JP2001318257A - Method for producing polymeric optical waveguide - Google Patents

Method for producing polymeric optical waveguide

Info

Publication number
JP2001318257A
JP2001318257A JP2000138175A JP2000138175A JP2001318257A JP 2001318257 A JP2001318257 A JP 2001318257A JP 2000138175 A JP2000138175 A JP 2000138175A JP 2000138175 A JP2000138175 A JP 2000138175A JP 2001318257 A JP2001318257 A JP 2001318257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
optical waveguide
mold
layer
substrate
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
JP2000138175A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Shioda
剛史 塩田
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.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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 Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2000138175A priority Critical patent/JP2001318257A/en
Publication of JP2001318257A publication Critical patent/JP2001318257A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an optical waveguide which includes a step, in which a formed polymer can be released easily so as to easily mass-produce polymeric optical waveguides at a low cost. SOLUTION: In the method for producing a polymeric optical waveguide, a die formed with a sacrificial layer for releasing a polymer from a substrate formed on the substrate with a rugged surface for the core part of the optical waveguide is manufactured and coated with a molten or dissolved polymer for the core, and the polymer is cured under UV or heat and coated with a molten or dissolved polymer for the lower clad. After curing, the die is released by removing the sacrificial layer.

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】本発明は高分子光導波路に関
し、特に光集積回路、光インターコネクション、あるい
は光合分波等の光学部品を製造する方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a polymer optical waveguide, and more particularly to a method for manufacturing an optical component such as an optical integrated circuit, an optical interconnection, or an optical multiplexing / demultiplexing.

【0002】[0002]

【従来の技術】光部品、あるいは光ファイバの基材とし
ては、光伝搬損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴
を有する石英ガラスや多成分ガラス等の無機系の材料が
広く使用されているが、最近では高分子系の材料も開発
され、無機系材料に比べて加工性や価格の点で優れてい
ることから、光導波路用材料として注目されている。例
えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、あるい
は、ポリスチレンのような透明性に優れた高分子をコア
とし、そのコア材料よりも屈折率の低い高分子をクラッ
ド材料としたコア−クラッド構造からなる平板型光導波
路が作製されている(特開平3−188402号)。こ
れに対して松浦らにより耐熱性の高い透明性高分子であ
るポリイミドを用い低損失の平板型光導波路が実現され
ている(特開平2−110500号)。しかし、これら
の方法はいずれにおいても、クラッド層の表面にコア構
造を形成するに際して、一枚毎にフォトレジストを用い
たコアパターンの形成やこれに引き続いての反応性イオ
ンエッチングなどによる凹凸加工が必要であり、量産性
や低価格化の点で課題があった。そこで、導波路のコア
パターン上に表面を凹凸加工した金型を、溶融状態や溶
液状態の高分子に押し当てそのまま高分子を硬化させ凹
凸の転写を高分子表面に行う方法により量産性を向上し
ようとする検討が行われている。ここで用いる金型は一
般的に金属メッキにより作製されている。コンパクトデ
ィスクやCD−ROMあるいは光ディスクなどの大容量
記憶の分野においては、メッキにより作製した金型を用
いて、インジェクション成形により幅1μm前後、深さ
0.1μm程度の凹凸を極めて表面精度良くポリカーボ
ネートなどの透明な基板の表面に形成しビット情報や案
内溝としている。一般に、このメッキ金型はポリカーボ
ネートなど比較的ガラス転移温度が低い材料について使
われており、成形原料の中に離型材を混入させ、メッキ
層と高分子を剥離し易くさせている。透明性高分子樹脂
のなかには離型処理できないことが多々有り、そのよう
な高分子樹脂を、所望の凹凸を形成したニッケルなどの
金属メッキに、溶融状態または溶液状態で押し当ててそ
のまま高分子樹脂を硬化させた場合、金型と高分子樹脂
の間の剥離が困難となることが多い。
2. Description of the Related Art As an optical component or a base material of an optical fiber, inorganic materials such as quartz glass and multi-component glass having characteristics of small light propagation loss and a wide transmission band are widely used. Recently, a polymer-based material has also been developed, and has been attracting attention as a material for an optical waveguide because it is superior in workability and price as compared with an inorganic material. For example, a flat plate type having a core-cladding structure in which a polymer having excellent transparency such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polystyrene is used as a core and a polymer having a lower refractive index than the core material is used as a cladding material. An optical waveguide has been manufactured (Japanese Patent Laid-Open No. 3-188402). On the other hand, Matsuura et al. Have realized a low-loss planar optical waveguide using polyimide which is a transparent polymer having high heat resistance (Japanese Patent Laid-Open No. 2-110500). However, in any of these methods, when forming the core structure on the surface of the cladding layer, formation of a core pattern using a photoresist for each sheet, and subsequent concavo-convex processing such as reactive ion etching are performed. It is necessary, and there were problems in terms of mass productivity and cost reduction. Therefore, mass production is improved by a method in which a mold whose surface is roughened on the core pattern of the waveguide is pressed against the polymer in the molten or solution state, and the polymer is cured as it is and the unevenness is transferred to the polymer surface. Considerations are being made to try. The mold used here is generally manufactured by metal plating. In the field of large-capacity storage such as compact discs, CD-ROMs and optical discs, using a mold made by plating, injection molding is used to form irregularities with a width of about 1 μm and a depth of about 0.1 μm with extremely high surface accuracy. Formed on the surface of a transparent substrate as bit information and guide grooves. Generally, this plating mold is used for a material having a relatively low glass transition temperature, such as polycarbonate, and a mold release material is mixed into a molding raw material so that the plating layer and the polymer are easily separated. In many cases, release processing cannot be performed on transparent polymer resins, and such polymer resins are pressed against a metal plating such as nickel having desired irregularities in a molten state or a solution state, and the polymer resin is left as it is. When cured, it is often difficult to peel off between the mold and the polymer resin.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低損
失で高信頼な高分子光導波路を安価で簡便に量産するた
めに用いるコア形状複製用の金型を用いた光導波路製造
方法を提供することにある。このためには、種々の膜厚
をもった高分子を異物残り無くきれいに剥離することが
課題である。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical waveguide using a mold for duplicating a core shape, which is used to mass-produce a low-loss and highly reliable polymer optical waveguide at low cost and simply. To provide. For this purpose, a problem is to remove polymers having various film thicknesses without leaving any foreign matter.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討し
た結果、金型上に塗布した高分子樹脂を液体に浸漬させ
犠牲層を除去し、金型から剥離することにより前記課題
を解決することを見出し本発明を完成させた。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies, the present inventors have solved the above-mentioned problems by immersing a polymer resin applied on a mold in a liquid, removing the sacrificial layer, and peeling the polymer resin from the mold. And completed the present invention.

【0005】すなわち、本発明は、 (1)光導波路のコア部となる凹凸形状が形成されてい
る基板上に、高分子と基板を剥離するための犠牲層を形
成した金型を作製し溶融状態または溶液状態のコアとな
る高分子を塗布し、該高分子を紫外線あるいは熱によっ
て硬化させたのち、更に、その上から溶融状態または溶
液状態の下部クラッドとなる高分子を塗布、硬化し、そ
の後犠牲層を除去することにより、金型を剥離する工程
を含むことを特徴とするリッジ型高分子光導波路の製造
方法 (2) 基板が高分子であり、犠牲層をエッチング除去
することを特徴とする(1)に記載のリッジ型高分子光
導波路の製造方法 (3) 犠牲層がシリカガラス層であり、犠牲層をエッ
チング除去することを特徴とする(1)に記載のリッジ
型高分子光導波路の製造方法。 (4) 基板がシリコンウェハであり、犠牲層がシリコ
ンウェハを熱酸化したシリカガラスであることを特徴と
する(3)に記載のリッジ型高分子光導波路の製造方
法。 (5) (1)から(4)に記載のリッジ型高分子光導
波路上に上部クラッドとなる高分子を形成することを特
徴とする埋め込み型高分子光導波路の製造方法に関す
る。
That is, the present invention provides: (1) a mold in which a sacrificial layer for peeling off a polymer and a substrate is formed on a substrate on which an uneven shape serving as a core of an optical waveguide is formed; After applying a polymer that becomes a core in a state or a solution state, and curing the polymer by ultraviolet light or heat, further apply a polymer that becomes a lower clad in a molten state or a solution state from above, and cure, A method of manufacturing a ridge-type polymer optical waveguide, comprising the step of removing the mold by removing the sacrificial layer thereafter (2) The substrate is a polymer, and the sacrificial layer is etched away. (3) The ridge type polymer optical waveguide according to (1), wherein the sacrificial layer is a silica glass layer, and the sacrificial layer is removed by etching. Optical waveguide The method of production. (4) The method for manufacturing a ridge-type polymer optical waveguide according to (3), wherein the substrate is a silicon wafer, and the sacrificial layer is silica glass obtained by thermally oxidizing the silicon wafer. (5) A method of manufacturing a buried polymer optical waveguide, comprising forming a polymer serving as an upper clad on the ridge-type polymer optical waveguide described in (1) to (4).

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
光導波路のコア部となる凹凸形状が形成されている基板
は、シリコン、ガラス、アルミニウム、ステンレス、ポ
リイミド等の基板表面に、またはそれらの基板上に高分
子をコートした基板表面に、メッキやプラズマエッチン
グ、ケミカルエッチング、レーザアブレーション等の方
法により光導波路のコア部となる凹凸形状を加工したも
のである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The substrate on which the concavo-convex shape serving as the core portion of the optical waveguide is formed can be plated or plasma-coated on a substrate surface of silicon, glass, aluminum, stainless steel, polyimide, or the like, or a substrate surface coated with a polymer on those substrates. The concave and convex shape that becomes the core of the optical waveguide is processed by a method such as etching, chemical etching, or laser ablation.

【0007】以下に、基板のポリイミド膜表面を凹凸加
工した金型の作製法を記載する。基板0の上にポリイミ
ドの前駆体であるポリアミド酸溶液をスピンコート等の
方法により塗布し、これを加熱イミド化することによ
り、基板上にポリイミド層1を得る。ポリアミド酸溶液
に用いる溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、
N,N−ジメチルアセトアミド、メチルスルホキシド、
ジメチルホルムアミド等の極性有機溶媒を用いる。次に
この上に光回路パターンを形成するためのマスク層2を
形成する。マスクとしては、アルミニウム、チタン等の
金属、酸化シリコン、スピンオングラス(SOG)、シ
リコン含有レジスト、感光性ポリイミドなどを用いるこ
とができる。マスク層を形成した後、フォトレジスト塗
布、プリベーク、露光、現像、アフターベークを行い、
パターンニングされたレジスト層3を得る。次にレジス
ト層により保護されていないマスク層部分を反応性イオ
ンエッチングやエッチング液等により除去して所望の導
波路パターンとなす。マスク層2としてシリコン含有レ
ジストや感光性ポリイミドを用いた場合はフォトレジス
トを使用する必要はない。
Hereinafter, a method for manufacturing a mold in which the surface of a polyimide film of a substrate is processed to have irregularities will be described. A polyamic acid solution, which is a precursor of polyimide, is applied on the substrate 0 by a method such as spin coating, and is heated and imidized to obtain a polyimide layer 1 on the substrate. As the solvent used for the polyamic acid solution, N-methyl-2-pyrrolidone,
N, N-dimethylacetamide, methylsulfoxide,
A polar organic solvent such as dimethylformamide is used. Next, a mask layer 2 for forming an optical circuit pattern is formed thereon. As the mask, a metal such as aluminum or titanium, silicon oxide, spin-on-glass (SOG), a silicon-containing resist, photosensitive polyimide, or the like can be used. After forming the mask layer, perform photoresist coating, pre-baking, exposure, development, after-baking,
A patterned resist layer 3 is obtained. Next, portions of the mask layer that are not protected by the resist layer are removed by reactive ion etching, an etchant, or the like to form a desired waveguide pattern. When a silicon-containing resist or photosensitive polyimide is used as the mask layer 2, it is not necessary to use a photoresist.

【0008】次に反応性イオンエッチングによりポリイ
ミドの露出している部分のみを所定の深さにエッチング
した後、残ったマスク層2を反応性イオンエッチングや
剥離液を用いることにより除去する。その上に犠牲層4
としてアルミニウム、銅などを蒸着法やスパッタ法、メ
ッキ法などにより形成する。このようにして、目的の金
型が得られる。凹凸加工した基板にシリカガラス層を犠
牲層として使用する場合には、凹凸加工した基板上にシ
リカガラス層を蒸着法やスパッタ法などより約10nm
厚形成する。このようにして、目的の金型が得られる。
Next, after only the exposed portion of the polyimide is etched to a predetermined depth by reactive ion etching, the remaining mask layer 2 is removed by reactive ion etching or using a stripping solution. Sacrificial layer 4 on top
Aluminum, copper, or the like is formed by a vapor deposition method, a sputtering method, a plating method, or the like. In this way, a desired mold is obtained. When a silica glass layer is used as a sacrificial layer on a substrate having irregularities, a silica glass layer is formed on the substrate having irregularities by about 10 nm by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
It is formed thick. In this way, a desired mold is obtained.

【0009】また、表面を凹凸加工したシリコンウェハ
上に熱酸化によりシリカガラス層の犠牲層を形成する方
法を記載する。シリコンウェハを半導体LSI技術とし
て成熟しているプラズマエッチング技術やケミカルエッ
チング技術を用いて、コアパターンに対応する凹凸を形
成する。そのシリコンウェハを熱酸化させることによ
り、シリカガラスを形成する。このようにして、所望の
高分子光導波路作製用金型が作製できる。次に、このよ
うにして得られた高分子光導波路作製用金型を用いた、
光導波路作製方法について説明する。ここでは、ポリイ
ミドの前駆体であるポリアミド酸溶液を用いたポリイミ
ド光導波路作製を例に挙げて説明するが、光導波路材料
としてポリアミド酸溶液以外の光学用材料の樹脂溶液な
どを用いて作製することももちろん可能である。図2に
おいて金型を用いて光導波路を作製する場合の工程の一
例を工程図として示す。図2の符号11は金型、12は
コア層、13は下部クラッド層、14は上部クラッド層
である。まず、得られた高分子光導波路用金型11の上
に第1のポリアミド酸溶液をスピンコート等の方法によ
り塗布し、これを加熱イミド化することにより、金型の
凹部にポリイミドのコア層12を埋め込む。次に、その
上に第2のポリアミド酸溶液をスピンコート等の方法に
より塗布し、これを加熱イミド化することにより、下部
クラッド層13を形成する。次に、該金型を液体に浸漬
させ、犠牲層を除去することにより、金型から高分子を
剥離する。これで、リッジ型高分子光導波路が作製でき
ることになる。
A method for forming a sacrifice layer of a silica glass layer by thermal oxidation on a silicon wafer whose surface is unevenly processed will be described. Using a plasma etching technique or a chemical etching technique which has matured a silicon wafer as a semiconductor LSI technique, irregularities corresponding to the core pattern are formed. The silicon wafer is thermally oxidized to form silica glass. In this way, a desired mold for producing a polymer optical waveguide can be produced. Next, using the thus obtained mold for producing a polymer optical waveguide,
An optical waveguide manufacturing method will be described. Here, a description will be given by taking as an example the production of a polyimide optical waveguide using a polyamic acid solution which is a precursor of polyimide.However, the production is performed using a resin solution of an optical material other than the polyamic acid solution as an optical waveguide material. Of course, it is possible. In FIG. 2, an example of a process for manufacturing an optical waveguide using a mold is shown as a process diagram. 2, reference numeral 11 denotes a mold, 12 denotes a core layer, 13 denotes a lower cladding layer, and 14 denotes an upper cladding layer. First, a first polyamic acid solution is applied on the obtained polymer optical waveguide mold 11 by a method such as spin coating, and is heated and imidized to form a polyimide core layer in a concave portion of the mold. Embed 12 Next, the lower clad layer 13 is formed by applying a second polyamic acid solution thereon by spin coating or the like, and heating and imidizing the second polyamic acid solution. Next, the polymer is peeled from the mold by immersing the mold in a liquid and removing the sacrificial layer. Thus, a ridge type polymer optical waveguide can be manufactured.

【0010】更に、金型との接触面であった面を上にし
て、この上に上部クラッド層14となるポリイミド前駆
体である第2のポリアミド酸溶液をスピンコート等の方
法により塗布しこれを加熱イミド化する。このようにし
て高分子光導波路用金型を用いて埋め込み型高分子光導
波路を作製することができる。
A second polyamic acid solution, which is a polyimide precursor to be the upper clad layer 14, is applied thereon by spin coating or the like, with the surface that was in contact with the mold facing up. Is heated and imidized. In this manner, a buried polymer optical waveguide can be manufactured using the polymer optical waveguide mold.

【0011】[0011]

【実施例】引き続いて、いくつかの実施例を用いて本発
明を更に詳しく説明する。なお、分子構造の異なる種々
の高分子の溶液を用いることにより数限りない本発明の
高分子光導波路が得られることは明らかである。したが
って、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to several examples. It is apparent that an unlimited number of polymer optical waveguides of the present invention can be obtained by using solutions of various polymers having different molecular structures. Therefore, the present invention is not limited to only these examples.

【0012】実施例1 4インチのシリコン基板にピロメリット酸二無水物(P
MDA)と4, 4' −オキシジアニリン(ODA)のポ
リアミド酸の15wt%N,N−ジメチルアセトアミド
(DMAc)溶液を加熱後膜厚が30μmになるように
スピンコート法により塗布した。加熱イミド化してポリ
イミド膜を形成した。この上に膜厚1.5μmのシリコ
ン含有レジスト層を塗布した後約90℃でプリベークを
行った。次に線幅6μm、長さ10cmの直線状光導波
路パターンが100μm間隔に40本描かれたフォトマ
スクを用いて密着露光した後、現像液を用いて露光部分
のフォトレジストを現像除去した。その後90℃でポス
トベークを行った。このパターンニングされたレジスト
層をマスクとしてポリイミド膜を酸素の反応性イオンエ
ッチングにより膜表面から6μmの深さまでエッチング
した。次にポリイミドの上層に残ったレジスト層を剥離
液で除去した。この上に犠牲層として膜厚50nmのア
ルミニウムを真空蒸着した。この表面の凹凸をSEMで
観察し、6μm幅、6μm深さの溝が確認され、所望の
形状の金型を作製することができた。
Example 1 Pyromellitic dianhydride (P) was deposited on a 4-inch silicon substrate.
A solution of MDA) and 4,4′-oxydianiline (ODA) in a polyamic acid at 15 wt% N, N-dimethylacetamide (DMAc) was heated and spin-coated so that the film thickness became 30 μm. The polyimide film was formed by heat imidization. A silicon-containing resist layer having a thickness of 1.5 μm was applied thereon, and then prebaked at about 90 ° C. Next, contact exposure was performed using a photomask in which 40 linear optical waveguide patterns having a line width of 6 μm and a length of 10 cm were drawn at intervals of 100 μm, and then the exposed portions of the photoresist were developed and removed using a developing solution. Thereafter, post baking was performed at 90 ° C. Using the patterned resist layer as a mask, the polyimide film was etched to a depth of 6 μm from the film surface by oxygen reactive ion etching. Next, the resist layer remaining on the polyimide was removed with a stripper. Aluminum having a thickness of 50 nm was vacuum-deposited thereon as a sacrificial layer. By observing the surface irregularities by SEM, a groove having a width of 6 μm and a depth of 6 μm was confirmed, and a mold having a desired shape could be produced.

【0013】次に、コア層となる2,2−ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無
水物(6FDA)とODAのポリアミド酸の15wt%
DMAc溶液を金型凹部にスピンコート等の方法により
塗布し、加熱イミド化させることにより埋め込んだ。更
に、その上にクラッド層となる6FDAと2,2−ビス
(トリフルオロメチル)−4, 4' −ジアミノビフェニ
ル(TFDB)のポリアミド酸15wt%DMAc溶液
を加熱後0.1mm厚になるよう印刷法により塗布しこ
れを加熱イミド化した。その後、10%塩酸水溶液に浸
漬させることにより、ポリイミド積層膜を金型から剥離
した。最後に金型との接触面であった面を上にして、上
部クラッド層となる6FDAとTFDBのポリアミド酸
の15wt%DMAc溶液をスピンコート等の方法によ
り塗布し、これを加熱イミド化する。このようにして、
埋め込み型光導波路が作製できた。
Next, 2,2-bis (3,4) to be a core layer
-Dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) and 15 wt% of polyamic acid of ODA
The DMAc solution was applied to the concave portions of the mold by spin coating or the like, and embedded by heat imidization. Furthermore, a 15 wt% DMAc solution of 6FDA and 2,2-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl (TFDB), which is to be a cladding layer, in DMAc is printed thereon to a thickness of 0.1 mm after heating. This was applied by a method, and this was heated and imidized. Thereafter, the polyimide laminated film was peeled from the mold by immersing in a 10% hydrochloric acid aqueous solution. Finally, a 15 wt% DMAc solution of polyamic acid of 6FDA and TFDB serving as an upper cladding layer is applied by a method such as spin coating with the surface that has been in contact with the mold facing up, and is heated and imidized. In this way,
A buried optical waveguide was produced.

【0014】比較例1 ガラス基板上に、フォトレジストを膜厚0.1μmにな
るように塗布したのち、レーザビーム露光をし、現像し
て得られる凹凸表面上にニッケルメッキを行い、メッキ
層を剥離することにより凹凸をニッケルメッキに転写し
て金型を作製した。次に6FDAとODAのポリアミド
酸溶液を金型の凹部にコートし、加熱イミド化し埋め込
んだ。更にその上から6FDAとTFDBのポリアミド
酸溶液を0.1mm厚になるようにスピンコートし加熱
イミド化させた。そのとき、コートしたポリイミド膜は
金型から剥離できなかった。
Comparative Example 1 A photoresist was applied on a glass substrate to a thickness of 0.1 μm, exposed to a laser beam, developed, and nickel-plated on the uneven surface obtained by development to form a plating layer. By peeling, the irregularities were transferred to nickel plating to produce a mold. Next, a polyamic acid solution of 6FDA and ODA was coated on the concave portion of the mold, imidized by heating, and embedded. Further, from above, a polyamic acid solution of 6FDA and TFDB was spin-coated to a thickness of 0.1 mm and imidized by heating. At that time, the coated polyimide film could not be peeled from the mold.

【0015】実施例2 4インチのシリコン基板にPMDAとODAのポリアミ
ド酸の15wt%DMAc溶液を加熱後膜厚が30μm
になるようにスピンコート法により塗布した。これを7
0℃で2時間、160℃で1時間、250℃で30分、
350℃で1時間熱処理をしてポリイミド膜を形成し
た。この上に膜厚1.5μmのシリコン含有レジスト層
を塗布した後約90℃でプリベークを行った。次に線幅
6μm、長さ10cmの直線状光導波路パターンが10
0μm間隔に40本描かれたフォトマスクを用いて密着
露光した後、現像液を用いて露光部分のフォトレジスト
を現像除去した。その後90℃でポストベークを行っ
た。このパターンニングされたレジスト層をマスクとし
てポリイミド膜を酸素の反応性イオンエッチングにより
膜表面から6μmの深さまでエッチングした。次にポリ
イミドの上層に残ったレジスト層を剥離液で除去した。
この上に膜厚10nmのシリカガラスを電子ビーム蒸着
法により堆積した。この表面の凹凸をSEMで観察し、
6μm幅、6μm深さの溝形成が確認され、所望の形状
の金型を作製することができた。
EXAMPLE 2 A 15 wt% DMAc solution of polyamic acid of PMDA and ODA was heated on a 4-inch silicon substrate to a thickness of 30 μm.
Was applied by a spin coating method. This is 7
2 hours at 0 ° C, 1 hour at 160 ° C, 30 minutes at 250 ° C,
Heat treatment was performed at 350 ° C. for 1 hour to form a polyimide film. A silicon-containing resist layer having a thickness of 1.5 μm was applied thereon, and then prebaked at about 90 ° C. Next, a linear optical waveguide pattern having a line width of 6 μm and a length of 10 cm
After contact exposure was performed using a 40 photomask drawn at 0 μm intervals, the exposed portion of the photoresist was developed and removed using a developing solution. Thereafter, post baking was performed at 90 ° C. Using the patterned resist layer as a mask, the polyimide film was etched to a depth of 6 μm from the film surface by oxygen reactive ion etching. Next, the resist layer remaining on the polyimide was removed with a stripper.
A 10-nm-thick silica glass was deposited thereon by electron beam evaporation. Observing the surface irregularities by SEM,
Formation of a groove having a width of 6 μm and a depth of 6 μm was confirmed, and a mold having a desired shape could be produced.

【0016】次に、コア層となる6FDAとODAのポ
リアミド酸の15wt%DMAc溶液を金型凹部にスピ
ンコート等の方法により塗布し、加熱イミド化させるこ
とにより埋め込んだ。更に、その上にクラッド層となる
6FDAとTFDBのポリアミド酸15wt%DMAc
溶液を加熱後0.7mm厚になるよう印刷法により塗布
しこれを加熱イミド化した。その後、2%フッ酸水溶液
に浸漬させることにより、ポリイミド積層膜を金型から
剥離した。最後に金型との接触面であった面を上にし
て、上部クラッド層となる6FDAとTFDBのポリア
ミド酸の15wt%DMAc溶液をスピンコート等の方
法により塗布し、これを加熱イミド化する。このように
して、埋め込み型光導波路が作製できた。
Next, a 15 wt% DMAc solution of polyamic acid of 6FDA and ODA to be a core layer was applied to a mold recess by spin coating or the like, and embedded by heating to imidization. Furthermore, a polyamide acid 15 wt% DMAc of 6FDA and TFDB to be a cladding layer thereon
After heating, the solution was applied by a printing method so as to have a thickness of 0.7 mm, and this was heated and imidized. Thereafter, the polyimide laminated film was peeled from the mold by dipping in a 2% hydrofluoric acid aqueous solution. Finally, a 15 wt% DMAc solution of polyamic acid of 6FDA and TFDB serving as an upper cladding layer is applied by a method such as spin coating with the surface that has been in contact with the mold facing up, and is heated and imidized. Thus, a buried optical waveguide was manufactured.

【0017】比較例2 ガラス基板上に、フォトレジストを膜厚0.1μmにな
るように塗布したのち、レーザビーム露光をし、現像し
て得られる凹凸表面上にニッケルメッキを行い、メッキ
層を剥離することにより凹凸をニッケルメッキに転写し
て金型を作製した。次に6FDAとODAのポリアミド
酸溶液を金型の凹部にコートし、加熱イミド化し埋め込
んだ。更にその上から6FDAとTFDBのポリアミド
酸溶液を0.7mm厚になるようにスピンコートし加熱
イミド化させた。そのとき、コートしたポリイミド膜は
金型から剥離できなかった。
Comparative Example 2 A photoresist was applied on a glass substrate so as to have a thickness of 0.1 μm, exposed to a laser beam, developed, and nickel-plated on an uneven surface obtained by development. By peeling, the irregularities were transferred to nickel plating to produce a mold. Next, a polyamic acid solution of 6FDA and ODA was coated on the concave portion of the mold, imidized by heating, and embedded. Further, a polyamic acid solution of 6FDA and TFDB was spin-coated thereon to a thickness of 0.7 mm and imidized by heating. At that time, the coated polyimide film could not be peeled from the mold.

【0018】実施例3 幅6μm、高さ6μmのリッジをプラズマエッチングに
より形成された4インチシリコンウェハを熱酸化によ
り、10nm厚のシリカガラスを形成し、高分子光導波
路用金型を作製した。次に、コア層となる6FDAとO
DAのポリアミド酸の15wt%DMAc溶液を金型凹
部にスピンコート等の方法により塗布し、加熱イミド化
させることにより埋め込んだ。更に、その上にクラッド
層となる6FDAとTFDBのポリアミド酸約15wt
%DMAc溶液を加熱後0.2mm厚になるよう印刷法
により塗布しこれを加熱イミド化した。その後、2%フ
ッ酸水溶液に浸漬させることにより、ポリイミド積層膜
を金型から剥離した。最後に金型との接触面であった面
を上にして、上部クラッド層となる6FDAとTFDB
のポリアミド酸の15wt%DMAc溶液をスピンコー
ト等の方法により塗布し、これを加熱イミド化する。こ
のようにして、埋め込み型光導波路が作製できた。
Example 3 A 4-inch silicon wafer having a 6 μm wide ridge and a 6 μm high ridge formed by plasma etching was thermally oxidized to form silica glass with a thickness of 10 nm, thereby preparing a mold for a polymer optical waveguide. Next, 6FDA and O serving as a core layer
A 15 wt% DMAc solution of DA polyamic acid was applied to the mold recesses by spin coating or the like, and embedded by heating to imidization. Furthermore, about 15 wt.% Of polyamic acid of 6FDA and TFDB to be a cladding layer thereon.
After heating, a% DMAc solution was applied by a printing method so as to have a thickness of 0.2 mm, and this was heated and imidized. Thereafter, the polyimide laminated film was peeled from the mold by dipping in a 2% hydrofluoric acid aqueous solution. 6FDA and TFDB to be the upper clad layer with the surface that was the contact surface with the mold last
A 15 wt% DMAc solution of polyamic acid is applied by a method such as spin coating, and this is heated and imidized. Thus, a buried optical waveguide was manufactured.

【0019】比較例3 ガラス基板上に、フォトレジストを膜厚0.1μmにな
るように塗布したのち、レーザビーム露光をし、現像し
て得られる凹凸表面上にニッケルメッキを行い、メッキ
層を剥離することにより凹凸をニッケルメッキに転写し
て金型を作製した。次に6FDAとODAのポリアミド
酸溶液を金型の凹部にコートし、加熱イミド化し埋め込
んだ。更にその上から6FDAとTFDBのポリアミド
酸溶液を0.2mm厚になるようにスピンコートし加熱
イミド化させた。そのとき、コートしたポリイミド膜は
金型から剥離できなかった。
Comparative Example 3 A photoresist was applied on a glass substrate so as to have a thickness of 0.1 μm, exposed to a laser beam, developed, and nickel-plated on an uneven surface obtained by development. By peeling, the irregularities were transferred to nickel plating to produce a mold. Next, a polyamic acid solution of 6FDA and ODA was coated on the concave portion of the mold, imidized by heating, and embedded. Further, a polyamic acid solution of 6FDA and TFDB was spin-coated thereon to a thickness of 0.2 mm and imidized by heating. At that time, the coated polyimide film could not be peeled from the mold.

【0020】[0020]

【本発明の効果】本発明による高分子光導波路作製方法
により、金型と高分子膜とが容易に剥離でき、種々の膜
厚の高分子光導波路が量産可能となる。
According to the method for producing a polymer optical waveguide of the present invention, a mold and a polymer film can be easily separated from each other, and polymer optical waveguides having various thicknesses can be mass-produced.

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

【図1】高分子金型の作製する工程の一例を示す工程図FIG. 1 is a process diagram showing an example of a process for producing a polymer mold.

【図2】金型を用いて光導波路を作製する場合の工程の
一例を示す工程図
FIG. 2 is a process chart showing an example of a process for producing an optical waveguide using a mold.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

0:基板、1:ポリイミド層、2:マスク層、3:レジ
スト層、4:犠牲層 11:金型、12:コア層、13:下部クラッド層、1
4:上部クラッド層
0: substrate, 1: polyimide layer, 2: mask layer, 3: resist layer, 4: sacrificial layer 11: mold, 12: core layer, 13: lower cladding layer, 1
4: Upper cladding layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光導波路のコア部となる凹凸形状が形成
されている基板上に、高分子と基板を剥離するための犠
牲層を形成した金型を作製し溶融状態または溶液状態の
コアとなる高分子を塗布し、該高分子を紫外線あるいは
熱によって硬化させたのち、更に、その上から溶融状態
または溶液状態の下部クラッドとなる高分子を塗布、硬
化し、その後犠牲層を除去することにより、金型を剥離
する工程を含むことを特徴とするリッジ型高分子光導波
路の製造方法。
1. A mold in which a sacrificial layer for separating a polymer and a substrate is formed on a substrate having an uneven shape serving as a core portion of an optical waveguide, and a core in a molten state or a solution state is formed. After applying the polymer to be cured, the polymer is cured by ultraviolet light or heat, and then a polymer to be a lower clad in a molten state or a solution state is further applied and cured, and then the sacrificial layer is removed. A method for manufacturing a ridge-type polymer optical waveguide, comprising a step of removing a mold by the method.
【請求項2】 基板が高分子であり、犠牲層をエッチン
グ除去することを特徴とする請求項1に記載のリッジ型
高分子光導波路の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the substrate is a polymer, and the sacrificial layer is removed by etching.
【請求項3】 犠牲層がシリカガラス層であり、犠牲層
をエッチング除去することを特徴とする請求項1に記載
のリッジ型高分子光導波路の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the sacrificial layer is a silica glass layer, and the sacrificial layer is removed by etching.
【請求項4】 基板がシリコンウェハであり、犠牲層が
シリコンウェハを熱酸化したシリカガラスであることを
特徴とする請求項3に記載のリッジ型高分子光導波路の
製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the substrate is a silicon wafer, and the sacrificial layer is a silica glass obtained by thermally oxidizing the silicon wafer.
【請求項5】 請求項1から4に記載のリッジ型高分子
光導波路上に上部クラッドとなる高分子を形成すること
を特徴とする埋め込み型高分子光導波路の製造方法。
5. A method for manufacturing a buried polymer optical waveguide, comprising forming a polymer serving as an upper clad on the ridge-type polymer optical waveguide according to claim 1.
JP2000138175A 2000-05-11 2000-05-11 Method for producing polymeric optical waveguide Pending JP2001318257A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000138175A JP2001318257A (en) 2000-05-11 2000-05-11 Method for producing polymeric optical waveguide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000138175A JP2001318257A (en) 2000-05-11 2000-05-11 Method for producing polymeric optical waveguide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001318257A true JP2001318257A (en) 2001-11-16

Family

ID=18645832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000138175A Pending JP2001318257A (en) 2000-05-11 2000-05-11 Method for producing polymeric optical waveguide

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001318257A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004027472A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-01 Toppan Printing Co., Ltd. Optical waveguide and method for manufacturing same
KR100444180B1 (en) * 2002-10-29 2004-08-11 한국전자통신연구원 Method of manufacturing 2-dimensional polymeric optical waveguide using hot embossing process
KR100688845B1 (en) 2005-05-16 2007-03-02 삼성전기주식회사 A method for manufacturing optical-waveguides, optical-electricity PCB with the optical-waveguides and method for manufacturing the same
US8460865B2 (en) 1998-06-24 2013-06-11 Illumina, Inc. Multiplex decoding of array sensors with microspheres
KR101310895B1 (en) 2012-10-17 2013-09-25 한국광기술원 Method of manufacturing plannar optical waveguide device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8460865B2 (en) 1998-06-24 2013-06-11 Illumina, Inc. Multiplex decoding of array sensors with microspheres
US9399795B2 (en) 1998-06-24 2016-07-26 Illumina, Inc. Multiplex decoding of array sensors with microspheres
WO2004027472A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-01 Toppan Printing Co., Ltd. Optical waveguide and method for manufacturing same
US7050691B2 (en) 2002-09-20 2006-05-23 Toppan Printing Co., Ltd. Optical waveguide and method of manufacturing the same
US7289713B2 (en) 2002-09-20 2007-10-30 Toppan Printing Co., Ltd. Optical waveguide and method of manufacturing the same
KR100444180B1 (en) * 2002-10-29 2004-08-11 한국전자통신연구원 Method of manufacturing 2-dimensional polymeric optical waveguide using hot embossing process
KR100688845B1 (en) 2005-05-16 2007-03-02 삼성전기주식회사 A method for manufacturing optical-waveguides, optical-electricity PCB with the optical-waveguides and method for manufacturing the same
KR101310895B1 (en) 2012-10-17 2013-09-25 한국광기술원 Method of manufacturing plannar optical waveguide device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100362829B1 (en) Method for manufacturing polymer optical waveguide
KR20030012940A (en) Method for manufacturing a planar type waveguide using an ion exchange method
JPH06281831A (en) Electric wiring/optical wiring combined flexible printed circuit board and substrate therefor
JP3296458B2 (en) Polymer film optical waveguide and method of manufacturing the same
JPH08286064A (en) Production of high-polymer optical waveguide
JP3943827B2 (en) Method for producing polymer optical waveguide
JP4799764B2 (en) Photosensitive polyimide precursor composition for optical waveguide, photosensitive polyimide composition for optical waveguide, and optical waveguide using the same
JP2001318257A (en) Method for producing polymeric optical waveguide
JP3327356B2 (en) Fluorinated polyimide optical waveguide and method for manufacturing the same
US20080128929A1 (en) Method for Manufacturing Optical Devices
JPH0921920A (en) Polyimide optical waveguide
JP2000056147A (en) Manufacture of polymer optical waveguide
JP2816771B2 (en) Polyimide optical waveguide and method of manufacturing the same
JPH06347658A (en) Plastic optical waveguide
JP2002277663A (en) Method for manufacturing optical waveguide
JPH09189818A (en) Manufacture of metal for manufacturing polymer optical waveguide
JP3943862B2 (en) Optical waveguide device and manufacturing method thereof
JP2003172838A (en) Optical waveguide element and method of manufacturing the same
JP2005103952A (en) Transfer die and method for producing optical waveguide
EP1778462B1 (en) Method for manufacturing optical devices
JPH04235505A (en) Manufacture of polyimide opticalwaveguide
JP2001230335A (en) Method of manufacturing electric circuit board
JP2000321456A (en) Production of polyimide optical waveguide
JP2001228350A (en) Method for manufacturing polymer optical waveguide
JP2004191414A (en) Method for manufacturing polymer film optical waveguide

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060614

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080205

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080402

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080422