェニル−ジフルオロメタン、ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ）−ジフルオロメタン、１，２−ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ）−テトラフルオロエタン、２，２−ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ）−ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（４−アミノ−テトラフルオロフェノキシ）−テトラフルオロベンゼン、２，６−ジアミノ−ヘキサフルオロナフタレン、２，６−ジアミノ−オクタフルオロアントラセン、２，７−ジアミノ−オクタフルオロフェナントレン、２，６−ジアミノ−ヘキサフルオロビフェニレン、２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロジベンゾフラン、２，６−ジアミノ−ヘキサフルオロアントラキノン、２，６−ジアミノ−オクタフルオロアントロン、２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロフェノキサチイン、２，７−ジアミノ−ヘキサフルオロチアントレン、２，７−ジアミノ−テトラフルオロジベンゾ［ｂ，ｅ］１，４ジオキサン等がある。
【００３５】
併用できる酸二無水物、テトラカルボン酸並びにその反応性誘導体としての酸塩化物、エステル化物等としては、ここではテトラカルボン酸としての例を挙げると、トリフルオロメチルピロメリット酸二無水物、１，４−ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ペンタフルオロエチルピロメリット酸、ビス｛３，５−ジ（トリフルオロメチル）フェノキシ｝ピロメリット酸、２，３，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフェニルエーテル、２，３′，３，４′−テトラカルボキシジフェニルエーテル、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２，３，６，７−テトラカルボキシナフタレン、１，４，５，７−テトラカルボキシナフタレン、１，４，５，６−テトラカルボキシナフタレン、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフェニルメタン、３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフェニルスルホン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、５，５′−ビス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシビフェニル、２，２′，５，５′−テトラキス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシビフェニル、５，５′−ビス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフェニルエーテル、５，５′−ビス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシベンゾフエノン、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ベンゼン、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（ジカルボキシフェノキシ）（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（ジカルボキシフェノキシ）ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（ジカルボキシフェノキシ）テトラキス（トリフルオロメチル）ベンゼン、３，４，９，１０−テトラカルボキシペリレン、２，２−ビス｛４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル｝プロパン、ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、２，２−ビス｛４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ビフェニル、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ジフェニルエーテル、ビス（ジカルボキシフェノキシ）ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ジメチルシラン、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）テトラメチルジシロキサン、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロベンゼン、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）オクタフルオロビフェニル、１，４−ジフルオロピロメリット酸、１−トリフルオロメチル−４−フルオロピロメリット酸、１−ペンタフルオロエチル−４−フルオロピロメリット酸、１−ペンタフルオロエチル−４−トリフルオロメチルピロメリット酸、１，４−ジ（ペンタフルオロエチル）ピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェニル−４−フルオロピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェニル−４−トリフルオロメチルピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェニル−４−ペンタフルオロエチルピロメリット酸、１，４−ジ（ペンタフルオロフェニル）ピロメリット酸、１−トリフルオロメトキシ−４−フルオロピロメリット酸、１−トリフルオロメトキシ−４−トリフルオロメチルピロメリット酸、１−トリフルオロメトキシ−４−ペンタフルオロエチルピロメリット酸、１−トリフルオロメトキシ−４−ペンタフルオロフェニルピロメリット酸、１，４−ジ（トリフルオロメトキシ）ピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−フルオロピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−トリフルオロメチルピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−ペンタフルオロエチルピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−ペンタフルオロフェニルピロメリット酸、１−ペンタフルオロエトキシ−４−トリフルオロメトキシピロメリット酸、１−４−ジ（ペンタフルオロエトキシ）ピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−フルオロピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−トリフルオロメチルピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−ペンタフルオロエチルピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−ペンタフルオロフェニルピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−トリフルオロメトキシピロメリット酸、１−ペンタフルオロフェノキシ−４−ペンタフルオロエトキシピロメリット酸、１，４−ジ（ペンタフルオロフェノキシ）ピロメリット酸、ヘキサフルオロ−３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸、ヘキサフルオロ−３，３′，４，４′−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、ヘキサフルオロ−３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェニル）スルホン、ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェニル）スルフィド、ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェニル）ジフルオロメタン、１，２−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェニル）テトラフルオロエタン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェニル）テトラフルオロベンゼン、３，４−ジカルボキシトリフルオロフェニル−３′，４′−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ−ジフルオロメタン、ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）ジフルオロメタン、１，２−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロエタン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロベンゼン、２，３，６，７−テトラカルボキシ−テトラフルオロナフタレン、２，３，６，７−テトラカルボキシ−ヘキサフルオロアントラセン、２，３，６，７−テトラカルボキシ−ヘキサフルオロフェナントレン、２，３，６，７−テトラカルボキシ−テトラフルオロビフェニレン、２，３，７，８−テトラカルボキシ−テトラフルオロジベンゾフラン、２，３，６，７−テトラカルボキシ−テトラフルオロアントラキノン、２，３，６，７−テトラカルボキシ−ペンタフルオロアントロン、２，３，７，８−テトラカルボキシ−テトラフルオロフェノキサチイン、２，３，７，８−テトラカルボキシ−テトラフルオロチアントレン、２，３，７，８−テトラカルボキシ−テトラフルオロジベンゾ［ｂ，ｅ］１，４ジオキサン等が挙げられる。
【００３６】
次に得られたポリアミド酸のイミド化によるポリイミドの合成であるが、通常のポリイミドの合成法が使用できる。
【００３７】
次に、以下、図１を参照して本発明の第１の製造方法について説明する。
【００３８】
図１は本発明による高分子フィルム光導波路の製造方法の一例を示す工程である。仮基板１上に、下部クラッド層３、コア層４、マスク層５、レジスト層６が順次積層された構造を有する構造物を、各工程を経て高分子フィルム光導波路に加工する。
【００３９】
第１の工程は、仮基板１上に下部クラッド層３を形成する工程である。仮基板１の上に、スピンコート法等の方法によって、高分子、高分子の溶液、または高分子の前駆体溶液を塗布し、これを加熱等により硬化することで下部クラッド層３を形成する。
【００４０】
本発明の方法において用いられる仮基板は、熱膨張率の大きな高分子光導波路との熱膨張率の不整合を緩和するために、熱膨張率が４×１０^−５／℃以上、１．２×１０^−４／℃以下で、かつ表面が平滑な、厚さ５０μｍ以上の仮基板である。具体的な仮基板の材質としては、熱膨張率の大きな高分子が好ましく、さらに高温での熱処理を考慮すると、前記光導波路材料のポリイミドが好適であるが、仮基板には光透過性、屈折率制御性を付与する必要がなく、熱膨張係数が４×１０^−５／℃以上、１．２×１０^−４／℃以下であれば適用可能であるため、前記光導波路材料のポリイミドおよび併用できる共重合体のモノマーのみから作製されるポリイミドや併用できる共重合体のモノマー群同士でのポリイミド共重合体を使用した仮基板であっても良い。
【００４１】
仮基板の構成は、上記材料からなる高分子のフィルム、成形体、フィルム積層体等が挙げられる。なお、ポリイミド導波路の作製に適するポリイミド積層体の例としては、ポリイミドフィルムを材料として用いた高分子薄膜を重ねて加熱圧着し、または複数回コーティングした膜厚５０μｍ以上の積層体である（例えば特許文献２参照。）。市販のポリイミドフィルムとしてはカプトン（デュポン社製）、ユーピレックス（宇部興産社製）などがある。ポリイミド成型体としては、商品名でベスペル（デュポン社製）、ユピモール（宇部興産社製）などがある。ポリイミド板の形状は特に限定はなく、正方形，長方形、台形、円形等が挙げられ、特に形状の制限はない。
【００４２】
第２の工程は、下部クラッド層３上にコア層４を形成する工程である。下部クラッド層３上に、下部クラッド層を形成したときと同様の方法で、下部クラッド層として用いた高分子より屈折率の高い高分子、または高分子の溶液、または高分子の前駆体溶液を塗布して形成する。
【００４３】
第３の工程は、コア層４上にマスク層５を形成する工程である（図１（ａ））。マスク層５はコアパターンを形成するために設けられ、アルミニウム、チタン等の金属、ＳｉＯ_２、スピンオングラス（ＳＯＧ）、シリコン含有レジスト、感光性ポリイミド等を、蒸着法、スパッタリング法等により薄膜として形成する。
【００４４】
第４の工程は、マスク層５の上にレジスト層６を塗布する工程である（図１（ｂ））。マスク層の上に、スピンコート法等により、ポジ型フォトレジスト等を塗布し、プリベーク、露光、現像、アフターベークを行い、任意のマスクパターンにパターニングすることで形成する。これによりレジスト層が被覆したマスク層の部分は次の工程のエッチングから保護される。ただし、マスク層５にＳｉ含有レジストや感光性ポリイミドを用いた場合には、レジスト層を形成する必要はないため、該工程は行わない。
【００４５】
第５の工程は、レジスト層６に保護されていないマスク層５を除去する工程である（図１（ｃ））。エッチングにより行われる。
【００４６】
第６の工程は、レジスト層６およびマスク層５で保護されていないコア層４を除去する工程である（図１（ｄ））。ドライエッチングにより行われる。
【００４７】
第７の工程は、仮基板１を剥離する工程である（図１（ｅ））。物理力によって仮基板を剥離するか、または塩酸やフッ酸、塩化第二鉄溶液等の剥離液に浸漬することによって、仮基板を剥離することができる。
【００４８】
第８の工程は、仮基板１から剥離した高分子フィルム光導波路を、洗浄および乾燥する工程である。仮基板から剥離したフィルム光導波路を純水で洗浄し、乾燥することで高分子フィルム光導波路が得られる。
【００４９】
本発明の第２の製造方法について説明する。
【００５０】
本発明の第２の製造方法は、本発明の第１の製造方法の第１の工程である仮基板１上に下部クラッド層３を形成する工程の前に、仮基板１上に剥離層２を形成する工程を含む製造方法である。この剥離層を形成することにより、フィルム光導波路を仮基板から、簡便かつ確実に剥離することが可能となる。剥離層は、アルミニウム、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、銅等を、蒸着法またはスパッタリング法により薄膜として形成される。仮基板を剥離する方法もまた、本発明の第１の製造方法の第７の工程と同様であって、物理力によって仮基板を剥離するか、または塩酸やフッ酸、塩化第二鉄溶液等の剥離液に浸漬することによって剥離層が溶解し、フィルム光導波路を容易に剥離することができる。
【００５１】
以上の工程以外の工程は、本発明の第１の製造方法と同様である。
【００５２】
以上の説明はリッジ型（図１）の製造方法であるが、本発明の製造方法により作製される高分子フィルム光導波路の構造は、一般に製造されている仮基板上の光導波路と同様でよく、他にもスラブ型（図２）、埋め込み型（図３）等の構造を有する高分子フィルム光導波路を製造することができる。なお、図１、図２、および図３は、本発明の例示のために示すものであり、本発明はこれらに限定されない。
【００５３】
スラブ型高分子フィルム光導波路の製造方法は、図１のリッジ型の高分子フィルム光導波路と同様の方法を用いて、仮基板１上に、本発明の第２の製造方法である場合には剥離層２を形成し、続いて下部クラッド層３、コア層４まで形成する。次に、スピンコート法等の方法により、コア層４より屈折率の小さい高分子、または高分子の溶液、または高分子の前駆体溶液を塗布し、これを加熱等により硬化することで上部クラッド層７を形成する。そして仮基板から剥離することで、図２に示されたような、光学的に均一なスラブ型の高分子フィルム光導波路を得ることができる。
【００５４】
また、埋め込み型高分子フィルム光導波路の製造方法は、図１（ｆ）のリッジ型高分子フィルム光導波路の上に、スピンコート法等の方法により、コア層４より屈折率の小さい高分子、または高分子の溶液、または高分子の前駆体溶液を塗布し、これを加熱等により硬化して上部クラッド層７を形成する。そして仮基板から剥離することで、図３に示したような埋め込み型の高分子フィルム光導波路を得ることができる。
【００５５】
光導波路のコア材とクラッド材の選択は、光の波長、使用用途に適した屈折率の差になるようにすればよい。
【００５６】
（実施例）
引き続いていくつかの実施例を用いて本発明を更に詳しく説明する。なお種々の高分子の組み合わせにより、また高分子フィルム光導波路の構造により、数限りない本発明の高分子フィルム光導波路が得られることは明らかであり、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００５７】
本実施例に用いたポリイミド、及びポリイミド共重合体をその合成原料であるジアミンと酸無水物を用いて第１表に示す。
【００５８】
（実施例１）
ロール延伸法により作製した第１表の番号２のポリイミド重合体からなる厚さ６５μｍのポリイミドフィルム（日本電信電話株式会社製：商品名ＦＬＵＰＩ−０１）からなるポリイミド層Ａを、１０層重ね合わせて加熱プレス機に挟み、４０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力下、１５０℃で５時間加熱後、さらに最大３９０℃まで昇温し、１時間保持した後、室温まで除却した。これを直径４インチに切り出して、円板状の直径４インチポリイミド積層体を得た。これに銅をスパッタリングにより薄膜として形成し、剥離層を得た。その上に第１表中の番号２のポリイミド重合体の前駆体であるポリイミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を、加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。これを７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して下部クラッド層を形成した。次にこの下部クラッド層上に第１表中の番号６のポリイミドの前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を、加熱後の膜厚が８μｍになるようにスピンコート法により塗布した。これを７０℃で２時間、１６０℃で１時間２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理をしてコア層を形成した。次に、このコア層上に膜厚０．３μｍのアルミニウム層を蒸着した。次に、このアルミニウム層にポジ型フォトレジストをスピンコート法により塗布した後、約９５℃でプリベークを行った。次に、パターン形成用のフォトマスクを、超高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射した後、ポジ型レジスト用の現像液を用いて現像した。その後、１３５℃でポストベークを行った。これにより線幅８μｍを有する直線上のレジストパターンが得られた。次にアルミニウムのウエットエッチングを行い、レジストパターンをアルミニウム層に転写した。更にパターニングされたアルミニウムをマスクとして、コア層のポリイミドをドライエッチングにより加工した。次にポリイミドの上層にあるアルミニウムをエッチング液で除去した。これを１０％塩酸水溶液に浸漬して剥離層と仮基板を除去した。これにより、下部クラッド層が第１表中の番号２のポリイミド重合体、コア層が第１表中の番号６のポリイミド共重合体のリッジ型高分子フィルム光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００５９】
（実施例２）
実施例１の仮基板のかわりに、前記厚さ６５μｍのポリイミド層Ａを７層と、厚さ２５μｍの東レ・デュポン（株）製のポリイミドフィルム（商品名：１００ＫＪ）からなるポリイミド層Ｂを６層を用意し、前者の７層のポリイミド層Ａの間に後者の６層のポリイミド層Ｂを交互に入れて積層し、これを加熱プレス機に挟み、４０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力下、１５０℃で５時間加熱後、さらに最大３９０℃まで昇温し、１時間保持した後、室温まで除冷した。これを直径４インチに切り出して、円板状の直径４インチポリイミド積層体を得た。これに、銅をスパッタリングにより薄膜として形成し、剥離層を得た。その上に実施例１と同様にしてフィルム光導波路を作製した。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、実施例１と同様、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００６０】
（実施例３）
実施例１の仮基板のかわりに、前記厚さ６５μｍのポリイミド層Ａと、前記厚さ２５μｍの東レ・デュポン（株）製のポリイミドフィルム（商品名：１００ＨＡ）からなるポリイミド層Ｂ′とを用い、順に層Ａ×３、層Ｂ′×１、層Ａ×１、層Ｂ′×１、層Ａ×１、層Ｂ′×１、層Ａ×３というように、合計１１層重ね、これを加熱プレス機に挟み、４０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力下、１５０℃で５時間加熱後、さらに３９０℃まで昇温し、１時間保持した後、室温まで徐冷した。４インチに切り出して、円板状の直径４インチポリイミド積層体を得た。これに、銅をスパッタリングにより薄膜を形成し、剥離層を得た。この上に実施例１と同様にしてフィルム光導波路を作製した。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００６１】
（実施例４）
実施例３と同様に作製した光導波路を、仮基板を剥離する前に、リッジ型光導波路の上に下部クラッド層と同様のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５％溶液を、加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して上部クラッド層を形成した。この後、実施例１と同様にして仮基板の剥離を行うことで、埋め込み型高分子フィルム光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００６２】
（実施例５）
実施例３においてコア層として使用した第１表中の番号６のかわりに、第１表中の番号５のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例３と同様の方法で下部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号５のポリイミド共重合体のリッジ型フィルム光導波路を得た。この光導波路に、波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００６３】
（実施例６）
実施例５と同様に作製した光導波路を、仮基板を剥離する前に、リッジ型光導波路の上に下部クラッド層と同様のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５％溶液を、加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して上部クラッド層を形成した。この後、実施例１と同様にして仮基板の剥離を行うことで、上部および下部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号５の埋め込み型高分子フィルム光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００６４】
（実施例７）
コア層として、第１表中の番号７のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５％溶液を用いて、実施例３と同様の方法で下部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号７のポリイミド共重合体のリッジ型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００６５】
（実施例８）
実施例７と同様に作製した光導波路を、仮基板を剥離する前に、リッジ型光導波路の上に下部クラッド層と同様のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５％溶液を、加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を、７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して上部クラッド層を形成した。この後、実施例１と同様にして仮基板の剥離を行うことで、上部および下部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号７の埋め込み型高分子フィルム光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００６６】
（実施例９）
コア層として、第１表中の番号８のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例３と同様の方法で、下部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号８のポリイミド共重合体のリッジ型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．４ｄＢ／ｃｍであった。
【００６７】
（実施例１０）
実施例９と同様に作製した光導波路を、仮基板を剥離する前に、リッジ型光導波路の上に下部クラッド層と同様のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５％溶液を、加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して上部クラッド層を形成した。この後、実施例１と同様にして仮基板の剥離を行うことで、上部および下部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号８埋め込み型高分子フィルム光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００６８】
（実施例１１）
コア層として、第１表中の番号９のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例３と同様の方法で下部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号９のポリイミド共重合体のリッジ型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．４ｄＢ／ｃｍであった。
【００６９】
（実施例１２）
実施例１１と同様に作製した光導波路を、仮基板を剥離する前に、リッジ型光導波路の上に下部クラッド層と同様のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５％溶液を、加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して上部クラッド層を形成した。この後、実施例１と同様にして仮基板の剥離を行うことで、上部および下部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号９の埋め込み型高分子フィルム光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００７０】
（実施例１３）
クラッド層として、第１表中の番号５のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、コア層として第１表中の番号８のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例４と同様の方法で下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号５のポリイミド、コア層が第１表中の番号８のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００７１】
（実施例１４）
クラッド層として、第１表中の番号５のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、コア層として第１表中の番号９のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例４と同様の方法で下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号５のポリイミド、コア層が第１表中の番号９のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００７２】
（実施例１５）
クラッド層として、第１表中の番号６のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、コア層として第１表中の番号８のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例４と同様の方法で下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号６のポリイミド、コア層が第１表中の番号８のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００７３】
（実施例１６）
クラッド層として、第１表中の番号６のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、コア層として第１表中の番号９のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例４と同様の方法で下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号６のポリイミド、コア層が第１表中の番号９のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００７４】
（実施例１７）
実施例３の仮基板上に第１表中の番号６のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して下部クラッド層を形成した。次にこの下部クラッド層上に第１表中の番号１０のポリイミドの前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を、加熱後の膜厚が８μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理してコア層を形成した。コア層の上に下部クラッド層と同様のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５％溶液を、加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して上部クラッド層を形成した。この後、実施例１と同様にして仮基板の剥離を行うことで、スラブ型高分子フィルム光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．５ｄＢ／ｃｍであった。
【００７５】
（実施例１８）
コア層として、第１表中の番号６のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例４と同様の方法で、下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号６のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００７６】
（実施例１９）
コア層として、第１表中の番号１１のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例４と同様の方法で、下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号１１のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００７７】
（実施例２０）
コア層として、第１表中の番号１２のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例４と同様の方法で、下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号１２のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００７８】
（実施例２１）
実施例１の仮基板のかわりに、第１表中の番号２のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸の１５％溶液を、キャスト法で製膜後加熱キュアして作製した、厚さ１５０μｍの仮基板を用いた。仮基板上に銅をスパッタリングにより薄膜として形成し、剥離層を得た。実施例１と同様にして、下部クラッド層が第１表中の番号２のポリイミド重合体、コア層が第１表中の番号６のリッジ型フィルム光導波路を作製した。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００７９】
（実施例２２）
実施例２１と同様に作製した光導波路を、仮基板を剥離する前に、リッジ型光導波路の上に下部クラッド層と同様のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５％溶液を、加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗布した。この塗膜を７０℃で２時間、１６０℃で１時間、２５０℃で３０分、３８０℃で１時間熱処理して上部クラッド層を形成した。この後、実施例１と同様にして仮基板の剥離を行うことで、上部および下部クラッド層が第１表中の番号２、コア層が第１表中の番号６の埋め込み型高分子フィルム光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００８０】
（実施例２３）
実施例２２においてコア層として使用した第１表中の番号６のかわりに、第１表中の番号５のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例２０と同様の方法で、下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号５のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００８１】
（実施例２４）
コア層として、第１表中の番号８のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例２０と同様の方法で、下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号８のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００８２】
（実施例２５）
コア層として、第１表中の番号９のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例２０と同様の方法で、下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号２のポリイミド、コア層が第１表中の番号９のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００８３】
（実施例２６）
コア層として、第１表中の番号８のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、クラッド層として第１表中の番号６のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例２０と同様の方法で下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号６のポリイミド、コア層が第１表中の番号８のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．２ｄＢ／ｃｍであった。
【００８４】
（実施例２７）
コア層として、第１表中の番号９のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、クラッド層として第１表中の番号６のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例２０と同様の方法で下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号６のポリイミド、コア層が第１表中の番号９のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００８５】
（実施例２８）
コア層として、第１表中の番号１０のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、クラッド層として第１表中の番号６のポリイミド共重合体の前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１５ｗｔ％溶液を用いて、実施例２０と同様の方法で下部クラッドおよび上部クラッドが第１表中の番号６のポリイミド、コア層が第１表中の番号１０のポリイミド共重合体の埋め込み型フィルム光導波路を得た。この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．３ｄＢ／ｃｍであった。
【００８６】
（比較例１）
仮基板として、ポリイミド基板のかわりにＳｉ基板上に、実施例４と同様にして上部および下部クラッド層が第１表中の番号２、コア層が第１表中の番号６の埋め込み型高分子フィルム光導波路を作製したが、剥離時にフィルム光導波路が瞬間的に収縮し、導波路の一部に折り目状の折り目を生じた。作製試料の中から折り目のない導波路を切り出し、この光導波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結果、０．６ｄＢ／ｃｍであった。
【００８７】
【表１】

【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱膨張係数が４×１０^−５／℃以上、１．２×１０^−４／℃以下の仮基板上にフィルム光導波路を作製することにより、低損失で柔軟性を有するフィルム光導波路を簡便に歩留まり良く提供することができ、フレキシブル光配線を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高分子フィルム光導波路の製造方法の一例を示す工程を示す図である（リッジ型）。
【図２】本発明による高分子フィルム光導波路の製造方法により作製された、スラブ型の高分子フィルム光導波路の断面模式図である。
【図３】本発明による高分子フィルム光導波路の製造方法により作製された、埋め込み型の高分子フィルム光導波路の断面模式図である。
【符号の説明】
１仮基板
２剥離層
３下部クラッド層
４コア層
５マスク層
６レジスト層
７上部クラッド層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide, and more particularly to a polymer film optical waveguide having excellent flexibility.
[0002]
[Prior art]
With the practical use of optical communication systems by the development of low-loss optical fibers, development of various optical communication components has been desired. In addition, it is desired to establish an optical wiring technology for mounting these optical components at high density, in particular, an optical waveguide technology. In general, an optical waveguide is required to have conditions such as (1) small optical loss, (2) easy manufacture, and (3) control of the refractive index difference between a core and a clad. So far, silica-based optical waveguides have been mainly studied as low-loss optical waveguides. As demonstrated with optical fibers, quartz has extremely good light transmittance, so even when used as an optical waveguide, low optical loss of 0.1 dB / cm or less is achieved at a wavelength of 1.3 μm. . However, since quartz has poor flexibility, there is a restriction that it must be manufactured on a substrate such as silicon and used on the substrate. In addition, there are manufacturing problems such as a high temperature during manufacturing, a long time required for manufacturing, and difficulty in increasing the area.
[0003]
On the other hand, plastic optical materials such as polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), and polycarbonate (PC) have the advantages that an optical waveguide can be formed at a low temperature and that a low price can be expected. , Heat resistance and moisture resistance are inferior. In addition, polyimide has the highest heat resistance among plastics, but there is a problem that conventional polyimides have poor light transmittance.
[0004]
Therefore, a polyimide having excellent light transmittance has been developed, and by copolymerization, it is possible to control a refractive index required for forming an optical waveguide, for example, and a plastic optical waveguide excellent in heat resistance has been realized (for example, See Patent Document 1.). However, while polyimide has excellent heat resistance, it also has a property that birefringence is easily developed. When a substrate such as silicon or quartz is used as a substrate for a polyimide optical waveguide, there is a problem that the optical loss of the optical waveguide increases due to stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between the polyimide and the substrate. Was. On the other hand, a low birefringence polyimide film has been realized by matching the coefficient of thermal expansion of the substrate with the coefficient of thermal expansion of polyimide, that is, by using a polyimide substrate as the substrate (for example, see Patent Document 2).
[0005]
On the other hand, a film optical waveguide utilizing the flexibility characteristic of a polymer can be manufactured by forming a polymer optical waveguide on a temporary substrate such as silicon and then peeling the optical waveguide from the temporary substrate. However, as in the case of the optical waveguide on the substrate, the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the polyimide and the temporary substrate also remains after peeling, and the optical loss in the optical waveguide increases. There has been a problem that heat treatment must be performed again after peeling from the temporary substrate to remove residual stress (for example, see Patent Document 3).
[0006]
Further, when a temporary substrate having low thermal expansion such as silicon is used, the film optical waveguide shrinks instantaneously at the time of peeling, so that there is a problem that the waveguide is warped or folded and the yield is reduced.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 28213713
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-2001-4850
[0009]
[Patent Document 3]
JP-A-7-239422
[0010]
[Non-patent document 1]
The Chemical Society of Japan, No. 3, pp. 675-676 (1972)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, even in the polymer film optical waveguide, stress is generated during the production of the optical waveguide, and it is necessary to perform heat treatment again to increase light loss. In addition, there are many manufacturing steps, the yield is low, and the cost is high. There was a problem. Therefore, the purpose of this study is to produce a polymer film optical waveguide having a small optical loss easily and with high yield without performing post-heat treatment for stress relaxation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the following method for producing a polymer film optical waveguide of the present invention.
[0013]
A first manufacturing method of the present invention includes a step of forming a lower clad layer made of a polymer material on a temporary substrate, and a step of forming a core layer made of a polymer material on the lower clad layer And a step of removing the temporary substrate. A method of manufacturing a polymer film optical waveguide, comprising: ^-5 / ° C or higher, 1.2 × 10 ^-4 A method for producing a polymer film optical waveguide, which has a thermal expansion coefficient of not more than / ° C.
[0014]
The first manufacturing method of the present invention may further include a step of forming an upper clad layer covering the core layer, and may further include a step of patterning the core layer.
[0015]
The second manufacturing method of the present invention further includes a step of forming a release layer on the temporary substrate before the step of forming the lower clad layer made of a polymer material in the first manufacturing method of the present invention. And removing the temporary substrate using the release layer.
[0016]
The material of the temporary substrate is preferably a polymer, and more preferably a polyimide. The material of the polymer film optical waveguide is preferably polyimide.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0018]
The present invention relates to a method for manufacturing a polymer film optical waveguide, and particularly features a temporary substrate used in the method. Hereinafter, a method for manufacturing the first and second polymer film optical waveguides of the present invention will be described.
[0019]
According to the first method for manufacturing a polymer film optical waveguide of the present invention, a step of forming a lower clad layer made of a polymer material on a temporary substrate and a step of forming a polymer material on the lower clad layer In a method for manufacturing a polymer film optical waveguide, comprising a step of forming a core layer and a step of removing a temporary substrate, a 4 × 10 ^-5 / ° C or higher, 1.2 × 10 ^-4 A temporary substrate having a thermal expansion coefficient of not more than / ° C. is used.
[0020]
Prior to the specific description of the first method for manufacturing a polymer film optical waveguide of the present invention, each layer formed by the method is described with reference to FIG. Description will be made as one.
[0021]
The first layer is the temporary substrate 1. The temporary substrate used in the method of the present invention has a coefficient of thermal expansion of 4 × 10 4 in order to reduce the mismatch of the coefficient of thermal expansion with the polymer film optical waveguide having a large coefficient of thermal expansion. ^-5 / ° C or higher, 1.2 × 10 ^-4 This is a temporary substrate having a thickness of 50 μm or more at a temperature of / ° C. or less and a smooth surface. As a specific material of the temporary substrate, a polymer having a large coefficient of thermal expansion is preferable, and considering heat treatment at a high temperature, polyimide of the optical waveguide material is preferable. There is no need to provide rate controllability, and the coefficient of thermal expansion is 4 × 10 ^-5 / ° C or higher, 1.2 × 10 ^-4 / ° C. or less, since it is applicable, use a polyimide prepared from only the polyimide of the optical waveguide material and the copolymer monomer that can be used together, or a polyimide copolymer of the copolymer group that can be used together. A temporary substrate may be used.
[0022]
Next, examples of the configuration of the temporary substrate include a polymer film, a molded body, and a film laminate made of the above materials. An example of a polyimide laminate suitable for producing a polyimide waveguide is a laminate having a film thickness of 50 μm or more in which a polymer thin film using a polyimide film as a material is laminated and heat-pressed or coated a plurality of times (for example, See Patent Document 2.). Commercially available polyimide films include Kapton (manufactured by DuPont) and Upilex (manufactured by Ube Industries). Examples of the polyimide molded product include Vespel (manufactured by DuPont) and Upimole (manufactured by Ube Industries) under trade names. The shape of the temporary substrate is not particularly limited, and includes a square, a rectangle, a trapezoid, and a circle, and there is no particular limitation on the shape.
[0023]
The second layer is the lower cladding layer 3. The lower cladding layer is formed by applying a polymer, a polymer solution, or a polymer precursor solution by a method such as a spin coating method and curing the applied solution by heating or the like.
[0024]
The third layer is the core layer 4. The core layer is coated with a polymer having a higher refractive index than the polymer used as the cladding layer, or a polymer solution, or a polymer precursor solution by a method such as spin coating as in the lower cladding layer. Is cured by heating or the like.
[0025]
The fourth layer is a mask layer 5. The mask layer is provided to form a core pattern, and is made of a metal such as aluminum and titanium, SiO 2 ₂ , Spin-on-glass (SOG), silicon-containing resist, photosensitive polyimide, etc., formed as a thin film by an evaporation method, a sputtering method, or the like.
[0026]
The fifth layer is a resist layer 6. The resist layer is formed by applying a positive photoresist or the like by a spin coating method or the like, performing pre-bake, exposure, development, and after-bake, and then patterning into an arbitrary mask pattern.
[0027]
Next, each layer formed by the second manufacturing method of the present invention will be described.
[0028]
Each of the layers formed by the second manufacturing method of the present invention is the same as that of the first manufacturing method of the present invention except that the release layer 2 is provided between the temporary substrate 1 and the lower cladding layer 3. It has the same structure as the produced polymer film optical waveguide. The peeling layer is provided for easily and surely peeling the film optical waveguide from the temporary substrate, and is preferably made of aluminum, silicon dioxide (SiO 2). ₂ ), Copper or the like formed as a thin film by a vapor deposition method or a sputtering method.
[0029]
As the polymer used for forming the above-mentioned layer, it is possible to use an existing optical polymer such as PMMA, PS, or PC, which has excellent flexibility and excellent light transmittance. From polyimide is suitable, furthermore excellent light transmittance for near infrared wavelength light used in optical communication, can control the refractive index, small water absorption fluorinated polyimide, and fluorinated polyimide copolymer Are suitable.
[0030]
In particular, the polyimide material serving as a component of the film optical waveguide of the present invention can be produced from various acid dianhydrides or derivatives thereof and diamines. As the diamine used for producing polyimide, 4,4'-oxydianiline (ODA) is used. ), 2,2'-bis (trifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl (TFDB), etc. ODA is a typical diamine starting material for polyimide. 1.
[0031]
The tetracarboxylic dianhydride used for producing the polyimide used in the present invention includes 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) and pyromellitic dianhydride. (PMDA). PMDA is a typical raw material dianhydride of polyimide, and 6FDA is a typical fluorine-based polyimide raw acid anhydride. Further, a polyamic acid copolymer is produced by reacting these plural diamines with two kinds of tetracarboxylic dianhydrides. The acid dianhydride used for synthesizing the polyamic acid can be used as the ring-opened tetracarboxylic acid, or as an acid chloride or ester as a derivative thereof. Further, in order to precisely and easily control the refractive index, a polyamic acid copolymer may be produced using three or more kinds of acid dianhydrides.
[0032]
The reaction conditions may be the same as the usual polymerization conditions for polyamic acid, and the reaction is generally carried out in a polar organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylformamide. In the present invention, in addition to imidation of a single polyamic acid, imidation in a state in which a plurality of polyamic acids are mixed may be used, and a mixture of polyimides may be used.
[0033]
In the present invention, the polyimide as a constituent element can be used as a copolymer or a mixture of polyamic acids. Among the copolymer monomers that can be used in combination, examples of diamines include the following.
[0034]
Examples of the diamine include m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, 2,4-diaminodurene, 4- (1H, 1H, 11H-eicosafluoroundecanooxy) -1,3. -Diaminobenzene, 4- (1H, 1H-perfluoro-1-butanoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (1H, 1H-perfluoro-1-heptanoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (1H, 1, H-perfluoro-1-octanoxy) -1,3-diaminobenzene, 4-pentafluorophenoxy-1,3-diaminobenzene, 4- (2,3,5,6-tetrafluorophenoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (4-fluorophenoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (1H, 1H, 2H, 2H-perf (Oro-1-hexanoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-1-dodecanoxy) -1,3-diaminobenzene, p-phenylenediamine, 2,5-diamino Toluene, 2,3,5,6-tetramethyl-p-phenylenediamine, 2,5-diaminobenzotrifluoride, bis (trifluoromethyl) phenylenediamine, diaminotetra (trifluoromethyl) benzene, diamino (pentafluoroethyl) ) Benzene, 2,5-diamino (perfluorohexyl) benzene, 2,5-diamino (perfluorobutyl) benzene, benzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 3,3'- Dimethoxybenzidine, 2,2'-dimethoxybenzidine, 3,3 ', 5 5'tetramethylbenzidine, 3,3'-diacetylbenzidine, 3,3'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone , 2,2-bis (p-aminophenyl) propane, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylether, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 1,2-bis ( Anilino) ethane, 2,2-bis (p-aminophenyl) hexafluoropropane, 1,3-bis (anilino) hexafluoropropane, 1,4-bis (anilino) octafluorobutane, 1,5-bis (anilino ) Decafluoropentane, 1,7-bis (anilino) tetradecafluoroheptane, 2,2'-bis (trif (Oromethyl) -4,4'-diaminophenyl ether, 3,3'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3 ', 5,5'-tetrakis (trifluoromethyl) -4 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobenzophenone, 4,4 "-diamino-p-terphenyl, 1,4-bis (p-aminophenyl) benzene , P-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) benzene, bis (aminophenoxy) bis (trifluoromethyl) benzene, bis (aminophenoxy) tetrakis (trifluoromethyl) benzene, 4,4 ′ ″ -Diamino-p-quarterphenyl, 4,4'-bis (p-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bi 4- (p-aminophenoxy) phenyl} propane, 4,4′-bis (3-aminophenoxyphenyl) diphenylsulfone, 2,2-bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} hexafluoropropane, 2,2-bis {4- (3-aminophenoxy) phenyl} hexafluoropropane, 2,2-bis {4- (2-aminophenoxy) phenyl} hexafluoropropane, 2,2-bis {4- (4 -Aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl} hexafluoropropane, 2,2-bis {4- (4-aminophenoxy) -3,5-ditrifluoromethylphenyl} hexafluoropropane, 4,4′-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-amino-3-trifluoromethyl Ruphenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) diphenylsulfone, 4,4'-bis (3-amino-5-trifluoromethylphenoxy) diphenylsulfone, 2,2 -Bis {4- (4-amino-3-trifluoromethylphenoxy) phenyl} hexafluoropropane, bis {(trifluoromethyl) aminophenoxy} biphenyl, bis [{(trifluoromethyl) aminophenoxy} phenyl] hexafluoro Propane, diaminoanthraquinone, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, bis [{2- (aminophenoxy) phenyl} hexafluoroisopropyl] benzene, bis (2,3,5,6-tetrafluoro-4 -Aminophenyl) ether, bis ( , 3,5,6-tetrafluoro-4-aminophenyl) sulfide, 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,4-bis (3-aminopropyldimethylsilyl) benzene, bis ( 4-aminophenyl) diethylsilane, tetrafluoro-1,2-phenylenediamine, tetrafluoro-1,3-phenylenediamine, tetrafluoro-1,4-phenylenediamine, hexafluoro-1,5-diaminonaphthalene, hexafluoro -2,6-diaminonaphthalene, 3-trifluoromethyl-trifluoro-1,2-phenylenediamine, 4-trifluoromethyl-trifluoro-1,2-phenylenediamine, 2-trifluoromethyl-trifluoro-1 , 3-phenylenediamine, 4-trifluoromethyl-to Trifluoro-1,3-phenylenediamine, 5-trifluoromethyl-trifluoro-1,3-phenylenediamine, 2-trifluoromethyl-trifluoro-1,4-phenylenediamine, 3,4-bis (trifluoromethyl ) -Difluoro-1,2-phenylenediamine, 3,5-bis (trifluoromethyl) -difluoro-1,2-phenylenediamine, 2,4-bis (trifluoromethyl) -difluoro-1,3-phenylenediamine 4,4-bis (trifluoromethyl) -difluoro-1,3-phenylenediamine, 4,6-bis (trifluoromethyl) -difluoro-1,3-phenylenediamine, 2,3-bis (trifluoromethyl ) -Difluoro-1,4-phenylenediamine, 2,5-bis (trifluoromethyl) -di Fluoro-1,4-phenylenediamine, 3,4,5-tris (trifluoromethyl) -fluoro-1,2-phenylenediamine, 3,4,6-tris (trifluoromethyl) -fluoro-1,2- Phenylenediamine, 2,4,5-tris (trifluoromethyl) -fluoro-1,3-phenylenediamine, 2,4,6-tris (trifluoromethyl) -fluoro-1,3-phenylenediamine, 4,5 , 6-Tris (trifluoromethyl) -fluoro-1,3-phenylenediamine, tetrakis (trifluoromethyl) -1,2-phenylenediamine, tetrakis (trifluoromethyl) -1,3-phenylenediamine, tetrakis (tri Fluoromethyl) -1,4-phenylenediamine, 3-pentafluoroethyl, trifluoro-1 2-phenylenediamine, 4-pentafluoroethyl-trifluoro-1,2-phenylenediamine, 2-pentafluoroethyl-trifluoro-1,3-phenylenediamine, 4-pentafluoroethyl-trifluoro-1,3- Phenylenediamine, 5-pentafluoroethyl-trifluoro-1,3-phenylenediamine, 2-pentafluoroethyl-trifluoro-1,4-phenylenediamine, 3-trifluoromethoxy-trifluoro-1,2-phenylenediamine , 4-trifluoromethoxy-trifluoro-1,2-phenylenediamine, 2-trifluoromethoxy-trifluoro-1,3-phenylenediamine, 4-trifluoromethoxy-trifluoro-1,3-phenylenediamine, 5 -Trifluoromethoxy-tri Fluoro-1,3-phenylenediamine, 2-trifluoromethoxy-trifluoro-1,4-phenylenediamine, 3,3'-diamino-octafluorobiphenyl, 3,4'-diamino-octafluorobiphenyl, 4,4 '-Diamino-octafluorobiphenyl, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminohexafluorobiphenyl 3,3'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminohexafluorobiphenyl Bis (3-amino-tetrafluorophenyl) ether, 3,4'-diamino-octafluorobiphenyl ether, bis (4-amino-tetrafluorophenyl) ether, 3,3'-diamino-octafluorobenzophenone, 3,4 -Diamino-octafluorobenzophenone, 4,4 -Diamino-octafluorobenzophenone, bis (3-amino-tetrafluorophenyl) sulfone, 3,4'-diamino-octafluorobiphenylsulfone, bis (4-amino-tetrafluorophenyl) sulfone, bis (3-amino-tetra Fluorophenyl) sulfide, 3,4'-diamino-octafluorobiphenyl sulfide, bis (4-amino-tetrafluorophenyl) sulfide, bis (4-aminotetrafluorophenyl) difluoromethane, 1,2-bis (4-amino (Tetrafluorophenyl) tetrafluoroethane, 2,2-bis (4-aminotetrafluorophenyl) hexafluoropropane, 4,4 ″ -diamino-dodecafluoro-p-terphenyl, 4-amino-tetrafluorophenoxy-4 ′ -A No-tetrafluorophenyl-difluoromethane, bis (4-amino-tetrafluorophenoxy) -difluoromethane, 1,2-bis (4-amino-tetrafluorophenoxy) -tetrafluoroethane, 2,2-bis (4- Amino-tetrafluorophenoxy) -hexafluoropropane, 1,4-bis (4-amino-tetrafluorophenoxy) -tetrafluorobenzene, 2,6-diamino-hexafluoronaphthalene, 2,6-diamino-octafluoroanthracene, 2,7-diamino-octafluorophenanthrene, 2,6-diamino-hexafluorobiphenylene, 2,7-diamino-hexafluorodibenzofuran, 2,6-diamino-hexafluoroanthraquinone, 2,6-diamino-octafluoroanthrone, Examples include 2,7-diamino-hexafluorophenoxathiin, 2,7-diamino-hexafluorothianthrene, and 2,7-diamino-tetrafluorodibenzo [b, e] 1,4 dioxane.
[0035]
Examples of acid dianhydrides, tetracarboxylic acids, and acid chlorides and esterified compounds as reactive derivatives thereof that can be used in combination include trifluoromethylpyromellitic dianhydride and tetracarboxylic acid. 4,4-di (trifluoromethyl) pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, pentafluoroethylpyro Melitic acid, bis {3,5-di (trifluoromethyl) phenoxy} pyromellitic acid, 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3', 4,4'-tetracarboxydiphenyl ether, 2,3 ', 3,4'-tetracarboxydiphenyl ether, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,3 6,7-tetracarboxynaphthalene, 1,4,5,7-tetracarboxynaphthalene, 1,4,5,6-tetracarboxynaphthalene, 3,3 ', 4,4'-tetracarboxydiphenylmethane, 3,3' , 4,4'-tetracarboxydiphenylsulfone, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 5,5'- Bis (trifluoromethyl) -3,3 ', 4,4'-tetracarboxybiphenyl, 2,2', 5,5'-tetrakis (trifluoromethyl) -3,3 ', 4,4'-tetracarboxy Biphenyl, 5,5'-bis (trifluoromethyl) -3,3 ', 4,4'-tetracarboxydiphenyl ether, 5,5'-bis (trifluoro Methyl) -3,3 ', 4,4'-tetracarboxybenzophenone, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} benzene, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} (trifluoromethyl) benzene, Bis (dicarboxyphenoxy) (trifluoromethyl) benzene, bis (dicarboxyphenoxy) bis (trifluoromethyl) benzene, bis (dicarboxyphenoxy) tetrakis (trifluoromethyl) benzene, 3,4,9,10-tetra Carboxyperylene, 2,2-bis {4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl} propane, butanetetracarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, 2,2-bis {4- (3,4-dicarboxy) Phenoxy) phenyl @ hexafluoropropane, Bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} biphenyl, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} bis (trifluoromethyl) biphenyl, bis {(trifluoromethyl) dicarboxyphenoxy} diphenyl ether, bis (dicarboxyphenoxy) ) Bis (trifluoromethyl) biphenyl, bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) tetramethyldisiloxane, 1,4-bis (3,4 -Dicarboxytrifluorophenoxy) tetrafluorobenzene, 1,4-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenoxy) octafluorobiphenyl, 1,4-difluoropyromellitic acid, 1-trifluoromethyl-4-fluoropyro Meric acid 1-pentafluoroethyl-4-fluoropyromellitic acid, 1-pentafluoroethyl-4-trifluoromethylpyromellitic acid, 1,4-di (pentafluoroethyl) pyromellitic acid, 1-pentafluorophenyl-4- Fluoropyromellitic acid, 1-pentafluorophenyl-4-trifluoromethylpyromellitic acid, 1-pentafluorophenyl-4-pentafluoroethylpyromellitic acid, 1,4-di (pentafluorophenyl) pyromellitic acid, -Trifluoromethoxy-4-fluoropyromellitic acid, 1-trifluoromethoxy-4-trifluoromethylpyromellitic acid, 1-trifluoromethoxy-4-pentafluoroethylpyromellitic acid, 1-trifluoromethoxy-4- Pentafluorophenylpyromellitic acid, 1 4-di (trifluoromethoxy) pyromellitic acid, 1-pentafluoroethoxy-4-fluoropyromellitic acid, 1-pentafluoroethoxy-4-trifluoromethylpyromellitic acid, 1-pentafluoroethoxy-4-pentafluoro Ethyl pyromellitic acid, 1-pentafluoroethoxy-4-pentafluorophenylpyromellitic acid, 1-pentafluoroethoxy-4-trifluoromethoxypyromellitic acid, 1-4-di (pentafluoroethoxy) pyromellitic acid, 1 -Pentafluorophenoxy-4-fluoropyromellitic acid, 1-pentafluorophenoxy-4-trifluoromethylpyromellitic acid, 1-pentafluorophenoxy-4-pentafluoroethylpyromellitic acid, 1-pentafluorophenoxy-4- Pentaful Orophenylpyromellitic acid, 1-pentafluorophenoxy-4-trifluoromethoxypyromellitic acid, 1-pentafluorophenoxy-4-pentafluoroethoxypyromellitic acid, 1,4-di (pentafluorophenoxy) pyromellitic acid, Hexafluoro-3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, hexafluoro-3,3', 4,4'-biphenylethertetracarboxylic acid, hexafluoro-3,3 ', 4,4'- Benzophenonetetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxytrifluorophenyl) sulfone, bis (3,4-dicarboxytrifluorophenyl) sulfide, bis (3,4-dicarboxytrifluorophenyl) difluoromethane, 2-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenyl Tetrafluoroethane, 2,2-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenyl) hexafluoropropane, 1,4-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenyl) tetrafluorobenzene, 3,4-dicarboxy Trifluorophenyl-3 ', 4'-dicarboxytrifluorophenoxy-difluoromethane, bis (3,4-dicarboxytrifluorophenoxy) difluoromethane, 1,2-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenoxy) Tetrafluoroethane, 2,2-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenoxy) hexafluoropropane, 1,4-bis (3,4-dicarboxytrifluorophenoxy) tetrafluorobenzene, 2,3,6 7-tetracarboxy-tetrafluoronaphthalene, 2 3,6,7-tetracarboxy-hexafluoroanthracene, 2,3,6,7-tetracarboxy-hexafluorophenanthrene, 2,3,6,7-tetracarboxy-tetrafluorobiphenylene, 2,3,7,8 -Tetracarboxy-tetrafluorodibenzofuran, 2,3,6,7-tetracarboxy-tetrafluoroanthraquinone, 2,3,6,7-tetracarboxy-pentafluoroanthrone, 2,3,7,8-tetracarboxy-tetra Fluorophenoxathiin, 2,3,7,8-tetracarboxy-tetrafluorothianthrene, 2,3,7,8-tetracarboxy-tetrafluorodibenzo [b, e] 1,4 dioxane, and the like.
[0036]
Next, polyimide is synthesized by imidization of the obtained polyamic acid, and an ordinary method for synthesizing polyimide can be used.
[0037]
Next, a first manufacturing method of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0038]
FIG. 1 is a process showing an example of a method for producing a polymer film optical waveguide according to the present invention. A structure having a structure in which the lower clad layer 3, the core layer 4, the mask layer 5, and the resist layer 6 are sequentially laminated on the temporary substrate 1 is processed into a polymer film optical waveguide through each process.
[0039]
The first step is a step of forming the lower cladding layer 3 on the temporary substrate 1. A polymer, a polymer solution, or a polymer precursor solution is applied on the temporary substrate 1 by a method such as spin coating, and the lower clad layer 3 is formed by curing the applied solution by heating or the like. .
[0040]
The temporary substrate used in the method of the present invention has a coefficient of thermal expansion of 4 × 10 4 in order to reduce the mismatch of the coefficient of thermal expansion with the polymer optical waveguide having a large coefficient of thermal expansion. ^-5 / ° C or higher, 1.2 × 10 ^-4 This is a temporary substrate having a thickness of 50 μm or more at a temperature of / ° C. or less and a smooth surface. As a specific material of the temporary substrate, a polymer having a large coefficient of thermal expansion is preferable, and considering heat treatment at a high temperature, polyimide of the optical waveguide material is preferable. There is no need to provide rate controllability, and the coefficient of thermal expansion is 4 × 10 ^-5 / ° C or higher, 1.2 × 10 ^-4 / ° C. or less, since it is applicable, use a polyimide prepared from only the polyimide of the optical waveguide material and the copolymer monomer that can be used together, or a polyimide copolymer of the copolymer group that can be used together. A temporary substrate may be used.
[0041]
Examples of the configuration of the temporary substrate include a polymer film, a molded body, and a film laminate made of the above-described materials. An example of a polyimide laminate suitable for producing a polyimide waveguide is a laminate having a film thickness of 50 μm or more in which a polymer thin film using a polyimide film as a material is laminated and heat-pressed or coated a plurality of times (for example, See Patent Document 2.). Commercially available polyimide films include Kapton (manufactured by DuPont) and Upilex (manufactured by Ube Industries). Examples of the polyimide molded body include Vespel (manufactured by DuPont) and Upimole (manufactured by Ube Industries) under trade names. The shape of the polyimide plate is not particularly limited, and includes a square, a rectangle, a trapezoid, and a circle, and there is no particular limitation on the shape.
[0042]
The second step is a step of forming the core layer 4 on the lower cladding layer 3. A polymer having a higher refractive index than the polymer used as the lower cladding layer, a polymer solution, or a polymer precursor solution is formed on the lower cladding layer 3 in the same manner as when the lower cladding layer was formed. It is formed by coating.
[0043]
The third step is a step of forming a mask layer 5 on the core layer 4 (FIG. 1A). The mask layer 5 is provided to form a core pattern, and is made of a metal such as aluminum and titanium, SiO 2 ₂ , Spin-on-glass (SOG), silicon-containing resist, photosensitive polyimide, and the like are formed as thin films by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
[0044]
The fourth step is a step of applying a resist layer 6 on the mask layer 5 (FIG. 1B). On the mask layer, a positive photoresist or the like is applied by a spin coating method or the like, and prebaking, exposure, development, and afterbaking are performed, and then patterned into an arbitrary mask pattern. Thereby, the portion of the mask layer covered by the resist layer is protected from etching in the next step. However, when a Si-containing resist or photosensitive polyimide is used for the mask layer 5, it is not necessary to form a resist layer, so that this step is not performed.
[0045]
The fifth step is a step of removing the mask layer 5 that is not protected by the resist layer 6 (FIG. 1C). This is performed by etching.
[0046]
The sixth step is a step of removing the core layer 4 not protected by the resist layer 6 and the mask layer 5 (FIG. 1D). This is performed by dry etching.
[0047]
The seventh step is a step of peeling off the temporary substrate 1 (FIG. 1E). The temporary substrate can be peeled by peeling the temporary substrate by physical force or by immersing the temporary substrate in a peeling solution such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid, or a ferric chloride solution.
[0048]
The eighth step is a step of washing and drying the polymer film optical waveguide separated from the temporary substrate 1. The film optical waveguide peeled off from the temporary substrate is washed with pure water and dried to obtain a polymer film optical waveguide.
[0049]
The second manufacturing method of the present invention will be described.
[0050]
In the second manufacturing method of the present invention, before the step of forming the lower cladding layer 3 on the temporary substrate 1 which is the first step of the first manufacturing method of the present invention, the release layer 2 is formed on the temporary substrate 1. Is a manufacturing method including a step of forming By forming this release layer, the film optical waveguide can be easily and reliably released from the temporary substrate. The release layer is made of aluminum, silicon dioxide (SiO ₂ ), Copper or the like is formed as a thin film by a vapor deposition method or a sputtering method. The method of peeling the temporary substrate is also the same as in the seventh step of the first manufacturing method of the present invention, and the temporary substrate is peeled off by physical force, or a solution of hydrochloric acid, hydrofluoric acid, a ferric chloride solution, By immersing the film optical waveguide in the release liquid, the release layer is dissolved, and the film optical waveguide can be easily released.
[0051]
Steps other than the above steps are the same as in the first manufacturing method of the present invention.
[0052]
The above description is about the manufacturing method of the ridge type (FIG. 1), but the structure of the polymer film optical waveguide manufactured by the manufacturing method of the present invention may be the same as the optical waveguide on the temporary substrate generally manufactured. In addition, a polymer film optical waveguide having a structure such as a slab type (FIG. 2) or a buried type (FIG. 3) can be manufactured. It should be noted that FIGS. 1, 2 and 3 are shown for exemplification of the present invention, and the present invention is not limited to these.
[0053]
The method of manufacturing the slab type polymer film optical waveguide is the same as that of the ridge type polymer film optical waveguide of FIG. The release layer 2 is formed, and then the lower clad layer 3 and the core layer 4 are formed. Next, a polymer having a lower refractive index than the core layer 4, a polymer solution, or a polymer precursor solution is applied by a method such as spin coating, and the solution is cured by heating or the like to form an upper clad. The layer 7 is formed. Then, by peeling from the temporary substrate, an optically uniform slab type polymer film optical waveguide as shown in FIG. 2 can be obtained.
[0054]
The method of manufacturing the embedded polymer film optical waveguide is as follows: a polymer having a lower refractive index than the core layer 4 is formed on the ridge type polymer film optical waveguide shown in FIG. Alternatively, a polymer solution or a polymer precursor solution is applied and cured by heating or the like to form the upper cladding layer 7. Then, by peeling from the temporary substrate, a buried polymer film optical waveguide as shown in FIG. 3 can be obtained.
[0055]
The selection of the core material and the clad material of the optical waveguide may be made so as to make the difference in the refractive index suitable for the wavelength of light and the intended use.
[0056]
(Example)
Subsequently, the present invention will be described in more detail with reference to several examples. It is clear that an infinite number of polymer film optical waveguides of the present invention can be obtained by combinations of various polymers and by the structure of the polymer film optical waveguide, and the present invention is limited to only these examples. Not something.
[0057]
The polyimides and polyimide copolymers used in this example are shown in Table 1 using diamines and acid anhydrides as their synthesis raw materials.
[0058]
(Example 1)
Ten polyimide layers A made of a 65 μm-thick polyimide film (manufactured by Nippon Telegraph and Telephone Corporation: FLUPI-01) made of the polyimide polymer of No. 2 in Table 1 produced by the roll stretching method are laminated. 40kg / cm between heating press ² After heating at 150 ° C. for 5 hours under the pressure described above, the temperature was further raised to a maximum of 390 ° C., maintained for 1 hour, and then removed to room temperature. This was cut out to a diameter of 4 inches to obtain a disk-shaped polyimide laminate having a diameter of 4 inches. Copper was formed on this as a thin film by sputtering to obtain a release layer. A 15 wt% solution of polyimide acid, which is a precursor of the polyimide polymer of No. 2 in Table 1 in DMAc, was applied thereon by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. This was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form a lower cladding layer. Next, a 15 wt% solution of a polyamic acid, which is a precursor of the polyimide of No. 6 in Table 1 in DMAc, was applied onto the lower clad layer by spin coating so that the film thickness after heating was 8 μm. This was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form a core layer. Next, an aluminum layer having a thickness of 0.3 μm was deposited on the core layer. Next, a positive photoresist was applied to the aluminum layer by spin coating, and then prebaked at about 95 ° C. Next, the photomask for pattern formation was irradiated with ultraviolet rays using an ultra-high pressure mercury lamp, and then developed using a developer for a positive resist. Thereafter, post baking was performed at 135 ° C. As a result, a linear resist pattern having a line width of 8 μm was obtained. Next, wet etching of aluminum was performed to transfer the resist pattern to the aluminum layer. Further, the polyimide of the core layer was processed by dry etching using the patterned aluminum as a mask. Next, aluminum in the upper layer of the polyimide was removed with an etchant. This was immersed in a 10% hydrochloric acid aqueous solution to remove the release layer and the temporary substrate. As a result, a ridge-type polymer film optical waveguide in which the lower clad layer was the polyimide polymer of No. 2 in Table 1 and the core layer was the polyimide copolymer of No. 6 in Table 1 was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0059]
(Example 2)
Instead of the temporary substrate of Example 1, 7 layers of the polyimide layer A having a thickness of 65 μm and 6 layers of a polyimide layer B having a thickness of 25 μm and made of a polyimide film (trade name: 100KJ) manufactured by Dupont Toray Co., Ltd. Layers were prepared, and the latter six polyimide layers B were alternately inserted between the former seven polyimide layers A and laminated, and this was sandwiched by a heating press to obtain 40 kg / cm. ² After heating at 150 ° C. for 5 hours under the pressure described above, the temperature was further raised to a maximum of 390 ° C., maintained for 1 hour, and then cooled to room temperature. This was cut out to a diameter of 4 inches to obtain a disk-shaped polyimide laminate having a diameter of 4 inches. On this, copper was formed as a thin film by sputtering to obtain a release layer. Then, a film optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1. The light having a wavelength of 1.3 μm was passed through this optical waveguide, and the light propagation loss was measured by the cutback method. As a result, it was 0.3 dB / cm as in Example 1.
[0060]
(Example 3)
Instead of the temporary substrate of Example 1, a polyimide layer A having a thickness of 65 μm and a polyimide layer B ′ made of a polyimide film (trade name: 100HA) manufactured by Dupont Toray having a thickness of 25 μm were used. In order, layer A × 3, layer B ′ × 1, layer A × 1, layer B ′ × 1, layer A × 1, layer B ′ × 1, layer A × 3, and a total of 11 layers are stacked. 40kg / cm between heating press ² After heating at 150 ° C. for 5 hours under the pressure described above, the temperature was further raised to 390 ° C., maintained for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature. It was cut into 4 inches to obtain a disk-shaped polyimide laminate having a diameter of 4 inches. Then, a thin film was formed by sputtering copper to obtain a release layer. On this, a film optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0061]
(Example 4)
Before peeling off the temporary substrate from the optical waveguide manufactured in the same manner as in Example 3, a 15% solution of a DMAc 15% polyamic acid, which is a precursor of a polyimide copolymer similar to the lower clad layer, was formed on the ridge-type optical waveguide. The coating was performed by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form an upper clad layer. Thereafter, the temporary substrate was peeled off in the same manner as in Example 1, whereby an embedded polymer film optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0062]
(Example 5)
Instead of No. 6 in Table 1 used as the core layer in Example 3, a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 5 in Table 1, was used. In the same manner as in Example 3, a ridge type film optical waveguide was obtained in which the lower clad was polyimide of No. 2 in Table 1 and the core layer was No. 5 of Table 1 in a polyimide copolymer. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0063]
(Example 6)
Before removing the temporary substrate from the optical waveguide manufactured in the same manner as in Example 5, a 15% DMAc solution of a polyamic acid, which is a precursor of a polyimide copolymer similar to that of the lower clad layer, was formed on the ridge-type optical waveguide. The coating was performed by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form an upper clad layer. Thereafter, the temporary substrate is peeled off in the same manner as in Example 1, so that the upper and lower claddings are polyimide of No. 2 in Table 1, and the core layer is the embedded polymer film of No. 5 in Table 1. An optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0064]
(Example 7)
As a core layer, using a 15% solution of polyamic acid in DMAc, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 7 in Table 1, was used. A ridge type film optical waveguide of polyimide and a polyimide copolymer having a core layer of No. 7 in Table 1 was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0065]
(Example 8)
Before peeling the temporary substrate from the optical waveguide manufactured in the same manner as in Example 7, a 15% solution of a DMAc 15% polyamic acid, which is a precursor of a polyimide copolymer similar to the lower clad layer, was formed on the ridge-type optical waveguide. The coating was performed by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form an upper clad layer. Thereafter, the temporary substrate was peeled off in the same manner as in Example 1, so that the upper and lower claddings were polyimide of No. 2 in Table 1 and the core layer was the embedded polymer film of No. 7 in Table 1. An optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0066]
(Example 9)
As a core layer, a 15 wt% solution of a polyamic acid as a precursor of the polyimide copolymer of No. 8 in Table 1 in DMAc was used. Thus, a ridge type film optical waveguide of polyimide No. 2 and a polyimide layer having a core layer of No. 8 in Table 1 was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.4 dB / cm.
[0067]
(Example 10)
Before peeling the temporary waveguide from the optical waveguide manufactured in the same manner as in Example 9, a DMAc 15% solution of polyamic acid, which is a precursor of a polyimide copolymer similar to the lower clad layer, was formed on the ridge-type optical waveguide, It was applied by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form an upper clad layer. Thereafter, the temporary substrate was peeled off in the same manner as in Example 1 so that the upper and lower claddings were polyimide No. 2 in Table 1 and the core layer was No. 8 embedded polymer film photoconductor in Table 1. The wave path was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0068]
(Example 11)
As a core layer, a lower clad having a number 2 in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 3 using a 15 wt% solution of a polyamic acid in DMAc, which is a precursor of the polyimide copolymer of Number 9 in Table 1. A ridge type film optical waveguide of polyimide and a polyimide copolymer having a core layer of No. 9 in Table 1 was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.4 dB / cm.
[0069]
(Example 12)
Before peeling the temporary substrate from the optical waveguide fabricated in the same manner as in Example 11, a DMAc 15% solution of polyamic acid, which is a precursor of a polyimide copolymer similar to the lower clad layer, was formed on the ridge-type optical waveguide. The coating was performed by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form an upper clad layer. Thereafter, the temporary substrate was peeled off in the same manner as in Example 1, so that the upper and lower claddings were polyimide of No. 2 in Table 1, and the core layer was the buried polymer film of No. 9 in Table 1. An optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0070]
(Example 13)
As a clad layer, a 15 wt% solution of a polyamic acid in DMAc, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 5 in Table 1, was used. As a core layer, a precursor of the polyimide copolymer of No. 8 in Table 1 was used. Using a 15 wt% solution of a polyamic acid in DMAc, the lower cladding and the upper cladding were the polyimide of No. 5 in Table 1 and the core layer was the polyimide of No. 8 in Table 1 in the same manner as in Example 4. A combined embedded film optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0071]
(Example 14)
As a cladding layer, a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc as a precursor of the polyimide copolymer of No. 5 in Table 1 was used, and as a core layer, a precursor of the polyimide copolymer of No. 9 in Table 1 The lower clad and the upper clad were made of polyimide of No. 5 in Table 1 and the core layer was made of polyimide of No. 9 in Table 1 in the same manner as in Example 4 using a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc. A polymer embedded film optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0072]
(Example 15)
As a clad layer, a 15 wt% solution of a polyamic acid in DMAc as a precursor of the polyimide copolymer of No. 6 in Table 1 was used, and as a core layer, a precursor of the polyimide copolymer of No. 8 in Table 1 The lower cladding and the upper cladding of the polyimide of No. 6 in Table 1 and the core layer of the polyimide of No. 8 in Table 1 were prepared in the same manner as in Example 4 by using a 15 wt% solution of a polyamic acid in DMAc. A polymer embedded film optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0073]
(Example 16)
As a cladding layer, a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc as a precursor of the polyimide copolymer of No. 6 in Table 1 was used, and as a core layer, a precursor of the polyimide copolymer of No. 9 in Table 1 The lower cladding and the upper cladding of polyimide No. 6 in Table 1 and the core layer of polyimide No. 9 in Table 1 were carried out in the same manner as in Example 4 by using a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc. A polymer embedded film optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0074]
(Example 17)
On the temporary substrate of Example 3, a 15 wt% solution of a polyamic acid, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 6 in Table 1, in DMAc 15 wt% was applied by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. Applied. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form a lower cladding layer. Next, a 15 wt% solution of a polyamic acid, which is a precursor of the polyimide of No. 10 in Table 1 in DMAc, was applied onto the lower clad layer by spin coating so that the film thickness after heating was 8 μm. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form a core layer. A 15% DMAc solution of polyamic acid, which is a precursor of a polyimide copolymer similar to the lower clad layer, was applied on the core layer by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form an upper clad layer. Thereafter, the temporary substrate was peeled off in the same manner as in Example 1 to obtain a slab type polymer film optical waveguide. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.5 dB / cm.
[0075]
(Example 18)
In the same manner as in Example 4, a lower clad and an upper clad were formed as shown in Table 1 using a 15 wt% solution of a polyamic acid, which is a precursor of the polyimide copolymer No. 6 in Table 1, in DMAc as the core layer. An embedded film optical waveguide of polyimide of No. 2 in the middle and polyimide copolymer of No. 6 in the core layer of Table 1 was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0076]
(Example 19)
As a core layer, a lower clad and an upper clad were formed in the same manner as in Example 4 by using a 15 wt% solution of a polyamic acid, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 11 in Table 1, in DMAc. An embedded film optical waveguide of polyimide of No. 2 in the inside and polyimide copolymer of No. 11 in Table 1 of the core layer was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0077]
(Example 20)
As a core layer, a lower clad and an upper clad were formed in the same manner as in Example 4 by using a 15 wt% solution of a polyamic acid, which is a precursor of the polyimide copolymer No. 12 in Table 1, in DMAc. The polyimide film of No. 2 in the inside and the embedding type film optical waveguide of the polyimide copolymer whose core layer was No. 12 in Table 1 were obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0078]
(Example 21)
Instead of the temporary substrate of Example 1, a 15% solution of polyamic acid, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 2 in Table 1, was formed by casting and heating and then curing. A 150 μm temporary substrate was used. Copper was formed as a thin film on the temporary substrate by sputtering to obtain a release layer. In the same manner as in Example 1, a polyimide polymer of No. 2 in Table 1 for the lower clad layer and a ridge type film optical waveguide of No. 6 in Table 1 for the core layer were produced. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0079]
(Example 22)
Before peeling the temporary substrate from the optical waveguide manufactured in the same manner as in Example 21, a 15% DMAc solution of a polyamic acid, which is a precursor of a polyimide copolymer similar to the lower clad layer, was formed on the ridge-type optical waveguide. The coating was performed by spin coating so that the film thickness after heating was 30 μm. This coating film was heat-treated at 70 ° C. for 2 hours, 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 380 ° C. for 1 hour to form an upper clad layer. Thereafter, the temporary substrate was peeled off in the same manner as in Example 1, whereby the upper and lower clad layers were numbered 2 in Table 1 and the core layer was numbered 6 in Table 1. The wave path was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0080]
(Example 23)
Instead of using No. 6 in Table 1 used as the core layer in Example 22, a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 5 in Table 1, was used. In the same manner as in Example 20, a buried film optical waveguide in which the lower clad and the upper clad were polyimide of No. 2 in Table 1 and the core layer was polyimide copolymer of No. 5 in Table 1 was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0081]
(Example 24)
As a core layer, a lower clad and an upper clad were formed in the same manner as in Example 20 by using a 15 wt% solution of a polyamic acid, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 8 in Table 1, in DMAc. The polyimide film of No. 2 in the inside and the embedding type film optical waveguide of the polyimide copolymer whose core layer was No. 8 in Table 1 were obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0082]
(Example 25)
As a core layer, a lower clad and an upper clad were formed in the same manner as in Example 20 by using a 15 wt% solution of a polyamic acid, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 9 in Table 1, in DMAc. The polyimide film of No. 2 in the inside and the embedding type film optical waveguide of the polyimide copolymer of No. 9 in Table 1 in the core layer were obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0083]
(Example 26)
As a core layer, a 15 wt% solution of a polyamic acid in DMAc, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 8 in Table 1, was used. As a cladding layer, a precursor of the polyimide copolymer of No. 6 in Table 1 was used. The lower cladding and the upper cladding of polyimide No. 6 in Table 1 and the core layer of polyimide No. 8 in Table 1 were prepared in the same manner as in Example 20 using a 15 wt% solution of a polyamic acid in DMAc. A polymer embedded film optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.2 dB / cm.
[0084]
(Example 27)
As a core layer, a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc, which is a precursor of the polyimide copolymer of No. 9 in Table 1, was used. As a cladding layer, a precursor of the polyimide copolymer of No. 6 in Table 1 was used. The lower cladding and the upper cladding of polyimide No. 6 in Table 1 and the core layer of polyimide No. 9 in Table 1 were prepared in the same manner as in Example 20 by using a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc. A polymer embedded film optical waveguide was obtained. A light having a wavelength of 1.3 μm was passed through this optical waveguide, and the light propagation loss was measured by the cutback method. As a result, it was 0.3 dB / cm.
[0085]
(Example 28)
As a core layer, a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc as a precursor of the polyimide copolymer of No. 10 in Table 1 was used, and as a cladding layer, a precursor of the polyimide copolymer of No. 6 in Table 1 The lower cladding and the upper cladding of polyimide No. 6 in Table 1 and the core layer of polyimide No. 10 in Table 1 were prepared in the same manner as in Example 20 by using a 15 wt% solution of polyamic acid in DMAc. A polymer embedded film optical waveguide was obtained. As a result of passing light having a wavelength of 1.3 μm through this optical waveguide and measuring a light propagation loss by a cutback method, it was 0.3 dB / cm.
[0086]
(Comparative Example 1)
As a temporary substrate, an embedded polymer having an upper and lower cladding layer of No. 2 in Table 1 and a core layer of No. 6 in Table 1 as in Example 4 on a Si substrate instead of a polyimide substrate. When a film optical waveguide was produced, the film optical waveguide contracted instantaneously during peeling, and a fold-like fold was formed in a part of the waveguide. An unfolded waveguide was cut out of the fabricated sample, and light having a wavelength of 1.3 μm was passed through this optical waveguide, and the light propagation loss was measured by a cutback method. The result was 0.6 dB / cm.
[0087]
[Table 1]

[0088]
【The invention's effect】
As described above, the thermal expansion coefficient of the present invention is 4 × 10 ^-5 / ° C or higher, 1.2 × 10 ^-4 By producing a film optical waveguide on a temporary substrate at a temperature of / ° C. or less, a film optical waveguide having low loss and flexibility can be easily provided with high yield, and there is an effect that a flexible optical wiring can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a step of an example of a method for producing a polymer film optical waveguide according to the present invention (ridge type).
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a slab-type polymer film optical waveguide manufactured by a method of manufacturing a polymer film optical waveguide according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a buried polymer film optical waveguide manufactured by a method of manufacturing a polymer film optical waveguide according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Temporary board
2 Release layer
3 Lower cladding layer
4 Core layer
5 Mask layer
6 Resist layer
7 Upper cladding layer

Claims

Forming a lower clad layer made of a polymer material on the temporary substrate, forming a core layer made of a polymer material on the lower clad layer, and removing the temporary substrate; Wherein the temporary substrate has a coefficient of thermal expansion of 4 × 10 ⁻⁵ / ° C. or more and 1.2 × 10 ⁻⁴ / ° C. or less. A method for producing a molecular film optical waveguide.

2. The method of claim 1, further comprising forming an upper clad layer covering the core layer.

3. The method according to claim 1, further comprising patterning the core layer.

The method for manufacturing a polymer film optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein a material of the temporary substrate is a polymer.

The method for producing a polymer film optical waveguide according to any one of claims 1 to 4, wherein the material of the temporary substrate is polyimide.

The method for producing a polymer film optical waveguide according to any one of claims 1 to 5, wherein a material of the polymer film optical waveguide is polyimide.

2. The method according to claim 1, further comprising, before the step of forming the lower clad layer made of a polymer material, forming a release layer on the temporary substrate, and removing the temporary substrate using the release layer. The method for producing a polymer film optical waveguide according to claim 1, wherein: