JP2001074958A - Resin optical waveguide having flattened layer, its production and optical parts - Google Patents

Resin optical waveguide having flattened layer, its production and optical parts

Info

Publication number
JP2001074958A
JP2001074958A JP25097999A JP25097999A JP2001074958A JP 2001074958 A JP2001074958 A JP 2001074958A JP 25097999 A JP25097999 A JP 25097999A JP 25097999 A JP25097999 A JP 25097999A JP 2001074958 A JP2001074958 A JP 2001074958A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
resin
cladding layer
forming
flattening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25097999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Takahashi
亨 高橋
Nobuo Miyadera
信生 宮寺
Yutaka Honda
裕 本田
Shigeru Koibuchi
滋 鯉渕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP25097999A priority Critical patent/JP2001074958A/en
Publication of JP2001074958A publication Critical patent/JP2001074958A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of an optical waveguide in which the upper face of the upper clad can be easily flattened although the optical waveguide is made of a resin. SOLUTION: The optical waveguide consists of a substrate 14, a lower clad layer 15, a core layer 16 disposed on part of the lower clad layer 15, upper clad layer 20 covering the core layer 16 and a flattening layer 24 covering the upper face of the upper clad layer 20. The upper clad layer 20 and the flattening layer 24 consist of a resin. The resin constituting the flattening layer 24 has a lower glass transition temperature than the resin constituting the upper clad layer 20.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路に関し、
特に、クラッドおよびコアが樹脂製の光導波路に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical waveguide,
In particular, the present invention relates to an optical waveguide whose cladding and core are made of resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のパソコンやインターネットの普及
に伴い、情報伝送需要が急激に増大している。このた
め、伝送速度の速い光伝送を、パソコン等の末端の情報
処理装置まで普及させることが望まれている。これを実
現するには、光インターコネクション用に、高性能な光
導波路を、安価かつ大量に製造することが必要がある。
2. Description of the Related Art With the spread of personal computers and the Internet in recent years, the demand for information transmission has rapidly increased. For this reason, it is desired that optical transmission with a high transmission speed be spread to terminal information processing devices such as personal computers. To achieve this, it is necessary to manufacture high-performance optical waveguides for optical interconnection at low cost and in large quantities.

【0003】光導波路の材料としては、ガラスや半導体
材料等の無機材料と、ポリマ材料が知られている。無機
材料により光導波路を製造する場合には、真空蒸着装置
やスパッタ装置等の成膜装置により無機材料膜を成膜
し、これを所望の導波路形状にエッチングすることによ
り製造する方法が用いられる。しかしながら、真空蒸着
装置やスパッタ装置は、真空排気設備が必要であるた
め、装置が大型で高価である。また、真空排気工程が必
要であるため工程が複雑になる。
As materials for optical waveguides, inorganic materials such as glass and semiconductor materials and polymer materials are known. When an optical waveguide is manufactured from an inorganic material, a method is used in which an inorganic material film is formed by a film forming apparatus such as a vacuum evaporation apparatus or a sputtering apparatus, and the inorganic film is etched into a desired waveguide shape. . However, the vacuum evaporation apparatus and the sputtering apparatus require large-scale evacuation equipment, and are therefore large and expensive. In addition, since the evacuation step is required, the step becomes complicated.

【0004】これに対し、ポリマ材料によって光導波路
を製造する場合には、成膜工程を、塗布と加熱により大
気圧で行うことができるため、装置および工程が簡単で
あるという利点がある。例えば、特開平9−40774
号公報には、ポリイミドにより光導波路を製造する方法
が開示されている。
On the other hand, when an optical waveguide is manufactured from a polymer material, the film formation process can be performed at atmospheric pressure by coating and heating, and thus there is an advantage that the apparatus and the process are simple. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-40774
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-139,086 discloses a method for manufacturing an optical waveguide using polyimide.

【0005】上記公報に記載されている光導波路の製造
方法は、まず、シリコン等の基板の上に、ポリアミド酸
溶液をスピン塗布し、これを加熱して乾燥・硬化させる
ことにより、ポリイミド膜を得て、これを下部クラッド
層とする。つぎに、同様の手順で、下部クラッドよりも
屈折率の高いポリイミド膜を形成し、これをコア層とす
る。このコア層の上に、レジストにより所定のマスクを
形成して、リアクティブイオンエッチング(RIE)等
により、所望のコアの形状に加工する。つぎに、このコ
アの上にさらに、ポリアミド酸溶液をスピン塗布し、こ
れを加熱乾燥させた後、さらに加熱して硬化させること
により、コアよりも屈折率の低いポリイミド膜を得て、
これを上部クラッド層とする。
In the method of manufacturing an optical waveguide described in the above publication, first, a polyamic acid solution is spin-coated on a substrate such as silicon and heated and dried and cured to form a polyimide film. This is used as a lower cladding layer. Next, a polyimide film having a higher refractive index than the lower clad is formed by the same procedure, and this is used as a core layer. A predetermined mask is formed on the core layer with a resist, and processed into a desired core shape by reactive ion etching (RIE) or the like. Next, on this core, a polyamic acid solution was further spin-coated, heated and dried, and then further heated and cured to obtain a polyimide film having a lower refractive index than the core,
This is used as the upper cladding layer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したポリイミド製
の光導波路の製造方法のように、光導波路をポリマ材料
で形成する場合には、材料溶液のスピン塗布、乾燥、加
熱硬化という手順となる。この乾燥工程ではスピン塗布
された材料溶液の溶媒が蒸発するため、材料溶液の塗布
膜は、厚さ方向にほぼ一定の割合で縮小する。縮小の割
合は、材料溶液中の溶媒の濃度にほぼ等しい。このた
め、上部クラッド層は、材料溶液膜のスピン塗布時には
膜の上面が平坦になっていても、パターニングされたコ
ア層の上に形成されているため、乾燥後には下のコア層
の形状に沿って凸形状の上面となる。通常の光導波路に
使用されるポリマ材料では、硬化時にも乾燥時の凸形状
がほぼ維持され、上部クラッド層の上面はコアの形状に
凸形状になる。このように上部クラッド層の上面に凸形
状があると、上部クラッド層の上に電気回路の配線パタ
ーン等を形成する場合に、一様に成膜ができないため、
配線に断線が生じる恐れがある。また、上部クラッド層
の上にさらに光導波路を積層する場合にも、上側の光導
波路の形状が凸形状になるという問題がある。
In the case where the optical waveguide is formed of a polymer material as in the above-mentioned method of manufacturing an optical waveguide made of polyimide, the procedure involves spin coating of a material solution, drying and heat curing. In this drying step, the solvent of the spin-coated material solution evaporates, so that the coating film of the material solution shrinks at a substantially constant rate in the thickness direction. The rate of reduction is approximately equal to the concentration of the solvent in the material solution. For this reason, the upper clad layer is formed on the patterned core layer even when the upper surface of the film is flat when the material solution film is spin-coated, and thus, after drying, it has the shape of the lower core layer. Along with the upper surface of the convex shape. In a polymer material used for an ordinary optical waveguide, a convex shape at the time of drying is almost maintained even at the time of curing, and the upper surface of the upper cladding layer has a convex shape in the shape of the core. If the upper surface of the upper clad layer has a convex shape as described above, when forming a wiring pattern of an electric circuit or the like on the upper clad layer, uniform film formation cannot be performed.
There is a risk of disconnection in the wiring. Also, when an optical waveguide is further laminated on the upper cladding layer, there is a problem that the shape of the upper optical waveguide becomes convex.

【0007】また、上部クラッド層の厚さを非常に厚く
することができれば、上部クラッド層の上面に生じる凸
形状の段差を小さくすることができるが、スピン塗布で
形成できる膜の厚さには限界があり、しかも乾燥により
必ず厚さが縮小するため、ある程度以上厚くすることは
できない。また、スピン塗布、乾燥、硬化の工程を繰り
返して、上部クラッド層を多層構造にすることにより、
厚くすることは可能であるが、工程を繰り返す分だけ工
程が複雑になり、製造効率が悪くなる。また、非常に厚
くしても、乾燥時に縮小が生じることは同じであるた
め、凸形状を完全になくして平坦にすることはできな
い。
Further, if the thickness of the upper cladding layer can be made very large, the step of the convex shape formed on the upper surface of the upper cladding layer can be reduced. There is a limit, and since the thickness is necessarily reduced by drying, the thickness cannot be increased to a certain extent. Also, by repeating the steps of spin coating, drying and curing, the upper cladding layer has a multilayer structure,
Although it is possible to increase the thickness, the process is complicated by the amount of repetition of the process, and the manufacturing efficiency deteriorates. Further, even when the thickness is very large, the reduction occurs during drying in the same manner, so that the convex shape cannot be completely eliminated to make the surface flat.

【0008】また、上部クラッド層の上面に研磨加工を
施すことにより、上面を平坦にすることも考えられる
が、厚さがそれほど厚くない(10〜20μm程度)上
部クラッド層の凸部を研磨するには、研磨量の制御が困
難である。また、別途、研磨工程が必要になるため、工
程が複雑になるという問題もある。
The upper surface of the upper clad layer may be polished to make the upper surface flat, but the thickness of the upper clad layer is not so large (about 10 to 20 μm). Is difficult to control the polishing amount. In addition, since a polishing step is separately required, there is a problem that the process is complicated.

【0009】本発明は、樹脂製の光導波路でありなが
ら、上部クラッドの上面を容易に平坦にすることのでき
る光導波路の構造を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a structure of an optical waveguide in which the upper surface of an upper clad can be easily flattened while being an optical waveguide made of resin.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、以下のような光導波路が提供され
る。すなわち、基板と、前記基板上に配置された下部ク
ラッド層と、前記下部クラッド層上の一部に配置された
コア層と、前記コア層を覆う上部クラッド層と、上部ク
ラッド層の上面を覆う平坦化層とを有し、前記上部クラ
ッド層および平坦化層は、樹脂からなり、前記平坦化層
を構成する樹脂は、前記上部クラッド層を構成する樹脂
よりもガラス転移温度が低いことを特徴とする光導波路
である。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the following optical waveguide is provided. That is, a substrate, a lower cladding layer disposed on the substrate, a core layer partially disposed on the lower cladding layer, an upper cladding layer covering the core layer, and covering an upper surface of the upper cladding layer. A flattening layer, wherein the upper cladding layer and the flattening layer are made of a resin, and a resin forming the flattening layer has a lower glass transition temperature than a resin forming the upper cladding layer. Is an optical waveguide.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態の光導波路
について、図面を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical waveguide according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0012】本実施の形態の光導波路は、図4(o)の
ように、シリコンウエハ基板14の上に、下部クラッド
層15を備え、下部クラッド層15の上にパターニング
されたコア層16が配置されている。コア層16は、上
部クラッド層20により覆われており、上部クラッド層
20の上面の凸形状を埋めるように平坦化層24が配置
されている。平坦化層24の上面は凸形状のほとんどな
いほぼ平面になっている。
As shown in FIG. 4 (o), the optical waveguide of the present embodiment includes a lower cladding layer 15 on a silicon wafer substrate 14, and a core layer 16 patterned on the lower cladding layer 15. Are located. The core layer 16 is covered with the upper cladding layer 20, and the flattening layer 24 is arranged so as to fill the convex shape on the upper surface of the upper cladding layer 20. The upper surface of the flattening layer 24 is almost flat with almost no convex shape.

【0013】下部クラッド層15および上部クラッド層
20は、いずれも、日立化成工業株式会社製OPI−N
1005(商品名)を用いて形成したポリイミド膜であ
り、屈折率1.52〜1.53である。下部クラッド層
15の膜厚は、約7μm、上部クラッド層20の膜厚
は、約15μmである。コア層16は、日立化成工業株
式会社製OPI−N3205(商品名)を用いて形成し
たポリイミド膜であり、膜厚は約8μmである。コア層
16は、幅も約8μmにパターニングされている。コア
層16の屈折率は、下部および上部クラッド層15、2
0よりも約0.5%大きい。
The lower cladding layer 15 and the upper cladding layer 20 are both OPI-N manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.
It is a polyimide film formed using 1005 (trade name) and has a refractive index of 1.52 to 1.53. The thickness of the lower cladding layer 15 is about 7 μm, and the thickness of the upper cladding layer 20 is about 15 μm. The core layer 16 is a polyimide film formed using OPI-N3205 (trade name) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., and has a thickness of about 8 μm. The core layer 16 is also patterned to a width of about 8 μm. The refractive index of the core layer 16 depends on the lower and upper cladding layers 15, 2
About 0.5% larger than 0.

【0014】平坦化層24は、日立化成デュポンマイク
ロシステムズ株式会社製PIX−6400(商品名)を
用いて形成したポリイミド膜であり、膜厚は、コア層1
6から離れた端部の部分で約7μmである。
The flattening layer 24 is a polyimide film formed by using PIX-6400 (trade name) manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems Co., Ltd.
6 is about 7 μm at an end portion away from 6.

【0015】つぎに、図4(o)の光導波路の製造方法
について説明する。
Next, a method of manufacturing the optical waveguide shown in FIG.

【0016】まず、図1(a)のシリコンウエハ基板1
4の上面に、下部クラッド層15との接着性を高めるた
めの極薄い接着層(不図示)を形成する。その上に、上
述のOPI−N1005(樹脂分濃度15重量%)をス
ピン塗布して材料溶液膜を形成する。その後、乾燥器で
100℃で30分、次いで、200℃で30分加熱する
ことにより溶媒を蒸発させ、続けて370℃で60分加
熱することにより硬化を行い、膜厚約7μmのポリイミ
ド膜を形成した。これにより、下部クラッド層15を形
成した。
First, the silicon wafer substrate 1 shown in FIG.
An extremely thin adhesive layer (not shown) for improving the adhesiveness with the lower cladding layer 15 is formed on the upper surface of the substrate 4. The above-mentioned OPI-N1005 (resin concentration: 15% by weight) is spin-coated thereon to form a material solution film. Thereafter, the solvent is evaporated by heating in a dryer at 100 ° C. for 30 minutes and then at 200 ° C. for 30 minutes, followed by curing by heating at 370 ° C. for 60 minutes to form a polyimide film having a thickness of about 7 μm. Formed. Thereby, the lower cladding layer 15 was formed.

【0017】この下部クラッド層15の上に、上述のO
PI−N3205(樹脂分濃度15重量%)をスピン塗
布して材料溶液膜を形成する。その後、乾燥器で100
℃で30分、次いで、200℃で30分加熱することに
より溶媒を蒸発させ、続けて350℃で60分加熱する
ことにより硬化を行い、膜厚約8μmのポリイミド膜を
形成し、コア層16を形成した(図1(b))。
On the lower cladding layer 15, the above-mentioned O
PI-N3205 (resin concentration 15% by weight) is spin-coated to form a material solution film. Then, in a dryer, 100
The solvent was evaporated by heating at 30 ° C. for 30 minutes and then at 200 ° C. for 30 minutes, followed by curing by heating at 350 ° C. for 60 minutes to form a polyimide film having a thickness of about 8 μm. Was formed (FIG. 1B).

【0018】次に、コア層16の上にレジストとして、
RU−1600P(日立化成工業株式会社製)をスピン
塗布し、100℃で乾燥後、水銀ランプで露光、現像す
ることにより、レジストパターン層17を形成した(図
1(c))。このレジストパターン層17を、マスクと
して、酸素でリアクティブイオンエッチング(O2−R
1E)を行い、コア層16を所望の光導波路の形状にパ
ターニングした。(図1(d))。その後、レジストを
剥離した(図1(e))。
Next, as a resist on the core layer 16,
RU-1600P (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was spin-coated, dried at 100 ° C., and exposed and developed with a mercury lamp to form a resist pattern layer 17 (FIG. 1C). Using this resist pattern layer 17 as a mask, reactive ion etching (O 2 -R
1E), the core layer 16 was patterned into a desired optical waveguide shape. (FIG. 1 (d)). Thereafter, the resist was stripped (FIG. 1 (e)).

【0019】さらに、この上に、上述のOPI−N10
05(樹脂分濃度25重量%)をスピン塗布して材料溶
液膜18を形成した(図2(f))。この材料溶液膜1
8の上面は、図2(f)のように平坦であったが、乾燥
器で100℃で30分、次いで、200℃で30分加熱
して溶媒を蒸発させ、前駆体膜19にしたところ、膜厚
がほぼ一定の縮小率で縮小したために、前駆体膜19の
上面は、コア層16の形状に沿った凸形状になった(図
2(g))。この乾燥工程に続けて、350℃で60分
加熱することにより前駆体膜19中のポリアミド酸をイ
ミド化させることにより、硬化させ、厚さ15μmのポ
リイミド膜の上部クラッド層20を形成した(図2
(h))。上部クラッド層20は、前駆体膜19の形状
をほぼ維持しており、上面がコア層16の形状に沿った
凸形状であった。
Further, the above-mentioned OPI-N10
05 (resin concentration 25% by weight) was spin-coated to form a material solution film 18 (FIG. 2 (f)). This material solution film 1
Although the upper surface of 8 was flat as shown in FIG. 2 (f), it was heated in a dryer at 100 ° C. for 30 minutes and then at 200 ° C. for 30 minutes to evaporate the solvent to form a precursor film 19. Since the film thickness was reduced at a substantially constant reduction ratio, the upper surface of the precursor film 19 became convex along the shape of the core layer 16 (FIG. 2 (g)). Subsequent to this drying step, the polyamide acid in the precursor film 19 is imidized by heating at 350 ° C. for 60 minutes to be cured, thereby forming an upper clad layer 20 of a polyimide film having a thickness of 15 μm (FIG. 2
(H)). The upper cladding layer 20 substantially maintained the shape of the precursor film 19, and the upper surface was convex along the shape of the core layer 16.

【0020】上部クラッド層20の上面が凸形状のまま
では、この後の工程で上部クラッド20および下部クラ
ッド層15をエッチングする際に支障が生じるため、本
実施の形態では、上部クラッド層20の上面に、平坦化
層24を形成する。
If the upper surface of the upper cladding layer 20 remains convex, there will be a problem in etching the upper cladding layer 20 and the lower cladding layer 15 in the subsequent steps. A flattening layer 24 is formed on the upper surface.

【0021】まず、上部クラッド層20の上に、上述の
PIX−6400(樹脂分濃度35.5重量%)をスピ
ン塗布して材料溶液膜21を形成した(図2(i))。
材料溶液膜21の上面は、スピン塗布のため、図2
(i)のように平坦であった。その後、乾燥器で100
℃で30分、次いで、200℃で30分加熱し、溶媒を
蒸発させ前駆体膜23を得たところ、前駆体膜23の形
状は、上部クラッド層20の上面形状に沿った凸形状に
なった(図3(j))。しかしながら、この乾燥工程に
続けて、350℃で60分加熱して、前駆体膜23中の
ポリアミド酸をイミド化して硬化させたところ、図3
(k)のように上面がほぼ平坦な、厚さ7μmのポリイ
ミド膜の平坦化層24が得られた。この平坦化層24の
表面段差を接触段差計で測定したところ1μm以下であ
った。
First, the above-mentioned PIX-6400 (resin concentration: 35.5% by weight) was spin-coated on the upper cladding layer 20 to form a material solution film 21 (FIG. 2 (i)).
The upper surface of the material solution film 21 is formed by spin coating, as shown in FIG.
It was flat as in (i). Then, in a dryer, 100
After heating at 30 ° C. for 30 minutes and then at 200 ° C. for 30 minutes to evaporate the solvent to obtain a precursor film 23, the shape of the precursor film 23 becomes convex along the upper surface of the upper cladding layer 20. (FIG. 3 (j)). However, following this drying process, the polyamide acid in the precursor film 23 was imidized and cured by heating at 350 ° C. for 60 minutes.
As shown in (k), a flattening layer 24 of a 7 μm-thick polyimide film having a substantially flat upper surface was obtained. The surface step of the flattening layer 24 was measured by a contact step meter and found to be 1 μm or less.

【0022】このように上面が平坦な平坦化層24が得
られたのは、次のような理由による。上部クラッド層2
0も平坦化層24も、ポリイミドであるが両者は構造式
が異なる。このため、OPI−N1005から形成した
上部クラッド層20のポリイミドは、ガラス転移温度
(Tg)が325℃であるのに対し、PIX−6400
から形成した平坦化層24は、ガラス転移温度(Tg)
が270℃と、上部クラッド層20よりも低い。本実施
の形態の製造工程では、上部クラッド層20の前駆体膜
19を硬化させてポリイミド膜にする際も、平坦化層2
4の前駆体膜23を硬化させてポリイミド膜にする際
も、加熱温度は同じ350℃にしている。よって、上部
クラッド層20は、ポリイミド膜がガラス転移温度(T
g)+25℃で加熱されるのに対し、平坦化層24は、
ポリイミド膜がガラス転移温度(Tg)+80℃にも加
熱される。一般的に、ポリイミド等の樹脂は、ガラス転
移温度(Tg)以上の温度で流動性をもち、ガラス転移
温度との温度差が大きくなるほど流動性が高くなる。そ
のため、同じ350℃に加熱された場合、上部クラッド
層20よりも、平坦化層24の方が流動性が高く流れや
すくなるために、盛り上がった部分からより低い部分に
流れ、上面が平坦になる。
The flattened layer 24 having a flat upper surface is obtained for the following reason. Upper cladding layer 2
Both 0 and the planarization layer 24 are polyimide, but have different structural formulas. For this reason, the polyimide of the upper cladding layer 20 formed from OPI-N1005 has a glass transition temperature (Tg) of 325 ° C., while PIX-6400
The glass transition temperature (Tg)
270 ° C., which is lower than that of the upper cladding layer 20. In the manufacturing process of the present embodiment, even when the precursor film 19 of the upper cladding layer 20 is cured into a polyimide film, the planarizing layer 2
Also, when the precursor film 23 of No. 4 is cured into a polyimide film, the heating temperature is the same at 350 ° C. Therefore, the upper cladding layer 20 has a glass transition temperature (T
g) While heated at + 25 ° C., the planarizing layer 24
The polyimide film is also heated to a glass transition temperature (Tg) + 80 ° C. Generally, resins such as polyimide have fluidity at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg), and the fluidity increases as the temperature difference from the glass transition temperature increases. Therefore, when heated to the same 350 ° C., the flattening layer 24 has a higher fluidity and flows more easily than the upper cladding layer 20, and flows from a raised portion to a lower portion, and the upper surface becomes flat. .

【0023】また、平坦化層24の流動性が大きい理由
は、ガラス転移温度(Tg)と加熱温度との温度差のみ
ではなく、PIX−6400から形成したポリイミド
と、OPI−N1005から形成したポリイミドとの化
学構成の違いも影響していると考えられる。
The reason why the fluidity of the flattening layer 24 is large is not only the temperature difference between the glass transition temperature (Tg) and the heating temperature, but also the polyimide formed from PIX-6400 and the polyimide formed from OPI-N1005. It is considered that the difference in the chemical constitution between the two also influences.

【0024】また、平坦化層24は、材料溶液であるP
IX−6400の樹脂分濃度が35.5%であり、上部
クラッド層20の材料溶液のOPI−N1005(樹脂
分濃度25重量%)よりも濃度が高い。このため、平坦
化層24の材料溶液膜21が乾燥により前駆体膜23に
変化する際の縮小の度合いは、上部クラッド層20の材
料溶液膜18が前駆体膜19に変化の際の縮小の度合い
ほど大きくない。したがって、前駆体膜23が形成され
た時点で、その段差は、上部クラッド層20の上面の段
差よりも小さくなっている。このように、材料溶液の濃
度が上部クラッド層20よりも大きい材料を平坦化層2
4に用いていることも、効果的に上部クラッド層20の
段差を低減できる要因になっていると思われる。
The flattening layer 24 is made of P, which is a material solution.
The resin concentration of IX-6400 is 35.5%, which is higher than OPI-N1005 (resin concentration 25% by weight) of the material solution of the upper cladding layer 20. For this reason, the degree of reduction when the material solution film 21 of the planarization layer 24 changes to the precursor film 23 due to the drying is the same as the degree of reduction when the material solution film 18 of the upper cladding layer 20 changes to the precursor film 19. Not as great as degree. Therefore, when the precursor film 23 is formed, the step is smaller than the step on the upper surface of the upper clad layer 20. As described above, a material having a concentration of the material solution higher than that of the upper cladding layer 20 is used for the planarizing layer 2.
It is considered that the use of No. 4 is also a factor that can effectively reduce the step of the upper cladding layer 20.

【0025】このように、本実施の形態の光導波路は、
平坦化層24を備え、上面を平坦にしているため、以下
のように下部および上部クラッド層15、20をパター
ンニングする際も上部クラッド層20の影響を受けな
い。
As described above, the optical waveguide of this embodiment is
Since the upper surface is flattened with the flattening layer 24, the lower cladding layer 15 and the lower cladding layer 20 are not affected by the upper cladding layer 20 when patterning as described below.

【0026】このパターニング工程を説明する。まず、
平坦化層24の上に、スピンオングラス(SOG)工程
により酸化珪素膜25を形成する(図3(l))。次
に、レジスト膜として、日立化成工業株式会社製RU−
1600Pをスピン塗布し、100℃で乾燥後、水銀ラ
ンプで露光、現像を行い、レジストパターン層26を形
成した(図4(m))。このレジストパターン層26を
マスクとして、フッ素ガスでリアクティブイオンエッチ
ング(F−RIE)を行い、酸化珪素膜25をパターニ
ングした(図4(n))。さらに、この酸化珪素膜25
をマスクとして酸素でリアクティブイオンエッチング
(O2−RlE)を行い、平坦化層24、下部および上
部クラッド層20、15を所望の形状に加工した。その
後、酸化珪素膜25を除去した(図4(o))。これに
より、本実施の形態の上面が平坦な光導波路(図4
(o))が得られた。
The patterning step will be described. First,
A silicon oxide film 25 is formed on the planarization layer 24 by a spin-on-glass (SOG) process (FIG. 3 (l)). Next, as a resist film, RU- manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. was used.
After 1600P was spin-coated and dried at 100 ° C., exposure and development were performed with a mercury lamp to form a resist pattern layer 26 (FIG. 4 (m)). Using the resist pattern layer 26 as a mask, reactive ion etching (F-RIE) was performed with fluorine gas to pattern the silicon oxide film 25 (FIG. 4 (n)). Further, the silicon oxide film 25
Was used as a mask to perform reactive ion etching (O 2 -RIE) with oxygen to process the planarization layer 24 and the lower and upper cladding layers 20 and 15 into desired shapes. Thereafter, the silicon oxide film 25 was removed (FIG. 4 (o)). Thus, the optical waveguide according to the present embodiment has a flat upper surface (FIG. 4).
(O)) was obtained.

【0027】このように、本実施の形態では、上部クラ
ッド層20の上に、平坦化層24を上面に配置すること
により、上面が平坦な光導波路を得ることができる。よ
って、この光導波路の上にさらに光導波路を形成した
り、配線パターンを形成する場合にも、上の光導波路を
良好に成膜でき、また、配線パターンに断線等を生じさ
せる恐れがない。なお、上述の実施の形態では、上部ク
ラッド層20および下部クラッド層15を図3(l)〜
図4(o)の工程によりパターニングする場合について
説明したが、上部クラッド層20および下部クラッド層
15をパターニングせず、図7(a)のようにコア層1
6を埋め込んだ上面が平坦な平板として使用することも
可能である。
As described above, in the present embodiment, an optical waveguide having a flat upper surface can be obtained by disposing the planarization layer 24 on the upper clad layer 20 on the upper surface. Therefore, even when an optical waveguide is further formed on the optical waveguide or a wiring pattern is formed, the upper optical waveguide can be satisfactorily formed, and there is no possibility that the wiring pattern may be disconnected. In the above-described embodiment, the upper clad layer 20 and the lower clad layer 15 are formed as shown in FIGS.
Although the case of patterning by the process of FIG. 4 (o) has been described, the upper cladding layer 20 and the lower cladding layer 15 are not patterned, and the core layer 1 is formed as shown in FIG. 7 (a).
6 may be used as a flat plate having a flat upper surface.

【0028】本実施の形態の図4(o)の光導波路や図
7(a)の光導波路は、光モジュールと光ファイバとの
間を接続する光インターコネクション用光部品として用
いることが可能である。また、本実施の形態の光導波路
のコア層16のパターン形状を所定の形状にすることに
より、光路変換素子、光路分岐素子、方向性結合器等の
光部品を構成することができる。
The optical waveguide of FIG. 4 (o) and the optical waveguide of FIG. 7 (a) of this embodiment can be used as optical components for optical interconnection for connecting between an optical module and an optical fiber. is there. Further, by making the pattern shape of the core layer 16 of the optical waveguide of the present embodiment a predetermined shape, it is possible to configure an optical component such as an optical path conversion element, an optical path branching element, and a directional coupler.

【0029】また、本実施の形態の光導波路の製造方法
では、下部クラッド層15、コア層16、上部クラッド
層20および平坦化層24の全ての層を、スピン塗布と
乾燥・硬化という簡単な工程で大気圧で成膜できるた
め、安価に大量に光導波路を製造する方法として適して
いる。また、この光導波路の構成では、平坦化層24
は、コア層24の光の伝搬には、ほとんど影響を与えな
いため、屈折率等を考慮することなく、材料を選択する
ことができる。
In the method of manufacturing an optical waveguide according to the present embodiment, all of the lower cladding layer 15, the core layer 16, the upper cladding layer 20, and the planarizing layer 24 are formed by simple spin coating, drying and curing. Since the film can be formed at atmospheric pressure in the process, it is suitable as a method for manufacturing a large amount of optical waveguides at low cost. In the configuration of this optical waveguide, the planarizing layer 24
Has almost no effect on the propagation of light in the core layer 24, so that the material can be selected without considering the refractive index and the like.

【0030】また、本実施の形態の光導波路は、平坦化
のための平坦化層24を上部クラッド層20とは別に配
置する構成にしたことにより、薄い平坦化層24を配置
するだけで上面を平坦にすることが可能になった。よっ
て、上部クラッド層20の上面の凸形状の段差を小さく
するために、上部クラッド層20の厚さを厚くする場合
よりも、薄い上部クラッド層20および薄い平坦化層2
4で平坦化を達成できる。これにより、上部クラッド層
20および平坦化層24の形成が容易になるとともに、
厚さをかせぐために上部クラッド層20を多層構造等に
する必要もないため、単純な工程で平坦化という目的を
効果的に達成することができる。
Further, the optical waveguide of the present embodiment has a structure in which the planarization layer 24 for planarization is disposed separately from the upper cladding layer 20, so that the upper surface can be formed only by disposing the thin planarization layer 24. Can be flattened. Therefore, in order to reduce the step of the convex shape on the upper surface of the upper cladding layer 20, the upper cladding layer 20 and the thin planarization layer 2 are thinner than when the thickness of the upper cladding layer 20 is increased.
4 can achieve flattening. This facilitates the formation of the upper cladding layer 20 and the planarization layer 24,
Since the upper cladding layer 20 does not need to have a multilayer structure or the like in order to increase the thickness, the purpose of flattening can be effectively achieved by a simple process.

【0031】また、光導波路の上部クラッド層20の材
料としては、低屈折率化および低伝搬損失化のために、
上述のOPI−N1005のようにフッ素を含むポリイ
ミドを用いることが多い。しかしながら、フッ素を含む
ポリイミドは、耐溶剤性があまり高くなく、他のものと
の接着性が低いという性質がある。このため、上部クラ
ッド層20がそのまま外部に曝されると耐食性が悪くな
ったり、上部クラッド層20の上に何か光部品等を接着
しようとしても、接着しにくいという問題が生じやす
い。本実施の形態では、平坦化層24により図7(a)
のように上部クラッド層20を被覆することができるた
め、平坦化層24としてフッ素含有量が低い材料もしく
はフッ素を含有しない材料を用いることにより、光導波
路の耐食性、接着性を向上させることができるという効
果も得られる。なお、上部クラッド層20と平坦化層2
4とは、同じポリイミド同士であるため、接着性は良好
である。
As a material of the upper cladding layer 20 of the optical waveguide, in order to reduce the refractive index and the propagation loss,
Polyimide containing fluorine is often used like the above-mentioned OPI-N1005. However, the polyimide containing fluorine has a property that the solvent resistance is not so high and the adhesion to other materials is low. For this reason, if the upper clad layer 20 is exposed to the outside as it is, corrosion resistance is deteriorated, and even if an optical component or the like is to be adhered on the upper clad layer 20, it is difficult to adhere. In this embodiment, the flattening layer 24 is used in FIG.
Since the upper cladding layer 20 can be covered as described above, the corrosion resistance and adhesion of the optical waveguide can be improved by using a material having a low fluorine content or a material not containing fluorine as the planarizing layer 24. The effect is also obtained. The upper cladding layer 20 and the planarizing layer 2
4 is the same polyimide, so that the adhesiveness is good.

【0032】また、図7(a)のように上部および下部
クラッド層20、15をエッチングせずに平板型の光導
波路として用いる場合、コア層16の幅は数μmと非常
に細いため、どこにコア層16があるのかを上面もしく
は端面から目視または顕微鏡で確認するのは容易ではな
い。しかしながら、本実施の形態の光導波路では、図7
(b)のように上面からコアの位置を確認することがで
きる。これは、平坦化層24が上部クラッド層20の上
面の凸形状を埋め込む形状であるため、平坦化層24の
厚さが、コア層16の上部部分71で薄くなっているこ
とと、平坦化層24を構成する樹脂が、上部および下部
クラッド層20、15を構成する樹脂よりも可視光透過
率の小さい有色材料であることによる。このため、上部
および下部クラッド層20、15に照明光を照射する
と、平坦化層24の薄い部分71から照明光がより多く
上面に透過して、薄い部分71が明るい線として観察で
きる。しかも、この薄い部分71の幅は、コア層16の
幅よりも広いので、コア層16の幅が狭い場合であって
も、コア層16の形状を容易に確認することができる。
When the upper and lower clad layers 20 and 15 are used as a flat optical waveguide without being etched as shown in FIG. 7A, the width of the core layer 16 is very small at several μm. It is not easy to visually check the presence or absence of the core layer 16 from the upper surface or the end surface or with a microscope. However, in the optical waveguide of the present embodiment, FIG.
The position of the core can be confirmed from the upper surface as shown in FIG. This is because the planarization layer 24 has a shape that embeds the convex shape of the upper surface of the upper cladding layer 20, so that the thickness of the planarization layer 24 is reduced in the upper portion 71 of the core layer 16, This is because the resin forming the layer 24 is a colored material having a lower visible light transmittance than the resin forming the upper and lower cladding layers 20 and 15. Therefore, when the upper and lower cladding layers 20 and 15 are irradiated with illumination light, more illumination light is transmitted from the thin portion 71 of the flattening layer 24 to the upper surface, and the thin portion 71 can be observed as a bright line. Moreover, since the width of the thin portion 71 is wider than the width of the core layer 16, the shape of the core layer 16 can be easily confirmed even when the width of the core layer 16 is narrow.

【0033】また、端面から光導波路を観察した場合
は、有色の平坦化層24と上部クラッド層20の境界
は、はっきり見えるため、この境界が凸形状に盛り上が
っている部分71をすぐに見つけることができる。よっ
て、この凸形状の部分71付近にコア層16があると検
討をつけて顕微鏡等で観察することができるため、コア
層16の境界が確認しやすくなる。
When the optical waveguide is observed from the end face, the boundary between the colored flattening layer 24 and the upper cladding layer 20 is clearly visible. Can be. Therefore, if the core layer 16 is present in the vicinity of the convex portion 71, it can be observed with a microscope or the like, and the boundary of the core layer 16 can be easily confirmed.

【0034】このように、コア層16の位置を目視また
は顕微鏡で上面または端面から確認することができる
と、光導波路のユーザが光ファイバと光導波路とを結合
させる時等に、位置あわせの目印となるため非常に有効
である。
As described above, if the position of the core layer 16 can be confirmed visually or from a top surface or an end surface with a microscope, the user of the optical waveguide can use the positioning mark when coupling the optical fiber and the optical waveguide. This is very effective.

【0035】また、上述の実施の形態では、上面が平坦
な平坦化層24によりクラッド層20の上面が覆われて
いるため、コア層16の幅を上面から顕微鏡観察等によ
り精度良く検出することが可能である。なぜならば、平
坦化層24がない場合には、上面が凸形状のクラッド層
20と空気との界面により、照明光が屈折するため、ク
ラッド層20の上面がレンズのようになり、光導波路1
6の幅を正確に測定することができなかった。しかしな
がら、平坦化層24を配置したことにより、空気との界
面が平坦になり、照明光が屈折しない。また、上部クラ
ッド層20と平坦化層24との屈折率の差は、上部クラ
ッド層20と空気との屈折率差よりも大幅に小さいた
め、ほとんど影響がない。このため、コア層16の幅を
上面から顕微鏡で検出でき、出荷時に光導波路のコア層
16が許容範囲に収まっているかどうか等を容易に検出
することができる。ただし、顕微鏡観察の照明光として
は、平坦化層24および上部クラッド層20に吸収され
にくい波長の光を用いる必要がある。平坦化層24およ
び上部クラッド層20の材料として可視光透過性の高い
材料を用いた場合には、可視光で観察可能である。ま
た、上部クラッド層20と平坦化層24とが同じ屈折率
である場合には、より正確にコア層16の幅を検出する
ことができる。
In the above-described embodiment, since the upper surface of the cladding layer 20 is covered with the flattening layer 24 having a flat upper surface, the width of the core layer 16 can be accurately detected from the upper surface by microscopic observation or the like. Is possible. This is because, when the planarization layer 24 is not provided, the illumination light is refracted by the interface between the clad layer 20 having a convex upper surface and air, so that the upper surface of the clad layer 20 becomes a lens and the optical waveguide 1
The width of No. 6 could not be measured accurately. However, by arranging the flattening layer 24, the interface with air becomes flat, and the illumination light does not refract. Further, the difference in the refractive index between the upper cladding layer 20 and the planarization layer 24 is substantially smaller than the difference in the refractive index between the upper cladding layer 20 and the air, and thus has little effect. For this reason, the width of the core layer 16 can be detected with a microscope from the upper surface, and it can be easily detected whether or not the core layer 16 of the optical waveguide falls within an allowable range at the time of shipment. However, it is necessary to use light having a wavelength that is hardly absorbed by the planarizing layer 24 and the upper cladding layer 20 as illumination light for microscopic observation. When a material having high visible light transmittance is used as the material of the planarizing layer 24 and the upper cladding layer 20, it can be observed with visible light. When the upper clad layer 20 and the planarizing layer 24 have the same refractive index, the width of the core layer 16 can be detected more accurately.

【0036】また、図6のように、製造条件によって
は、平坦化層24の上面が完全に平坦にならない場合も
あるが、図6の形状の平坦化層24は、平坦化層24の
屈折率を上部クラッド層20よりも高くすることによ
り、コア層16の上部61に凹レンズの作用を持たせる
ことができる。このように凹レンズの作用を持たせるこ
とにより、平坦化層24の上部からコア16を観察した
場合に、平坦化層24の上面の緩い凸部での光の屈折
を、凹レンズの作用で打ち消すことができるため、平坦
化層24の上面が完全に平坦でなくても、コア層16の
幅を正確に顕微鏡観察等で上面から検出できる。
Although the upper surface of the flattening layer 24 may not be completely flat depending on the manufacturing conditions as shown in FIG. 6, the flattening layer 24 having the shape shown in FIG. By setting the ratio higher than that of the upper cladding layer 20, the upper portion 61 of the core layer 16 can have the function of a concave lens. By providing the function of the concave lens in this manner, when the core 16 is observed from above the flattening layer 24, the refraction of light at the loose convex portion on the upper surface of the flattening layer 24 is canceled by the action of the concave lens. Therefore, even if the upper surface of the planarization layer 24 is not completely flat, the width of the core layer 16 can be accurately detected from the upper surface by microscopic observation or the like.

【0037】なお、平坦化層24を用いずに、上部クラ
ッド層20を形成する際のポリイミド膜の硬化温度を、
ガラス転移温度(Tg)よりも高くすることにより上部
クラッド層20の流動性を高め、上部クラッド層20の
上面そのものを平坦にすることも考えられる。しかしな
がら、上部クラッド層20を構成する材料のTgが高い
(例えば上述の325℃)場合には、流動性を十分得る
ために400℃程度の高温まで加熱する必要があり、ポ
リイミドが分解する可能性がある。また、光導波路とし
ての耐温度性を考慮すると、クラッド層の材料としては
ガラス転移温度(Tg)が高い材料の方が好ましいた
め、上部クラッド層20の材料として、Tgが低い材料
を選択するのは難しい。また、屈折率等の光学的な性質
がコア層16との関係で光導波路を構成できる材料を選
択する必要があるため、材料選択にあたって、ガラス転
移温度(Tg)が低めの材料を選択することは容易では
ない。そのため、上部クラッド層20とは別に平坦化層
24を設ける本実施の形態の構成は、光導波路の耐熱性
を劣化させないという点からも、また、材料選択の容易
性からも効果が大きい。
The curing temperature of the polyimide film when forming the upper cladding layer 20 without using the flattening layer 24 is as follows.
By raising the temperature higher than the glass transition temperature (Tg), the fluidity of the upper cladding layer 20 may be increased, and the upper surface itself of the upper cladding layer 20 may be flattened. However, when the material constituting the upper cladding layer 20 has a high Tg (for example, 325 ° C. described above), it is necessary to heat to a high temperature of about 400 ° C. in order to obtain sufficient fluidity, and the polyimide may be decomposed. There is. Considering the temperature resistance of the optical waveguide, a material having a high glass transition temperature (Tg) is more preferable as the material of the cladding layer. Therefore, a material having a low Tg is selected as the material of the upper cladding layer 20. Is difficult. In addition, since it is necessary to select a material whose optical properties such as the refractive index can form the optical waveguide in relation to the core layer 16, it is necessary to select a material having a low glass transition temperature (Tg) when selecting the material. Is not easy. Therefore, the configuration of the present embodiment in which the planarization layer 24 is provided separately from the upper clad layer 20 is highly effective not only in that the heat resistance of the optical waveguide is not deteriorated, but also in that the material can be easily selected.

【0038】また、比較例として、上述の製造方法と同
様に図2(h)の上部クラッド層20まで形成し、上部
の平坦化層24を形成せずに、上述の実施の形態と同様
にSOGにより酸化珪素膜25を形成し(図5
(l’))、レジストパターン26を形成し(図5
(m’))、酸化珪素膜25をパターニングし(図5
(n’))、RlEによるエッチングを行ったところ、
図5(o’)のようにコア層16までエッチングされて
しまい、コア層16が消失した。これは、SOGにより
酸化珪素膜25を形成する方法が酸化珪素膜25を厚く
形成できないため、上部クラッド層20の凸部を覆いき
れず、凸部の上部クラッドが露出したためである。
Further, as a comparative example, in the same manner as in the above-described manufacturing method, up to the upper cladding layer 20 shown in FIG. 2H, and without forming the upper planarizing layer 24, the same as in the above-described embodiment. A silicon oxide film 25 is formed by SOG (FIG. 5)
(L ′)), forming a resist pattern 26 (FIG. 5)
(M ′)) and pattern the silicon oxide film 25 (FIG. 5).
(N ')), when etching by RIE was performed,
As shown in FIG. 5 (o ′), the etching was performed up to the core layer 16 and the core layer 16 disappeared. This is because the silicon oxide film 25 cannot be formed thick by the method of forming the silicon oxide film 25 by SOG, so that the convex portion of the upper clad layer 20 cannot be covered, and the upper clad of the convex portion is exposed.

【0039】これに対し、本実施の形態の光導波路で
は、上述のように平坦化層24が配置されているため、
マスクとして用いることのできる酸化珪素膜25をSO
Gにより形成することができる。したがって、酸化珪素
膜25を形成するために、蒸着法やスパッタ法を用いる
必要がなく、SOGにより簡単に酸化珪素膜25を形成
できるという利点もある。
On the other hand, in the optical waveguide of the present embodiment, since the flattening layer 24 is arranged as described above,
The silicon oxide film 25 that can be used as a mask is
G can be formed. Therefore, there is no need to use a vapor deposition method or a sputtering method to form the silicon oxide film 25, and there is an advantage that the silicon oxide film 25 can be easily formed by SOG.

【0040】なお、上述の実施の形態では、図4(o)
の工程で酸化珪素膜25を除去しているが、酸化珪素膜
25は光の伝搬に影響を与えないため、そのまま残して
おくことも可能である。
In the above embodiment, FIG.
Although the silicon oxide film 25 is removed in the step, since the silicon oxide film 25 does not affect the propagation of light, it can be left as it is.

【0041】また、上述の実施の形態では、上部クラッ
ド層20を硬化させるための加熱温度と、平坦化層24
を硬化させるための加熱温度とを同じ温度にしている
が、必ず同じ温度にしなければならないわけではない。
加熱時の樹脂の流動性を考慮して、加熱温度を定めるこ
とができる。
In the above-described embodiment, the heating temperature for curing the upper cladding layer 20 and the flattening layer 24
Although the heating temperature for curing is the same, it is not necessary that the heating temperature be the same.
The heating temperature can be determined in consideration of the fluidity of the resin during heating.

【0042】また、上述の実施の形態では、上述したよ
うに構造の異なるポリイミド膜により、コア層16、上
部および下部クラッド層15、20、平坦化層24を形
成したが、本実施の形態の光導波路に用いることのでき
る材料は、上記した材料に限定されるものではない。平
坦化層24の加熱硬化時の流動性が、上部クラッド層2
0の加熱硬化時の流動性よりも高い材料であればよい。
例えば、上部クラッド20をポリイミドにより形成し、
平坦化層24をポリイミドよりもTgの低い樹脂(例え
ば、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカー
ボネイト、ポリスチレン、スチレン共重合体、スチレン
・アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル、エポキシ樹
脂、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリエステル、ポ
リウレタン、シリコーン樹脂、ポリアミド、脂環式アク
リル樹脂を含むアクリル樹脂、脂環式オレフィン樹脂を
含むオレフィン樹脂)等により形成することができる。
また、上部クラッド20をポリカーボネイトやエポキシ
樹脂により形成し、平坦化層24をそれらよりもTgの
低い樹脂(例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリス
チレン、スチレン共重合体、スチレン・アクリロニトリ
ル共重合体、塩化ビニル)等により形成することもでき
る。
In the above-described embodiment, the core layer 16, the upper and lower clad layers 15, 20 and the planarization layer 24 are formed of polyimide films having different structures as described above. Materials that can be used for the optical waveguide are not limited to the above-described materials. The fluidity of the flattening layer 24 at the time of heat curing is different from that of the upper cladding layer 2.
Any material may be used as long as the material has a fluidity of 0 during heat curing.
For example, the upper clad 20 is formed of polyimide,
A resin having a lower Tg than polyimide (for example, polyimide, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, styrene copolymer, styrene / acrylonitrile copolymer, vinyl chloride, epoxy resin, polyolefin, polyether, polyester, Polyurethane, silicone resin, polyamide, an acrylic resin including an alicyclic acrylic resin, an olefin resin including an alicyclic olefin resin) and the like.
Further, the upper clad 20 is formed of polycarbonate or epoxy resin, and the flattening layer 24 is formed of a resin having a lower Tg than those (eg, polymethyl methacrylate, polystyrene, styrene copolymer, styrene / acrylonitrile copolymer, vinyl chloride). Etc.

【0043】[0043]

【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
樹脂製の光導波路でありながら、上部クラッドの上面を
容易に平坦にすることのできる光導波路の構造を提供す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide an optical waveguide structure that can easily make the upper surface of the upper clad flat even though it is a resin optical waveguide.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)〜(e)本発明の一実施の形態の光導波
路を製造する工程を示す断面図。
FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views showing steps of manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

【図2】(f)〜(i)本発明の一実施の形態の光導波
路を製造する工程を示す断面図。
FIGS. 2F to 2I are cross-sectional views showing steps of manufacturing an optical waveguide according to one embodiment of the present invention.

【図3】(j)〜(l)本発明の一実施の形態の光導波
路を製造する工程を示す断面図。
FIGS. 3 (j) to (l) are cross-sectional views showing steps of manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

【図4】(m)〜(n)本発明の一実施の形態の光導波
路を製造する工程を示す断面図、(o)本発明の一実施
の形態の光導波路の断面図。
FIGS. 4 (m) to (n) are cross-sectional views showing steps of manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention, and (o) are cross-sectional views of the optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

【図5】(l’)〜(o’)比較例の光導波路の製造工
程を示す断面図。
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an optical waveguide of a comparative example.

【図6】本発明の一実施の形態の光導波路において、平
坦化層24の上面が完全に平坦でない場合の凹レンズ作
用部分61を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing a concave lens action portion 61 when the upper surface of the flattening layer 24 is not completely flat in the optical waveguide according to one embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施の形態の、上部および下部クラ
ッド20、15を加工しない光導波路の形状を示す
(a)断面図、(b)上面図。
7A and 7B are a cross-sectional view and a top view, respectively, showing the shape of an optical waveguide without processing the upper and lower claddings 20 and 15 according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14・・・シリコンウエハ基板、15・・・下部クラッ
ド層、16・・・コア層、17・・・レジストパターン
層、18・・・材料溶液膜、19・・・前駆体膜、20
・・・上部クラッド層、21・・・材料溶液膜、23・
・・前駆体膜、24・・・平坦化層、25・・・酸化珪
素膜、26・・・レジストパターン層。
14 silicon wafer substrate, 15 lower clad layer, 16 core layer, 17 resist pattern layer, 18 material solution film, 19 precursor film, 20
... upper clad layer, 21 ... material solution film, 23
..Precursor film, 24: planarization layer, 25: silicon oxide film, 26: resist pattern layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 裕 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 (72)発明者 鯉渕 滋 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎事業所内 Fターム(参考) 2H047 KA04 PA02 PA21 PA24 QA05 QA07 TA00  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Honda 48 Wadai, Tsukuba-shi, Ibaraki Pref. Within the Research Laboratory of Hitachi Chemical Co., Ltd. F-term (reference) in Yamazaki Works of Industrial Co., Ltd. 2H047 KA04 PA02 PA21 PA24 QA05 QA07 TA00

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板と、前記基板上に配置された下部クラ
ッド層と、前記下部クラッド層上の一部に配置されたコ
ア層と、前記コア層を覆う上部クラッド層と、上部クラ
ッド層の上面を覆う平坦化層とを有し、 前記上部クラッド層および平坦化層は、樹脂からなり、
前記平坦化層を構成する樹脂は、前記上部クラッド層を
構成する樹脂よりもガラス転移温度が低いことを特徴と
する光導波路。
A substrate, a lower cladding layer disposed on the substrate, a core layer partially disposed on the lower cladding layer, an upper cladding layer covering the core layer, and an upper cladding layer. A flattening layer covering the upper surface, wherein the upper clad layer and the flattening layer are made of resin,
The resin constituting the flattening layer has a lower glass transition temperature than the resin constituting the upper cladding layer.
【請求項2】基板と、前記基板上に配置された下部クラ
ッド層と、前記下部クラッド層上の一部に配置されたコ
ア層と、前記コア層を覆う上部クラッド層と、上部クラ
ッド層の上面を覆う平坦化層とを有し、 前記上部クラッド層および平坦化層は、樹脂からなり、
前記平坦化層を構成する樹脂は、前記上部クラッド層を
構成する樹脂よりも加熱時の流動性が高いことを特徴と
する光導波路。
2. A substrate, comprising: a lower cladding layer disposed on the substrate; a core layer disposed on a part of the lower cladding layer; an upper cladding layer covering the core layer; A flattening layer covering the upper surface, wherein the upper clad layer and the flattening layer are made of resin,
An optical waveguide, wherein the resin forming the planarization layer has higher fluidity during heating than the resin forming the upper cladding layer.
【請求項3】基板と、前記基板上に配置された下部クラ
ッド層と、前記下部クラッド層上の一部に配置されたコ
ア層と、前記コア層の形状に沿って前記コア層および前
記下部クラッド層を覆う上部クラッド層とを有し、 前記上部クラッド層の上面には、前記上部クラッド層の
上面の前記コアに沿った凸形状を埋め込んで平坦にする
平坦化層が配置されていることを特徴とする光導波路。
3. A substrate, a lower cladding layer disposed on the substrate, a core layer disposed on a part of the lower cladding layer, and the core layer and the lower portion along a shape of the core layer. An upper cladding layer covering the cladding layer, and a flattening layer for burying a convex shape along the core on the upper surface of the upper cladding layer and flattening the flattening layer is disposed on the upper surface of the upper cladding layer. An optical waveguide characterized by the above.
【請求項4】請求項1、2または3に記載の光導波路に
おいて、前記上部クラッド層および平坦化層は、組成の
異なるポリイミドからなることを特徴とする光導波路。
4. The optical waveguide according to claim 1, wherein the upper cladding layer and the planarizing layer are made of polyimides having different compositions.
【請求項5】請求項1、2または3に記載の光導波路を
用いた光部品。
5. An optical component using the optical waveguide according to claim 1, 2 or 3.
【請求項6】基板上に下部クラッド層を形成し、前記下
部クラッド層上の一部にコア層を形成する第1の工程
と、 前記コア層の上に、第1の樹脂材料溶液を塗布し、乾燥
させた後、予め定めた第1の温度まで加熱して硬化させ
ることにより樹脂製の上部クラッド層を形成する第2の
工程と、 前記上部クラッド層の上に、第2の樹脂材料溶液を塗布
し、乾燥させた後、予め定めた第2の温度まで加熱して
硬化させることにより、樹脂製の平坦化層を形成する第
3の工程とを有し、 前記第3の工程の前記第2の温度と前記第2の樹脂のガ
ラス転移温度との差は、前記第2の工程の前記第1の温
度と前記第1の樹脂のガラス転移温度との差よりも大き
くなるように、前記第1および第2の温度が定められて
いることを特徴とする光導波路の製造方法。
6. A first step of forming a lower clad layer on a substrate and forming a core layer on a part of the lower clad layer, and applying a first resin material solution on the core layer. A second step of forming a resin-made upper clad layer by heating and curing to a predetermined first temperature after drying, and a second resin material on the upper clad layer. A third step of forming a resin-made flattening layer by applying the solution, drying, and then heating and curing to a predetermined second temperature to form a resin-made flattening layer. The difference between the second temperature and the glass transition temperature of the second resin is larger than the difference between the first temperature and the glass transition temperature of the first resin in the second step. , Wherein the first and second temperatures are determined. .
【請求項7】基板上に下部クラッド層を形成し、前記下
部クラッド層上の一部にコア層を形成する第1の工程
と、 前記コア層の上に、第1の樹脂材料溶液を塗布し、乾燥
させた後、予め定めた温度まで加熱して硬化させること
により樹脂製の上部クラッド層を形成する第2の工程
と、 前記上部クラッド層の上に、第2の樹脂材料溶液を塗布
し、乾燥させた後、予め定めた前記温度まで加熱して硬
化させることにより、樹脂製の平坦化層を形成する第3
の工程とを有し、 前記第2の樹脂として、前記第1の樹脂よりもガラス転
移温度が低い樹脂を用いることを特徴とする光導波路の
製造方法。
7. A first step of forming a lower cladding layer on a substrate and forming a core layer on a part of the lower cladding layer, and applying a first resin material solution on the core layer. Then, after drying, a second step of forming a resin upper clad layer by heating and curing to a predetermined temperature, and applying a second resin material solution on the upper clad layer After drying, the resin is heated to the predetermined temperature and cured to form a resin-made flattening layer.
And a step of using a resin having a lower glass transition temperature than the first resin as the second resin.
【請求項8】基板上に下部クラッド層を形成し、前記下
部クラッド層上の一部にコア層を形成する第1の工程
と、 前記コア層の上に、第1の樹脂材料溶液を塗布し、乾燥
させた後、予め定めた第1の温度まで加熱して硬化させ
ることにより樹脂製の上部クラッド層を形成する第2の
工程と、 前記上部クラッド層の上に、第2の樹脂材料溶液を塗布
し、乾燥させた後、予め定めた第2の温度まで加熱して
硬化させることにより、樹脂製の平坦化層を形成する第
3の工程とを有し、 前記第2の樹脂として、前記第2の温度における流動性
が、前記第1の樹脂の前記第1の温度における流動性よ
りも高い樹脂を用いることを特徴とする光導波路の製造
方法。
8. A first step of forming a lower clad layer on a substrate and forming a core layer on a part of the lower clad layer, and applying a first resin material solution on the core layer. A second step of forming a resin-made upper clad layer by heating and curing to a predetermined first temperature after drying, and a second resin material on the upper clad layer. A third step of forming a resin-made flattening layer by applying a solution, drying, and then heating and curing to a predetermined second temperature to form a resin-made flattening layer. An optical waveguide manufacturing method, wherein a resin having a higher fluidity at the second temperature than a fluidity of the first resin at the first temperature is used.
【請求項9】基板上に下部クラッド層を形成し、前記下
部クラッド層上の一部にコア層を形成する第1の工程
と、 前記コア層の上に、第1の樹脂の材料を溶媒に溶解した
溶液を塗布し、乾燥させた後、予め定めた温度まで加熱
して硬化させることにより、樹脂製の上部クラッド層を
形成する第2の工程と、 前記上部クラッド層の上に、第2の樹脂の材料を溶媒に
溶解した溶液を塗布し、乾燥させた後、予め定めた温度
まで加熱して硬化させることにより、樹脂製の平坦化層
を形成する第3の工程とを有し、 前記第2の樹脂の材料の前記溶液中の固形分濃度は、前
記第1の樹脂の材料の前記溶液中の固形分濃度よりも大
きいことを特徴とする光導波路の製造方法。
9. A first step of forming a lower clad layer on a substrate and forming a core layer on a part of the lower clad layer; and disposing a first resin material on the core layer with a solvent. A second step of forming a resin upper clad layer by applying a solution dissolved in the above, drying and then curing by heating to a predetermined temperature, on the upper clad layer, Applying a solution in which the resin material is dissolved in a solvent, drying, and then heating and curing the resin to a predetermined temperature to form a resin flattening layer. The method of manufacturing an optical waveguide, wherein a solid content concentration of the second resin material in the solution is higher than a solid content concentration of the first resin material in the solution.
JP25097999A 1999-09-06 1999-09-06 Resin optical waveguide having flattened layer, its production and optical parts Pending JP2001074958A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25097999A JP2001074958A (en) 1999-09-06 1999-09-06 Resin optical waveguide having flattened layer, its production and optical parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25097999A JP2001074958A (en) 1999-09-06 1999-09-06 Resin optical waveguide having flattened layer, its production and optical parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001074958A true JP2001074958A (en) 2001-03-23

Family

ID=17215880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25097999A Pending JP2001074958A (en) 1999-09-06 1999-09-06 Resin optical waveguide having flattened layer, its production and optical parts

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001074958A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6500603B1 (en) Method for manufacturing polymer optical waveguide
EP0961139B1 (en) Polymer optical waveguide, optica integrated circuit , optical module and optical communication apparatus
KR100926395B1 (en) Optical waveguide film, method for manufacturing the film, optoelectrical hybrid film including the waveguide film, and electronic device
EP0616234A2 (en) Polyimide optical waveguide and method of manufacturing the same
KR20030012940A (en) Method for manufacturing a planar type waveguide using an ion exchange method
JP3327356B2 (en) Fluorinated polyimide optical waveguide and method for manufacturing the same
JP4487297B2 (en) Resin optical waveguide provided with protective layer, method for manufacturing the same, and optical component
JP4310795B2 (en) RESIN OPTICAL WAVEGUIDE PROVIDED WITH FLATTING LAYER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND OPTICAL COMPONENT
JP2001074952A (en) Optical waveguide made of resin having protective layer, its production and optical parts
JP2001281479A (en) High-polymer optical waveguide element and method for manufacturing the same
JP3943827B2 (en) Method for producing polymer optical waveguide
JP2001074958A (en) Resin optical waveguide having flattened layer, its production and optical parts
JP4253828B2 (en) OPTICAL WAVEGUIDE HAVING COATING LAYER EXPRESSING CORE POSITION, ITS MANUFACTURING METHOD, AND OPTICAL COMPONENT
JP3249340B2 (en) Method for manufacturing polymer flexible optical waveguide
JP4449075B2 (en) Optical waveguide and method for manufacturing the same
JP2001074957A (en) Optical waveguide having coating layer which makes core position manifestable, its production and optical parts
JP2007033776A (en) Manufacturing method of stacked type optical waveguide
JP2000321455A (en) Production of polyimide optical waveguide
US20220413220A1 (en) Optical waveguides and methods for producing
JP2003302544A (en) Polymer optical waveguide element with function of converting optical path and method for manufacturing the same
JP2002148455A (en) High polymer optical waveguide device
JP2000321456A (en) Production of polyimide optical waveguide
JP2000056148A (en) Polymer optical waveguide and its manufacture
JP2003279777A (en) Manufacturing method of light guide device
JP2003107263A (en) Method for manufacturing optical waveguide