JP2001255426A - Optical waveguide - Google Patents

Optical waveguide

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JP2001255426A
JP2001255426A JP2000063183A JP2000063183A JP2001255426A JP 2001255426 A JP2001255426 A JP 2001255426A JP 2000063183 A JP2000063183 A JP 2000063183A JP 2000063183 A JP2000063183 A JP 2000063183A JP 2001255426 A JP2001255426 A JP 2001255426A
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Japanese (ja)
Inventor
Kouji Enbutsu
Shoichi Hayashida
Makoto Hikita
Yujiro Kato
Takashi Kurihara
Toru Maruno
Akira Tomaru
透 丸野
雄二郎 加藤
晃次 圓佛
尚一 林田
栗原  隆
真 疋田
暁 都丸
Original Assignee
Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>
日本電信電話株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of cracks due to mismatching of hardening and shrinking between a polymer optical material and a substrate in an optical waveguide using a polymer optical material. SOLUTION: A first polymer optical film to be used as a lower clad 2 is formed on a substrate 1, and a second polymer optical film is formed on the first polymer optical film. Gaps 11 are formed by etching or the like in the second polymer optical film and the residual part is used as a core ridge 5 and a buffer 10. With the presence of the buffer 10, release of the compressive stress in the substrate 1 is suppressed to the minimum to prevent decrease in the warpage of the substrate 1, and therefore, to prevent generation of cracks. Further a third polymer optical film to be used as an upper clad 6 is formed on the core ridge 5 and the buffer 10 to manufacture the optical waveguide. The gap 11 is formed to have the minimum width which can prevent leaking of light from the core ridge 5 to the buffer 10.

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】この発明は、例えば高分子光学材料を用いた光導波路において、応力に起因するクラックを防止するための構造に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention is, for example, in the optical waveguide using a polymer optical material, to a structure for preventing cracks due to stress.

【0002】 [0002]

【従来の技術】高分子光学材料を用いた光導波路は、光学ガラス材料や無機光学結晶材料を用いた光導波路に比較して、超高真空装置を用いることなくスピンコータでの塗布、そしてたかだか200℃乃至400℃程度の比較的低温での焼成により硬化させることにより高分子光学膜の形成が可能であることや、酸素プラズマ等により容易に加工できるという利点があり、低価格で高機能の光導波路部品への応用が期待され、検討が進められている。 An optical waveguide with the Prior Art polymeric optical material, as compared to the optical waveguide of the optical glass material or an inorganic optical crystal materials, application of a spin coater without the use of ultra-high vacuum apparatus, and at most 200 ° C. and it is possible to form a polymeric optical film to by curing by baking at a relatively low temperature of about 400 ° C., it has the advantage of easily processed by oxygen plasma or the like, optical high-performance low-cost application to waveguide components is expected, it is being studied.

【0003】ところが、利点ばかりが強調されてはいるものの、解決すべき課題も多い。 [0003] However, although the only advantage is is is highlighted, problems to be solved are many. 中でも、高分子光学材料と基板材料との熱膨張係数の差に伴い、焼成・硬化後、室温まで冷却した際には、ほとんどの場合、高分子光学膜に強い引っ張り応力が生じ、その応力のためにその後の光導波路作製プロセスや部品化プロセスにおいて、高分子光学膜にクラックが発生するという問題点には、今のところ根本的な解決法は見いだされていない。 Among them, as the difference in thermal expansion coefficient between the polymer optical materials and substrate materials, after baking and curing, upon cooling to room temperature, in most cases, it caused a strong tensile stress in the polymeric optical film, the stress in a subsequent optical waveguide manufacturing process or component process for, the problem that cracks polymeric optical film is produced, now fundamental solution at the has not been found.

【0004】高分子光学材料を用いた光導波路の作製は、例えば、理想的には図4に見られるように、以下のような工程で行われる。 [0004] Preparation of optical waveguide using a polymer optical material, for example, ideally as seen in FIG. 4 is performed in the following steps.

【0005】まず図4(a)に示すように、シリコンやガラスの基板1上に、高分子光学膜となるべき高分子光学材料を溶剤等に溶解した溶液や、熱あるいは光照射により重合して高分子光学膜となる液状の高分子光学材料を例えばスピンコータにより塗布する。 [0005] First, as shown in FIG. 4 (a), on a substrate 1 of silicon or glass, the solution or by dissolving a polymeric optical material to a polymeric optical film in a solvent such as, polymerized by heat or light irradiation applied by the polymeric liquid optical material comprising a polymeric optical film, for example a spin coater Te. しかる後に、オーブン中での加熱や光照射等により、溶剤を蒸発させたり、重合させることにより硬化させて、光導波路の下部クラッド2となるべき第1の高分子光学膜とする。 Thereafter, by heating or light irradiation, or the like in an oven, or to evaporate the solvent, and cured by polymerization, the first polymeric optical film to be the lower cladding 2 of the optical waveguide.

【0006】次に図4(b)に示すように、下部クラッド2となるべき第1の高分子光学膜まで形成した基板1 [0006] Next, as shown in FIG. 4 (b), the substrate 1 formed to the first polymeric optical film to be the lower clad 2
上に、硬化後には前記下部クラッド2よりもわずかに屈折率が大きい高分子光学膜となるように調整された溶液をスピンコータにより塗布して、第1の高分子光学膜と同様にしてオーブン中での加熱や光照射等により硬化させて光導波路のコア層膜3となるべき第2の高分子光学膜を形成する。 Above, after curing was applied by spin coater adjusted solution to a said lower clad 2 polymeric optical films is larger slightly refractive index than, oven in the same manner as the first polymeric optical film It is cured by heating or light irradiation, or the like in forming the second polymeric optical film to be a core layer film 3 of the optical waveguide.

【0007】次に図4(c)に示すように、第2の高分子光学膜上に金属膜やレジスト膜4を形成して、フォト工程およびエッチング等によりチャンネル導波路のコアリッジ5以外の部分の金属膜やレジスト膜4を除去する。 [0007] Next, as shown in FIG. 4 (c), by forming a metal film or a resist film 4 on the second polymeric optical film, the portion other than the core ridges 5 of the channel waveguide by photolithography and etching, etc. removing the metal film and the resist film 4. しかる後、金属膜やレジスト膜4をマスクにして、 Thereafter, a metal film or the resist film 4 as a mask,
第2の高分子光学膜をエッチング等により加工してチャンネル導波路のコアリッジ5を得る。 Obtaining a core ridges 5 of the channel waveguides of the second polymeric optical film is processed by etching or the like.

【0008】最後に図4(d)に示すように、チャンネル導波路のコアリッジ5上に残存する金属膜やレジスト膜を除去し、下部クラッド2と同等の屈折率を有する上部クラッド6となるべき第3の高分子光学膜を第1あるいは第2の高分子光学膜と同様の手法により形成して高分子光導波路の形成を終わる。 [0008] Finally, as shown in FIG. 4 (d), a metal film or a resist film remaining on the core ridges 5 of the channel waveguide is removed, to be the upper cladding 6 having a lower clad 2 equivalent refractive index the third polymeric optical film is formed by the first or the same method as the second polymeric optical film completes the formation of the polymer optical waveguide.

【0009】ここで、図4は、あくまで理想的な工程模式図であって、クラックの発生等を全く考慮していないことを認識すべきである。 [0009] Here, FIG. 4, only a ideal process schematic, it should be recognized that not at all consider the occurrence of cracks.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】高分子光学材料は、基板材料であるシリコンやガラスの熱膨張係数が10 -6 Polymeric optical material The object of the invention is to solve the above-thermal expansion coefficient of silicon or glass is a substrate material 10 -6 /
℃あるいは10 -7 /℃台であるのに対して、10 -5 /℃ ° C. or against 10 in the range of -7 / ° C. stand, 10 -5 / ° C.
あるいは10 -4 /℃台と大きい。 Or as large as 10 -4 / ° C. stand. このような高分子光学材料からなる高分子光学膜を、特に300℃程度に加熱して硬化させた後室温まで冷却すると、1%程度のミスマッチが基板1との間に生ずることになる。 Such polymeric optical material comprising a polymer optical film, and cooled to room temperature after curing by heating, especially at about 300 ° C., so that the mismatch of approximately 1% occurs between the substrate 1.

【0011】このミスマッチのために、高分子光学膜には引っ張り応力が生じ、それを少しでも緩和しようとして基板1を圧縮する形で高分子光学膜を形成した側に凹状に反らせることとなる。 [0011] For this mismatch, tensile stress is generated in the polymeric optical film, so that the warping in a concave shape on the side of forming the polymeric optical film in a manner that compresses the substrate 1 in an attempt to alleviate it a little. すなわち、焼成直後の温度が高い状態では、基板1と高分子光学膜とは殆ど反っていることはない。 That is, in the state in which the temperature is high immediately after firing, does not have nearly warped the substrate 1 and the polymeric optical film. 室温まで冷却すると、反りが生ずる。 Upon cooling to room temperature, warpage occurs. 図2(a)(b)はこれを模式的に示しており、7は焼成直後の高分子光学膜を、8は焼成後室温まで冷却した高分子光学膜を示す。 Figure 2 (a) (b) shows this schematically, 7 a polymeric optical film immediately after baking, 8 denotes a polymeric optical film cooling to the fired room temperature.

【0012】また、加熱による重合・硬化ではなく、例えば光照射により重合・硬化させた場合にも、重合反応により高分子光学膜は収縮するため、同様に基板1との間に応力が生じ、高分子光学膜は引っ張り応力を、基板1は圧縮応力を受けることを認識すべきである。 Further, instead of the polymerization and curing by heating, even when, for example, by polymerizing and curing by light irradiation, since the polymeric optical film is contracted by a polymerization reaction, likewise stress occurs between the substrate 1, the polymeric optical film tensile stress, the substrate 1 should be recognized that under compressive stress.

【0013】前述の従来の高分子光学材料を用いた光導波路の構造において、第2の高分子光学膜まで形成・硬化させて室温まで冷却した段階(光照射による重合・硬化においては、重合反応終了後)では、実際には上述のように基板1の高分子光学膜を形成した側では、下部クラッド2である第1の高分子光学膜および加工後にコア層膜3となる第2の高分子光学膜の両者から圧縮応力を受けて凹状に反っている(図3(a)参照)。 [0013] In the structure of the optical waveguide using conventional polymer optical materials mentioned above, in the polymerization and curing of the cooling stages (light irradiation to room temperature by forming and hardening to a second polymeric optical film, the polymerization reaction in after completion), actually on the side of forming the polymeric optical film on the substrate 1 as described above, the second high core layer film 3 on the first polymeric optical film and after processing, which is the lower clad 2 is warped concavely from both the molecular optical film under compressive stress (see Figure 3 (a)).

【0014】従来は、チャンネル導波路のコアリッジ5 [0014] In the past, the channel waveguide core ridges 5
以外の第2の高分子光学膜は、マーカ等を除いて殆どが不要な部分であるとして除去されていた。 The second polymeric optical films other than the most except for the marker or the like have been removed as a unnecessary part. すなわち、コア部を含めて、加工後に残存する第2の高分子光学膜の面積の加工前の面積に対する割合は、高々数%以下程度であった。 That is, including the core portion, the ratio of the area before processing the area of ​​the second polymeric optical film remaining after processing was degree at most several percent. この不要とされる部分を除去することにより、基板1への圧縮応力は緩和され、基板1の反りは小さくなる(図3(b)参照)。 By removing the portion which is the unnecessary compressive stress on the substrate 1 is relaxed, the warp of the substrate 1 becomes smaller (see Figure 3 (b)).

【0015】基板1の反りが小さくなるということは、 [0015] The fact that the warping of the substrate 1 is small,
高分子光学膜側から見れば、より強い引っ張り応力が生ずることを意味する。 Viewed from polymeric optical film side, it means that the stronger the tensile stress occurs. 加工後の第2の高分子光学膜は加工前に比較して、さらに伸ばされることになる。 The second polymeric optical film after processing compared to prior processing, will be further extended. さらに伸ばされることに抗しきれずに、応力の集中するコアリッジ5の下部と下部クラッド2の境目周辺にクラック9 To not resist to be further extended, cracks in the lower and boundary neighborhood of the lower clad 2 concentration to core ridges 5 stress 9
が発生することがしばしばある(図3(c)参照)。 There can often be generated (see Figure 3 (c)).

【0016】クラック9の発生は、コアリッジ5を加工する間にも、加工後にもさらには光導波路作製を終わった後においても生ずることがある。 The occurrence of cracks 9, even during the processing of the core ridges 5, and even after processing may also occur after the finished optical waveguide manufacturing. クラック9が発生すると、光導波路の伝搬損失の増加や、光の閉じこめ不良さらには信頼性の低下という問題点に至る。 A crack 9 occurs, growth and propagation loss of the optical waveguide, an optical confinement defective even completely problem of decreased reliability. 図3(d) Figure 3 (d)
はクラック9の発生した光導波路の断面構造を模式的に示すものである。 It shows a cross sectional structure of the generated optical waveguide cracks 9 schematically.

【0017】本発明の目的は、このようなクラックの発生という問題点に鑑み、高分子光学膜への応力の増加を押さえることにより、クラックの発生を防止し、もって、低損失で信頼性の高い光導波路を提供することにある。 An object of the present invention has been made in view of the problem that occurrence of such a crack, by pressing the increase in stress to the polymeric optical film, to prevent the occurrence of cracks, have, reliability with low loss and to provide a high optical waveguides.

【0018】 [0018]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、上述のクラック発生という問題点を解決するために、コアリッジ加工の際に除去すべき不要とされる高分子光学膜の面積を、漏話等の問題点が生じない範囲で極力小さくすることにより、基板から見た圧縮応力の解放を最小限度に留めて基板の反りが小さくなるのを防ぎ、加工後のコアリッジがさらに伸ばされることのないようにして、コアリッジへの応力の増加を最小限度に留め、もってコアリッジ下部におけるクラックの発生を防止するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The means for solving the problem] In order to solve the problem that cracking of the above, the area of ​​the polymeric optical film to be unnecessary to be removed during the core ridges processing, crosstalk, etc. by problem is minimized within a range that does not occur, the release of compressive stresses as seen from the substrate minimized degree prevents the warping of the substrate is reduced, so that no further be stretched core ridges after processing a manner, fastened to a minimum increase of stress on the core ridges, thereby preventing the generation of cracks in the core ridges bottom have.

【0019】 [0019]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態及び実施例を詳細に説明する。 The embodiments and examples of the present invention DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter will be described in detail.

【0020】前記のような目的を達成するために、本発明の実施の形態では、例えば前述の従来技術と同様にして第2の高分子光学膜まで形成する。 [0020] To achieve the above objects, in the embodiment of the present invention, for example, it is formed to a second polymeric optical film in the same manner as described above prior art. すなわち、まず、 That is, first,
シリコンやガラスの基板1上に、高分子光学膜となるべき高分子光学材料を溶剤等に溶解した溶液や、熱あるいは光照射により重合して高分子光学膜となる液状の高分子光学材料を例えばスピンコータにより塗布し、オーブン中での加熱や光照射等により、溶剤を蒸発させたり、 On a substrate 1 of silicon or glass, the solution or by dissolving a polymeric optical material to a polymeric optical film in a solvent such as, heat or polymerized by light irradiation the polymer the liquid optical material comprising a polymeric optical film for example it was applied by a spin coater, by heating or light irradiation, or the like in an oven, or evaporation of the solvent,
重合させることにより硬化させて、光導波路の下部クラッド2となるべき第1の高分子光学膜とする。 Is cured by polymerization, the first polymeric optical film to be the lower cladding 2 of the optical waveguide.

【0021】次に、下部クラッド2となるべき第1の高分子光学膜まで形成した基板1上に、硬化後には前記下部クラッド2よりもわずかに屈折率が大きい高分子光学膜となるように調整された溶液をスピンコータにより塗布して、第1の高分子光学膜と同様にしてオーブン中での加熱や光照射等により硬化させて光導波路のコア層膜となるべき第2の高分子光学膜を形成する。 Next, on the substrate 1 formed to the first polymeric optical film to be the lower clad 2, as after curing becomes slightly higher refractive index polymeric optical film than the lower clad 2 the adjusted solution was applied by a spin coater, the second polymeric optical to be the first polymeric optical film and the core layer film of the optical waveguide is cured by heating or light irradiation, or the like in a manner oven similar to form a film. ここまでは、従来技術との差異はない。 Up to this point, there is no difference between the prior art.

【0022】次に、本発明の要旨を図1を参照して説明する。 Next, explaining the gist of the present invention with reference to FIG. 第2の高分子光学膜上に金属膜やレジスト膜等を形成して、フォト工程およびエッチング等によりチャンネル導波路のコアリッジ5近傍の限られた部分(図1 By forming a metal film or a resist film or the like on the second polymeric optical film, a limited portion of the core ridges 5 near the channel waveguides by photolithography and etching (FIG. 1
(a)のギャップ11に相当)の金属膜やレジスト膜のみを除去する。 Only the removed metal film or a resist film (a) corresponds to the gap 11 of). つまりコアリッジ5の両サイドの限られた部分の金属膜やレジスト膜のみを除去する。 That only removing metal film or a resist film of a limited portion of each side of the core ridges 5. しかる後、金属膜やレジスト膜をマスクにして、第2の高分子光学膜をエッチング等により加工してチャンネル導波路のコアリッジ5およびコアリッジへの応力の増加を緩和する緩衝部10を得る。 Thereafter, a metal film or a resist film as a mask to obtain the buffer portion 10 to alleviate the increase in stress on the core ridges 5 and core ridges of the channel waveguides of the second polymeric optical film is processed by etching or the like.

【0023】最後に、チャンネル導波路のコアリッジ5 [0023] Finally, the channel waveguide core ridges 5
および前記緩衝部10上に残存する金属膜やレジスト膜を除去し、下部クラッド2と同等の屈折率を有する上部クラッド6となるべき第3の高分子光学膜を第1あるいは第2の高分子光学膜と同様の手法により形成して応力の増加を緩和する緩衝部を有する本発明の高分子光導波路の形成を終わる(図1(b)参照)。 And the buffer unit to remove the metal film and the resist film remaining on the 10, the third polymeric optical film of the first or the second polymer to be the upper cladding 6 having a lower clad 2 equivalent refractive index ending the formation of the polymer optical waveguide of the present invention having a buffer portion for alleviating an increase in stress are formed by the same method as the optical film (see Figure 1 (b)).

【0024】本発明の高分子光導波路の構造においては、第2の高分子光学膜を加工するのにコアリッジ5およびマーカ等ごく一部を残して殆どの部分を除去するという従来の構造と相違して、コアリッジ5近傍のごく一部分(コアリッジ5の両サイドの一部分)のみを除去するだけであり、第2の高分子光学膜の殆どが残存することにより、基板1の反りが加工前後で殆ど変化せず、もってコアリッジ5への応力増加を緩和できるという利点がある。 [0024] In the structure of the polymer optical waveguide of the present invention, it differs from the conventional structure of removing most part, leaving a small part such as a core ridges 5 and the marker for processing the second polymeric optical film to, only to remove only a small portion of the core ridges 5 vicinity (a portion of both sides of the core ridges 5), by the most of the second polymeric optical film remains, warpage of the substrate 1 is almost longitudinal machining It does not change, there is an advantage of being able to alleviate the stress increase to the core ridges 5 have.

【0025】上記構造において、どのような緩衝部10 [0025] In the above structure, any buffer portion 10
を残すかに関しては、光導波路のコアリッジ5から緩衝部10への光の漏れだしがなければ、基本的にはできるだけ広い面積にわたって残すことが好ましい。 With respect to either leave, if there is no leakage out of the light from the core ridges 5 of the optical waveguide to the buffer portion 10, it is preferable to leave over as large an area as possible basically. また、第2の高分子光学膜をエッチングするのに、第1の高分子光学膜の深さにまでエッチングすることなく、光を閉じこめるのに問題がなければ、エッチング除去されるべき部分の第2の高分子光学膜の下部の一部を残すことは、 Moreover, to etch the second polymeric optical film, without etching to a depth of the first polymeric optical film, if there is no problem to confine light, the portion to be etched away is leaving the part of the bottom of the second polymeric optical film,
応力を緩和する点からさらに好ましい。 Further from the viewpoint of alleviating the stress.

【0026】また、本発明による光導波路の構造は、特に高分子光導波路においては、クラックの発生を防止するという利点が最も大きいが、応力の増加を押さえることから応力に伴う偏波依存損失の改善に資することを忘れてはならない。 Further, the structure of the optical waveguide according to the present invention, in particular in the polymer optical waveguide, although the largest advantage of preventing the generation of cracks, the polarization dependent loss due to stress because it suppress the increase of the stress do not forget to contribute to improvement. これは、例えば、石英導波路に対しても言えることである。 This is, for example, is true also for the silica-based waveguide.

【0027】 [0027]

【実施例】次に実施例を説明する。 [Example] Next, the embodiment will be described. 片面研磨でおよそ0.5μmの厚さの熱酸化膜のついた0.5mm厚の4 Of 0.5mm thickness with a thermal oxide film having a thickness of approximately 0.5μm by side polishing 4
インチシリコン基板((100)方位)を用意して、フッ素化ポリイミドからなる3次元埋め込み型光導波路の作製を行った。 Are prepared inch silicon substrate ((100) orientation), was prepared in 3-dimensional embedded optical waveguide made of fluorinated polyimide. まず、あらかじめ熱酸化膜表面をプラズマ等により改質したり、あるいはポリイミドワニス等の塗布およびキュアによりフッ素化ポリイミドとの接着性の改善を行っておくことが好ましい。 First, it is preferable to perform the improvement of the adhesion between the fluorinated polyimide or reformed in advance by thermally oxidized film surface plasma or the like, or by coating and curing a polyimide varnish.

【0028】フッ素化ポリアミド酸溶液をおよそ7μm [0028] Approximately 7μm fluorinated polyamic acid solution
の厚さにスピンコータにより上記シリコン基板上に塗布し、オーブン中で加熱することにより下部クラッド層とした。 It was coated on the silicon substrate by a spin coater to a thickness of, and the lower clad layer by heating in an oven. 加熱温度はポリアミド酸が重合してポリイミドとなるのに十分な300℃以上とするのが好ましく、また、できれば、窒素等の不活性ガスを導入しながら行うとさらに好ましい。 The heating temperature is preferably a sufficient 300 ° C. or higher for the polyimide by polymerizing the polyamic acid, also if further preferably performed while introducing an inert gas such as nitrogen.

【0029】下部クラッドの厚さは、特に7μmである必要はなく、光の閉じこめに必要にして十分な厚さであれば問題はない。 The thickness of the lower cladding need not be particularly 7 [mu] m, no problem if thick enough to require a confinement of light. 例えば、5μm程度でもまた10μm For example, also 10μm in about 5μm
以上あっても良い。 It may be more.

【0030】次に、下部クラッド上に、加熱重合の後には下部クラッドに比較して通信波長領域(1.3乃至1.55μm波長)においてわずかに屈折率が大きくなるように調整されたフッ素化ポリアミド酸溶液をおよそ7μmの厚さにスピンコートしてオーブン中で加熱・キュアしてコア層膜とした。 Next, on the lower cladding, fluorinated tuned to slightly refractive index in the communication wavelength region as compared to a lower clad (1.3 to 1.55μm wavelength) is increased after the thermal polymerization and a core layer film by spin coating and heated and cured in an oven to a thickness of approximately 7μm a polyamic acid solution. コア層膜の膜厚はクラッドとの屈折率差を勘案して決める必要があることは言うまでもない。 Thickness of the core layer film is naturally must be determined in consideration of the refractive index difference between the cladding.

【0031】このようにして形成したコア層膜の上にコアリッジを加工するための金属マスクを形成した。 [0031] forming a metal mask for processing the core ridges on this way a core layer film formed. 金属マスクの材料はポリイミド材料とのドライエッチングの選択比が大きいものであればどのようなものでも良く、 Material of the metal mask also may any as long as it has a large selection ratio of dry etching a polyimide material,
金属マスクそのものがドライエッチングにより容易に加工できるチタン、ニオブ、モリブデン、タンタル等が特に好ましいが、銅、クロム、アルミニウム、マグネシウム、金、銀、白金等でも問題はない。 Titanium metal mask itself can be easily processed by dry etching, niobium, molybdenum, tantalum or the like is particularly preferred, copper, no problem of chromium, aluminum, magnesium, gold, silver, platinum and the like.

【0032】金属マスクの加工は、フォトプロセスにより金属膜上にレジストパターンを形成しておいて、そのレジストパターンをマスクとして金属膜を反応性イオンエッチングやイオンビームエッチング等により不要な部分を除去することにより行うことができる。 The processing of metals mask is allowed to form a resist pattern on the metal film by a photo process, removing the unnecessary portions of the metal film by reactive ion etching or ion beam etching using the resist pattern as a mask it can be carried out by.

【0033】ところで、本願発明においては、図1に示すように、コアリッジ5の周辺のみのコア層膜を除去するが、コアリッジ5とコアリッジ5に近接する緩衝部1 By the way, in the present invention, as shown in FIG. 1, but removing the core layer film only around the core ridges 5, the buffer unit 1 adjacent to core ridges 5 and core ridges 5
0との距離いわゆるギャップ11は、次の条件を勘案して決定すればよい。 0 distance so-called gap 11 may be determined in consideration of the following conditions.

【0034】まず、光導波路のコアとクラッドの屈折率差によりギャップ11の最小値は異なるものとなるが、 [0034] First, the minimum value of the gap 11 by the refractive index difference between the core and the cladding of the optical waveguide becomes different,
少なくともコアリッジ5から緩衝部10への導波光の漏れだしがないこと。 At least core ridges 5 that leaks out of the guided light into the buffer portion 10. 次に、ギャップ11があることによるコアリッジ側壁およびギャップ底面の加工形状が良好となる程度のギャップであることすなわち過剰損失を生じない程度のギャップ11であること。 Then, it is the degree of the gap 11 in which the machining shape of the core ridges sidewalls and gap bottom does not cause i.e. excess loss that is the gap of the extent that satisfactory due to a gap 11. さらに、上部クラッド6の形成時に泡やボイドを生じない程度のギャップ11であること。 Furthermore, it is the gap 11 of a degree that does not cause bubbles and voids during the formation of the upper cladding 6. 少なくとも、以上の3点を考慮して決める必要がある。 At least, it is necessary to determine in view of the above three points.

【0035】これらを満足できれば、膜への応力を緩和するにはギャップ11は小さいことが好ましく、クラックの防止が困難な高分子光学材料に関してはできることなら3μm以下まで小さくすべきである。 [0035] If satisfying these, to relieve stress on the film gap 11 is preferably smaller, should be reduced to 3μm or less if possible with respect to difficult-polymeric optical materials prevent cracking.

【0036】しかし、現実的には、技術と歩留まり、マスク合わせ等の観点からさらには高分子光学膜への応力の緩和の効果が十分でありさえすれば、5μm以上例えば50μm程度あるいはそれ以上であっても問題はない。 [0036] However, in reality, techniques and yield, in addition from the viewpoint of mask alignment, etc. If the even suffice effect of relaxation of stress in the polymeric optical film, 5 [mu] m or more for example 50μm approximately, or more there is no problem even. また、言うまでもないことであるが、ギャップは光導波路チップ上で一様である必要はない。 Further, Needless to say, the gap need not be uniform over the optical waveguide chip. 例えばコア部同士を近接させるところでは、それを優先して緩衝部はそれらの外側とすればよい。 In the example where to close the core portions, the buffer unit in favor of it may be set to their outer.

【0037】このようにして決めたギャップで隔てられた構造のコア部と緩衝部を有するコア層膜の加工を前述の金属マスクを介して、ドライエッチングにより行った。 [0037] The processing of the core layer film having the buffer portion the core portion of the thus separated by a gap defined structure via metal mask described above, was performed by dry etching. 発明の実施の形態の欄で述べた通り、エッチング深さは必ずしも下部クラッドまで及ぶ必要はない。 As mentioned in the description of embodiments of the invention, the etching depth is not necessarily extend to the lower cladding. コア層膜の加工後、金属マスクをドライエッチングやウェットエッチング等により除去した。 After machining of the core layer film and the metal mask is removed by such as dry etching or wet etching. その後、下部クラッドと同等のフッ素化ポリアミド酸溶液を用いてスピンコート、加熱によりおよそ10μm程度の厚さの上部クラッドを形成して、本願発明の高分子光導波路の作製を終わった。 Thereafter, spin-coated with the same fluorinated polyamic acid solution and the lower cladding, to form an upper cladding of approximately of about 10μm thickness by heating, finished the fabrication of polymer optical waveguides of the present invention.

【0038】このようにして作製した光導波路には、クラックは全く見られなかった。 [0038] The optical waveguide produced in this way, cracks were not observed at all. 一方、緩衝部を設けない従来の構造の光導波路をコア層膜を加工するためのマスクパターン以外は同一にして作製したところ、コアリッジ下部と下部クラッドとの間にクラックが発生している箇所が多数見られた。 On the other hand, when the optical waveguide of the conventional structure without the buffering portion other than the mask pattern for processing the core layer film was produced in the same, are places where cracks are generated between the core ridges lower and lower cladding It was seen many.

【0039】さらに、フッ素化ポリイミド以外の各種高分子光学材料例えばシリコーン樹脂、PMMA、UV硬化樹脂等を用いて同様の光導波路を作製してみたが、本願発明の構造についてはクラックの発生は見られず、従来の構造については、少なくとも複数箇所でクラックの発生が見られた。 [0039] Further, fluorinated polyimides other various polymer optical materials such as silicone resin, PMMA, has been tried to prepare the same optical waveguide using a UV curing resin, etc., see the occurrence of the crack structure of the present invention It is not, for the conventional structure, cracking was observed in at least a plurality of locations.

【0040】 [0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
コアリッジ加工の際に除去すべき不要とされる高分子光学膜の面積を、漏話等の問題点が生じない範囲で極力小さくすることにより、基板から見た圧縮応力の解放を最小限度に留めて基板の反りが小さくなるのを防ぎ、加工後のコアリッジがさらに伸ばされることのないようにして、コアリッジへの応力の増加を最小限度に留め、もってコアリッジ下部におけるクラックの発生のない光導波路を提供することができる。 The area of ​​the polymeric optical film to be unnecessary to be removed during the core ridges processing, by minimizing the extent that problems crosstalk or the like does not occur, the release of compressive stresses as seen from the substrate to bear the minimum It prevents the warping of the substrate is reduced, as no further be stretched core ridges after processing, minimized degree an increase in the stress on the core ridges, provide crack-free optical waveguide in core ridges lower with can do.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明による光導波路の作製工程を示す模式図。 Schematic diagram showing a manufacturing process of the optical waveguide according to the invention; FIG.

【図2】基板と高分子光学膜とのミスマッチによる基板の反りが生ずる状態を示す模式図。 Figure 2 is a schematic view showing a warpage occurs state of the substrate due to a mismatch between the substrate and the polymeric optical film.

【図3】応力に伴うクラックの発生を示す模式図。 Figure 3 is a schematic diagram showing the generation of cracks due to stress.

【図4】従来の高分子光導波路の作製工程を示す模式図。 Figure 4 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional polymer optical waveguide.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 基板 2 下部クラッド 3 コア層膜 4 レジストまたは金属マスク 5 コアリッジ 6 上部クラッド 7 焼成直後の高分子光学膜 8 焼成後室温まで冷却した高分子光学膜 9 クラック 10 緩衝部 11 ギャップ 1 substrate 2 lower cladding 3 core layer film 4 a resist or a metal mask 5 core ridges 6 upper clad 7 fired polymeric optical film 9 cracks 10 buffer portion 11 gap was cooled to room temperature after polymeric optical film 8 fired immediately after

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 疋田 真 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 圓佛 晃次 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 丸野 透 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 林田 尚一 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 栗原 隆 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA04 PA02 PA24 PA28 TA00 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Shin Hikita, Otemachi, Chiyoda-ku, tokyo chome third No. 1 Date this telegraph and telephone within Co., Ltd. (72) inventor Enhotoke Akiratsugi Otemachi, Chiyoda-ku, tokyo chome 3 Ban No. 1 Date this telegraph and telephone within Co., Ltd. (72) inventor Toru Maruno Otemachi, Chiyoda-ku, tokyo chome third No. 1 Date this telegraph and telephone within Co., Ltd. (72) inventor Shoichi Hayashida Otemachi, Chiyoda-ku, tokyo chome third No. 1 Date this telegraph and telephone within Co., Ltd. (72) inventor Takashi Kurihara Otemachi, Chiyoda-ku, tokyo chome third No. 1 Date this telegraph and telephone Corporation in the F-term (reference) 2H047 KA04 PA02 PA24 PA28 TA00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 基板と、 前記基板上に第1の高分子光学材料を塗布してから硬化させてなる、第1の高分子光学膜である下部クラッドと、 前記下部クラッド上に第2の高分子光学材料を塗布してから硬化させてなる、第1の高分子光学膜よりも屈折率が大きい第2の高分子光学膜に対して、コアリッジとなる部分の両サイドにコアリッジからの光の漏れ出しを防止するギャップを形成する除去加工をすることにより、 And 1. A substrate, formed by curing after coating the first polymeric optical material on the substrate, a lower clad is first polymeric optical film, the second on the lower clad formed by curing after applying the polymeric optical material, the second polymeric optical film having a refractive index greater than the first polymeric optical film, light from the core ridges on both sides of the portion to be the core ridges by removing processing for forming a gap to prevent leakage of,
    第2の高分子光学膜のうち残存した部分により構成されるコアリッジ及び緩衝部と、 除去加工後の前記第2の高分子光学膜上に、第3の高分子光学材料を塗布してから硬化させてなる、第1の高分子光学膜と屈折率が等しい第3の高分子光学膜である上部クラッドとを有することを特徴とする光導波路。 A core ridge and the buffer unit constituted by the remaining portions of the second polymeric optical film, on said second polymeric optical film after removal processing, curing after applying the third polymeric optical material is not made, the optical waveguide and having an upper clad is a third polymeric optical film refractive index and the first polymeric optical films are equal.
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