JP2004078084A - Method for manufacturing optical waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光インターコネクション等に使用する光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、光通信技術の進展によって、光の優位性が実証されてきた。また、LSI等の信号の高速化に伴い、電気信号を光信号に置き換える技術の研究開発が進められている。その伝送媒体として光導波路が期待されている。
【0003】
近年、開発が進められている高分子光導波路は、大面積に形成することが可能であり、1cm〜1mのオーダーの光インターコネクションへの適用が図られている。また、光導波路上に光路変換ミラーを形成して、光導波路層の表面に光部品を実装することが行われている。
高分子光導波路の製造方法としては、図10に示すように、ドライエッチングを用いた方法や、図11に示すように、パターン露光及び現像を用いた方法が一般的である。また、光路変換ミラーの形成方法としては、図12に示すように、ダイシングソーによる機械加工が一般的である。
【0004】
しかし、光導波路の製造と光路変換ミラーの加工を別工程で行うことは、製造工程が複雑でコストがかさむことになる。そこで、光導波路と光路変換ミラーを連続した工程で製造する方法として、例えば、図13に示すような、型を用いた方法がある。この方法は、特開2001−154049に開示された方法であるが、ここでは、先ず、凹部を有する基板50上にコア材1を塗布、硬化し、次に、凹部以外のコア材1を除去してコア1Aを形成し、次に、全面にクラッド2Aを形成し、全体を別基板20に転写した後、光路変換ミラー4、及びクラッド3Aを形成している。
【0005】
だが、この方法は、凹部を有する基板50の全面に硬化したコア1Aを形成した後に、凹部以外のコア1Aを除去するのに長時間のエッチング処理が必要でコストがかさむ方法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、斯かる従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、高分子光導波路の製造において、安定したコアパターンを容易に形成することができ、また、光路変換ミラーをコアパターンの製造工程と連続した工程で行うことができる、すなわち、安価に安定した高分子光導波路を製造することのできる光導波路の製造方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、型を用いてコアパターンを形成する光導波路の製造方法であって、型の表面にあらかじめコア材またはクラッド材の親和性を高める表面処理を施しておくことを特徴とする光導波路の製造方法である。
【0008】
また、本発明は、上記発明による光導波路の製造方法において、前記型がパターン状凹部を有する基板であり、
1)パターン状凹部を有する基板のパターン状凹部のみにコアを充填し、予めクラッドが塗布された別基板のクラッド面と重ね合わせる工程と、
2)パターン状凹部を有する基板を剥離し、該クラッド上にコアパターンを転写する工程と、
を少なくとも具備する光導波路の製造方法において、パターン状凹部を有する基板のパターン状凹部のみにコアを充填する前に、パターン状凹部を有する基板の表面にコア材の親和性を高める表面処理を行うことを特徴とする光導波路の製造方法である。
【0009】
また、本発明は、上記発明による光導波路の製造方法において、前記型の少なくとも表面がシリコーン樹脂であることを特徴とする光導波路の製造方法である。
【0010】
また、本発明は、上記発明による光導波路の製造方法において、前記コア材および/またはクラッド材がエポキシ樹脂であることを特徴とする光導波路の製造方法である。
【0011】
また、本発明は、上記発明による光導波路の製造方法において、前記パターン状凹部を有する基板のパターン状凹部のみにコア材を充填する方法が、パターン状凹部を有する基板にコア材を塗布した後、ヘラで余分なコア材をかき取る方法であることを特徴とする光導波路の製造方法である。
【0012】
また、本発明は、上記発明による光導波路の製造方法において、前記パターン状凹部を有する基板のパターン状凹部のみにコア材を充填し、予めクラッドが塗布された別基板のクラッド面と重ね合わせる工程が、パターン状凹部を有する基板と予めクラッドが塗布された別基板との間にコア材をはさみ込む方法であることを特徴とする光導波路の製造方法である。
【0013】
また、本発明は、上記発明による光導波路の製造方法において、前記表面処理が酸素プラズマ処理であることを特徴とする光導波路の製造方法である。
【0014】
また、本発明は、上記発明による光導波路の製造方法において、前記表面処理が、型に対するコア材の接触角を45゜以下にする表面処理であることを特徴とする光導波路の製造方法である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による光導波路の製造方法を、その実施の形態に基づいて説明する。
図1は、本発明による光導波路の製造方法の一実施例を断面で示す説明図である。図1(a)に示すように、まず、パターン状凹部を有する基板10を用意する。このパターン状凹部を有する基板10は、光導波路を形成する際の型の役割を持っている。パターン状凹部には、光導波路のコアパターンだけでなく、ミラーに相当する部分や、回折格子、分岐回路、アレイ導波路回折格子等の光回路を組み込むこともできる。
【0016】
パターン状凹部を有する基板10の材料としては、シリコーン樹脂が好適である。シリコーン樹脂は柔軟性があるので、コアパターンをクラッド付きの別基板に転写する際に貼り合わせ、剥離がし易く、また、コアパターンを損傷しにくいからである。
パターン状凹部を有する基板10は、その全体がシリコーン樹脂であってもよし、少なくともパターン状凹部を有する面はシリコーン樹脂であることが好ましい。
【0017】
図1(b)に示すように、パターン状凹部を有する基板10に対して、表面処理を行う。表面処理によって、パターン状凹部を有する基板10のコア材1に対する親和性を高めることができる。具体的には、パターン状凹部を有する基板10に対するコア材1の接触角を45゜以下にすることにより、安定してコア材1の埋め込みができるようになる。表面処理の方法としては、酸素プラズマ処理が好適である。
【0018】
次に、図1(c)〜(d)に示すように、パターン状凹部のみにコア材1を充填する。コア材1としては、例えば、エポキシ樹脂、特に紫外線硬化型エポキシ樹脂が好適である。
充填方法としては、全面塗布後に余分なコア材をブレードを用いてかき取る方法、例えば、ブレードとして、ヘラ8を用いかき取る方法が可能である。そして、紫外線照射によってコア材1を硬化させてコアパターン1Aとする。
【0019】
ここで、図1(e)に示すように、別基板20を用意し、全面にクラッド材2を塗布する。そして、図1(f)に示すように、コアパターン1Aが形成された基板10と、クラッド材2が塗布された別基板20を重ね合わせ、重ね合わせた状態で紫外線照射してクラッド材2を硬化させ、クラッド2Aとし、基板10を剥離してコアパターン1Aを別基板20側に転写する。
クラッド材2としては、例えば、紫外線硬化型エポキシ樹脂が好適である。また、コア材1やクラッド材2の硬化方法は、紫外線照射による硬化に限定されるものではない。
【0020】
光路変換ミラーは、図1(g)に示すように、コアパターン1Aの傾斜面に金属を蒸着して金属ミラー4とする。傾斜面のみに金属を付けるために、マスク蒸着法やリフトオフ法を用いることができる。なお、光路変換ミラーとしては、図4に示すような、光導波路層に垂直な方向に光路変換するだけでなく、図5に示すような、光導波路層の面内で任意の角度に光路変換することにも用いることができる。
【0021】
次に、図1(h)に示すように、クラッド材3を全面に塗布し、硬化させてクラッド3Aにすることにより、単層の光導波路5が完成する。或いはクラッド3Aを設けずに空気をクラッドの代用とすることもできる。
また、図2に示すように、クラッド材3を硬化させる前に、さらに別なパターン状凹部を有する基板10’にコアパターン1’を形成して転写することにより、多層光導波路6を形成することもできる。図2において、(h)は図1における(h)を示している。
【0022】
なお、多層光導波路6を形成する際や、図1に示す光導波路5、図2に示す多層光導波路6を、さらに他の基板、例えば、電気配線基板(図示せず)に転写するために、別基板20上またはクラッド2A中にアライメントマーク(図示せず)を設けることが望ましい。
また、光導波路5あるいは多層光導波路6をフィルムとして使う場合には、別基板20とクラッド材2の間に剥離層(図示せず)を設けておき、光導波路を作製した後に剥離させてフィルム化することが望ましい。別基板20および剥離層、またはパターン状凹部を有する基板10は、紫外線に対して透明なことが望ましい。
【0023】
パターン状凹部を有する基板10の製造には、図6(c)〜(e)に示すように、パターン状凸部を有する基板30を用意してシリコーン樹脂34等で型取りする方法を用いることができる。
パターン状凸部を有する基板30の製造は、例えば、図6(a)に示すように、基板31上にフォトレジストあるいは紫外線硬化型エポキシ樹脂32を塗布し、光導波路形状にパターン露光、現像して、断面形状が矩形のパターンを形成し、次に、図6(b)に示すように、ミラー部となる傾斜面をレーザ光33によって加工するといった方法で製造することができる。
レーザ光33としては、エキシマレーザが好適である。
【0024】
コアパターンのアスペクト比(高さ/幅)としては、通常は1程度のものが用いられる。その場合、光導波路層に垂直な方向に光路変換するミラーを上から見るとほぼ正方形になり、部品の位置合わせ要求XY方向で同程度になる。しかし、アスペクト比が1でなくとも導波に問題はない。実際、アスペクト比0.27〜2にて導波を確認している。
【0025】
また、コア材1をパターン状凹部のみに充填、硬化後にクラッド材付き別基板20と重ねるかわりに、図14のように、パターン状凹部を有する基板10とクラッド付き別基板20の間にコア材1をはさみ込んで導波路を作製することも可能である。即ち、まずパターン状凹部を有する基板10を用意し(図14(a))、表面処理を行う(図14(b))。次に、クラッド2A付き別基板20を用意し(図14(c))、パターン状凹部を有する基板10との間にコア材1をはさみ込む(図14(d))。
【0026】
別基板側もしくはパターン状凹部を有する基板のいずれかあるいは両方から紫外線照射する等の方法によってコア材1を硬化させてコアパターン1Aとし(図14(e))、基板10を剥離してコアパターン1Aを別基板20側に転写する。そして、コアパターン1Aの傾斜面に金属を蒸着して金属ミラー4とする(図14(f))。通常は、クラッド3で覆う(図14(g))。この場合にも、表面処理によって安定したコア形成が可能になる。
【0027】
さらには、型として、凹型(パターン状凹部を有する基板)だけでなく、凸型(パターン状凸部を有する基板11)も使用できることは言うまでもない。例えば図15のように、表面処理した凸型11を用いて、パターン状凹部を有するクラッド2Aを作製し、金属ミラー4を形成した後、コア1Aを埋め込み、クラッド3Aで覆って導波路を作製することができる。
【0028】
【実施例】
以下に、本発明による光導波路の製造方法を実施例にて詳細に説明する。
<実施例1>
[パターン状凹部を有する基板の作製]
図6を用いて説明する。まず、基板31(ガラス)上に厚膜用フォトレジストを塗布、ベーク、露光、現像することにより、レジストパターン32として高さが40μm、幅が20μm〜150μmの複数の光導波路状凸パターンを形成した(図6(a))。
【0029】
次に、レーザ光33としてKrFエキシマレーザを斜め照射することにより、光路変換ミラーになる部分を加工し(図6(b))、パターン状凸部を有する基板30とした(図6(c))。
次に、液状のシリコーン樹脂34を用いて型取りすることにより、パターン状凹部を有する基板10を作製した(図6(d)〜(e))。
【0030】
[光導波路1の作製]
図1及び図3を用いて説明する。まず、パターン状凹部を有する基板10(シリコーン樹脂)を用意した(図1(a))。次に、パターン状凹部を有する基板に酸素プラズマ処理を行った(図1(b))。使用した装置は、東京応化工業(株)製のOPM−SQ600(型番)である。酸素流量を100SCCM、圧力を60Paとし、プラズマパワー100W、時間を2分とした。
そして、コア材1として紫外線硬化型エポキシ樹脂を全面に塗布し、ヘラ8で凹部以外のコア材1をかき取った。全面に紫外線を照射することにより、コア材1を硬化させてコアパターン1Aとした(図1(c)〜(d))。
【0031】
形成したコアパターン1Aは、コア幅20μm〜150μmのすべての種類について、連続したコアパターン1Aを問題なく形成できた(図3)。
【0032】
一方、別基板20(ガラス)を用意し、全面にクラッド材2として紫外線硬化型エポキシ樹脂をスピンコートした(図1(e))。
ここで両者を重ね合わせた状態で、別基板側から紫外線を照射することにより、コアパターン1Aとクラッド材2を密着させるとともにクラッド材2を硬化させてクラッド2Aとした(図1(f))。
【0033】
パターン状凹部を有する基板10を剥がした後、マスク蒸着によって傾斜面に金属Alを蒸着して金属ミラー4とした。さらに全面にクラッド材3として紫外線硬化型エポキシ樹脂を塗布、紫外線照射して光導波路5を完成した。
【0034】
<実施例2>
[光導波路2の作製]
酸素プラズマ処理の条件を、酸素流量を100SCCM及び圧力を60Paを一定にし、プラズマパワー20W〜400W、時間1秒〜10分の間で変えて、シリコーン上のコア材の接触角を測定した。
図7に示すように、未処理のシリコーンの接触角が約60゜なのに対し、酸素プラズマ処理によって約40゜〜25゜に変化することを確認した。そして、図7に示す酸素プラズマ処理を行ったいずれにおいても、実施例1と同様に光導波路を作製できた。
【0035】
<実施例3>
[光導波路4の作製]
図14を用いて説明する。まず、実施例1と同様にして、パターン状凹部を有する基板10を用意し(図14(a))、パターン状凹部を有する基板に酸素プラズマ処理を行った(図14(b))。
【0036】
一方、別基板20(ガラス)を用意し、全面にクラッド材2として紫外線硬化型エポキシ樹脂をスピンコートし、紫外線を照射させてクラッド2Aとした(図14(c))。
【0037】
そして、パターン状凹部を有する基板10と、クラッド2A付き基板20との間にコア材1をはさみ込んで、基板20側から紫外線を照射することにより、コアパターン1Aを形成した(図14(d)〜(e))。
【0038】
パターン状凹部を有する基板10を剥がした後、マスク蒸着によって傾斜面に金属Alを蒸着して金属ミラー4とした(図14(f))。さらに全面にクラッド材3として紫外線硬化型エポキシ樹脂を塗布、紫外線硬化して光導波路5を完成した(図14(g))。
【0039】
<実施例4>
[光導波路6の作製]
図15を用いて説明する。まず、実施例1と類似の方法によって、パターン状凸部を有する(シリコーン)基板11を用意し(図15(a))、パターン状凸部を有する基板11に酸素プラズマ処理を行った(図15(b))。
【0040】
一方、別基板20(ガラス)を用意し、全面にクラッド材2として紫外線硬化型エポキシ樹脂をスピンコートし(図15(c))、パターン状凸部を有する基板に重ねて、紫外線を照射させてクラッド2Aとした(図15(d))。
【0041】
そして、パターン状凸部を有する基板11を剥がし(図15(e))、マスク蒸着によって傾斜面に金属Alを蒸着して金属ミラー4とした(図15(f))。さらに、コア材1として紫外線硬化型エポキシ樹脂を全面に塗布し、ヘラ8で凹部以外のコア材1をかき取った。全面に紫外線を照射することにより、コア材1を硬化させてコアパターン1Aとした(図15(g)〜(h))。
【0042】
最後に、全面にクラッド材3として紫外線硬化型エポキシ樹脂を塗布、紫外線硬化して光導波路5を完成した(図15(i))。
【0043】
<比較例1>
[光導波路3の作製]
図8及び図9を用いて説明する。まず、実施例1における[パターン状凹部を有する基板の作製]に従い、パターン状凹部を有する基板10(シリコーン樹脂)を用意した(図8(a))。次に、特別な表面処理を行うことなく、コア材1として紫外線硬化型エポキシ樹脂を全面に塗布し、ヘラ8で凹部以外のコア材1をかき取った。全面に紫外線を照射することにより、コア1を硬化させてコアパターン1Aとした(図8(b)〜(c))。
【0044】
この際、コア幅100μm以上のコアパターンについては問題なく形成できたが、コア幅50μm以下のコアパターンではコアコア1Aがとぎれとぎれになりやすく(図9)、連続した導波路を形成するのが難しかった。
【0045】
<比較例2>
[光導波路5の作製]
特別な表面処理を行わないこと以外は、実施例3と同様にして導波路を作製した。その場合、パターン状凹部を有する基板10と、クラッド2A付き基板20との間にコア材1をはさみ込んで(図14(d))から、基板20側から紫外線を照射する(図14(e))までの間に、パターン状凹部を有する基板10が簡単に剥がれてしまい、きれいなコアパターン1Aを形成することができなかった。
【0046】
<比較例3>
[光導波路7の作製]
特別な表面処理を行わないこと以外は、実施例4と同様にして導波路を作製した。その場合、クラッド材2付き基板20をパターン状凸部を有する基板11に重ねた際に、クラッド材2がうまく広がらず、きれいなクラッド2Aを形成することができなかった。
【0047】
【発明の効果】
本発明は、パターン状凹部を有する基板のパターン状凹部のみにコア材を充填する前に、パターン状凹部を有する基板の表面にコア材の親和性を高める表面処理を行うので、安定したコアパターンを容易に形成することができる。また、光路変換ミラーとなる傾斜面はコアパターンに設けらるので、改めて形成する必要はなく、傾斜面への金属の蒸着をコアパターンの製造工程と連続した工程で行うことができる。
すなわち、安価に安定した高分子光導波路を製造することのできる光導波路の製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光導波路の製造方法の一実施例を断面で示す説明図である。
【図2】本発明の多層光導波路の製造方法の例を示す断面で示す説明図である。
【図3】実施例1におけるコアパターンの断面図である。
【図4】本発明の光導波路の一例を示す斜視図である。
【図5】本発明の光導波路の他の例を示す斜視図である。
【図6】本発明のパターン状凹部を有する基板の製造方法の一例を示す断面図である。
【図7】酸素プラズマ処理による接触角の変化を示す説明図である。
【図8】比較例1における光導波路の製造方法を示す断面図である。
【図9】比較例1におけるコアパターンの断面図である。
【図10】従来の光導波路の製造方法の一例を示す断面図である。
【図11】従来の光導波路の製造方法の他の例を示す断面図である。
【図12】従来の光路変換ミラーの製造方法の一例を示す断面図である。
【図13】従来の光導波路および光路変換ミラーを連続して製造する製造方法の例を示す断面図である。
【図14】実施例3における光導波路の製造方法を示す断面図である。
【図15】実施例4における光導波路の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
1、1’…コア材
1A、1’A…コアパターン
2、3…クラッド材
2A、3A、3’A…クラッド
4、4’、4”…金属ミラー
5…光導波路
6…多層光導波路
7…光路
8 …ヘラ
10、10’…パターン状凹部を有する基板
11…パターン状凸部を有する基板
20…別基板
30…パターン状凸部を有する基板
31、50…基板
32…フォトレジストまたはエポキシ樹脂
33…レーザ光
34…シリコーン樹脂
51…シリコン含有レジストまたは金属マスク
52…反応性イオン
53…紫外線露光
54…ダイシングブレード
55…全反射ミラー
56…接着剤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide used for optical interconnection and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the advance of optical communication technology has demonstrated the superiority of light. Also, with the speeding up of signals of LSIs and the like, research and development of technology for replacing electric signals with optical signals are being advanced. An optical waveguide is expected as the transmission medium.
[0003]
In recent years, polymer optical waveguides that have been developed can be formed in a large area, and are being applied to optical interconnections on the order of 1 cm to 1 m. Further, an optical path conversion mirror is formed on an optical waveguide, and an optical component is mounted on the surface of the optical waveguide layer.
As a method for manufacturing a polymer optical waveguide, a method using dry etching as shown in FIG. 10 and a method using pattern exposure and development as shown in FIG. 11 are generally used. As a method of forming the optical path conversion mirror, as shown in FIG. 12, machining using a dicing saw is common.
[0004]
However, performing the manufacturing of the optical waveguide and the processing of the optical path conversion mirror in separate steps complicates the manufacturing process and increases the cost. Therefore, as a method of manufacturing the optical waveguide and the optical path conversion mirror in a continuous process, for example, there is a method using a mold as shown in FIG. This method is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-154049. Here, first, the
[0005]
However, in this method, after forming the cured
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the situation of the related art, and in manufacturing a polymer optical waveguide, a stable core pattern can be easily formed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an optical waveguide that can be performed in a step that is continuous with the steps, that is, that can manufacture a stable and stable polymer optical waveguide at low cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide in which a core pattern is formed using a mold, wherein the surface of the mold is subjected to a surface treatment for increasing the affinity of a core material or a clad material in advance. Is a manufacturing method.
[0008]
Further, the present invention provides the method for manufacturing an optical waveguide according to the above invention, wherein the mold has a substrate having a pattern-shaped concave portion,
1) a step of filling the core only into the pattern-shaped concave portions of the substrate having the pattern-shaped concave portions and superimposing the core on a clad surface of another substrate on which the clad is applied in advance;
2) peeling the substrate having the pattern-shaped concave portion and transferring the core pattern onto the clad;
In the method of manufacturing an optical waveguide having at least a pattern recess, before filling the core only into the pattern recess of the substrate having the pattern recess, a surface treatment for increasing the affinity of the core material is performed on the surface of the substrate having the pattern recess. This is a method for manufacturing an optical waveguide.
[0009]
Further, the present invention is the method for manufacturing an optical waveguide according to the above invention, wherein at least a surface of the mold is a silicone resin.
[0010]
Further, the present invention is the method for manufacturing an optical waveguide according to the above invention, wherein the core material and / or the clad material is an epoxy resin.
[0011]
Also, the present invention provides the method of manufacturing an optical waveguide according to the above invention, wherein the method of filling a core material only in the pattern-shaped concave portion of the substrate having the patterned concave portion is performed after the core material is applied to the substrate having the patterned concave portion. And a method of scraping an excess core material with a spatula.
[0012]
Further, the present invention provides the method of manufacturing an optical waveguide according to the above invention, wherein the core material is filled only in the pattern-shaped concave portion of the substrate having the pattern-shaped concave portion, and the core material is overlapped with a clad surface of another substrate on which the clad is previously applied. However, there is provided a method of manufacturing an optical waveguide, which comprises inserting a core material between a substrate having a pattern-shaped concave portion and another substrate to which cladding is applied in advance.
[0013]
Further, the present invention is the method for manufacturing an optical waveguide according to the above invention, wherein the surface treatment is an oxygen plasma treatment.
[0014]
Further, the present invention is the method for manufacturing an optical waveguide according to the above invention, wherein the surface treatment is a surface treatment for reducing a contact angle of a core material to a mold to 45 ° or less. .
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention will be described based on its embodiments.
FIG. 1 is an explanatory view showing a cross section of one embodiment of a method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention. As shown in FIG. 1A, first, a
[0016]
As a material of the
The
[0017]
As shown in FIG. 1B, a surface treatment is performed on the
[0018]
Next, as shown in FIGS. 1C to 1D, the
As a filling method, a method of scraping an excess core material using a blade after the entire surface is applied, for example, a method of scraping using a
[0019]
Here, as shown in FIG. 1E, another
As the
[0020]
As shown in FIG. 1 (g), the
[0021]
Next, as shown in FIG. 1 (h), the
As shown in FIG. 2, before the
[0022]
In forming the multilayer
When the
[0023]
In manufacturing the
For example, as shown in FIG. 6A, the
As the
[0024]
The aspect ratio (height / width) of the core pattern is usually about 1. In this case, when viewed from above, the mirror that changes the optical path in the direction perpendicular to the optical waveguide layer has a substantially square shape when viewed from above, and is substantially the same in the XY directions required for component alignment. However, there is no problem in waveguide even if the aspect ratio is not 1. Actually, waveguiding was confirmed at an aspect ratio of 0.27 to 2.
[0025]
In addition, instead of filling the
[0026]
The
[0027]
Further, it goes without saying that not only a concave mold (a substrate having a pattern-shaped concave portion) but also a convex mold (a substrate 11 having a pattern-shaped convex portion) can be used. For example, as shown in FIG. 15, a clad 2A having a pattern-shaped concave portion is formed by using a surface-treated convex mold 11, a
[0028]
【Example】
Hereinafter, a method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention will be described in detail with reference to examples.
<Example 1>
[Preparation of substrate having patterned concave portion]
This will be described with reference to FIG. First, a plurality of optical waveguide convex patterns having a height of 40 μm and a width of 20 μm to 150 μm are formed as a resist
[0029]
Next, a portion serving as an optical path conversion mirror is processed by obliquely irradiating a KrF excimer laser as a laser beam 33 (FIG. 6B) to obtain a
Next, the
[0030]
[Production of Optical Waveguide 1]
This will be described with reference to FIGS. First, a substrate 10 (silicone resin) having a patterned concave portion was prepared (FIG. 1A). Next, oxygen plasma treatment was performed on the substrate having the pattern-shaped concave portions (FIG. 1B). The used apparatus is OPM-SQ600 (model number) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. The oxygen flow rate was 100 SCCM, the pressure was 60 Pa, the plasma power was 100 W, and the time was 2 minutes.
Then, an ultraviolet curable epoxy resin was applied as the
[0031]
As for the formed
[0032]
On the other hand, another substrate 20 (glass) was prepared, and an ultraviolet curable epoxy resin was spin-coated as a
Here, by irradiating ultraviolet rays from another substrate side in a state where both are overlapped, the
[0033]
After the
[0034]
<Example 2>
[Production of Optical Waveguide 2]
The contact angle of the core material on the silicone was measured by changing the conditions of the oxygen plasma treatment at a constant oxygen flow rate of 100 SCCM and a constant pressure of 60 Pa, a plasma power of 20 W to 400 W, and a time of 1 second to 10 minutes.
As shown in FIG. 7, it was confirmed that the contact angle of the untreated silicone was about 60 °, but changed to about 40 ° to 25 ° by the oxygen plasma treatment. In each of the cases where the oxygen plasma treatment shown in FIG. 7 was performed, an optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1.
[0035]
<Example 3>
[Production of Optical Waveguide 4]
This will be described with reference to FIG. First, in the same manner as in Example 1, a
[0036]
On the other hand, another substrate 20 (glass) was prepared, and the entire surface was spin-coated with an ultraviolet-curing epoxy resin as the
[0037]
Then, the
[0038]
After peeling off the
[0039]
<Example 4>
[Production of Optical Waveguide 6]
This will be described with reference to FIG. First, a (silicone) substrate 11 having a pattern-shaped convex portion was prepared by a method similar to that of Example 1 (FIG. 15A), and the substrate 11 having the pattern-shaped convex portion was subjected to oxygen plasma treatment (FIG. 15A). 15 (b)).
[0040]
On the other hand, another substrate 20 (glass) is prepared, and the entire surface is spin-coated with an ultraviolet-curable epoxy resin as the cladding material 2 (FIG. 15C), and is superposed on the substrate having the pattern-shaped convex portions and irradiated with ultraviolet rays. To form a clad 2A (FIG. 15D).
[0041]
Then, the substrate 11 having the pattern-shaped convex portions was peeled off (FIG. 15E), and metal Al was vapor-deposited on the inclined surface by mask vapor deposition to form the metal mirror 4 (FIG. 15F). Further, an ultraviolet curable epoxy resin was applied on the entire surface as the
[0042]
Finally, an ultraviolet curable epoxy resin was applied as the
[0043]
<Comparative Example 1>
[Production of Optical Waveguide 3]
This will be described with reference to FIGS. First, a substrate 10 (silicone resin) having a patterned recess was prepared according to [Production of a substrate having a patterned recess] in Example 1 (FIG. 8A). Next, an ultraviolet curable epoxy resin was applied as the
[0044]
At this time, a core pattern with a core width of 100 μm or more could be formed without any problem, but with a core pattern with a core width of 50 μm or less, the
[0045]
<Comparative Example 2>
[Production of Optical Waveguide 5]
A waveguide was produced in the same manner as in Example 3 except that no special surface treatment was performed. In that case, the
[0046]
<Comparative Example 3>
[Production of Optical Waveguide 7]
A waveguide was produced in the same manner as in Example 4, except that no special surface treatment was performed. In this case, when the
[0047]
【The invention's effect】
The present invention performs a surface treatment that enhances the affinity of the core material on the surface of the substrate having the patterned recess before filling the core with only the patterned recess of the substrate having the patterned recess. Can be easily formed. In addition, since the inclined surface serving as the optical path conversion mirror is provided in the core pattern, it is not necessary to form the inclined surface again, and metal deposition on the inclined surface can be performed in a process continuous with the core pattern manufacturing process.
That is, a method for manufacturing an optical waveguide capable of manufacturing a stable polymer optical waveguide at low cost is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a cross section of one embodiment of a method for manufacturing an optical waveguide of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a cross section showing an example of a method for manufacturing a multilayer optical waveguide of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a core pattern according to the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the optical waveguide of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing another example of the optical waveguide of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a substrate having a patterned concave portion according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change in a contact angle due to oxygen plasma processing.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an optical waveguide in Comparative Example 1.
FIG. 9 is a sectional view of a core pattern in Comparative Example 1.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional method for manufacturing an optical waveguide.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a conventional method for manufacturing an optical waveguide.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional method for manufacturing an optical path conversion mirror.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional manufacturing method for continuously manufacturing an optical waveguide and an optical path conversion mirror.
FIG. 14 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the optical waveguide in the third embodiment.
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the optical waveguide in the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 1 '...
Claims (8)
1)パターン状凹部を有する基板のパターン状凹部のみにコアを充填し、予めクラッドが塗布された別基板のクラッド面と重ね合わせる工程と、
2)パターン状凹部を有する基板を剥離し、該クラッド上にコアパターンを転写する工程と、
を少なくとも具備する光導波路の製造方法において、パターン状凹部を有する基板のパターン状凹部のみにコアを充填する前に、パターン状凹部を有する基板の表面にコア材の親和性を高める表面処理を行うことを特徴とする請求項1記載の光導波路の製造方法。The mold is a substrate having a patterned recess,
1) a step of filling the core only into the pattern-shaped concave portions of the substrate having the pattern-shaped concave portions and superimposing the core on a clad surface of another substrate on which the clad is applied in advance;
2) peeling the substrate having the pattern-shaped concave portion and transferring the core pattern onto the clad;
In the method of manufacturing an optical waveguide having at least a pattern recess, a surface treatment is performed to enhance the affinity of the core material on the surface of the substrate having the pattern recess before the core is filled only in the pattern recess of the substrate having the pattern recess. 2. The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein:
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