JP2003057478A

JP2003057478A - ポリマ材料を出発材にした導波路の製造方法

Info

Publication number: JP2003057478A
Application number: JP2001250373A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imoto; 克之井本
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス導波路並の特性を有すると共に、超低
コストで得ることができる新規なポリマ材料を出発材に
した導波路の製造方法の提供。【解決手段】基板１上の低屈折率層２上にポリシラン
化合物のポリマ層３を形成し、このポリマ層３を紫外線
露光した後、露光された領域を除去して高屈折率コアパ
ターン５を形成し、次いでそのコアパターン５を３５０
℃以上の温度で熱処理して無機化し、このコアパターン
６上に低屈折率の上部クラッド層７を被覆形成する。こ
れによって、ポリマ材料固有の吸収基が無くなってガラ
ス導波路並の低損失化が達成できると共に、超低コスト
で得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報通信分野に
おいて次世代の光伝送路として期待されているポリマ材
料を用いた導波路の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の光インターコネクションの技術の
進展により、装置間をファイバで並列伝送する方式が実
用段階に入ってきており、さらに次の方式としてボード
内やＬＳＩチップ間を光信号により並列伝送する方式が
本格的に検討されるようになってきた。

【０００３】この方式を実現するためには光伝送路とし
てファイバの代わりに導波路が用いられ、さらにこの導
波路としてポリマ材料を用いたものが有力視されてい
る。すなわち、ポリマ材料を用いた導波路は低温プロセ
スで簡単に作製できるためガラス材料を用いた導波路に
比べて低コスト化、大型サイズ化の点で優位性が期待で
きるからである。

【０００４】そして、このようなポリマ材料を用いた導
波路（以下、ポリマ導波路という）は、種々の基板の上
に有機溶媒に溶けたポリマ溶液をスピンコーティング
法、押出しコーティング法等で塗布し、その後３００℃
以下の低温で加熱してポリマ膜とした後、次でフォトリ
ソグラフィやエッチングプロセスを用いて略矩形断面形
状の高屈折率のコア用パターンを得、しかる後そのコア
パターンを覆うように低屈折率のポリマ膜を形成するこ
とで比較的容易に製造されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
現在提案されているポリマ導波路には以下に示すような
大きな課題が存在しており、これが実用化の障害になっ
ている。

【０００６】（１）一般にポリマ材料には固有の吸収基
（ＣＨ基，ＯＨ基）に依存する吸収損失が存在してお
り、これが存在するゆえにガラス導波路並の０．１ｄＢ
／ｃｍ以下の低損失化が極めて難しい。

【０００７】（２）導波路表面、あるいは裏面，更には
内部に電子部品，電子回路，光部品，光回路等をハイブ
リッド実装する際にはハンダを用いることになるが、現
状である程度の低損失特性（０．２ｄＢ／ｃｍ程度）を
期待できるポリマ材料を用いた導波路は耐熱性が悪く、
上記ハンダリフロー温度（Ａｕ／Ｓｎハンダのリフロー
温度：＞２８０℃）に耐えることが難しく、また、上記
温度で実装、処理されると、導波路に用いているポリマ
の屈折率が変化してしまい、導波路の光学特性が大幅に
変わって使用不可になってしまう。逆に耐熱特性を期待
できるポリマ材料を用いた導波路では損失が大きかった
り、偏波依存性があったりして実用上問題がある。

【０００８】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、ガ
ラス導波路並の低損失化が可能であると共に、超低コス
トで得ることができる新規なポリマ材料を出発材にした
導波路の製造方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、少なくとも３５０℃以上の耐熱温度を有す
る基板の表面に形成された低屈折率層上にポリシラン化
合物のポリマ層を形成し、このポリマ層上に所望の光伝
搬層パターンの描かれたフォトマスクを置いてその上か
ら紫外線を照射してそのポリマ層を露光した後、露光さ
れた領域をアルカリ現像により除去して略矩形断面形状
の高屈折率コアパターンを形成し、次いでそのコアパタ
ーンを３５０℃よりも高い温度で熱処理して無機化し、
その後、このコアパターン上に低屈折率の上部クラッド
層を被覆形成するようにしたものである。

【００１０】これによって、ガラス導波路並の０．１ｄ
Ｂ／ｃｍ以下の低損失化が期待できると共に、ガラス導
波路に比べて容易に低コスト化、大型サイズ化を図るこ
とで可能となる。

【００１１】すなわち、本発明方法は、有機溶媒に溶け
たポリシラン化合物の溶液を基板上に塗布工程により塗
布して形成したポリシラン化合物の膜を３５０℃以上の
温度で加熱すると、無機化が進行して非常に均一でクラ
ックのない膜となり、かつ超低損失な膜になることを見
出し、本発明に至ったものである。例えば、ポリシラン
化合物にフェニルメチルポリシランを用いた例で説明す
ると、通常は２５０℃以内の温度で熱処理を行ってポリ
マ膜化を行っているが、これを３５０℃以上の温度で加
熱することにより、側鎖のフェニル基やメチル基が脱離
を起こし、無機化が起こる。そして、このような無機化
が起こった膜の伝搬損失を評価したところ、無機化が進
行すればするほど、つまり熱処理温度が高くなるほど、
従来のポリマ膜の伝搬損失よりも大幅に低い超低損失値
が実現されることを見出し、これを新規な製造方法とし
て利用したものである。

【００１２】尚、ポリシラン化合物以外の従来のポリマ
膜を用い、これに上記のような高温熱処理を行うと、膜
にクラックが入ったり剥がれが生じたりするために高温
処理を行うことができなかった。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。

【００１４】図１は本発明に係るポリマ材料を出発材に
した導波路の製造方法の実施の一形態を示したものであ
る。

【００１５】本発明方法は、先ず図１（１）に示すよう
に基板１上に低屈折率層２を形成した後、この低屈折率
層２上にポリシラン化合物からなるポリマ層３を順次形
成する。

【００１６】ここで、本発明で適用できる基板１として
は、少なくとも３５０℃の温度に耐える材質のものを用
いる必要があり、例えば、ガラス基板，セラミックス基
板，Ｓｉ，ＧａＡｓのような半導体基板の他に，ポリイ
ミド等の耐熱性プラスチック基板やガラス充填プラスチ
ック基板等を用いることができる。

【００１７】一方、この基板１上に形成される低屈折率
層２としては、ＳｉＯ₂やＳｉＯ₂に対してＴｉ，Ｇｅ，
Ｐ，Ｂ，Ｆ，Ｔａ等の屈折率制御用ドーパンドを添加し
たものを用いることができるが、これらの無機材料の他
に耐熱性のポリマを用いることができる。

【００１８】すなわち、このポリマとしては、例えば、
ポリシラン化合物にシリコーン化合物を８０〜１３０ｗ
ｔ％添加したポリシラン化合物のポリマか、上記ポリシ
ラン化合物を予め紫外線を照射して感光化させて屈折率
を低くしたポリマを用いることができる。この時、ポリ
シラン化合物中のシリコーン化合物の添加量が多いほど
屈折率は低下するので、このシリコーン化合物の添加量
を調節することでその低屈折率層２の屈折率を容易にコ
ントロール可能である。

【００１９】そして、このようなポリマ製の低屈折率層
２を得る方法としては、例えば、分岐度が２０％の分岐
状ポリメチルフェニルシラン化合物にシリコーン樹脂を
５０ｗｔ％添加したポリマを有機溶媒トルエンに溶かし
てフォトブリーチング用ポリマ溶液とし、この溶液に予
め紫外線（１５０ｗ水銀キセノンランプからの光を直径
２０ｍｍのイメージファイババンドル内を伝搬させて出
力させた光を約１０ｃｍ離して照射、その出力は１２０
０ｍｗ／ｃｍ²）を１３５分間照射することによって屈
折率を低下（波長６３２．８ｎｍにおける屈折率を紫外
線照射前の１．６４５から１．６２に低下）させ、この
溶液をＳｉ基板上に塗布し、１５０℃，２０分のプリベ
ークの後に、２５０℃，２０分のポストベークを行って
低屈折率層２用のポリマ膜を得ることができる。

【００２０】他方、この低屈折率層２上に形成されるポ
リシラン化合物からなるポリマ層３としては、後述する
ように分岐型ポリシラン化合物にシリコーン化合物を２
０〜８０ｗｔ％添加したものを用いる。そして、このポ
リシラン化合物からなるポリマ層３を得る方法として
は、例えば、分岐度が２０％の分岐状ポリメチルフェニ
ルシラン化合物にシリコーン化合物を５０ｗｔ％添加し
たポリマを有機溶媒トルエンに溶かして作ったフォトブ
リーチング用ポリマ溶液を塗布し、１５０℃，２０分間
のプリベークの後に、２５０℃，２０分のポストベーク
を行うことで例えば、波長６３２．８ｎｍにおける屈折
率１．６４５のポリマ層３を得ることができる。

【００２１】次に、このようにして基板１上に低屈折率
層２とポリマ層３を順次形成したならば、図１（２）に
示すように、このポリシラン化合物からなるポリマ層３
上に所望のパターンが描かれたフォトマスク４を置き、
そのフォトマスク４上から紫外線を照射してそのポリマ
層３に屈折率変化パターンを形成し、その後、アルカリ
現像処理を行って紫外線の照射された領域、すなわち、
屈折率の低下した領域を除去して図１（３）に示すよう
な断面矩形状のポリシラン化合物からなるコア層５を形
成する。

【００２２】その後、図１（４）に示すように、この基
板１に対して３５０℃以上の高温で熱処理を施してこの
コア層５を無機化することになるが、この時、後述する
ようにこの熱処理温度が高いほどコア層５の無機化が進
行するため、より低損失で、クラックの全く発生しない
均質な無機化コア層６を得ることができる。尚、実験の
結果、５００℃でも非常に均一な膜になることが分か
り、上記温度がプロセス上で許容できる温度であれば５
００℃近傍で熱処理を行ったほうが超低損失化の点で有
利である。また、この熱処理温度を高くする程、コア層
６の側面を均一にすることができるのも分かった。

【００２３】このようにしてコア層５の無機処理が終了
したならば、最後に、図１（５）に示すように、この無
機化コア層６を覆うようにその上に低屈折率の上部クラ
ッド層７を形成することで目的とするポリマ導波路を得
ることができる。尚、この上部クラッド層７は、上記低
屈折率層２と同じ材料、同じ方法で形成することができ
る。

【００２４】そして、このようにして得られたポリマ導
波路にあっては、上述したようにポリマ層３としてポリ
シラン化合物を用い、これを３５０℃以上の高い温度で
熱処理を施して無機化したことから、吸収損失を招くＣ
Ｈ基を殆ど無くすことが可能となり、従来のガラス導波
路並の超低損失値を実現することが可能となる。

【００２５】また、このようなポリマ導波路にあって
は、従来のハンダリフロー温度に耐えることができるた
め、導波路の表面、あるいは裏面，更には内部に電子部
品，電子回路，光部品，光回路等を確実にハイブリッド
実装でき、かつ屈折率の温度変動も少ないので、光学特
性の安定した導波路を実現することができる。

【００２６】さらに、このポリマ層３は、上記の如くポ
リマ溶液の塗布工程によって容易に形成することができ
るため、超低コストで、かつ高性能光部品及び光デバイ
スを実現することが可能である。

【００２７】次に、図２，図３は本発明方法の他の実施
の形態を示したものである。

【００２８】先ず、本発明の係る第二の実施の形態は、
図２（ａ）に示すように、基板１上に低屈折率層２を形
成した後、この低屈折率層２上にポリシラン化合物から
なるポリマ層３を順次形成する。尚、これら基板１，低
屈折率層２，ポリマ層３は上記実施の形態と同じ材料、
同じ方法で形成する。次に、この基板１に対して３５０
℃以上の高温で熱処理を行い、ポリマ層３を無機化した
後、図２（２）に示すように、その無機化したポリマ層
３上にフォトマスク４を置いてその上から紫外線を照射
する。その後、図２（３）に示すようにこのポリマ３に
対してアルカリ現像処理を行って紫外線の照射された領
域を除去し、断面矩形状の無機化コア層６を形成する。
その後、図２（４）に示すように、上記低屈折率層２と
同じ材料、同じ方法によってこの無機化コア層６を覆う
ようにその上に低屈折率の上部クラッド層７を形成する
ことで上記実施の形態と同様な特性を有するポリマ導波
路を低コストで容易に得ることができる。尚、本実施の
形態において、ポリマ層３の熱処理温度をあまり高くす
ると、アルカリ現像処理で紫外線が照射された領域が除
去し難くなる場合があることから、最初の熱処理の段階
では３５０℃をやや超える程度の比較的低い温度で熱処
理を行い、無機化コア層６を形成した後、再度さらに高
い温度で熱処理を施してコア層６の無機化を完全にする
ようにしても良い。

【００２９】次に、本発明に係る第三の実施の形態は、
先ず、図３（ａ）に示すように、上記実施の形態と同様
な材料・方法によって、基板１上に低屈折率層２とポリ
シラン化合物からなるポリマ層３を順次形成し、この基
板１を３５０℃以上の高温で熱処理を行い、ポリマ層３
を無機化する。図３（２）に示すように、この無機化さ
れたポリマ層３上にフォトレジスト膜８を塗布すると共
に、図３（３）に示すように、そのフォトレジスト膜８
上にコアパターンが形成されたフォトマスク４をおいて
その上から紫外線を照射してフォトレジスト膜８をフォ
トマスクパターンに露光する。その後、図３（４）に示
すようにこのフォトレジストパターンをマスクにして無
機化したポリマ層３をエッチングして断面矩形状の無機
化コア層を形成する。尚、このエッチングはドライエッ
チングあるいはウェットエッチングにて行う。そして、
最後に、図３（５）に示すように、上記低屈折率層２と
同じ材料、同じ方法によってこの無機化コア層６を覆う
ようにその上に低屈折率の上部クラッド層７を形成する
ことで上記各実施の形態と同様な特性を有するポリマ導
波路を低コストで容易に得ることができる。

【００３０】

【実施例】次に、本発明方法で得られたポリマ導波路の
具体的実施例を説明する。

【００３１】先ず、図４は、本発明のポリシラン化合物
のポリマ層のポストベーク時の温度を変えて作製した層
の伝搬損失を評価した結果の実施例を示したものであ
る。測定波長は１３００ｎｍと１５５０ｎｍである。こ
の層はバイコールガラス基板上に、分岐度が２０％の分
岐状ポリメチルフェニルシラン化合物にシリコーン化合
物を５０ｗｔ％添加したポリマを有機溶媒トルエンに溶
かして作ったフォトブリーチング用ポリマ溶液を塗布
し、１５０℃，２０分のプリベークの後に、ポストベー
ク温度を種々変えて作製した層について伝搬損失を評価
したものである。尚、ポストベーク時間は約３０分であ
る。

【００３２】同図から分かるようにポストベーク温度が
高くなるほど低損失になり、３５０℃以上の高温、すな
わちポリマ層の無機化が進行してくるとより一層の低損
失値が得られ、しかもクラックが全く発生せず、より一
層に均一になることが分かった。また、４００℃以上の
高温になると、０．１ｄＢ／ｃｍ以下の超低損失値が得
られることも分かった。そして、本発明方法で得られた
導波路にあっては、この高温熱処理により、Ａｕ／Ｓｎ
半田リフロー温度に十分に耐え、かつ、より一層の低損
失特性を実現することを示している。すなわち、ポリシ
ラン化合物を熱処理によって無機化することによりＣＨ
基を殆ど無くすことができ、これにより超低損失値が実
現することが分かった。尚、さらに５００℃で熱処理を
行っても膜の剥離やクラックなどは生じなかった。

【００３３】次に、図１に示したようなポリマ導波路に
おいて、分岐度が２０％の分岐状ポリメチルフェニルシ
ラン化合物に添加するシリコーン化合物の添加量をそれ
ぞれ２５ｗｔ％，８０ｗｔ％，１３０ｗｔ％と変えたポ
リマを用い、これらをそれぞれの有機溶媒トルエンに溶
かしてフォトブリーチング用ポリマ溶液とし、これらを
用いて導波路を作製した。その結果、シリコーン化合物
の添加量が多いほど導波路の伝搬損失が低下することが
分かり、また、より高温に耐える導波路を実現すること
が分かった。

【００３４】次に、他の実施例として、ポリシラン化合
物の分岐度を２〜４８％まで変えたポリマ層を用いて導
波路を作製し、損失を評価した結果、分岐度が高くなる
ほど長波長帯（１３００ｎｍ帯、１５５０ｎｍ帯）で超
低損失値（０．０６ｄＢ）を実現することができる。

【００３５】さらに別の実施例として、上記シリコーン
化合物を添加したポリシラン化合物に光酸発生剤（融点
１９２℃、最大吸収波長１７７ｎｍのパラメトキシスチ
ルトリアジン）を２％〜５％添加したポリマ層を用いて
導波路を検討した。損失は多少増加傾向にあったが、紫
外線照射によるコアパターンの深さ方向の均一性が良く
なり、より寸法精度の良い矩形状コア層を実現すること
ができた。さらに上記光酸発生剤としては、トリアジン
系のものが良いことも分かった。

【００３６】そして、本発明は上記実施例に限定される
ものでなく、ポリシラン化合物，シリコーン化合物，ト
リアジン化合物，光酸発生剤等はその他種々のものも適
用可能である。例えば、ポリシラン化合物には分岐度が
２％以上の分岐状ポリシラン化合物が光透明度の点から
好ましい。光酸発生剤にはトリアジン系が好ましく、そ
の中でも長波長での光透明度の高いもの、融点の高いも
のが好ましい。シリコーン化合物も光透明度の高いも
の、融点の高いものなどが好ましい。

【００３７】また、本発明に用いる有機溶媒としては、
炭素数５〜１２の炭化水素系，ハロゲン化炭化水素系及
びエーテル系等である。炭化水素の例としては、ペンタ
ン，ヘキサン，ヘプタン，シクロヘキサン，ｎ−デカ
ン，ｎ−ドデカン，ベンゼン，トルエン，キシレン，メ
トキシベンゼン等を用いることができる。ハロゲン化炭
化水素系の例としては、四塩化炭素，クロロホルム，
１，２−ジクロロエタン，ジクロロメタン，クロロベン
ゼン等を用いることができる。エーテル系の例として
は、ジエチルエーテル，ジブチルエーテル，テトラハイ
ドロフラン等を用いることができる。また、フォトブリ
ーチング用ポリマ材料として、ニトロン化合物を含んだ
シリコーン化合物用の有機溶媒として前述したようにペ
グミアを用いても良い。

【００３８】フォトブリーチング用ポリマ材料には、上
記有機溶媒に溶ける材料でなければならない。本発明に
用いるポリシラン化合物としては、直鎖型と分岐型を用
いることができる。分岐型と直鎖型は、ポリシラン中に
含まれるＳｉ原子の結合状態によって区別される。すな
わち、分岐型ポリシランとは、隣接するＳｉ原子と結合
している数（結合数）が３又は４であるＳｉ原子を含む
ポリシランである。これに対して、直鎖型のポリシラン
は、Ｓｉ原子の隣接するＳｉ原子との結合数は２であ
る。通常Ｓｉ原子以外に、炭化水素基，アルコキシ基又
は水素原子と結合している。このような炭化水素基とし
ては、炭素数１〜１０のハロゲンで置換されていても良
い脂肪族炭化水素基，炭素数６１〜１４の芳香族炭化水
素基が好ましい。脂肪族炭化水素基の具体例として、メ
チル基，プロピル基，ブチル基，ヘキシル基，オクチル
基，デシル基，トリフルオロプロピル基及びノナフルオ
ロヘキシル基等の鎖状のもの、及びシクロヘキシル基，
メチルシクロヘキシル基のような脂環式のものが挙げら
れる。また、芳香族炭化水素基の具体例としては、フェ
ニル基，ｐ−トリル基及びアントラシル基等が挙げられ
る。アルコキシ基としては、炭素数１〜８のものが挙げ
られる。具体例としては、メトキシ基，エトキシ基，フ
ェノキシ基，オクチルオキシ基等が挙げられる。合成の
容易さを考慮すると、これらの中でメチル基及びフェニ
ル基が特に好ましい。

【００３９】分岐型ポリシランの場合には、隣接するＳ
ｉ原子との結合数が３又は４であるＳｉ原子は、分岐型
ポリシラン中の全体のＳｉ原子数の２％以上であること
が好ましい。２％未満のものや直鎖型のポリシランは結
晶性が高く、膜中で微結晶が生成しやすいことにより光
散乱の原因となり、光透明性が低下し易い。

【００４０】本発明に用いるポリシランはハロゲン化シ
ラン化合物をナトリウムのようなアルカリ金属の存在
下、ｎ−デカンやトルエンのような有機溶媒中において
８０℃以上に加熱することによる重縮合反応によって製
造することができる。また、電解重合法や金属マグネシ
ウムと金属塩化物を用いた方法でも合成可能である。

【００４１】分岐型ポリシランの場合には、オルガノト
リハロシラン化合物，テトラハロシラン化合物，及びオ
ルガノジハロシラン化合物からなり、オルガノトリハロ
シラン化合物及びテトラハロシラン化合物が全体量の２
モル％以上であるハロシラン混合物を加熱して縮重合す
ることにより、目的とする分岐型ポリシランが得られ
る。ここで、オルガノトリハロシラン化合物は、隣接す
るＳｉ原子との結合数が３であるＳｉ原子源となり、一
方のテトラハロシラン化合物は、隣接するＳｉ原子との
結合数が４であるＳｉ原子源となる。尚、ネットワーク
構造の確認は、紫外線吸収スペクトルや珪素の核磁気共
鳴スペクトルの測定により確認することができる。

【００４２】ポリシランの原料として用いられるオルガ
ノトリハロシラン化合物，テトラハロシラン化合物，及
びジオルガノジハロシラン化合物がそれぞれ有するハロ
ゲン原子は、塩素原子であることが好ましい。オルガノ
トリハロシラン化合物及びジオルガノハロシラン化合物
が有するハロゲン原子以外の置換基としては、上記炭化
水素基，アルコキシ基又は水素原子が挙げられる。

【００４３】本発明のポリシラン化合物に添加するシリ
コーン化合物としては、以下の式で示されるものを用い
る。

【００４４】

【化１】

【００４５】但し、式中Ｒ１からＲ１２は、炭素数１〜
１０のハロゲンまたはグリシジルオキシ基で置換されて
いても良い脂肪族炭化水素基，炭素数６〜１２の芳香族
炭化水素基，炭素数１〜８のアルコキシ基からなる群か
ら選択される基であり、同一でも異なっていても良い。
また、ａ，ｂ，ｃ及びｄは０を含む正数であり、ａ＋ｂ
＋ｃ＋ｄ≧１を満たすものである。このシリコーン化合
物が有する脂肪族炭化水素基の具体例として、メチル
基，プロピル基，ブチル基，ヘキシル基，オクチル基，
デシル基，トリフルオロプロピル基，グリシジルオキシ
プロピル基等のような脂環式のものが挙げられる。ま
た、アルコシキ基の具体例としては、メトキシ基，エト
キシ基，フェノキシ基，オクチルオキシ基，ｔｅｒ−プ
トキシ基等が挙げられる。上記Ｒ１からＲ１２の種類及
びａ，ｂ，ｃ，ｄの値は特に重要でなく、ポリシラン及
び有機溶媒と相溶し、膜が透明なものであれば、特に限
定されない。相溶性を考慮した場合には、使用するポリ
シランが有する炭化水素基と同じ基を有していることが
好ましい。例えば、ポリシランとしてフェニルメチル系
のものを使用する場合には、同じフェニルメチル系又は
ジフェニル系のシリコーン化合物を使用することが好ま
しい。また、Ｒ１からＲ１２のうち、少なくとも２つが
炭素数１〜８のアルコキシ系であるような、１分子中に
アルコキシ基を２つ以上有するシリコーン化合物は、架
橋材として利用可能である。そのようなものとしては、
アルコキシ基を１５〜３５重量％含んだメチルフェニル
メトキシシリコーンやフェニルメトキシシリコーン等を
挙げることができる。分子量としては、１００００以
下，好ましくは３０００以下のものが好適である。

【００４６】尚、膜中のＣＨ基やＯＨ基による光吸収を
低減するために、ポリシラン化合物やシリコーン化合物
に重水素化，あるいは一部又は全てがハロゲン化，特に
フッ素化したものを用いれば上記吸収基による光損失を
大幅に低減することができる。

【００４７】これにより、波長依存性の少ない低光損失
のポリマ材料及びそれを用いたポリマ膜を実現すること
が可能となり、光学用材料及び部品として幅広い範囲に
用途を拡大することが可能となる。

【００４８】また、シリコーン化合物に架橋性、あるい
はアルコキシ基からなるものを用いることによって分岐
型ポリシラン化合物の中に均一に添加することができ、
しかもトルエンのような有機溶媒中に容易に可溶してナ
ノメータレベルの超微粒子状溶液となり、上記ポリマ溶
液を用いることによって光散乱中心のない均一な構造体
や膜を形成することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
すような優れた効果を発揮する。

【００５０】（１）ポリシラン化合物を出発材として塗
布工程で導波路用の各層を形成し、その途中の導波路作
製工程で上記ポリシラン化合物を無機化することにより
ＣＨ基を殆ど無くすことができるため、このＣＨ基によ
る吸収損失の殆どない超低損失の導波路を得ることがで
きる。

【００５１】（２）Ａｕ／Ｓｎ半田のリフロー温度に耐
えることができ、かつ屈折率の温度変動も少ないので、
光学特性の安定した導波路を実現することができ、ま
た、電子部品，電子回路，光部品，光回路等を実装した
光・電気複合デバイス用の導波路及び導波路型光回路用
として適用することができる。

【００５２】（３）製造工程が簡易プロセスであるた
め、超低コストで高性能光部品及び光デバイスを実現す
ることができる。

【００５３】（４）特にポリシラン化合物にシリコーン
化合物を４０ｗｔ％以上添加することにより、非常に高
温に耐え、かつ温度が高くなるほど低損失になり、膜自
身も剥離やクラックの入り難い安定した構造に改質する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施の一形態を示す工程図であ
る。

【図２】本発明方法の他の実施の形態を示す工程図であ
る。

【図３】本発明方法の他の実施の形態を示す工程図であ
る。

【図４】本実施例で説明したポリマ膜の伝搬損失とポス
トベーグ温度との関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１基板２低屈折率層３ポリマ層４フォトマスク５コア層（コアパターン）６無機化されたコア層（コアパターン）７上部クラッド層８フォトレジスト膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも３５０℃以上の耐熱温度を有
する基板の表面に形成された低屈折率層上にポリシラン
化合物のポリマ層を形成し、このポリマ層上に所望の光
伝搬層パターンの描かれたフォトマスクを置いてその上
から紫外線を照射してそのポリマ層を露光した後、露光
された領域をアルカリ現像により除去して略矩形断面形
状の高屈折率コアパターンを形成し、次いでそのコアパ
ターンを３５０℃よりも高い温度で熱処理して無機化
し、その後、このコアパターン上に低屈折率の上部クラ
ッド層を被覆形成するようにしたことを特徴とするポリ
マ材料を出発材にした導波路の製造方法。
【請求項２】少なくとも３５０℃以上の耐熱温度を有
する基板の表面に形成された低屈折率層上にポリシラン
化合物のポリマ層を形成した後、このポリマ層を３５０
℃よりも高い温度で熱処理して無機化し、その後、この
無機化されたポリマ層上に所望の光伝搬層パターンの描
かれたフォトマスクを置いてその上から紫外線を照射し
てそのポリマ層を露光してから露光された領域をアルカ
リ現像により除去して略矩形断面形状の高屈折率コアパ
ターンを形成し、しかる後、このコアパターン上に低屈
折率の上部クラッド層を被覆形成するようにしたことを
特徴とするポリマ材料を出発材にした導波路の製造方
法。
【請求項３】少なくとも３５０℃以上の耐熱温度を有
する基板の表面に形成された低屈折率層上にポリシラン
化合物のポリマ層を形成した後、このポリマ層を３５０
℃よりも高い温度で熱処理して無機化し、その後、この
無機化されたポリマ層上にフォトレジスト膜を形成する
と共に、そのフォトレジスト膜上に所望の光伝搬層パタ
ーンの描かれたフォトマスクを置いてその上から紫外線
を照射してフォトレジストパターンを形成した後、この
フォトレジストパターンをマスクにして無機化したポリ
マ層を略矩形断面形状の高屈折率コアパターンにエッチ
ング加工を施し、しかる後、このコアパターン上に低屈
折率の上部クラッド層を被覆形成するようにしたことを
特徴とするポリマ材料を出発材にした導波路の製造方
法。
【請求項４】上記ポリマ層が、有機溶媒に溶けたポリ
シラン化合物の溶液を低屈折率層上に塗布して形成され
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポ
リマ材料を出発材にした導波路の製造方法。
【請求項５】上記ポリシラン化合物中には、シリコー
ン化合物が所定配合比で添加されていることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載のポリマ材料を出発材
にした導波路の製造方法。
【請求項６】上記ポリシラン化合物として、Ｓｉ原子
以外に炭化水素基，アルコール基，又は水素原子と結合
しているものを用いることを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載のポリマ材料を出発材にした導波路の製
造方法。
【請求項７】上記ポリシラン化合物として、その一部
又は全てが重水素化されたものを用いることを特徴とす
る請求項１〜６のいずれかに記載のポリマ材料を出発材
にした導波路の製造方法。
【請求項８】上記ポリシラン化合物として、その一部
又は全てがフッ素化されたものを用いることを特徴とす
る請求項１〜７のいずれかに記載のポリマ材料を出発材
にした導波路の製造方法。
【請求項９】上記シリコーン化合物として、架橋性，
あるいはアルコキシ基からなるものを用いたことを特徴
とする請求項５に記載のポリマ材料を出発材にした導波
路の製造方法。
【請求項１０】上記シリコーン化合物として、その一
部又は全てが重水素化されたものを用いたことを特徴と
する請求項５又は９に記載のポリマ材料を出発材にした
導波路の製造方法。
【請求項１１】上記シリコーン化合物として、その一
部又は全てがフッ素化されたものを用いたことを特徴と
する請求項５又は９に記載のポリマ材料を出発材にした
導波路の製造方法。
【請求項１２】上記基板として、ガラス基板，プラス
チック基板，サファイア基板、フレキシブルなプラスチ
ックフィルムのいずれかかであって少なくとも３５０℃
以上の耐熱温度を有するものを用いることを特徴とする
請求項１〜１１のいずれかに記載のポリマ材料を出発材
にした導波路の製造方法。