JP2001033646A

JP2001033646A - 光導波路の製造方法および光送受信装置の製造方法

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Publication number: JP2001033646A
Application number: JP11208507A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ogawa; 剛小川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-09
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP4221830B2

Abstract

(57)【要約】【課題】支持基体の種類にかかわらず、高い光伝搬特
性を担保し得る光導波路を容易に作製することが可能な
光導波路の製造方法を提供する。【解決手段】透明基板１１上に、格子状などの溶液が
中央部にまで十分に浸透可能なパターンを有するダミー
層を形成し、その上に光導波路１６を形成する。そのの
ち、透明基板１１を、酸性溶液に浸す。ダミー層は溶解
除去され、ダミー層が形成されていた領域はギャップ１
７となり、クラッド層１３は透明基板１１の一部と接触
している状態となる。次に、多層配線基板１８を光硬化
性樹脂よりなる接着層１９を介して光導波路１６に密着
させたのち、光を照射して接着層１９を硬化させ、多層
配線基板１８を光導波路１６に固着させる。更に、透明
基板１１に物理的な力Ｆを加え、透明基板１１を光導波
路１６から分離させる。これにより、光導波路１６が多
層配線基板１８に転写される。光導波路１６が透明基板
１１と部分的に接触しているので、透明基板１１は容易
に剥離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部を光信号が伝
搬する光導波路の製造方法、およびそのような光導波路
を備えた光送受信装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）
やＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit；大規模集
積回路）における技術の進歩により、それらの動作速度
や集積規模が向上し、例えばマイクロプロセッサの高性
能化やメモリチップの大容量化が急速に達成されてい
る。従来、機器内のボード間、あるいはボード内のチッ
プ間など比較的短距離間の情報伝達は、主に、電気信号
により行われてきた。今後、集積回路の性能を更に向上
させるためには、信号の高速化や信号配線の高密度化が
必要となるが、電気信号配線においては、それら高速化
および高密度化が困難であると共に、配線のＣＲ（Ｃ：
配線の静電容量、Ｒ：配線の抵抗）時定数による信号遅
延が問題となってしまう。また、電気信号の高速化や電
気信号配線の高密度化は、ＥＭＩ（Electromagnetic In
terference）ノイズの原因となるため、その対策も不可
欠となる。

【０００３】そこで、これらの問題を解消するものとし
て、光配線（光インターコネクション）が注目されてい
る。光配線は、機器間、機器内のボード間、あるいはボ
ード内のチップ間など種々の箇所に適用可能であると考
えられている。中でも、チップ間のような短距離間の信
号の伝送には、チップが搭載されている基板上に光導波
路を形成し、これを伝送路とした光伝送・通信システム
を構築することが好適であると考えられる。この光導波
路を伝送路とした光伝送・通信システムを普及させるた
めには、光導波路の作製プロセスを確立することが重要
である。

【０００４】従来の光導波路の製造方法としては、シリ
コン基板やガラス基板などの平坦な基板上に、石英、あ
るいはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ；Polymeth
yl Methacrylate ）やポリイミドなどの高分子材料より
なる光導波路を形成するという方法が知られている。こ
の方法では、光導波路を平坦な基板上に形成するので、
光伝搬損失の少ない光導波路を容易に作成することがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光導波
路を伝送路とした光伝送・通信システムにおいては、電
気信号を光信号に変換するための発光素子、光信号を電
気信号に変換するための受光素子、および発光素子や受
光素子との間で電気信号の授受を行うためのＩＣチップ
などを装備する必要があり、これらの素子への電力の供
給や比較的低速の各種のコントロール信号などの伝送
は、依然として電気信号により行う必要がある。

【０００６】そのため、基板上に電気信号配線としての
薄膜多層配線を形成することが必須であるが、この電気
信号配線形成領域が通常の配線基板サイズ（数十ｃｍ
角）やモジュールサイズ（数ｃｍ角）になると、コスト
がかかりすぎ、実現性に乏しいという問題があった。

【０００７】この問題を解決するために、電気部品を搭
載可能なプリント配線基板上に光導波路を形成すること
が考えられる。ところが、このような厚膜工程により製
作させる配線基板の表面には、例えばめっき法により形
成された金属の厚膜などが配設されており、凹凸が大き
い。そのため、プリント配線基板上に光導波路を形成す
ると、基板表面の凹凸形状が光導波路の形状に影響を及
ぼしてしまい、光導波路の光伝搬損失の増大や寸法精度
の低下につながってしまうという問題があった。

【０００８】更に、配線基板上に光導波路を形成する場
合には、ウェットエッチングや洗浄などを行う際に、酸
・アルカリ溶液や有機溶剤などに基板全体を浸す工程が
必要となるので、基板に損傷を与えるおそれがあるとい
う問題があった。また、ドライエッチング時や、高温熱
処理時に、基板に損傷を与えるおそれもある。従って、
基板として厚膜工程による電気配線基板（プリント配線
基板）を用いることは困難であり、例えば高耐熱性など
の特性を有している高価な基板を使用する必要があっ
た。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、支持基体の種類にかかわらず、高い
光伝搬特性を担保し得る光導波路を容易に作製すること
が可能な光導波路の製造方法を提供することにある。

【００１０】本発明による光導波路の製造方法は、第１
の基板側に光導波路を形成したのち、光導波路の第１の
基板側から第２の基板側への転写を行う光導波路の製造
方法であって、第１の基板を含む支持基体上に、ダミー
層を選択的に形成する工程と、支持基体およびダミー層
を覆うように光導波路を形成する工程と、ダミー層を除
去することにより、支持基体と光導波路との間に選択的
に間隙を形成する工程と、光導波路と第２の基板とを固
着させる工程と、第１の基板を光導波路から剥離する工
程とを含むようにしたものである。

【００１１】本発明による光送受信装置の製造方法は、
第１の基板側に光導波路を形成したのち、この光導波路
を第１の基板側から第２の基板側へ転写する工程と、第
２の基板上に、電気信号を光導波路内を伝搬する光信号
に変換するための発光素子または光導波路内を伝搬して
きた光信号を電気信号に変換するための受光素子の少な
くとも一方を形成する工程と、第２の基板上に、発光素
子または受光素子の少なくとも一方との間で電気信号の
授受を行うための集積回路を形成する工程とを含む光送
受信装置の製造方法であって、光導波路を転写する工程
が、第１の基板を含む支持基体上に、ダミー層を選択的
に形成する工程と、支持基体およびダミー層を覆うよう
に光導波路を形成する工程と、ダミー層を除去すること
により、支持基体と光導波路との間に選択的に間隙を形
成する工程と、光導波路と第２の基板とを固着させる工
程と、第１の基板を前記光導波路から剥離する工程とを
含むようにしたものである。

【００１２】本発明による光導波路の製造方法および光
送受信装置の製造方法では、第１の基板を含む支持基体
上にダミー層が選択的に形成され、支持基体およびダミ
ー層を覆うように光導波路が形成される。そして、ダミ
ー層が除去されて、支持基体と光導波路との間に選択的
に間隙が形成される。そののち、この間隙を利用して第
２の基板が固着された光導波路から第１の基板が剥離さ
れ、光導波路が第１の基板から第２の基板へ転写され
る。ここでは、第１の基板が剥離される際に、間隙によ
り支持基体と光導波路との接触面積が減少しているた
め、これらの間の密着力が低下しており、剥離が容易に
行われる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】（第１の実施の形態）まず、図１ないし図
８を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る光送受
信装置の製造方法について説明する。なお、本実施の形
態に係る光導波路の製造方法は、本実施の形態に係る光
送受信装置の製造方法によって具現化されるので、以下
併せて説明する。図１ないし図８は、それぞれ光送受信
装置の製造方法の一製造工程を表すものである。図１な
いし図７において、（Ａ）は光導波路の長手方向に垂直
な断面を示し、（Ｂ）は光導波路の長手方向に平行な断
面を示している。また、図８は、光導波路の長手方向に
平行な断面を示している。具体的には、図１（Ａ）は、
図１（Ｂ）および平面図である図１（Ｃ）のＩＡ−ＩＡ
線に沿った断面構造を示しており、図１（Ｂ）は、図１
（Ｃ）のＩＢ−ＩＢ線に沿った断面構造を示している。
また、図２ないし図７の各図において、（Ａ）は（Ｂ）
のｎＡ−ｎＡ線（ｎは、各図番に対応するローマ数字）
に沿った断面構造を示している。

【００１５】本実施の形態では、図１に示したように、
例えば石英あるいはガラスなどのような、紫外域から可
視域にかけての光を十分に透過させる平坦性に優れた透
明基板１１を用意する。そして、この透明基板１１上
に、例えばスパッタ法あるいは蒸着法により厚さが０．
５μｍ程度の例えばアルミニウム（Ａｌ）よりなる膜を
成膜したのち、このアルミニウム膜を所望の形状になる
ようにパターンニングすることにより、ダミー層１２を
形成する。このダミー層１２は、後工程において溶解除
去されるものである。そのため、アルミニウム膜のパタ
ーンニングは、ダミー層１２を除去する際に、溶液がそ
の中央部にまで十分に浸透するパターンとなるように行
う。また、詳細は後述するが、ダミー層１２の面積はあ
る程度大きい方が好ましい。従って、これらの条件を満
たすパターンとしては、例えば多数の矩形状の開口１２
ａを形成することとなる格子状のパターンが考えられ
る。ここで、透明基板１１が、本発明の「第１の基板」
の一具体例に対応している。

【００１６】次に、図２に示したように、透明基板１１
の全面に、例えば、スピンコート法によりビスフェノー
ルを主成分とするエポキシ樹脂を２０μｍ程度の厚さに
なるように塗布したのち、加熱処理を行なって樹脂を固
化させ、例えば屈折率が１．５２である光導波路のクラ
ッド層１３を形成する。続いて、クラッド層１３上に、
例えばクラッド層１３の形成方法と同様の方法により、
クラッド層１３の構成材料よりも屈折率の高い材料（例
えばエポキシ樹脂）を用いて、例えば屈折率が１．５４
であり、厚さ３０μｍ程度である光導波路のコア層１４
ａを形成する。

【００１７】次に、例えば平面形状が帯状であるパター
ンを有するフォトレジスト膜（図示せず）を形成し、こ
のフォトレジスト膜をマスクとして、例えばＲＩＥ（Re
active Ion Etching）などの異方性エッチングを行う。
これにより、図３に示したように、コア層１４ａは、平
面形状が帯状である、互いに離間した複数のコア１４と
なる。

【００１８】次に、図４に示したように、透明基板１１
の全面に、例えばクラッド層１３と同一の材料を用い
て、クラッド層１３の形成方法と同様の方法により、コ
ア１４の上部における厚さが２０μｍ程度のクラッド層
１５を形成する。このようにして、クラッド層１３，１
５およびコア１４よりなる埋め込み型の光導波路１６が
作製される。

【００１９】なお、クラッド層１３，１５およびコア１
４は、それらの各下地層上に光硬化性樹脂を塗布したの
ち、この光硬化性樹脂に対して光照射を行って樹脂を硬
化させることにより形成してもよい。

【００２０】次に、例えば、光導波路１６の長手方向の
両端部に、透明基板１１となす外角が鈍角（ここでは、
略１３５°）であるような傾斜面により構成された光反
射部１６ａ，１６ｂ（図４では図示せず。図８参照）を
形成する。具体的には、例えば、まず、クラッド層１５
上に、フォトレジスト膜（図示せず）を形成し、この図
示しないフォトレジスト膜に所定の露光処理および現像
処理を施してフォトレジスト膜を所定のパターンに加工
したのち、このパターンニングされたフォトレジスト膜
を例えばガラス転移温度以上の温度で加熱処理して、フ
ォトレジスト膜のエッジ部分を傾斜させる。続いて、こ
のエッジ部分が傾斜したフォトレジスト膜をマスクとし
て、例えばＲＩＥ装置あるいはＥＣＲ（Electro Cyclot
ron Resonance ；電子サイクロトロン共鳴）装置を用い
て光導波路１６の異方性エッチングを行うことにより光
反射部１６ａ，１６ｂを形成する。なお、そののち、フ
ォトレジスト膜を除去する。

【００２１】次に、ダミー層１２と光導波路１６とが形
成された透明基板１１を、例えば塩酸系あるいはリン酸
系の溶液に浸す。これにより、図５に示したように、ダ
ミー層１２が溶解除去され、ダミー層１２が形成されて
いた領域はギャップ１７となる。その結果、クラッド層
１３は、透明基板１１と全面的に接触するのではなく間
欠的に接触している状態となる。クラッド層１３と透明
基板１１との接触面積は、これらが互いに剥離しない範
囲において可能な限り小さいことが好ましい（例えば、
光導波路１６の形成領域の１０％程度）。すなわち、ダ
ミー層１２の面積は、できる限り大きい方がよい（例え
ば、光導波路１６の形成領域の９０％程度）。なお、塩
酸系やリン酸系の溶液は、例えば１０分間で１ｍｍ程度
の割合で、ダミー層１２の内部に浸透し、これを溶解す
る。ここで、ギャップ１７が、本発明の「間隙」の一具
体例に対応している。

【００２２】次に、図６に示したように、任意の基板、
例えば電気配線１８ａと絶縁体１８ｂとを有する多層配
線基板１８を用意し、この多層配線基板１８上の所望の
領域に、例えば、スピンコート法、ディップコート法、
スプレー法または印刷法等の方法により、エポキシ樹脂
などの光硬化性樹脂よりなる厚さ１０μｍ程度の接着層
１９を形成する。なお、接着層１９は、光導波路１６と
多層配線基板１８とを接着させる役割の他に、多層配線
基板１８の表面の凸凹を平坦化する役割も果たしてい
る。ここで、多層配線基板１８が、本発明の「第２の基
板」の一具体例に対応している。

【００２３】多層配線基板１８としては、例えば、絶縁
体１８ｂがアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、低温焼成ガラスセ
ラミック、ガラスセラミック、アルミニウムナイトライ
ド（ＡｌＮ）、ムライトなどの無機材料からなるセラミ
ック多層配線基板が使用されている。また、絶縁体１８
ｂがＦＲ−４などのガラスエポキシ樹脂からなるガラス
エポキシ多層配線基板や、通常のガラスエポキシ配線基
板上に例えば感光性エポキシ樹脂などを用いたフォトリ
ソグラフィ技術で高密度パターン形成を可能にした、所
謂ビルドアップ多層配線基板、絶縁体１８ｂにポリイミ
ドフィルムなどを用いたフレキシブル多層配線基板、あ
るいはＢＴ樹脂、ＰＰＥ（polyphenyl ether）樹脂、フ
ェノール樹脂、ポリオレフィン樹脂（例えばデュポン社
製のテフロン（登録商標））などの有機材料を用いた多
層配線基板が使用される場合もある。その他、例えば誘
電体材料からなるコア基板上に、電気的配線パターンが
高密度に印刷された印刷基板が配設されてなる、所謂プ
リント配線基板を使用することもできる。

【００２４】次に、光導波路１６が形成された透明基板
１１の上下を逆にし、位置合わせを行いながら接着層１
９が形成されている多層配線基板１８に光導波路１６を
密着させる。ここでは、透明基板１１および光導波路１
６が共に透明であるので、位置合わせを行い易い。続い
て、透明基板１１側の光導波路１６と多層配線基板１８
とを密着させた状態で、透明基板１１側から多層配線基
板１８側に向かって光Ｌを照射する。これにより、接着
層１９を構成する接着剤としての光硬化性樹脂が硬化
し、多層配線基板１８は光導波路１６の所望の位置に固
着される。このとき、大きな光量で短時間光Ｌを照射す
ると、光導波路１６にひずみが生じ、光伝搬損失が大き
くなってしまう。そこで、光Ｌの照射は、比較的小さな
光量で時間をかけて行う。例えば、超高圧水銀ランプ
（波長；ｇ線（４３６ｎｍ）中心）を用いる場合には、
１０ｍＷ／ｃｍ²の出力で３分間行うようにする。

【００２５】本実施の形態において用いるエポキシ樹脂
は、近紫外領域および可視領域の光を９０％程度透過さ
せる光透過性樹脂である。また、既に述べたように、透
明基板１１は、紫外域から可視域にかけて十分な透明性
を有する。従って、例えば超高圧水銀ランプから発せら
れる光Ｌは、透明基板１１および光導波路１６を透過し
て接着層１９まで十分に到達し、例えばエポキシ樹脂よ
りなる接着層１９は完全に硬化する。

【００２６】次に、図７に示したように、例えば引っ張
り力などの物理的な力Ｆを透明基板１１に加え、透明基
板１１を光導波路１６から分離させる。この場合、衝撃
による力を加えることも効果的である。これにより、光
導波路１６が多層配線基板１８に転写される。一般にガ
ラスとエポキシ樹脂とは密着性が良いとされているが、
ここでは、ギャップ１７の存在により、光導波路１６
（クラッド層１３）と透明基板１１との接触面積が小さ
くなっているので、透明基板１１は容易に剥離する。な
お、既に述べたように、クラッド層１３の厚さは２０μ
ｍ程度であり、ギャップ１７の厚さは０．５μｍ程度で
あるので、クラッド層１３の表面はほぼ平坦となってい
る。そののち、光導波路１６が転写された多層配線基板
１８を例えば水により予洗し、洗浄して、乾燥させる。

【００２７】次に、図８に示したように、半導体レーザ
２１、フォトダイオード２２およびＩＣチップ２３，２
４に、それぞれバンプ２５を形成する。そののち、半導
体レーザ２１、フォトダイオード２２およびＩＣチップ
２３，２４を例えばフリップチップボンディング法によ
って多層配線基板１８上に実装する。なお、半導体レー
ザ２１、フォトダイオード２２およびＩＣチップ２３，
２４の他に、例えばチップ型抵抗器、コンデンサまたは
インダクタなどの他の素子を実装することも可能であ
る。ここで、半導体レーザ２１が、本発明の「発光素
子」の一具体例に対応しており、フォトダイオード２２
が、本発明の「受光素子」の一具体例に対応している。
また、ＩＣチップ２３，２４が、本発明の「集積回路」
の一具体例に対応している。

【００２８】最後に、図示はしないが、実装した半導体
レーザ２１、フォトダイオード２２およびＩＣチップ２
３，２４と多層配線基板１８との間に、例えばエポキシ
樹脂よりなる封止用樹脂を導入し、半導体レーザ２１、
フォトダイオード２２およびＩＣチップ２３，２４を封
止する。これにより、半導体レーザ２１、フォトダイオ
ード２２およびＩＣチップ２３，２４と多層配線基板１
８の電気配線１８ａとの接続信頼性が向上する。

【００２９】このようにして製造される光送受信装置で
は、例えば多層配線基板１８の電気配線１８ａから供給
された電力によって、半導体レーザ２１、フォトダイオ
ード２２およびＩＣチップ２３，２４が動作可能な状態
となる。この状態で、ＩＣチップ２３から半導体レーザ
２１に電気信号が出力されると、半導体レーザ２１は、
電気信号を光信号に変換して、光信号を出射する。出射
された光信号は、光反射部１６ａにおいて入射方向とほ
ぼ垂直の方向に例えば全反射して光導波路１６の内部に
入射する。そののち、この光信号は、コア１４内を伝搬
し、光反射部１６ｂに到達する。ここで、光信号は、光
伝搬方向とほぼ垂直の方向に例えば全反射して、光導波
路１６の外部に出射し、フォトダイオード２２に入射す
る。フォトダイオード２２に入射した光信号は、電気信
号に変換されてＩＣチップ２４に入力される。このよう
にして、ＩＣチップ２３とＩＣチップ２４との間で高速
に伝送すべき信号は、光信号として高速伝送される。ま
た、低速コントロール信号などの比較的低速で伝送して
もよい信号の伝送は多層配線基板１８の電気配線１８ａ
によって電気信号として伝送される。

【００３０】このように本実施の形態に係る光送受信装
置の製造方法によれば、光導波路１６を、平坦性に優れ
た透明基板１１上に予め形成したのち、多層配線基板１
８に転写するようにしたので、表面の凹凸が大きい多層
配線基板１８を支持基体として用いる場合であっても、
光伝搬損失の少ない光導波路１６を備えた光送受信装置
を作製することができる。また、光導波路形成用の透明
基板１１と光導波路１６との間にギャップ１７を設ける
ようにしたので、透明基板１１と光導波路１６との接触
面積が小さくなって、密着力を低下（剥離性を向上）さ
せることができ、透明基板１１を光導波路１６から容易
に剥離することができる。

【００３１】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態に係る光送受信装置の製造方法について説
明する。本製造方法の対象となる光送受信装置は、各光
導波路間が分離されている点を除き、上記第１の実施の
形態と同様である。以下、図９ないし図１４を参照し
て、本実施の形態の光送受信装置の製造方法について説
明する。なお、図９ないし図１４は、それぞれ一製造工
程を表すものである。具体的には、図９（Ｃ）は、図９
（Ａ），（Ｂ）のクラッド層１３，１５、コア１４およ
びマスク層３２を省略した斜視図であり、図９（Ａ）
は、図９（Ｂ），（Ｃ）のIXＡ−IXＡ線に沿った断面構
造を、図９（Ｂ）は、図９（Ｃ）のIXＢ−IXＢ線に沿っ
た断面構造をそれぞれ示している。また、図１０ないし
図１４において、（Ａ）は（Ｂ）のｎＡ−ｎＡ線（ｎ
は、各図番に対応するローマ数字）に沿った断面構造を
示している。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素
には同一の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略
する。

【００３２】本実施の形態では、まず、図９に示したよ
うに、透明基板１１上の光導波路形成予定領域Ａ′以外
の領域に遮光膜３１を選択的に形成する。具体的には、
透明基板１１上に、例えば、蒸着法によりタンタル（Ｔ
ａ）、チタン（Ｔｉ）あるいは金（Ａｕ）よりなる遮光
膜を形成したのち、光導波路形成予定領域Ａ′の遮光膜
をエッチングにより除去するパターニングを行い、帯状
の平面形状を有する遮光膜３１を形成する。この遮光膜
３１は、後述する接着層１９を露光して硬化させる際
に、選択的に露光するためのものである。遮光膜３１の
構成材料については、光を遮断可能であり、かつ後工程
においてダミー層１２を除去する際に除去されない材料
であれば、上述した材料以外のものを用いてもよい。

【００３３】次に、例えばスパッタ法あるいは蒸着法に
より、透明基板１１および遮光膜３１を覆うように、所
定の開口パターンを有する格子状のダミー層１２を形成
する。具体的には、図９（Ｃ）に示したように、光導波
路形成予定領域Ａ′に、ほぼ一定の間隔で開口部３１ａ
が配置されることとなるように、例えばアルミニウムよ
りなるダミー層１２を形成する。続いて、以上の構造の
全面を覆うように、例えば第１の実施の形態と同様の方
法により、クラッド層１３を形成したのち、更にその上
にコア１４およびクラッド層１５を形成する。次に、ク
ラッド層１５の上面領域のうち、光導波路形成予定領域
Ａ′に対応する領域に、例えば蒸着法によりアルミニウ
ムなどよりなるマスク層３２を形成する。

【００３４】次に、図１０に示したように、マスク層３
２を利用して、例えば酸素（Ｏ）プラズマを用いたＲＩ
Ｅなどのドライエッチング加工を行うことにより、クラ
ッド層１３，１５を選択的に除去する。これにより、互
いに離間した複数の光導波路１６′が形成される。ここ
では、ダミー層１２がアルミニウムにより形成されてい
るので、酸素プラズマを用いたＲＩＥを行う場合には、
ダミー層１２が露出した時点でエッチングが自動的に止
まる。従って、ダミー層１２の表面が確実に現れ、ダミ
ー層１２の真上にあるクラッド層１３，１５のみを確実
に除去することができる。なお、クラッド層１３，１５
のエッチングは、ダミー層１２の真上にあるクラッド層
１３，１５のみを確実に除去することができる方法であ
れば、他の方法により行うようにしてもよい。

【００３５】次に、図１１に示したように、第１の実施
の形態の図５に示した工程と同様にして、ダミー層１２
を溶解除去し、ダミー層１２が形成されていた領域をギ
ャップ１７とする。

【００３６】次に、図１２に示したように、第１の実施
の形態の図６に示した工程と同様にして、多層配線基板
１８を用意し、多層配線基板１８上に接着層１９を形成
する。続いて、光導波路１６′が形成された透明基板１
１を天地反転させて、多層配線基板１８に光導波路１
６′を密着させたのち、透明基板１１の側から多層配線
基板１８の方向に向けて平行光Ｌｐ（光源は、例えば超
高圧水銀ランプ）を照射する。光導波路１６′と接着層
１９との界面に対応する領域には遮光膜３１が形成され
ていないので、透明基板１１側から照射された光Ｌｐ
は、光導波路１６′が形成されている領域Ａにおいての
み接着層１９まで到達し、その他の領域Ｂにおいては遮
光膜３１により遮断され、接着層１９まで到達しない。
その結果、接着層１９のうち、光導波路１６′の下部の
領域Ａ′（光導波路形成予定領域Ａ′と同じ）のみが硬
化し、その他の領域Ｂは未硬化のままとなる。そして、
この硬化した接着層１９により、多層配線基板１８は光
導波路１６′に固着される。

【００３７】次に、図１３に示したように、接着層１９
のうち、未硬化の領域Ｂの樹脂を、例えばアセトンある
いはエタノールにより選択的に溶解除去する。

【００３８】次に、例えば透明基板１１に引っ張り力を
加え、透明基板１１を光導波路１６′から分離させる。
これにより、図１４に示したように、光導波路１６′の
多層配線基板１８への転写が完了する。それ以降の工程
は、第１の実施の形態と同様である。

【００３９】このように本実施の形態に係る光送受信装
置の製造方法によれば、透明基板１１上の光導波路形成
予定領域Ａ′以外の領域に遮光膜３１を形成したのち、
互いに分離された複数の光導波路１６′を形成すると共
に、多層配線基板１８の全面に形成した未硬化状態の接
着層１９と光導波路１６′とを密着させ、遮光膜３１を
介して露光を行うことにより、光導波路１６′が形成さ
れた領域の下側部分の接着層１９のみを選択的に硬化さ
せるようにしたので、透明基板１１上の複数の光導波路
１６′を多層配線基板１８に良好に転写することができ
る。すなわち、多層配線基板１８上に、互いに離間して
形成され、かつ、光伝搬損失の少ない複数の光導波路１
６′を容易に配設することができる。

【００４０】なお、ここでは、平面形状が帯状の複数の
光導波路１６′を形成する場合について説明したが、本
実施の形態の製造方法を用いれば、透明基板１１上に形
成された任意の平面形状（例えば、Ｌ字状、Ｕ字状ある
いは円弧状など）の光導波路１６′を多層配線基板１８
に転写することができる。例えば多層配線基板１８の電
極形成領域などのように光導波路の形成が禁止されてい
る領域には転写せずに、必要な箇所にのみ光導波路を転
写することができる。

【００４１】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態に係る光送受信装置の製造方法について説
明する。本製造方法の対象となる光送受信装置の構造自
体は、第２の実施の形態と同様である。また、本製造方
法は、各光導波路間の分離方法が異なる点を除き、他は
第２の実施の形態と同様である。以下、図１５ないし図
２０を参照して説明する。なお、第１または第２の実施
の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、ここで
はその詳細な説明を省略する。

【００４２】本実施の形態では、まず、図１５に示した
ように、透明基板１１上に例えば第２の実施の形態と同
様の材料を用いて遮光膜３１を形成したのち、例えば、
光透過性を有する、数μｍ〜数１０μｍ程度の厚さの高
分子材料よりなる補助層４１を形成する。ここでは、高
分子材料により形成することにより、厚膜を容易に形成
することができる。次に、補助層４１の上に、例えば第
１の実施の形態と同様の材料を用いて、ダミー層１２、
クラッド層１３、コア１４およびクラッド層１５を順次
形成する。

【００４３】次に、図１６に示したように、ダイシング
ブレード（図示せず）を用いてダイシングを行うことに
より、所望の箇所においてクラッド層１３，１５を切断
する。このとき、ダミー層１２を越えて更に下層までダ
イシングしてしまう可能性があるが、ここでは、厚い補
助層４１が設けられているので、遮光膜３１までもがダ
イシングされるおそれはない。

【００４４】次に、図１７に示したように、例えば塩酸
系あるいはリン酸系の溶液を用いてダミー層１２を溶解
除去することにより、クラッド層１３，１５のうちの不
要な部分を除去する。これにより、互いに離間した複数
の光導波路１６′が形成される。これと同時に、光導波
路１６′と透明基板１１との間にあるダミー層１２もま
た溶解除去される結果、そこにギャップ１７が形成され
る。

【００４５】次に、図１８に示したように、第２の実施
の形態の図１２に示した工程と同様にして、多層配線基
板１８を用意し、多層配線基板１８の上に接着層１９を
形成する。次に、光導波路１６′が形成された透明基板
１１を天地反転させて、多層配線基板１８側の接着層１
９に光導波路１６′を密着させ、透明基板１１の側から
平行光Ｌｐを照射する。これにより、遮光膜３１をマス
クとして接着層１９が選択的に露光されて硬化し、多層
配線基板１８に光導波路１６′が固着される。

【００４６】次に、図１９に示したように、接着層１９
のうちの、遮光膜３１により光Ｌｐが照射されずに未硬
化のままの領域の樹脂を、例えばアセトンあるいはエタ
ノールにより選択的に溶解除去する。

【００４７】次に、図２０に示したように、透明基板１
１に例えば引っ張り力を加え、透明基板１１を光導波路
１６′から分離させる。これにより、光導波路１６′の
多層配線基板１８への転写が完了する。それ以降の工程
は、第１および第２の実施の形態と同様である。

【００４８】本実施の形態では、補助層４１を設けてダ
ミー層１２より下層の部分までダイシングされることを
防止するようにしたので、ダイシングにより光導波路を
分割する場合においても、透明基板１１や遮光膜３１に
ダメージを与えることを効果的に防止することができ、
透明基板１１上の複数の光導波路１６′を多層配線基板
１８に良好に転写することができる。特に、ダミー層１
２の溶解によって、光導波路１６の分離とギャップ１７
の形成とを同時に行うようにしたので、製造工程が簡略
化される。

【００４９】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものでは
なく、種々変形可能である。例えば、上記各実施の形態
では、光導波路（コア）形成予定領域と平行な方向およ
びそれと直交する方向に形成された格子状のパターンを
有するダミー層１２について説明したが、例えば図２１
に示したように、光導波路形成予定領域に対して斜め方
向に配列された多数の開口５１ａを有する格子状のダミ
ー層５１を形成するようにしてもよい。また、図２２に
示したように、コア形成予定領域１４Ａの長手方向に延
びる多数の開口５２ａ有するストライプ状のダミー層５
２を形成するようにしてもよいし、図２３に示したよう
に、コア形成予定領域１４Ａの長手方向と直交する方向
に延びる多数の開口５３ａ有するストライプ状のダミー
層５３を形成するようにしてもよい。更に、図２４に示
したように、多数の円形状の開口５４ａを有する水玉模
様のダミー層５４を形成するようにしてもよい。加え
て、図示はしないが、その他の任意の形状の開口が任意
のパターンで配列されてなるダミー層を形成するように
してもよい。

【００５０】また、上記各実施の形態では、ダミー層１
２をアルミニウムにより形成するようにしたが、ダミー
層１２の構成材料は、例えばモリブデン（Ｍｏ）やクロ
ム（Ｃｒ）のように、パターンニングおよび溶解除去を
容易に行うことができる材料であれば、それ以外の材料
であってもよい。

【００５１】また、上記各実施の形態では、クラッド層
１３，１５およびコア１４をエポキシ樹脂により形成す
るようにしたが、ポリイミド、ＰＭＭＡなどのアクリル
樹脂、ポリエチレンやポリスチレンなどのポリオレフィ
ン樹脂または合成ゴムなどにより形成するようにしても
よい。更に、これらの樹脂にフッ素を添加したものを用
いて、透明性をより高めるようにしてもよい。

【００５２】更に、上記各実施の形態では、クラッド層
とコアとからなる光導波路１６，１６′を形成するよう
にしたが、コアのみからなる光導波路を形成する場合に
も本発明を適用することができる。

【００５３】また、上記第１の実施の形態では、透明基
板１１の上にダミー層１２を直接形成し、光導波路１６
のクラッド層１３が開口１２ａの部分において透明基板
１１と直接接するようにしたが、透明基板１１上にシラ
ンカップリング材などよりなる密着性向上膜（図示せ
ず）を形成し、その上にダミー層１２を形成するように
してもよい。これにより、開口１２ａの部分においてク
ラッド層１３が密着性向上膜を介して透明基板１１に固
着されることとなり、プロセス途中における透明基板１
１とクラッド層１３との接触部分の密着性が向上する。
すなわち、光導波路１６と透明基板１１との接触部分の
総面積を少なくする一方で、その接触部分における単位
面積当たりの密着力を高めるのである。この結果、プロ
セス中に透明基板１１とクラッド層１３との剥離が生じ
ることが防止され、製造の歩留りを向上させることがで
きる一方、剥離工程では容易に剥離ができるようにな
る。この場合には、密着性向上膜の形成された透明基板
１１が、本発明の「支持基体」の一具体例に対応してい
る。

【００５４】また、上記第１の実施の形態では、光導波
路１６を形成した直後にギャップ１７を形成するように
したが、多層配線基板１８と光導波路１６とを固着させ
た後にギャップ１７を形成するようにしてもよい。但
し、その場合には、多層配線基板１８が塩酸系やリン酸
系の溶液に溶解してしまう可能性があるので、光導波路
１６を形成した直後に形成することが好ましい。

【００５５】更に、上記第２および第３の実施の形態で
は、多層配線基板１８の全面に接着層１９を形成し、遮
光膜３１を用いて光導波路１６′が形成された領域の下
側部分の接着層１９のみを選択的に硬化させることによ
り、光導波路１６′を多層配線基板１８に転写するよう
にしたが、以下に述べる方法により転写するようにして
もよい。すなわち、図２５に示したように、まず、平坦
性に優れた接着剤塗布用の基板５１を用意し、この基板
５１上に接着剤５２を塗布する。次に、クラッド層１
３′と接着剤５２とを一旦密着させて、クラッド層１
３′に接着剤５２を付着させる。次に、多層配線基板１
８（本図では図示せず）に光導波路１６′を密着させ、
透明基板１１の側から多層配線基板１８の方向に向けて
平行光Ｌｐを照射する。以下、同様である。この方法に
よれば、互いに離間した複数の光導波路１６′の転写工
程を簡略化できる。

【００５６】加えて、上記第３の実施の形態では、ダイ
シングにより光導波路１６を分離する場合について説明
したが、パウダーを用いたエッチングなどの他の機械的
方法により光導波路１６間を分離するようにしてもよ
い。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項１８のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法ある
いは請求項１９または請求項２０に記載の光送受信装置
の製造方法によれば、第１の基板上に形成された光導波
路を第２の基板に転写するようにしたので、従来におい
て耐熱性に優れた高価な基板上にのみ形成可能であった
光導波路を、任意の材料および形状の、より廉価な基板
上に形成することができるという効果を奏する。また、
第１の基板として平坦性に優れた基板を用いることによ
り、光伝搬損失の少ない光導波路を作製することができ
る。更に、支持基体と光導波路との間に選択的に間隙を
形成してこれらの接触面積を小さくし、この間隙を利用
して第１の基板を光導波路から剥離するようにしたの
で、光導波路の第１の基板から第２の基板への転写を容
易に行うことができる。

【００５８】特に、請求項１０ないし請求項１２のいず
れか１項に記載の光導波路の製造方法によれば、支持基
体上に互いに離間した複数の光導波路を形成するように
したので、任意の基板の所望の領域に、互いに分離され
た複数の光導波路を転写することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光送受信装置
の製造方法の一工程を説明するための図であり、（Ａ）
および（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。

【図２】図１に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。

【図３】図２に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。

【図４】図３に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。

【図５】図４に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。

【図６】図５に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。

【図７】図６に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。

【図８】図７に続く製造工程を説明するための断面図で
ある。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る光送受信装置
の製造方法の一工程を説明するための図であり、（Ａ）
および（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は斜視図である。

【図１０】図９に続く製造工程を説明するための断面図
である。

【図１１】図１０に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図１２】図１１に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図１３】図１２に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図１４】図１３に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る光送受信装
置の製造方法の一工程を説明するための断面図である。

【図１６】図１５に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図１７】図１６に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図１８】図１７に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図１９】図１８に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図２０】図１９に続く製造工程を説明するための断面
図である。

【図２１】図１（Ｃ）に示したダミー層の変形例に係る
ダミー層の構成を表す平面図である。

【図２２】図１（Ｃ）に示したダミー層の他の変形例に
係るダミー層の構成を表す平面図である。

【図２３】図１（Ｃ）に示したダミー層の更に他の変形
例に係るダミー層の構成を表す平面図である。

【図２４】図１（Ｃ）に示したダミー層の更に他の変形
例に係るダミー層の構成を表す平面図である。

【図２５】本発明の第２および第３の実施の形態に係る
光送受信装置の他の製造方法の一工程を説明するための
断面図である。

【符号の説明】

１１…透明基板、１２…ダミー層、１３，１５…クラッ
ド層、１４…コア、１６，１６′…光導波路、１７…ギ
ャップ、１８…多層配線基板、１９…接着層、２１…半
導体レーザ、２２…フォトダイオード、２３，２４…Ｉ
Ｃチップ、３１…遮光膜、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の基板側に光導波路を形成したの
ち、前記光導波路の第１の基板側から第２の基板側への
転写を行う光導波路の製造方法であって、第１の基板を含む支持基体上に、ダミー層を選択的に形
成する工程と、前記支持基体および前記ダミー層を覆うように光導波路
を形成する工程と、前記ダミー層を除去することにより、前記支持基体と前
記光導波路との間に選択的に間隙を形成する工程と、前記光導波路と第２の基板とを固着させる工程と、前記第１の基板を前記光導波路から剥離する工程とを含
むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】前記第１の基板を光導波路から剥離する
工程において、前記第１の基板に物理的な力を加えるこ
とにより剥離するようにしたことを特徴とする請求項１
記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】格子状のパターンを有するダミー層を形
成することを特徴とする請求項１記載の光導波路の製造
方法。
【請求項４】ストライプ状のパターンを有するダミー
層を形成することを特徴とする請求項１記載の光導波路
の製造方法。
【請求項５】水玉模様のパターンを有するダミー層を
形成することを特徴とする請求項１記載の光導波路の製
造方法。
【請求項６】前記ダミー層を形成する工程において、
前記ダミー層を所定の溶液に溶解可能な材料により形成
すると共に、前記間隙を形成する工程において、前記ダ
ミー層を溶解して除去するようにしたことを特徴とする
請求項１記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】前記支持基体は、前記第１の基板と前記
光導波路との接触部分における密着力を向上させるため
の密着力向上膜を有することを特徴とする請求項１記載
の光導波路の製造方法。
【請求項８】前記光導波路と第２の基板とを固着させ
る工程を、接着剤を用いて行うようにしたことを特徴と
する請求項１記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】前記支持基体として、光透過性の材料よ
りなるものを用い、前記光導波路と第２の基板とを固着させる工程が、光硬化性樹脂よりなる接着剤を介して、前記光導波路と
前記第２の基板とを接着させる工程と、前記支持基体側から前記第２の基板側に光を照射して、
前記接着剤を硬化させる工程とを含むようにしたことを
特徴とする請求項８記載の光導波路の製造方法。
【請求項１０】前記支持基体上に光導波路を形成する
工程において、互いに離間した複数の光導波路を形成す
るようにしたことを特徴とする請求項８記載の光導波路
の製造方法。
【請求項１１】前記光導波路と第２の基板とを固着さ
せる工程は、前記支持基体側から前記第２の基板側に光を照射するこ
とにより、前記接着剤のうち、前記光導波路が形成され
ている領域に対応する部分のみを選択的に露光して硬化
させる工程と、前記第２の基板上の光導波路が形成されている領域以外
の領域に残存する未硬化の接着剤を除去する工程とを含
むことを特徴とする請求項１０記載の光導波路の製造方
法。
【請求項１２】前記支持基体上に複数の光導波路を形
成する工程の前に、更に、前記支持基体上の前記複数の光導波路の形成予定領域以
外の領域に、選択的に遮光膜を形成する工程を含むと共
に、前記接着剤を選択的に硬化させる工程において、前記遮
光膜をマスクとして選択的露光を行うようにしたことを
特徴とする請求項１１記載の光導波路の製造方法。
【請求項１３】前記光導波路を、ポリイミド，エポキ
シ樹脂，アクリル樹脂，ポリオレフィン樹脂および合成
ゴムからなる群のうちの少なくとも１種を含む材料によ
り形成することを特徴とする請求項１記載の光導波路の
製造方法。
【請求項１４】前記第１の基板として、石英あるいは
ガラスよりなる基板を用いることを特徴とする請求項１
記載の光導波路の製造方法。
【請求項１５】前記第２の基板として、電気的配線が
形成された配線基板を用いることを特徴とする請求項１
記載の光導波路の製造方法。
【請求項１６】前記第２の基板として、酸化アルミニ
ウム（Ａｌ₂Ｏ₃），ガラスセラミック，窒化アルミニ
ウム（ＡｌＮ）およびムライトからなる群のうちの少な
くとも１種のセラミック材料を含む多層基板を用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の光導波路の製造方法。
【請求項１７】前記第２の基板として、ガラスエポキ
シ樹脂，ポリイミド，ＢＴ樹脂，ＰＰＥ（polyphenyl e
ther）樹脂，フェノール樹脂およびポリオレフィン樹脂
からなる群のうちの少なくとも１種の有機材料を含む多
層基板を用いることを特徴とする請求項１記載の光導波
路の製造方法。
【請求項１８】前記光導波路を、コア層とクラッド層
とを含むように形成することを特徴とする請求項１記載
の光導波路の製造方法。
【請求項１９】第１の基板側に光導波路を形成したの
ち、この光導波路を第１の基板側から第２の基板側へ転
写する工程と、前記第２の基板上に、電気信号を前記光導波路内を伝搬
する光信号に変換するための発光素子または前記光導波
路内を伝搬してきた光信号を電気信号に変換するための
受光素子の少なくとも一方を形成する工程と、前記第２の基板上に、前記発光素子または前記受光素子
の少なくとも一方との間で電気信号の授受を行うための
集積回路を形成する工程とを含む光送受信装置の製造方
法であって、前記光導波路を転写する工程が、第１の基板を含む支持基体上に、ダミー層を選択的に形
成する工程と、前記支持基体および前記ダミー層を覆うように光導波路
を形成する工程と、前記ダミー層を除去することにより、前記支持基体と前
記光導波路との間に選択的に間隙を形成する工程と、前記光導波路と第２の基板とを固着させる工程と、前記第１の基板を前記光導波路から剥離する工程とを含
むことを特徴とする光送受信装置の製造方法。
【請求項２０】前記第２の基板として、電気的配線が
形成された配線基板を用いることを特徴とする請求項１
９記載の光送受信装置の製造方法。