JP2005148129A - Method for manufacturing optical wiring system, and optical wiring system - Google Patents

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Atsushi Sakai
篤 坂井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily form an optical waveguide of an optical waveguide layer having a reflecting surface of high optical coupling efficiency. <P>SOLUTION: The optical waveguide of the optical waveguide layer 3 having the reflecting surface of high optical coupling efficiency by metallic reflection in place of total reflection can easily be formed by forming the reflecting mirror of a metallic thin film 7 for an end face 5 of the optical waveguide 3. Moreover, by forming the reflecting mirror of the metallic thin film 7 for the end face 5 of the optical waveguide 3, the reflecting mirror becomes resistant to reduction of the reflectance due to dew condensation and dust in air onto the end face 5 of the optical waveguide layer 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光配線システムの製造方法及び光配線システムに関する。   The present invention relates to an optical wiring system manufacturing method and an optical wiring system.

光電変換素子等の光伝送素子と電子回路素子とをパッケージ化することによりマルチチップモジュールとなる光伝送素子パッケージ(“OE−MCM”とも呼ばれる)は、光伝送素子、光結合素子、光実装基板、発光用ドライバ電子回路素子、受光用増幅電子回路素子、論理電子回路素子、さらにはこれら全体を封止するパッケージ、端子、MCM基板等から構成される。   An optical transmission device package (also referred to as “OE-MCM”), which becomes a multichip module by packaging an optical transmission device such as a photoelectric conversion device and an electronic circuit device, includes an optical transmission device, an optical coupling device, and an optical mounting substrate. , A driver electronic circuit element for light emission, an amplification electronic circuit element for light reception, a logic electronic circuit element, and a package, a terminal, an MCM substrate, and the like for sealing the whole.

特許文献1には、従来の光伝送素子パッケージの構成例が掲載されている。図10は、特許文献1に記載された従来の光伝送素子パッケージの構成例を概略的に示す断面図である。図10に示すように、光伝送素子パッケージ100は、その光電変換面を光配線基板101に対向させて配置されている。光配線基板101は、プリント基板102上の光伝送素子パッケージ100側に多層構成の光導波路103を表面実装しており、この光導波路103により複数の光伝送素子パッケージ100間を光学的に接続することを可能としている。このような光伝送素子パッケージ100は、LSIチップ104と光伝送素子である面型光素子アレイ105とを透明樹脂106によってパッケージして作製されている。また、光伝送素子パッケージ100の透明樹脂106の表面及び光配線基板101には、マイクロレンズ107が配設されており、平行光束により空間光伝播を行っている。   Patent Document 1 discloses a configuration example of a conventional optical transmission element package. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a conventional optical transmission element package described in Patent Document 1. In FIG. As shown in FIG. 10, the optical transmission element package 100 is arranged with its photoelectric conversion surface facing the optical wiring substrate 101. In the optical wiring board 101, a multi-layered optical waveguide 103 is surface-mounted on the optical transmission element package 100 side on the printed circuit board 102, and a plurality of optical transmission element packages 100 are optically connected by the optical waveguide 103. Making it possible. Such an optical transmission element package 100 is manufactured by packaging an LSI chip 104 and a planar optical element array 105 as an optical transmission element with a transparent resin 106. Further, a microlens 107 is disposed on the surface of the transparent resin 106 of the optical transmission element package 100 and the optical wiring substrate 101, and spatial light propagation is performed by a parallel light flux.

面型光素子アレイ106の電極は光配線基板101側とは反対側に配置されており、LSIチップ104自体をインタポーザ基板として用いてこれに接合されている。LSIチップ104は、フラットリード109を有する金属108にダイボンドされ、かつ、フラットリード109にもワイヤボンドされている。このフラットリード109は、プリント基板102と接合されている。   The electrodes of the surface optical element array 106 are disposed on the side opposite to the optical wiring substrate 101 side, and are bonded to the LSI chip 104 itself as an interposer substrate. The LSI chip 104 is die-bonded to the metal 108 having the flat leads 109 and is also wire-bonded to the flat leads 109. The flat lead 109 is bonded to the printed board 102.

光伝送素子パッケージ100内に配設された面型光素子アレイ106(ここでは、発光素子)から出射された光ビームは、光伝送素子パッケージ100下面のマイクロレンズ107によってコリメートされ、プリント基板102に対して垂直方向に伝播し、光導波路103の上面に形成されたマイクロレンズ107によって光導波路103に集光される。光導波路103の端面には、空気界面による全反射ミラー110が形成されており、集光ビームは全反射ミラー110において90度の光路変換がなされた後、光導波路103の各コアに導光される。   The light beam emitted from the planar optical element array 106 (here, the light emitting element) disposed in the optical transmission element package 100 is collimated by the microlens 107 on the lower surface of the optical transmission element package 100 and is applied to the printed circuit board 102. On the other hand, the light propagates in the vertical direction and is focused on the optical waveguide 103 by the microlens 107 formed on the upper surface of the optical waveguide 103. At the end face of the optical waveguide 103, a total reflection mirror 110 is formed by an air interface. The condensed beam is subjected to an optical path change of 90 degrees in the total reflection mirror 110 and then guided to each core of the optical waveguide 103. The

このようにプリント基板102上の多層構成からなる光導波路103が、空気界面による全反射ミラー110により面型光素子アレイ106からのプリント基板102に垂直な伝播光をプリント基板102に平行な伝播光に偏向することにより、面型光素子アレイ106からの光を高効率で光導波路103に結合することができる。また、同様に光導波路103からのプリント基板102に平行な方向の伝播光を、光導波路103端部の空気界面による全反射ミラー110により、プリント基板102に垂直な伝播光に偏向して、高効率に光信号を電気信号に変換する面型光素子アレイ106(ここでは、受光素子)に結合することができる。   In this way, the optical waveguide 103 having a multilayer structure on the printed circuit board 102 causes the total reflection mirror 110 by the air interface to transmit the propagation light perpendicular to the printed circuit board 102 from the planar optical element array 106 to the propagation light parallel to the printed circuit board 102. The light from the surface optical element array 106 can be coupled to the optical waveguide 103 with high efficiency. Similarly, the propagation light in the direction parallel to the printed circuit board 102 from the optical waveguide 103 is deflected to the propagation light perpendicular to the printed circuit board 102 by the total reflection mirror 110 by the air interface at the end of the optical waveguide 103, It can be coupled to a planar optical element array 106 (here, a light receiving element) that efficiently converts an optical signal into an electrical signal.

特開2002−189137公報JP 2002-189137 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載されているような全反射ミラー110は、光導波路103への入射角度が小さい光束の場合には、その反射率が非常に高く損失が小さいが、光導波路103への入射角度が5度以上の成分を含む光束の場合には、その臨界角以下の光束が大きくなり、その損失が非常に大きくなってしまう。   However, the total reflection mirror 110 described in Patent Document 1 described above has a very high reflectance and low loss in the case of a light beam with a small incident angle to the optical waveguide 103, but the optical waveguide 103 In the case of a light beam including a component having an incident angle of 5 degrees or more, a light beam having a critical angle or less becomes large, and the loss becomes very large.

また、光導波路103の全反射ミラー110をダイシングによる機械的加工で形成する場合には、直線状に全反射ミラー110を加工していくので、そのパターニングに制約があり、光伝送素子パッケージのレイアウトに大きな制約が生じてしまい、光伝送する帯域が制限される。一方、全反射ミラー110の形成にドライエッチングを用いた場合には、基板全体を真空または減圧にすることが必要であり、非常に高コストである。   Further, when the total reflection mirror 110 of the optical waveguide 103 is formed by mechanical processing by dicing, the total reflection mirror 110 is processed in a straight line, so that there is a limitation in patterning, and the layout of the optical transmission element package. Therefore, a large restriction is imposed on the optical transmission band, and the optical transmission band is limited. On the other hand, when dry etching is used to form the total reflection mirror 110, the entire substrate needs to be evacuated or decompressed, which is very expensive.

本発明は、高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することを目的とする。   An object of the present invention is to easily form an optical waveguide of an optical waveguide layer having a reflecting surface with high optical coupling efficiency.

請求項1記載の発明の光配線システムの製造方法は、基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、前記光導波路層の端面を、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状とする逆テーパ形状形成工程と、この逆テーパ形状の前記光導波路層の端面に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、を具備する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical wiring system manufacturing method comprising: an optical waveguide layer provided on a substrate and having an optical waveguide for transmitting an optical signal; and optical coupling of the optical waveguide layer via the optical waveguide. In the manufacturing method of an optical wiring system comprising an optical transmission element, an inverse taper shape forming step in which an end surface of the optical waveguide layer is formed into an inverse taper shape in which the area of the optical waveguide layer decreases as the distance from the optical transmission element increases. And a metal thin film forming step of forming a metal thin film that bends the optical signal on the end face of the optical waveguide layer having the inversely tapered shape.

したがって、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することが可能になる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   Therefore, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is easy to form an optical waveguide of an optical waveguide layer having a reflection surface with high optical coupling efficiency by metal reflection, not total reflection. Is possible. In addition, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide layer.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の光配線システムの製造方法において、前記金属薄膜形成工程は、逆テーパ形状の前記光導波路層の端面近傍であって前記基板上に微小誘電体を形成し、前記微小誘電体と前記光導波路層の端面との間に金属薄膜を形成する。   According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical wiring system according to the first aspect, the metal thin film forming step is performed in the vicinity of an end face of the optical waveguide layer having an inversely tapered shape, and a minute dielectric is formed on the substrate. And forming a metal thin film between the microdielectric and the end face of the optical waveguide layer.

したがって、光導波路層と異なる部分の微小誘電体は親水性状態、形状およびその精度を光導波路層と独立して制御することが可能になるので、金属薄膜を容易に形成することができるようになり、より金属薄膜を容易に作製できるようになる。   Therefore, the microdielectric material in a portion different from the optical waveguide layer can control the hydrophilic state, shape, and accuracy thereof independently of the optical waveguide layer, so that a metal thin film can be easily formed. Thus, a metal thin film can be more easily produced.

請求項3記載の発明の光配線システムの製造方法は、基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、前記基板上に微小誘電体を形成する微小誘電体形成工程と、形成された前記微小誘電体に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、を具備し、前記光導波路層は、前記微小誘電体に形成された前記金属薄膜に接して設けられる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical wiring system manufacturing method comprising: an optical waveguide layer provided on a substrate and having an optical waveguide for transmitting an optical signal; and optical coupling of the optical waveguide layer via the optical waveguide. In a manufacturing method of an optical wiring system including an optical transmission element, a microdielectric forming step for forming a microdielectric on the substrate, and a metal thin film for bending an optical signal is formed on the microdielectric formed A metal thin film forming step, wherein the optical waveguide layer is provided in contact with the metal thin film formed on the microdielectric.

したがって、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することが可能になる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   Therefore, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is easy to form an optical waveguide of an optical waveguide layer having a reflection surface with high optical coupling efficiency by metal reflection, not total reflection. Is possible. In addition, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide layer.

請求項4記載の発明の光配線システムの製造方法は、基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、前記基板上に、前記光導波路層の端面の形状に対してネガ形状となる形状の微小誘電体を形成する微小誘電体形成工程と、前記微小誘電体に接して前記光導波路層を形成する光導波路層形成工程と、前記微小誘電体を前記基板上から除去して、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の前記光導波路層の端面を形成する逆テーパ形状形成工程と、この逆テーパ形状の前記光導波路層の端面に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、を具備する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical wiring system manufacturing method comprising: an optical waveguide layer provided on a substrate and having an optical waveguide for transmitting an optical signal; and optical coupling of the optical waveguide layer via the optical waveguide. In a manufacturing method of an optical wiring system including an optical transmission element, a microdielectric forming step of forming a microdielectric having a negative shape with respect to the shape of the end face of the optical waveguide layer on the substrate, An optical waveguide layer forming step of forming the optical waveguide layer in contact with the micro dielectric, and the area of the optical waveguide layer decreases as the micro dielectric is removed from the substrate and away from the optical transmission element A reverse taper shape forming step of forming an end surface of the optical waveguide layer having a reverse taper shape, and a metal thin film forming step of forming a metal thin film that bends an optical signal on the end surface of the optical waveguide layer of the reverse taper shape. To Bei.

したがって、光導波路層の反射ミラーの形状加工工程が不要で、あらかじめ光導波路層と異なる部材として微小誘電体として光導波路層の転写ネガパターンを形成しているので、多層構造からなり、光伝送素子から離れるにしたがって光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状からなる光導波路層のミラー部分を、基板に対してテーパ構造として簡単に作製できるようになる。これにより、より経済性が高い光配線システムの製造方法を提供することができるようになる。   Therefore, the shape processing step of the reflecting mirror of the optical waveguide layer is not required, and the transfer negative pattern of the optical waveguide layer is formed as a microdielectric as a member different from the optical waveguide layer in advance, so that the optical transmission element has a multilayer structure. The mirror portion of the optical waveguide layer having an inversely tapered shape in which the area of the optical waveguide layer decreases with distance from the substrate can be easily manufactured as a tapered structure with respect to the substrate. Thereby, it becomes possible to provide a method for manufacturing an optical wiring system with higher economic efficiency.

請求項5記載の発明は、請求項3または4記載の光配線システムの製造方法において、前記微小誘電体は、前記光導波路層の端面に接する部分を除く部分が曲面構造からなる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical wiring system according to the third or fourth aspect, the microdielectric has a curved surface structure except for a portion in contact with the end face of the optical waveguide layer.

したがって、微小誘電体上の金属薄膜の反射ミラー面自体もその微小粗さが低減されるので、形状精度が向上することと、反射ミラーの面粗さが低減することの2つにより、光結合効率を向上することができるようになる。これにより、エネルギー効率の高い光配線システムを提供することができる。   Accordingly, the reflection mirror surface itself of the metal thin film on the minute dielectric is also reduced in its roughness, so that the optical coupling is achieved by improving the shape accuracy and reducing the surface roughness of the reflection mirror. Efficiency can be improved. Thereby, an optical wiring system with high energy efficiency can be provided.

請求項6記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか一記載の光配線システムの製造方法において、前記金属薄膜を、無電解メッキを用いて形成する。   According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical wiring system according to any one of the first to fifth aspects, the metal thin film is formed using electroless plating.

したがって、光導波路層の端面のみに容易に金属薄膜を作製することができる。   Therefore, a metal thin film can be easily produced only on the end face of the optical waveguide layer.

請求項7記載の発明は、請求項1ないし6のいずれか一記載の光配線システムの製造方法において、前記金属薄膜が銅薄膜である。   According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical wiring system according to any one of the first to sixth aspects, the metal thin film is a copper thin film.

したがって、光伝送素子として例えば波長850nmの可視域帯域での光伝送素子である面発光型半導体レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface-Emitting Laser)を用いた場合には、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。   Therefore, when a surface emitting semiconductor laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface-Emitting Laser), which is an optical transmission element in the visible band with a wavelength of 850 nm, is used as the optical transmission element, Compared to the case of a reflective film made of gold or silver, it is possible to obtain a metal reflectance that is much higher than that of a metal.

請求項8記載の発明は、請求項3ないし7のいずれか一記載の光配線システムの製造方法において、前記微小誘電体は、前記基板上に感光性材料を塗布して形成した感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成した後、感光性材料層を現像することにより形成する。   The invention according to claim 8 is the method of manufacturing an optical wiring system according to any one of claims 3 to 7, wherein the fine dielectric is a photosensitive material layer formed by applying a photosensitive material on the substrate. After forming a multi-tone ultraviolet exposure portion by exposing the UV light to multi-tone, the photosensitive material layer is developed.

したがって、感光性材料のγ特性に最適化して、露光した部分の現像液に対する溶解性を高めることにより、露光と現像工程により基板上部の面積が小さいテーパ形状の微小誘電体を高精度に非常に簡単に作成することができる。   Therefore, by optimizing the γ characteristics of the photosensitive material and increasing the solubility of the exposed part in the developer, a tapered micro-dielectric with a small area on the top of the substrate can be obtained with high accuracy by the exposure and development process. It can be created easily.

請求項9記載の発明は、請求項8記載の光配線システムの製造方法において、空間変調素子とレーザ光とを用いた多階調露光システムにより多階調露光する。   According to a ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical wiring system according to the eighth aspect, multi-tone exposure is performed by a multi-tone exposure system using a spatial modulation element and laser light.

したがって、空間変調素子に入力するデータを任意に制御することにより、その多階調露光の面積分布を容易に変更可能であるので、基板ごとの個別の設計デザインごとに対応した微小誘電体を非常に容易に高速に形成することができるようになる。   Therefore, by arbitrarily controlling the data input to the spatial modulation element, the area distribution of the multi-tone exposure can be easily changed. Therefore, a very small dielectric material corresponding to each individual design design on each substrate can be used. Can be easily formed at high speed.

請求項10記載の発明は、請求項9記載の光配線システムの製造方法において、前記多階調露光システムを、前記光伝送素子における入出射光を集光するマイクロレンズの形成にも用いる。   According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical wiring system according to the ninth aspect, the multi-tone exposure system is also used for forming a microlens for collecting incident / exit light in the optical transmission element.

したがって、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。   Therefore, there is no need to provide an extra device in the line, which is very economical.

請求項11記載の発明は、請求項8記載の光配線システムの製造方法において、空間変調素子と多階調マスクとを用いた多階調露光システムにより多階調露光する。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical wiring system according to the eighth aspect, multi-tone exposure is performed by a multi-tone exposure system using a spatial modulation element and a multi-tone mask.

したがって、多階調性の固定パターンを多階調マスク上にあらかじめ形成しておくことができるので、解像度を向上させることもできる。   Therefore, since a multi-tone fixed pattern can be formed in advance on a multi-tone mask, the resolution can be improved.

請求項12記載の発明は、請求項11記載の光配線システムの製造方法において、前記多階調露光システムを、前記光伝送素子における入出射光を集光するマイクロレンズの形成にも用いる。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an optical wiring system according to the eleventh aspect, the multi-tone exposure system is also used to form a microlens that collects incident / exit light in the optical transmission element.

したがって、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。   Therefore, there is no need to provide an extra device in the line, which is very economical.

請求項13記載の発明の光配線システムは、基板と、この基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子と、前記光導波路層に形成され、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の端面と、この光導波路層の端面に形成され、光信号を屈曲する金属薄膜と、を具備する。   An optical wiring system according to a thirteenth aspect of the present invention is optically coupled via a substrate, an optical waveguide layer provided on the substrate and having an optical waveguide for transmitting an optical signal, and the optical waveguide of the optical waveguide layer. An optical transmission element formed on the optical waveguide layer, and formed on the end surface of the optical waveguide layer and an end surface of the optical waveguide layer that decreases in area as the distance from the optical transmission element decreases. A metal thin film that bends.

したがって、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することが可能になる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   Therefore, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is easy to form an optical waveguide of an optical waveguide layer having a reflection surface with high optical coupling efficiency by metal reflection, not total reflection. Is possible. In addition, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide layer.

請求項14記載の発明の光配線システムは、基板と、この基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子と、前記光導波路層に形成され、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の端面と、この光導波路層の端面近傍であって前記基盤上に形成される微小誘電体と、この微小誘電体と前記光導波路層の端面との間に形成される金属薄膜と、を具備する。   An optical wiring system according to a fourteenth aspect of the present invention is optically coupled via a substrate, an optical waveguide layer provided on the substrate and having an optical waveguide for transmitting an optical signal, and the optical waveguide of the optical waveguide layer. An optical transmission element formed on the optical waveguide layer and having an inversely tapered end face that decreases in area as the distance from the optical transmission element increases, and is near the end face of the optical waveguide layer and the base And a metal thin film formed between the micro dielectric and the end face of the optical waveguide layer.

したがって、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することが可能になる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   Therefore, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is easy to form an optical waveguide of an optical waveguide layer having a reflection surface with high optical coupling efficiency by metal reflection, not total reflection. Is possible. In addition, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide layer.

請求項15記載の発明は、請求項13または14記載の光配線システムにおいて、前記金属薄膜が銅薄膜である。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the optical wiring system according to the thirteenth or fourteenth aspect, the metal thin film is a copper thin film.

したがって、光伝送素子として例えば波長850nmの可視域帯域でのVCSELを用いた場合には、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。   Therefore, for example, when a VCSEL in the visible band with a wavelength of 850 nm is used as the optical transmission element, a very high metal reflectance can be obtained as compared with the case of a reflective film made of aluminum, and it is made of gold or silver. The same metal reflectance as in the case of the reflective film can be obtained.

請求項1記載の発明の光配線システムの製造方法によれば、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   According to the method of manufacturing the optical wiring system of the first aspect, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of the metal thin film, reflection with high optical coupling efficiency by metal reflection instead of total reflection. An optical waveguide having an optical waveguide layer having a surface can be easily formed. In addition, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide layer.

請求項2記載の発明によれば、光導波路層と異なる部分の微小誘電体は親水性状態、形状およびその精度を光導波路層と独立して制御することができるので、金属薄膜を容易に形成することができるようになり、より金属薄膜を容易に作製できるようになる。   According to the second aspect of the present invention, since the microdielectric of the portion different from the optical waveguide layer can control the hydrophilic state, shape and accuracy independently of the optical waveguide layer, the metal thin film can be easily formed. Thus, a metal thin film can be more easily produced.

請求項3記載の発明によれば、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   According to the third aspect of the present invention, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of the metal thin film, the optical waveguide layer having a reflection surface with high optical coupling efficiency due to metal reflection instead of total reflection. An optical waveguide can be easily formed. In addition, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide layer.

請求項4記載の発明によれば、光導波路層の反射ミラーの形状加工工程が不要で、あらかじめ光導波路層と異なる部材として微小誘電体として光導波路層の転写ネガパターンを形成しているので、多層構造からなり、光伝送素子から離れるにしたがって光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状からなる光導波路層のミラー部分を、基板に対してテーパ構造として簡単に作製できるようになるので、より経済性が高い光配線システムの製造方法を提供することができるようになる。   According to the invention of claim 4, since the shape processing step of the reflection mirror of the optical waveguide layer is unnecessary, the transfer negative pattern of the optical waveguide layer is formed in advance as a minute dielectric as a member different from the optical waveguide layer. Since the mirror part of the optical waveguide layer, which has a multi-layered structure and has an inversely tapered shape in which the area of the optical waveguide layer decreases as it moves away from the optical transmission element, can be easily manufactured as a tapered structure with respect to the substrate. It becomes possible to provide a method for manufacturing an optical wiring system with high economic efficiency.

請求項5記載の発明によれば、微小誘電体上の金属薄膜の反射ミラー面自体もその微小粗さが低減されるので、形状精度が向上することと、反射ミラーの面粗さが低減することの2つにより、光結合効率を向上することができるようになるので、エネルギー効率の高い光配線システムを提供することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, since the micro-roughness of the reflective mirror surface of the metal thin film on the micro-dielectric is also reduced, the shape accuracy is improved and the surface roughness of the reflective mirror is reduced. As a result, the optical coupling efficiency can be improved, so that an optical wiring system with high energy efficiency can be provided.

請求項6記載の発明によれば、金属薄膜を、無電解メッキを用いて形成することにより、光導波路層の端面のみに容易に金属薄膜を作製することができる。   According to invention of Claim 6, a metal thin film can be easily produced only in the end surface of an optical waveguide layer by forming a metal thin film using electroless plating.

請求項7記載の発明によれば、金属薄膜が銅薄膜であることにより、光伝送素子として例えば波長850nmの可視域帯域でのVCSELを用いた場合には、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。   According to the seventh aspect of the invention, since the metal thin film is a copper thin film, for example, when a VCSEL in a visible band with a wavelength of 850 nm is used as an optical transmission element, compared with a reflective film made of aluminum. Therefore, a very high metal reflectance can be obtained, and the same metal reflectance as that of a reflective film made of gold or silver can be obtained.

請求項8記載の発明によれば、感光性材料のγ特性に最適化して、露光した部分の現像液に対する溶解性を高めることにより、露光と現像工程により基板上部の面積が小さいテーパ形状の微小誘電体を高精度に非常に簡単に作成することができる。   According to the eighth aspect of the invention, by optimizing the γ characteristics of the photosensitive material and enhancing the solubility of the exposed portion in the developer, the taper-shaped microscopic area having a small area at the upper portion of the substrate by the exposure and development processes. The dielectric can be made very easily with high accuracy.

請求項9記載の発明によれば、空間変調素子に入力するデータを任意に制御することにより、その多階調露光の面積分布を容易に変更可能であるので、基板ごとの個別の設計デザインごとに対応した微小誘電体を非常に容易に高速に形成することができるようになる。   According to the ninth aspect of the present invention, the area distribution of the multi-tone exposure can be easily changed by arbitrarily controlling the data input to the spatial modulation element. Can be formed very easily and at high speed.

請求項10記載の発明によれば、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。   According to the invention described in claim 10, there is no need to provide an extra device in the line, which is very economical.

請求項11記載の発明によれば、多階調性の固定パターンを多階調マスク上にあらかじめ形成しておくことができるので、解像度を向上させることもできる。   According to the eleventh aspect of the present invention, since the multi-tone fixed pattern can be formed in advance on the multi-tone mask, the resolution can be improved.

請求項12記載の発明によれば、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。   According to the invention of the twelfth aspect, it is not necessary to provide an extra device in the line, which is very economical.

請求項13記載の発明の光配線システムによれば、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   According to the optical wiring system of the thirteenth aspect of the invention, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, the reflection surface has a high optical coupling efficiency by metal reflection instead of total reflection. The optical waveguide of the optical waveguide layer can be easily formed. In addition, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide layer.

請求項14記載の発明の光配線システムによれば、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   According to the optical wiring system of the fourteenth aspect of the present invention, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, the reflection surface has a high optical coupling efficiency by metal reflection instead of total reflection. The optical waveguide of the optical waveguide layer can be easily formed. In addition, since the reflection mirror on the end face of the optical waveguide layer is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide layer.

請求項15記載の発明によれば、金属薄膜が銅薄膜であることにより、光伝送素子として例えば波長850nmの可視域帯域でのVCSELを用いた場合には、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。   According to the fifteenth aspect of the present invention, since the metal thin film is a copper thin film, for example, when a VCSEL in a visible band with a wavelength of 850 nm is used as an optical transmission element, compared with a reflective film made of aluminum. Therefore, a very high metal reflectance can be obtained, and the same metal reflectance as that of a reflective film made of gold or silver can be obtained.

[第一の実施の形態]
本発明の第一の実施の形態を図1に基づいて説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1は、本発明の第一の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a method of manufacturing an optical wiring system as a first embodiment of the present invention.

図1(a)に示すように、基板1上に、順にアンダークラッド層2、光導波路を有する光導波路層であるコア層3、およびレジスト層4を形成する。アンダークラッド層2、コア層3、およびレジスト層4の形成については、周知であるので、ここでの説明は省略する。基板1としては、ガラス基板、セラミック基板、高分子からなる基板等の種々の材料からなる基板を用いることができる。より具体的には、基板1は、ガラス−エポキシ複合電気配線基板、ガラス−フッ素化合物複合電気配線基板、セラミックス電気配線基板等を用いることができる。なお、特に図示はしていないが、基板1上および基板1内には、電気配線、スルーホールを有している。アンダークラッド層2は、基板1や下地層との密着性が高く、熱膨張係数差が小さいことが好ましい。なお、アンダークラッド層2とコア層3、アンダークラッド層2と基板1、およびコア層3とレジスト層4との間に中間層を設けてもよい。このような中間層の吸収係数や屈折率は、光導波路構成の一つとして最低に設計されることが必要である。光導波路材料としては、伝播光が近赤外光から可視光である場合には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリシラノール樹脂、ポリシラン、ガラス等を用いることができる。なお、ダイシングによりコア層3の一部を除去する場合には、レジスト層4を設けなくてもよいが、コア層3の保護層として上部被覆層を設けても良い。   As shown in FIG. 1A, an under cladding layer 2, a core layer 3 that is an optical waveguide layer having an optical waveguide, and a resist layer 4 are formed on a substrate 1 in this order. Since the formation of the under-cladding layer 2, the core layer 3, and the resist layer 4 is well known, a description thereof is omitted here. As the substrate 1, substrates made of various materials such as a glass substrate, a ceramic substrate, and a polymer substrate can be used. More specifically, the substrate 1 may be a glass-epoxy composite electric wiring board, a glass-fluorine compound composite electric wiring board, a ceramic electric wiring board, or the like. Although not particularly illustrated, the wiring is provided on the substrate 1 and in the substrate 1 and through holes. The undercladding layer 2 preferably has high adhesion to the substrate 1 and the underlayer and has a small difference in thermal expansion coefficient. An intermediate layer may be provided between the under-cladding layer 2 and the core layer 3, the under-cladding layer 2 and the substrate 1, and the core layer 3 and the resist layer 4. The absorption coefficient and refractive index of such an intermediate layer must be designed to be the lowest as one of the optical waveguide configurations. As the optical waveguide material, epoxy resin, acrylic resin, polysilanol resin, polysilane, glass or the like can be used when the propagation light is from near infrared light to visible light. Note that when part of the core layer 3 is removed by dicing, the resist layer 4 may not be provided, but an upper covering layer may be provided as a protective layer for the core layer 3.

続いて、図1(b)に示すように、露光装置によってレジスト層4に所定のパターンを露光した後、現像を行なうことにより露光部分のレジスト層4が溶解され、残ったレジスト層4により凹形状が形成されてパターニングがなされる。   Subsequently, as shown in FIG. 1B, the resist layer 4 is exposed to a predetermined pattern by an exposure apparatus and then developed to dissolve the resist layer 4 in the exposed portion. A shape is formed and patterned.

この状態で、図1(c)に示すように、コア層3上のレジスト層4をエッチングマスクとしてコア層3をドライエッチングによりエッチング(異方性エッチング)することで、コア層3に逆テーパ形状の断面5を有する光導波路微小構造を形成する。   In this state, as shown in FIG. 1C, the core layer 3 is etched by dry etching (anisotropic etching) using the resist layer 4 on the core layer 3 as an etching mask, so that the core layer 3 is inversely tapered. An optical waveguide microstructure having a shaped cross-section 5 is formed.

次に、図1(d)に示すように、レジスト層4によりコア層3上部が被覆されている状態のまま、カップリング剤を含有する親水化処理液に浸漬して、断面5の部分に親水化処理部分6を形成する。なお、光導波路材料がガラスのように、元々親水性の面を有する場合には、この親水化処理を施さなくても良い。光導波路端面の親水性部分は、露光パターニングによるレジスト層4や印刷層によるマスキング処理により露出部分を親水性化処理する以外にも、インクジェットや印刷処理や光照射により直接に親水性化処理を施しても効果的である。また、適宜、親油化処理を施したり、保護膜を施すことも効果的である。   Next, as shown in FIG. 1 (d), the upper part of the core layer 3 is covered with the resist layer 4, and is immersed in a hydrophilization treatment solution containing a coupling agent to form a section 5. The hydrophilic treatment portion 6 is formed. In addition, when the optical waveguide material originally has a hydrophilic surface such as glass, this hydrophilic treatment need not be performed. The hydrophilic portion of the end face of the optical waveguide is subjected to a hydrophilic treatment directly by inkjet, printing or light irradiation, in addition to the hydrophilic treatment of the exposed portion by masking with the resist layer 4 or printing layer by exposure patterning. Even effective. It is also effective to appropriately apply a lipophilic treatment or to provide a protective film.

この後、図1(e)に示すように、レジスト層4を研磨、薬品処理またはドライエッチングにより除去する。   Thereafter, as shown in FIG. 1E, the resist layer 4 is removed by polishing, chemical treatment or dry etching.

このようにしてレジスト層4を除去した後、図1(f)に示すように、全部または部分的に銅の無電解メッキ液に浸漬して、この親水化処理部分6に銅無電解メッキ膜(金属薄膜)7を形成する。無電解メッキの上に、さらに電解メッキを施して金属薄膜厚さを厚くすることも効果的である。このように無電解メッキにより容易に親水化処理部分6に選択的にメッキ層を設けることができるので、コア層3(光導波路)の端面のみに容易に金属薄膜7を作製することができる。また、不要な面に形成した無電解メッキ部分を、後からレーザ、フォトリソによるエッチングにより除去することも効果的である。さらに、銅のみから金属反射膜を形成する以外に、銅と他の金属からなる反射膜を組み合わせることも金属の密着力を向上させるとともに、反射率を向上させることに効果的である。   After removing the resist layer 4 in this way, as shown in FIG. 1 (f), all or part of the resist layer 4 is immersed in an electroless plating solution of copper, and a copper electroless plating film is formed on the hydrophilized portion 6. (Metal thin film) 7 is formed. It is also effective to increase the thickness of the metal thin film by further electrolytic plating on the electroless plating. As described above, since the plating layer can be selectively provided on the hydrophilic treatment portion 6 easily by electroless plating, the metal thin film 7 can be easily produced only on the end surface of the core layer 3 (optical waveguide). It is also effective to later remove the electroless plated portion formed on the unnecessary surface by etching with laser or photolithography. Further, in addition to forming the metal reflection film from only copper, combining the reflection film made of copper and another metal is effective for improving the adhesion of the metal and improving the reflectance.

次に、予めパターニングされた熱可塑性材料からなる高分子フィルムをコア層3及びアンダークラッド層2に対して密着させて押圧することにより、図1(g)に示すような基板1上部方向にレベリングされたオーバクラッド層8を形成する。   Next, a polymer film made of a thermoplastic material patterned in advance is brought into close contact with the core layer 3 and the undercladding layer 2 and pressed to level the substrate 1 as shown in FIG. 1 (g). The overclad layer 8 is formed.

最後に、図1(h)に示すように、オーバクラッド層8の上部に配線電極9を銅箔圧着とエッチングにより形成する。   Finally, as shown in FIG. 1H, a wiring electrode 9 is formed on the over clad layer 8 by copper foil pressure bonding and etching.

そして、図1(h)に示すように、別途作製した光伝送素子である面発光型半導体レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface-Emitting Laser)10(または、VCSEL10を実装したインタポーザ基板)を、この配線電極9に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。ここで、11はVCSEL10の発光面であり、12はVCSEL10に設けられた配線電極であり、13は配線電極9とVCSEL10に設けられた配線電極12とを電気的に結合するハンダバンプであり、14はVCSEL10からの出射光束である。   Then, as shown in FIG. 1H, a surface emitting semiconductor laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface-Emitting Laser) 10 (or an interposer substrate on which the VCSEL 10 is mounted), which is a separately manufactured light transmission element, is connected to this wiring. By performing bump mounting on the electrode 9 by flip chip, an optical wiring system is configured. Here, 11 is a light emitting surface of the VCSEL 10, 12 is a wiring electrode provided in the VCSEL 10, 13 is a solder bump for electrically coupling the wiring electrode 9 and the wiring electrode 12 provided in the VCSEL 10, 14 Is an emitted light beam from the VCSEL 10.

ここで、波長850nmの可視域帯域でのVCSEL10を用いた場合には、銅無電解メッキ膜7(銅からなる金属薄膜)を用いることにより、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。   Here, in the case where the VCSEL 10 in the visible band with a wavelength of 850 nm is used, the use of the copper electroless plating film 7 (metal thin film made of copper) makes it extremely higher than the case of the reflective film made of aluminum. Metal reflectivity can be obtained, and the same metal reflectivity as in the case of a reflective film made of gold or silver can be obtained.

上述したような光配線システムの製造方法により、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路を容易に形成できる。   With the optical wiring system manufacturing method as described above, it is possible to easily form an optical waveguide having a reflective surface with high optical coupling efficiency due to metal reflection instead of total reflection.

また、上述したような光配線システムの製造方法は、光導波路端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。   Further, in the manufacturing method of the optical wiring system as described above, since the reflection mirror at the end face of the optical waveguide is formed of a metal thin film, it is difficult for the reflectance to be reduced due to condensation or dust in the air on the end face of the optical waveguide. .

また、上述したような無電解メッキからなる反射ミラーは、主基板となる光導波路を有する基板とは別の、この主基板よりも小さい主基板に実装する補助基板に形成した光導波路を用いて光配線システムを構成する場合の、この補助基板上の光導波路に対する光配線システムの一部の製造方法としても効果的である。   The reflection mirror made of electroless plating as described above uses an optical waveguide formed on an auxiliary substrate mounted on a main substrate smaller than the main substrate, which is different from the substrate having the optical waveguide serving as the main substrate. It is also effective as a method of manufacturing a part of the optical wiring system for the optical waveguide on the auxiliary substrate when configuring the optical wiring system.

なお、図1においては光伝送素子として発光素子であるVCSEL10を適用したが、光伝送素子として受光素子であるPD(Photo Detector)を適用するようにしても良い。このようなPDを搭載した光配線システムとVCSEL10を搭載した光配線システムとをペアで備えることにより、光伝送によるデータ伝送を行うことができるようになる。   In FIG. 1, the VCSEL 10 that is a light emitting element is applied as the light transmission element, but a PD (Photo Detector) that is a light receiving element may be applied as the light transmission element. By providing such an optical wiring system equipped with a PD and an optical wiring system equipped with a VCSEL 10 as a pair, data transmission by optical transmission can be performed.

[第二の実施の形態]
本発明の第二の実施の形態を図2に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する(以降の実施の形態についても同様)。本実施の形態は、前述した第一の実施の形態とは、オーバクラッド層の形成手法が異なるものである。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same part as 1st embodiment mentioned above is shown with the same code | symbol, and description is also abbreviate | omitted (same also about subsequent embodiment). This embodiment is different from the first embodiment described above in the method of forming the over cladding layer.

図2は、本発明の第二の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a method for manufacturing an optical wiring system as a second embodiment of the present invention.

図2(a)〜(f)については、前述した第一の実施の形態の図1(a)〜(f)と何ら変わるものではないため、その説明は省略する。   2 (a) to 2 (f) are not different from FIGS. 1 (a) to 1 (f) of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

銅無電解メッキ膜7が形成されると、図2(g)に示すように、コア層3及びアンダークラッド層2の上部にオーバクラッド層15をスピンコートにより形成し、ポストベークまたは光照射を行い完全に硬化させる。   When the copper electroless plating film 7 is formed, as shown in FIG. 2G, an over clad layer 15 is formed on the core layer 3 and the under clad layer 2 by spin coating, and post-baking or light irradiation is performed. And completely cured.

その後、図2(h)に示すように、このオーバクラッド層15の上部に、第一の実施の形態と同様に、配線電極12を銅箔圧着とエッチングにより形成する。   After that, as shown in FIG. 2 (h), the wiring electrode 12 is formed on the over clad layer 15 by copper foil pressure bonding and etching, as in the first embodiment.

そして、図2(h)に示すように、別途作製したVCSEL10(または、VCSEL10を実装したインタポーザ基板)を、この配線電極9に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。   Then, as shown in FIG. 2 (h), a separately manufactured VCSEL 10 (or an interposer substrate on which the VCSEL 10 is mounted) is flip-chip mounted on the wiring electrode 9 to constitute an optical wiring system. To do.

上述したような光配線システムの製造方法により、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路を容易に形成できる。   With the optical wiring system manufacturing method as described above, it is possible to easily form an optical waveguide having a reflective surface with high optical coupling efficiency due to metal reflection instead of total reflection.

本実施の形態の光配線システムの形成方法によれば、光導波路端面の反射ミラーを金属薄膜である銅無電解メッキ膜7で構成することにより、オーバクラッド層15に完全に埋め込むことができる。これにより、光伝送素子を基板と接合する電極部分を光反射ミラーと近接させることができるので、位置精度を向上することができるようになる。また、空気と遮断されるように完全に埋め込まれているので、金属反射の空気酸化による反射率の低下を低減することができるようになる。   According to the method for forming an optical wiring system of the present embodiment, the reflection mirror on the end face of the optical waveguide can be completely embedded in the overcladding layer 15 by forming the copper electroless plating film 7 that is a metal thin film. As a result, the electrode portion that joins the optical transmission element to the substrate can be brought close to the light reflecting mirror, so that the positional accuracy can be improved. Moreover, since it is completely embedded so as to be shielded from air, it is possible to reduce a decrease in reflectance due to air oxidation of metal reflection.

なお、オーバクラッド層15の代わりに、コア埋め込み層を設けて、その後にオーバクラッド層を設けても良い。また、オーバクラッド層は2層以上を設けることも効果的である。   Instead of the over clad layer 15, a core buried layer may be provided, and then an over clad layer may be provided. It is also effective to provide two or more over clad layers.

[第三の実施の形態]
本発明の第三の実施の形態を図3または図4に基づいて説明する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 or FIG.

図3は、本発明の第三の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for manufacturing an optical wiring system as a third embodiment of the present invention.

図3(a)〜(c)については、前述した第一の実施の形態の図1(a)〜(c)と何ら変わるものではないため、その説明は省略する。   3 (a) to 3 (c) are not different from FIGS. 1 (a) to (c) of the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.

エッチング(異方性エッチング)することで、コア層3に断面5を有する光導波路微小構造が形成されると、図3(d)に示すように、コア層3上部のレジスト層4を剥離する。   When an optical waveguide microstructure having a cross section 5 is formed in the core layer 3 by etching (anisotropic etching), the resist layer 4 on the core layer 3 is peeled off as shown in FIG. .

次に、図3(e)に示すように、図3(c)であらかじめ形成した光導波路のコア層3端面の逆テーパ形状(断面5)付近に、親水性部20aを有している微小誘電体20を形成する。微小誘電体20は、コーティング、デポジッション、フィルム付着等の成膜手法とフォトリソやエッチングを組み合わせて作製しても良いし、インクジェットやスクリーン印刷手法により作製しても良い。例えば、基板上1に感光性材料を塗布して感光性材料層を形成した後、感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成する。その後、感光性材料層を現像することにより、基板1上に微小誘電体20を形成することができる。また、微小誘電体20上の親水性部20aは、あらかじめ親水性部が表面に露出可能な材料単体または混合体を用いても良いし、微小誘電体20の形状を作製した後に、インクジェットや浸漬や成膜手法およびパターニング手法を組み合わせても良い。この後、図3(e)に示すように、銅の無電解メッキ浴に浸漬して、無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜21を微小誘電体20上に形成する。   Next, as shown in FIG. 3 (e), a minute portion having a hydrophilic portion 20a in the vicinity of the reverse tapered shape (cross section 5) of the end face of the core layer 3 of the optical waveguide formed in advance in FIG. 3 (c). The dielectric 20 is formed. The microdielectric 20 may be produced by combining a film forming technique such as coating, deposition, film adhesion, etc., and photolithography or etching, or may be produced by an ink jet or screen printing technique. For example, after a photosensitive material is applied on the substrate 1 to form a photosensitive material layer, the photosensitive material layer is exposed to multiple gradations of ultraviolet rays to form a multiple gradation ultraviolet exposure portion. Thereafter, the fine dielectric 20 can be formed on the substrate 1 by developing the photosensitive material layer. Further, the hydrophilic portion 20a on the microdielectric 20 may be a single material or a mixture in which the hydrophilic portion can be exposed to the surface in advance, or after the shape of the microdielectric 20 is formed, inkjet or immersion Alternatively, a film forming method and a patterning method may be combined. Thereafter, as shown in FIG. 3E, a copper metal thin film 21 made of electroless copper plating is formed on the microdielectric 20 by dipping in a copper electroless plating bath.

その後、図3(f)に示すように、さらに電解メッキにより金属薄膜21の厚さを厚くすることにより、コア層3端面との隙間を充填せしめて、コア層3端面の外側を被覆する金属被覆層22とする。この金属被覆層22も、一種の金属薄膜である。なお、隙間が非常に小さい場合には、無電解メッキによる銅薄膜21のみでも良い。また、銅以外の複数の種類の金属薄膜を設けても良い。すなわち、金属被覆層22は光導波路端面に密着しており、光導波路の金属反射ミラーとして機能するものである。   Thereafter, as shown in FIG. 3 (f), the metal thin film 21 is further thickened by electrolytic plating to fill the gap with the end face of the core layer 3 and coat the outside of the end face of the core layer 3. The coating layer 22 is used. This metal coating layer 22 is also a kind of metal thin film. When the gap is very small, only the copper thin film 21 by electroless plating may be used. A plurality of types of metal thin films other than copper may be provided. That is, the metal coating layer 22 is in close contact with the end face of the optical waveguide and functions as a metal reflection mirror of the optical waveguide.

次に、図3(g)に示すように、コア層3の上部にオーバクラッド層23を形成し、金属反射ミラー(金属被覆層22)を有する光導波路を作製する。   Next, as shown in FIG. 3G, an over clad layer 23 is formed on the core layer 3 to produce an optical waveguide having a metal reflecting mirror (metal coating layer 22).

最後に、図3(h)に示すように、オーバクラッド層23の上部に配線電極9を銅箔圧着とエッチングにより形成する。   Finally, as shown in FIG. 3 (h), the wiring electrode 9 is formed on the over clad layer 23 by copper foil pressure bonding and etching.

そして、図3(h)に示すように、別途作製した光伝送素子であるVCSEL10(または、VCSEL10を実装したインタポーザ基板)を、この配線電極9に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。   Then, as shown in FIG. 3 (h), by separately mounting the VCSEL 10 (or the interposer substrate on which the VCSEL 10 is mounted), which is an optical transmission element, to the wiring electrode 9 by flip chip mounting, Configure the optical wiring system.

上述したような光配線システムの製造方法により、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路を容易に形成できる。   With the optical wiring system manufacturing method as described above, it is possible to easily form an optical waveguide having a reflective surface with high optical coupling efficiency due to metal reflection instead of total reflection.

本実施の形態の光配線システムの形成方法によれば、微小誘電体20上に形成した金属被覆層22を光導波路層のコア層3に対して反射ミラーとして機能させており、コア層3と異なる部分の微小誘電体20は親水性状態、形状およびその精度をコア層3と独立して制御することができるので、金属反射膜を容易に形成することができるようになり、より金属反射膜を容易に作製できるようになる。   According to the method for forming an optical wiring system of the present embodiment, the metal coating layer 22 formed on the microdielectric 20 is caused to function as a reflection mirror with respect to the core layer 3 of the optical waveguide layer. Since the microdielectric 20 of different portions can control the hydrophilic state, shape and accuracy thereof independently of the core layer 3, it is possible to easily form a metal reflection film, and more metal reflection film. Can be easily produced.

なお、微小誘電体20の変形例について図4を参照して説明する。図4に示すように、基板1上に、親水性部20aを有している微小誘電体20を設ける。微小誘電体20は、コーティング、デポジッション、フィルム付着等の成膜手法とフォトリソやエッチングを組み合わせて作製しても良いし、インクジェットやスクリーン印刷手法により作製してもよい。また、微小誘電体20上の親水性部20aは、あらかじめ親水性部が表面に露出可能な材料単体または混合体を用いても良いし、微小誘電体20の形状を作製した後に、インクジェットや浸漬や成膜手法およびパターニング手法を組み合わせても良い。この後、銅の無電解メッキ浴に浸漬して、無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜21を微小誘電体20上に形成する。   A modification of the minute dielectric 20 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, a microdielectric 20 having a hydrophilic portion 20 a is provided on the substrate 1. The microdielectric 20 may be produced by combining a film forming technique such as coating, deposition, film adhesion, etc., and photolithography or etching, or may be produced by an ink jet or screen printing technique. Further, the hydrophilic portion 20a on the microdielectric 20 may be a single material or a mixture in which the hydrophilic portion can be exposed to the surface in advance, or after the shape of the microdielectric 20 is formed, inkjet or immersion Alternatively, a film forming method and a patterning method may be combined. Thereafter, a copper metal thin film 21 made of electroless copper plating is formed on the microdielectric 20 by dipping in a copper electroless plating bath.

その後、アンダークラッド層2、コア層3およびオーバクラッド層23をスピンコートやスクリーン印刷やインクジエット等の流動性を有する材料を積層させて形成した場合に、その流動性や硬化条件に対して曲率を最適化することにより、従来のアンダークラッド層2またはオーバクラッド層23とコア層3との界面の平面性を向上することができるようになる。   Thereafter, when the under-cladding layer 2, the core layer 3 and the over-cladding layer 23 are formed by laminating materials having fluidity such as spin coating, screen printing, ink jet, etc., the curvature with respect to the fluidity and curing conditions is increased. By optimizing the above, the planarity of the interface between the conventional under-cladding layer 2 or over-cladding layer 23 and the core layer 3 can be improved.

なお、この変形例における微小誘電体20は、図4に示すように、コア層3に対応した部分は略平面部分aを有し、コア層3以外のクラッド層2,23に対応した部分で微小誘電体構造に曲面部分bを有している。このような曲面部分bを有する微小誘電体構造は、曲面部分bを有しない微小誘電体を熱により変形させたり、ウエットまたはドライエッチング処理により変形せしめたり、露光により形成する場合に拡散作用のある光学素子を用いたり、解像度を低減せしめる光学システムまたは光学素子を設けることにより、形成することができる。   As shown in FIG. 4, the microdielectric 20 in this modification has a substantially planar portion a corresponding to the core layer 3, and is a portion corresponding to the cladding layers 2 and 23 other than the core layer 3. The micro dielectric structure has a curved surface portion b. Such a microdielectric structure having a curved surface portion b has a diffusing action when a microdielectric having no curved surface portion b is deformed by heat, deformed by wet or dry etching, or formed by exposure. It can be formed by using an optical element or by providing an optical system or an optical element that reduces the resolution.

この形成方法に伴い、金属被覆層22の反射ミラー面自体もその微小粗さが低減されるので、形状精度が向上することと、反射ミラーの面粗さが低減することの2つにより、光結合効率を向上することができるようになる。   With this formation method, the minute roughness of the reflecting mirror surface itself of the metal coating layer 22 is also reduced, so that the shape accuracy is improved and the surface roughness of the reflecting mirror is reduced. The coupling efficiency can be improved.

[第四の実施の形態]
本発明の第四の実施の形態を図5に基づいて説明する。
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図5は、本発明の第四の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a method for manufacturing an optical wiring system as a fourth embodiment of the present invention.

図5(a)に示すように、基板1上に、微小誘電体30を形成する。例えば、基板上1に感光性材料を塗布して感光性材料層を形成した後、感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成する。その後、感光性材料層を現像することにより、基板1上に微小誘電体30を形成することができる。この微小誘電体30の表面に親水性部分30aを形成する。この親水性部分30aは、微小誘電体30の材料特性によるものでも良いし、微小誘電体30を形成後に、表面を親水性化処理を施したものでも良い。親水性化処理を施す場合には、微小誘電体30の表面の全部でも良いし、パターニングして親水性処理を施しても良い。このような微小誘電体30は、あらかじめ光導波路端面のパターンを転写できるように、光導波路端面の形状に対してネガ形状となる形状に形成しておくことが好ましい。また、以下に示す次工程での金属薄膜形成分の厚さに対応して、微小誘電体30の表面形状を変形しておくことが好ましい。   As shown in FIG. 5A, a micro dielectric 30 is formed on the substrate 1. For example, after a photosensitive material is applied on the substrate 1 to form a photosensitive material layer, the photosensitive material layer is exposed to multiple gradations of ultraviolet rays to form a multiple gradation ultraviolet exposure portion. Thereafter, the microdielectric 30 can be formed on the substrate 1 by developing the photosensitive material layer. A hydrophilic portion 30 a is formed on the surface of the micro dielectric 30. The hydrophilic portion 30a may be based on the material characteristics of the microdielectric 30 or may be a surface that has been subjected to a hydrophilic treatment after the microdielectric 30 is formed. When the hydrophilic treatment is performed, the entire surface of the micro dielectric 30 may be used, or the hydrophilic treatment may be performed by patterning. Such a micro dielectric 30 is preferably formed in a negative shape with respect to the shape of the end face of the optical waveguide so that the pattern of the end face of the optical waveguide can be transferred in advance. In addition, it is preferable to deform the surface shape of the microdielectric 30 in accordance with the thickness of the metal thin film formed in the next step described below.

この後、図5(b)に示すように、銅の無電解メッキ浴に浸漬して、無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜31を微小誘電体30の表面に形成する。この無電解メッキは単独で形成しても良いし、無電解メッキの後に電解メッキを組み合わせることも効果的である。また、無電解メッキは、その無電解メッキ浴の成分や温度を制御することにより、メッキ成長速度を優先したり、メッキ表面粗さの低減を優先することが可能である。無電解メッキ初期にはメッキ成長速度を優先させ、無電解メッキ成長終期には、メッキ表面粗さを光学レベルにするように条件設定することがより好ましい。   Thereafter, as shown in FIG. 5B, a copper metal thin film 31 made of electroless copper plating is formed on the surface of the microdielectric 30 by dipping in a copper electroless plating bath. This electroless plating may be formed alone, or it is effective to combine electroplating after electroless plating. In electroless plating, it is possible to give priority to the plating growth rate or to reduce the plating surface roughness by controlling the components and temperature of the electroless plating bath. More preferably, the plating growth rate is prioritized at the initial stage of electroless plating, and conditions are set so that the roughness of the plating surface is at an optical level at the end of the electroless plating growth.

次に、図5(c)に示すように、微小誘電体30上およびその表面に形成した金属薄膜31をそのまま基板1上に残したまま、アンダークラッド層2、コア層3、オーバクラッド層32を形成し、微小誘電体30を完全に埋め込み、表面はオーバクラッド層32にする。   Next, as shown in FIG. 5C, the under cladding layer 2, the core layer 3, and the over cladding layer 32 are left on the substrate 1 while the metal thin film 31 formed on the micro dielectric 30 and on the surface thereof is left as it is. , And the microdielectric 30 is completely buried, and the surface is an overcladding layer 32.

最後に、図5(d)に示すように、オーバクラッド層32の上部に配線電極9を銅箔圧着とエッチングにより形成する。   Finally, as shown in FIG. 5D, the wiring electrode 9 is formed on the over clad layer 32 by copper foil pressure bonding and etching.

そして、図5(d)に示すように、別途作製した光伝送素子であるVCSEL10(または、VCSEL10を実装したインタポーザ基板)を、この配線電極9に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。   Then, as shown in FIG. 5D, by separately mounting the VCSEL 10 (or the interposer substrate on which the VCSEL 10 is mounted), which is a separately manufactured optical transmission element, on the wiring electrodes 9 by flip chip, Configure the optical wiring system.

本実施の形態の光配線システムの製造方法においては、光導波路の反射ミラーの形状加工工程が不要で、あらかじめ光導波路と異なる部材として微小誘電体30として光導波路の転写ネガパターンを形成しているので、多層構造からなり、VCSEL10から離れるにしたがってコア層3の面積が小さくなる逆テーパ形状からなる光導波路のミラー部分を、基板に対してテーパ構造として簡単に作製できるようになる。これにより、より経済性が高い光配線システムの製造方法を提供することができるようになる、
微小誘電体30は、金属の無電解メッキにより形成した金属薄膜31を表面に設けることにより光導波路の反射ミラーを形成しているので、微小誘電体30を構成する材料自体が金属からなる必要がないので、微小誘電体30を、フォトリソを用いたエッチングやリフトオフ、ナノインプリント、インクジェットやスクリーン印刷、オフセット印刷、レーザアブソレーション等の種々のパターニング方法を用いて形成することができるので、形状を高精度に形成したり、材料コストや工程時間を改善することで、より経済性を向上させて形成することができるようになる。
In the manufacturing method of the optical wiring system according to the present embodiment, the shape processing step of the reflecting mirror of the optical waveguide is unnecessary, and the transfer negative pattern of the optical waveguide is formed in advance as the microdielectric 30 as a member different from the optical waveguide. Therefore, the mirror portion of the optical waveguide having a multilayer structure and having an inversely tapered shape in which the area of the core layer 3 decreases as the distance from the VCSEL 10 can be easily manufactured as a tapered structure with respect to the substrate. Thereby, it becomes possible to provide a manufacturing method of a more economical optical wiring system.
Since the microdielectric 30 forms a reflection mirror of an optical waveguide by providing a metal thin film 31 formed by electroless plating of metal on the surface, the material itself constituting the microdielectric 30 needs to be made of metal. Therefore, the fine dielectric 30 can be formed by using various patterning methods such as etching using photolithography, lift-off, nanoimprint, ink jet, screen printing, offset printing, laser ablation, etc. By improving the material cost and the process time, it becomes possible to improve the economic efficiency.

また、微小誘電体30と光導波路部分との間に中間層を設けても良い。中間層は、密着性を増加させたり、形状を制御したり、金属薄膜31の増反射誘電体膜として用いたりすることができる。   Further, an intermediate layer may be provided between the minute dielectric 30 and the optical waveguide portion. The intermediate layer can increase adhesion, control the shape, and can be used as an increased reflection dielectric film of the metal thin film 31.

また、微小誘電体30は、光導波路に完全に埋め込まなくてもよく、オーバクラッド層32から露出していても良い。また、微小誘電体30は、複数の光導波路に対する金属薄膜31を形成してもよい。また、微小誘電体30の金属薄膜31は、光導波路の反射ミラーとして用いる以外に、光配線システムと同時用いる場合の電気配線システムの電極として用いたり、別途に作製して基板に実装する光伝送素子の電極パッドやアライメントマークとして用いても良い。   Further, the minute dielectric 30 may not be completely embedded in the optical waveguide, and may be exposed from the over clad layer 32. Further, the microdielectric 30 may form a metal thin film 31 for a plurality of optical waveguides. Further, the metal thin film 31 of the microdielectric 30 is used as an electrode of an electric wiring system when used simultaneously with an optical wiring system, in addition to being used as a reflection mirror of an optical waveguide, or separately manufactured and mounted on a substrate. You may use as an electrode pad of an element, or an alignment mark.

[第五の実施の形態]
本発明の第五の実施の形態を図6に基づいて説明する。
[Fifth embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図6は、本発明の第五の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a method for manufacturing an optical wiring system as a fifth embodiment of the present invention.

まず、図6(a)に示すように、基板1に上に微小誘電体40を形成する。例えば、基板上1に感光性材料を塗布して感光性材料層を形成した後、感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成する。その後、感光性材料層を現像することにより、基板1上に微小誘電体40を形成することができる。なお、微小誘電体40は、あらかじめ光導波路端面のパターンを転写できるように、光導波路端面の形状に対してネガ形状となる形状に形成しておくことが好ましい。また、以下に示す次工程での金属薄膜形成分の厚さに対応して、微小誘電体40の表面形状を変形しておくことが好ましい。   First, as shown in FIG. 6A, a micro dielectric 40 is formed on the substrate 1. For example, after a photosensitive material is applied on the substrate 1 to form a photosensitive material layer, the photosensitive material layer is exposed to multiple gradations of ultraviolet rays to form a multiple gradation ultraviolet exposure portion. Then, the micro dielectric 40 can be formed on the substrate 1 by developing the photosensitive material layer. The minute dielectric 40 is preferably formed in a shape that is negative with respect to the shape of the end face of the optical waveguide so that the pattern of the end face of the optical waveguide can be transferred in advance. In addition, it is preferable to deform the surface shape of the micro dielectric 40 in accordance with the thickness of the metal thin film formed in the next step described below.

この後、図6(b)に示すように、微小誘電体40上をそのまま基板1上に残したまま、アンダークラッド層2、コア層3、オーバクラッド層41を形成し、微小誘電体40の少なくとも一部分を埋め込み、表面はオーバクラッド層41にする。   Thereafter, as shown in FIG. 6B, the under-cladding layer 2, the core layer 3, and the over-cladding layer 41 are formed while the fine dielectric 40 is left on the substrate 1 as it is. At least a part is embedded, and the surface is an overclad layer 41.

この後、図6(c)に示すように、微小誘電体40をウエットエッチングにより基板1上から除去して、光導波路端面42を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 6C, the micro dielectric 40 is removed from the substrate 1 by wet etching to form the end face 42 of the optical waveguide.

その後、インクジェット法や印刷法等により微小誘電体40を除去した部分に親水化処理のためのカップリング剤を挿入した後に不要なカップリング剤を除去し、図6(d)に示すように、光導波路端面42に親水化処理層43を形成する。このとき、親水化処理層43を部分的に行うために、あらかじめ保護層をオーバクラッド層41上部に形成しておくことも効果的である。保護層は、微小誘電体40を除去後に形成しても良い。基板1の上部から親水化処理液を噴霧することにより、逆テーパ形状部分以外をセルフアライメントされてパターニングすることができる。また、あらかじめオーバクラッド層41の形成に連続して形成しても良い。   Thereafter, unnecessary coupling agent is removed after inserting a coupling agent for hydrophilization treatment into a portion where the micro dielectric 40 is removed by an ink jet method or a printing method, as shown in FIG. A hydrophilic treatment layer 43 is formed on the end face 42 of the optical waveguide. At this time, in order to partially perform the hydrophilic treatment layer 43, it is also effective to previously form a protective layer on the over clad layer 41. The protective layer may be formed after removing the minute dielectric 40. By spraying the hydrophilization treatment liquid from the upper part of the substrate 1, it is possible to perform self-alignment and patterning except for the reverse tapered portion. Further, the over clad layer 41 may be formed continuously in advance.

その後、図6(e)に示すように、この基板1を無電解メッキ浴に浸漬して、光導波路端面42上に無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜44を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 6E, the substrate 1 is immersed in an electroless plating bath to form a copper metal thin film 44 made of electroless copper plating on the end face 42 of the optical waveguide.

そして、特に図示しないが、前述した第一ないし第四の実施の形態と同様に、オーバクラッド層41の上部に、配線電極を銅箔圧着とエッチングにより形成し、別途作製した光伝送素子であるVCSEL(または、VCSELを実装したインタポーザ基板)を、この配線電極に対してフリップチップによるバンプ実装することにより、光配線システムを構成する。   Although not particularly shown in the drawing, as in the first to fourth embodiments described above, a wiring electrode is formed on the upper portion of the overcladding layer 41 by copper foil pressure bonding and etching, and is an optical transmission element separately manufactured. An optical wiring system is configured by mounting a VCSEL (or an interposer substrate on which a VCSEL is mounted) on the wiring electrode by bump mounting using a flip chip.

本実施の形態の光配線システムの製造方法においては、光導波路の反射ミラーの形状加工工程が不要で、あらかじめ光導波路と異なる部材として微小誘電体40として光導波路の転写ネガパターンを形成しているので、多層構造からなり、VCSEL10から離れるにしたがってコア層3の面積が小さくなる逆テーパ形状からなる光導波路のミラー部分を、基板に対してテーパ構造として簡単に作製できるようになる。これにより、より経済性が高い光配線システムの製造方法を提供することができるようになる。   In the manufacturing method of the optical wiring system according to the present embodiment, the shape processing step of the reflection mirror of the optical waveguide is unnecessary, and the transfer negative pattern of the optical waveguide is formed in advance as the minute dielectric 40 as a member different from the optical waveguide. Therefore, the mirror portion of the optical waveguide having a multilayer structure and having an inversely tapered shape in which the area of the core layer 3 decreases as the distance from the VCSEL 10 can be easily manufactured as a tapered structure with respect to the substrate. Thereby, it becomes possible to provide a method for manufacturing an optical wiring system with higher economic efficiency.

[第六の実施の形態]
本発明の第六の実施の形態を図7に基づいて説明する。
[Sixth embodiment]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図7は、本発明の第六の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a method for manufacturing an optical wiring system as a sixth embodiment of the present invention.

まず、図7(a)に示すように、基板上1にポジ型感光性材料を塗布してポジ型感光性材料層71を形成する。次いで、図7(b)に示すように、ポジ型感光性材料層71に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部72を形成する。その後、図7(c)に示すように、ポジ型感光性材料層71を現像して基板1上に微小誘電体73を形成する。   First, as shown in FIG. 7A, a positive photosensitive material layer 71 is formed by applying a positive photosensitive material on the substrate 1. Next, as shown in FIG. 7B, the positive photosensitive material layer 71 is exposed to multiple gradations of ultraviolet rays to form a multiple gradation ultraviolet exposure portion 72. Thereafter, as shown in FIG. 7C, the positive photosensitive material layer 71 is developed to form a micro dielectric 73 on the substrate 1.

ここで、多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体の製造方法について図8を参照しつつ説明する。図8において、51は紫外線レーザ、52はコリメータレンズ、53はホモジナイザ、54はレーザ光束、55は偏光ビームスプリッタ(PBS)、56は反射型空間光変調素子、57は縮小結像レンズ、71はポジ型感光性材料層、1は基板、58は基板支持部材、59a,59bは基板支持部材移動手段である。   Here, a manufacturing method of a minute dielectric of the optical wiring system by the multi-tone exposure method will be described with reference to FIG. In FIG. 8, 51 is an ultraviolet laser, 52 is a collimator lens, 53 is a homogenizer, 54 is a laser beam, 55 is a polarization beam splitter (PBS), 56 is a reflective spatial light modulator, 57 is a reduction imaging lens, and 71 is A positive photosensitive material layer, 1 is a substrate, 58 is a substrate support member, and 59a and 59b are substrate support member moving means.

図8に示すように、紫外線レーザ51から放出されたレーザ光は、コリメータレンズ52を介してホモジナイザ53に入射し、ホモジナイザ53によりそのビーム面積強度を均一化される。ホモジナイザ53は、非球面2面レンズにより構成したり、2組のフライアイレンズまたは4組のシリンドリカルレンズ等により構成することができる。ホモジナイザ53に加えて、レーザ光のコヒーレント低減光学素子を組み合わせるようにしても良い。   As shown in FIG. 8, the laser light emitted from the ultraviolet laser 51 is incident on the homogenizer 53 via the collimator lens 52, and the beam area intensity is made uniform by the homogenizer 53. The homogenizer 53 can be composed of an aspherical dihedral lens, or can be composed of two sets of fly-eye lenses or four sets of cylindrical lenses. In addition to the homogenizer 53, a laser beam coherent reduction optical element may be combined.

このようにして均一化されたレーザ光は、PBS55で反射されて反射型空間光変調素子56に入射する。PBS55は、キュービック型の多層膜型PBSやワイヤグリッド偏光子を用いることができる。反射型空間光変調素子56としては、LCOSと呼ばれる液晶素子をシリコン基板上に形成した素子や、ポリシリコン基板上に反射ミラーと液晶素子を形成した素子等を用いることができる。LCOSでは、偏光方向をドットごとに制御できるが、外部からの入力されたデータに従ってLCOSの1ドットからの反射光を多階調に制御したり、LCOSの複数ドットからの反射光をディザ法により多階調に制御したりすることにより、面積階調反射型マスクとして用いる。また、このLCOSを機械手段により動的に振動させたり、垂直配向液晶やTN液晶等の光学素子によりピクセルシフトしたりすることにより、その面積階調性をより高解像度に制御することも非常に効果的である。   The laser beam made uniform in this way is reflected by the PBS 55 and enters the reflective spatial light modulator 56. As the PBS 55, a cubic multilayer PBS or a wire grid polarizer can be used. As the reflective spatial light modulation element 56, an element in which a liquid crystal element called LCOS is formed on a silicon substrate, an element in which a reflection mirror and a liquid crystal element are formed on a polysilicon substrate, or the like can be used. In LCOS, the polarization direction can be controlled for each dot, but the reflected light from one dot of LCOS can be controlled in multiple gradations according to externally input data, or the reflected light from multiple dots of LCOS can be controlled by the dither method. By controlling to multiple gradations, it is used as an area gradation reflective mask. In addition, the LCOS can be dynamically vibrated by mechanical means, or pixel shift can be controlled by an optical element such as vertical alignment liquid crystal or TN liquid crystal, so that the area gradation can be controlled to a higher resolution. It is effective.

この反射型空間光変調素子56により反射されたレーザ光からなる反射光は、縮小結像レンズ57により基板1上のポジ型感光性材料層71に結像される。LCOSの1ドットに14μmのものを用い、20分の1に縮小することにより、0.7μmの画素を形成でき、2値階調のLCOS制御の場合においても、ポジ型感光性材料層71上で約5μm単位で64階調を実現することができる。また、256階調のレーザ光の露光をLCOSを用いた場合は、約1.4μm単位で1024階調と非常に多階調数のレーザ光の露光を実現することもできる。これらの露光は、必要に応じて拡散作用または解像度低減作用のある光学素子を結合光学系の一部に設けることにより、64階調といった離散的な階調数においてもその量子化のステップを消去して、露光量として十分になだらかに変化する階調性露光を実現することもできる。   The reflected light composed of the laser light reflected by the reflective spatial light modulator 56 is imaged on the positive photosensitive material layer 71 on the substrate 1 by the reduction imaging lens 57. By using a 14 μm LCOS dot and reducing it to 1/20, a 0.7 μm pixel can be formed. Even in the case of LCOS control of binary gradation, the positive photosensitive material layer 71 Thus, 64 gradations can be realized in units of about 5 μm. In addition, when LCOS is used for the exposure of 256 levels of laser light, it is possible to realize exposure of a laser beam having a very large number of gradations of 1024 gradations in units of about 1.4 μm. In these exposures, if necessary, an optical element having a diffusion function or a resolution reduction function is provided in a part of the coupling optical system, thereby eliminating the quantization step even at a discrete number of gradations such as 64 gradations. Thus, it is possible to realize gradation exposure that sufficiently changes as the exposure amount.

これにより、50μm程度のコア径のコア層を有する光導波路においても、感光性材料のγ特性に最適化して、露光した部分の現像液に対する溶解性を高めることにより、露光と現像工程により基板上部の面積が小さいテーパ形状の微小誘電体を高精度に非常に簡単に作成することができる。   As a result, even in an optical waveguide having a core layer with a core diameter of about 50 μm, by optimizing the γ characteristics of the photosensitive material and enhancing the solubility of the exposed part in the developer, the upper part of the substrate can be exposed and developed. It is possible to produce a taper-shaped microdielectric having a small area with high accuracy and very easily.

このような光配線システムの微小誘電体の製造方法によれば、LCOSに入力するデータを任意に制御することにより、その多階調露光の面積分布を容易に変更可能であるので、基板支持部材58の基板支持部材移動手段59a,59bと連携制御することにより、基板1ごとの個別の設計デザインごとに対応した微小誘電体を非常に容易に高速に形成することができるようになる。なお、基板1自体を移動させる方法以外に、上部の露光光学系全体または一部を移動させたり、偏向光学手段を組み合わせるようにしても良い。   According to such a method for manufacturing a microdielectric in an optical wiring system, the area distribution of the multi-tone exposure can be easily changed by arbitrarily controlling data input to the LCOS. By cooperating with 58 substrate support member moving means 59a and 59b, a minute dielectric corresponding to each individual design of each substrate 1 can be formed very easily and at high speed. In addition to the method of moving the substrate 1 itself, the entire upper exposure optical system or a part thereof may be moved, or a deflection optical means may be combined.

電気配線システムは、製造される基板の種類が非常に多く、その基板ごとの個別の設計デザインに対応して、電極パッド、スルーホール、電気配線等がフォトリソや印刷工程により容易に高速に作製することができる。しかし、パターニングのためのフォトリソ工程として、単純な透過型の1ドット多階調マスクまたは透過型のディザ法多階調を用いた場合には、IC製造と同様のフォトリソマスクを、製造される基板種類ごとに作製する必要があり、製造枚数の小さい場合に経済性に劣る。本実施の形態の光配線システムの製造方法においては、反射型LCOSを用いて個別の設計に対応した多階調マスクパターンとし、レーザ光を照射することにより、少数枚数の基板においても非常に経済性の高くかつ高速に光配線システムを形成することができるようになる。   The electrical wiring system has many types of boards to be manufactured, and electrode pads, through-holes, electrical wiring, etc. can be easily and quickly produced by photolithography and printing processes in response to individual design designs for each board. be able to. However, when a simple transmissive one-dot multi-tone mask or transmissive dither method multi-tone is used as a photolithographic process for patterning, a substrate on which a photolithography mask similar to IC manufacturing is manufactured. It is necessary to prepare for each type, and the cost is inferior when the number of manufactured sheets is small. In the manufacturing method of the optical wiring system according to the present embodiment, a multi-tone mask pattern corresponding to an individual design is formed using a reflective LCOS, and laser irradiation is performed so that even a small number of substrates are very economical. An optical wiring system can be formed with high performance and high speed.

なお、縮小結像レンズ57に設ける拡散手段としては、拡散板や回折格子を用いたりすることができる。また、縮小結像レンズ57はLCOSの1画素が十分に小さい場合には等倍結像系や拡大結象系を用いてもよい。また、実際の結像系のレンズで取り込むレーザ光に対しては、LCOS等による回折の影響があるため、LCOSでの面積変調パターンに対応して開口を透過できる光束が変動することによる光利用効率の変動、さらには反射光のNAが変動したり面積分布パターンが変動することによる解像度の変動に対応させて、あらかじめLOCSによる空間光変調のデータを補正制御することは非常に効果的である。   Note that a diffusing plate or a diffraction grating can be used as the diffusing means provided in the reduction imaging lens 57. Further, when one pixel of LCOS is sufficiently small, the reduction imaging lens 57 may use an equal magnification imaging system or an enlargement image system. In addition, since the laser light captured by the lens of the actual imaging system is affected by diffraction by LCOS or the like, the light utilization by changing the luminous flux that can be transmitted through the aperture corresponding to the area modulation pattern in LCOS. It is very effective to correct and control the spatial light modulation data by LOCS in advance in response to the fluctuation of the resolution and the fluctuation of the resolution due to the fluctuation of the NA of the reflected light and the fluctuation of the area distribution pattern. .

この光配線システムの製造方法は、微小誘電体の製造そのもの以外にも、光硬化型の感光性材料を用いて、逆テーパ形状を有するコア層を直接に作製することに用いても非常に効果的である。   This optical wiring system manufacturing method is very effective not only for manufacturing micro dielectrics, but also for directly forming a core layer having a reverse taper shape using a photo-curable photosensitive material. Is.

以上が、多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体73の製造方法についての説明である。   The above is the description of the manufacturing method of the micro dielectric 73 of the optical wiring system by the multi-tone exposure method.

このようにして微小誘電体73が形成されると、図7(d)に示すように、銅の無電解メッキ浴に浸漬して、無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜74を微小誘電体73上に形成する。   When the micro dielectric 73 is formed in this manner, as shown in FIG. 7 (d), the copper metal thin film 74 made of electroless copper plating is immersed in a copper electroless plating bath to form the micro dielectric. 73 is formed.

続いて、図7(e)に示すように、微小誘電体73上およびその表面に形成した金属薄膜74をそのまま基板1上に残したまま、アンダークラッド層2、コア層3、オーバクラッド層75を形成し、微小誘電体73を完全に埋め込み、表面はオーバクラッド層75にする。さらに、図7(e)に示すように、このオーバクラッド層75の上に再びポジ型感光性材料層76を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 7E, the under-cladding layer 2, the core layer 3, and the over-cladding layer 75 are left on the substrate 1 while the metal thin film 74 formed on the micro dielectric 73 and on the surface thereof is left as it is. , The micro dielectric 73 is completely embedded, and the surface is an over clad layer 75. Further, as shown in FIG. 7E, a positive photosensitive material layer 76 is formed again on the over clad layer 75.

次に、図7(f)に示すように、ポジ型感光性材料層76に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部77を形成する。この多階調露光は、図8に示したような空間光変調器を用いた多諧調露光方法を用いる。すなわち、この多階調露光方法として、微小誘電体73の形成方法と同一の手法を用いることができるので、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。   Next, as shown in FIG. 7F, the multi-tone ultraviolet exposure part 77 is formed by exposing the positive photosensitive material layer 76 with multi-tone ultraviolet rays. This multi-tone exposure uses a multi-tone exposure method using a spatial light modulator as shown in FIG. That is, as this multi-tone exposure method, the same method as the formation method of the minute dielectric 73 can be used, so that it is not necessary to provide an extra device on the line, which is very economical.

この後、図7(g)に示すように、ポジ型感光性材料層76を現像してオーバクラッド層75上にマイクロレンズ78を形成した後、図7(h)に示すように、マイクロレンズ78及びオーバクラッド層75の上部にオーバクラッド層79をスピンコートにより形成し、ポストベークまたは光照射を行い完全に硬化させる。   Thereafter, as shown in FIG. 7G, the positive photosensitive material layer 76 is developed to form a microlens 78 on the over clad layer 75. Then, as shown in FIG. Over clad layer 79 is formed on top of 78 and over clad layer 75 by spin coating, and is completely cured by post-baking or light irradiation.

最後に、図7(i)に示すように、オーバクラッド層79の上部に配線電極9を銅箔圧着とエッチングにより形成する。そして、別途作製したVCSEL10(または、VCSEL10を実装したインタポーザ基板)を、この配線電極9に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。   Finally, as shown in FIG. 7I, the wiring electrode 9 is formed on the over clad layer 79 by copper foil pressing and etching. Then, a separately manufactured VCSEL 10 (or an interposer substrate on which the VCSEL 10 is mounted) is flip-chip mounted on the wiring electrode 9 to constitute an optical wiring system.

オーバクラッド層75上のマイクロレンズ78は、VCSEL10(または、VCSEL10を実装したインタポーザ基板)の入出射光80を光導波路端面に形成した反射ミラー(金属薄膜74)の光結合部において光結合することができる。このとき、マイクロレンズ78は平行ビームを光結合することができるので、50μmという小さなコア径を4倍以上の200μm径の平行ビームとして入出射できるようになるので、アライメントがずれた場合のトレランスを大きく向上することができるようになり、より工程速度を向上した、より一層に経済性の高い光配線システムの製造方法を実現することができるようになる。   The microlens 78 on the overcladding layer 75 can optically couple incident / exited light 80 of the VCSEL 10 (or the interposer substrate on which the VCSEL 10 is mounted) at an optical coupling portion of a reflection mirror (metal thin film 74) formed on the end face of the optical waveguide. it can. At this time, since the microlens 78 can optically combine parallel beams, a small core diameter of 50 μm can be input and output as a parallel beam with a diameter of 200 μm, which is four times or more. It becomes possible to greatly improve, and it becomes possible to realize a manufacturing method of an optical wiring system with higher process speed and higher economic efficiency.

ここで、多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体の製造方法の変形例について図9を参照しつつ説明する。図9に示す微小誘電体の製造方法は、図8で説明した微小誘電体の製造方法とは、結像光学系の構成が異なるものである。したがって、図8で説明した微小誘電体の製造方法と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。   Here, a modification of the manufacturing method of the micro dielectric of the optical wiring system by the multi-tone exposure method will be described with reference to FIG. The manufacturing method of the micro dielectric shown in FIG. 9 is different from the manufacturing method of the micro dielectric described in FIG. 8 in the configuration of the imaging optical system. Accordingly, the same parts as those in the method for manufacturing the micro dielectric described with reference to FIG.

図8に示すように、本実施の形態の結像光学系は、拡大結像レンズ61と、透過型面積階調マスク62と、縮小結像レンズ63とで構成されている。   As shown in FIG. 8, the imaging optical system according to the present embodiment includes an enlarged imaging lens 61, a transmissive area gradation mask 62, and a reduced imaging lens 63.

反射型空間光変調素子56により反射されたレーザ光からなる反射光は、拡大結像レンズ61により、透過型面積階調マスク62に結像され、この透過型面積階調マスク62により複合的に階調制御される。この透過型面積階調マスク62において複合階調制御されたレーザ光は、縮小結像レンズ63により基板1上のポジ型感光性材料層71に結像される。   The reflected light composed of the laser light reflected by the reflective spatial light modulator 56 is imaged on the transmissive area gradation mask 62 by the magnifying imaging lens 61, and combined by the transmissive area gradation mask 62. Gradation is controlled. The laser light subjected to complex gradation control in the transmissive area gradation mask 62 is imaged on the positive photosensitive material layer 71 on the substrate 1 by the reduction imaging lens 63.

反射型空間光変調素子56として2階調の高速強誘電体液晶からなるLCOSを用い、さらにこの1ドットに25μmのものを用い、20倍に拡大することにより、透過型面積階調マスク62は、500μm単位で透過率を2階調で制御することができる。さらに、透過型面積階調マスク62を、500μm単位で、複数種類の多階調透過パターンを形成しておき、この透過型面積階調マスク62のうちで選択的に多階調露光したい種類の多階調透過パターンの位置および領域に対応するLCOSの1画素を2階調でスイッチングすることにより、複数種類の多階調透過パターンを簡単に制御することができる。このようにして選択された透過型面積階調マスク62の多階調透過パターンは、縮小レンズにより20分の1に縮小することにより、250μm単位で多階調数のレーザ光の露光を実現することもできる。これらの露光は、必要に応じて拡散作用または解像度低減作用のある光学素子を結合光学系の一部に設けることにより、64階調といった離散的な階調数においてもその量子化のステップを消去して、露光量として十分になだらかに変化する階調性露光を実現することもできる。   By using LCOS made of high-speed ferroelectric liquid crystal of two gradations as the reflective spatial light modulation element 56, and further using this one dot of 25 μm and enlarging to 20 times, the transmission type area gradation mask 62 is obtained. , The transmittance can be controlled in two gradations in units of 500 μm. Further, a plurality of types of multi-tone transmission patterns are formed on the transmissive area gradation mask 62 in units of 500 μm, and the type of transmissive area gradation mask 62 that is desired to be selectively subjected to multi-tone exposure. By switching one pixel of LCOS corresponding to the position and region of the multi-tone transmission pattern with two gray levels, a plurality of types of multi-tone transmission patterns can be easily controlled. The multi-tone transmission pattern of the transmissive area gray scale mask 62 selected in this way is reduced by a factor of 20 using a reduction lens, thereby realizing exposure of multi-tone laser light in units of 250 μm. You can also In these exposures, if necessary, an optical element having a diffusion function or a resolution reduction function is provided in a part of the coupling optical system, thereby eliminating the quantization step even at a discrete number of gradations such as 64 gradations. Thus, it is possible to realize gradation exposure that sufficiently changes as the exposure amount.

これにより、50μm程度のコア径のコア層を有する光導波路においても、感光性材料のγ特性に最適化して、露光した部分の現像液に対する溶解性を高めることにより、露光と現像工程により基板上部の面積が小さな順テーパ形状の微小誘電体を高精度に非常に簡単に作成することができる。   As a result, even in an optical waveguide having a core layer with a core diameter of about 50 μm, by optimizing the γ characteristics of the photosensitive material and increasing the solubility of the exposed part in the developer, the upper part of the substrate is exposed by the exposure and development process. It is possible to very easily produce a minute dielectric having a small forward taper shape with a high area.

また、多階調性の固定パターンを透過型面積階調マスク62上にあらかじめ形成しておくことができるので、解像度を向上させることもできる。特に、拡大結像レンズ61を用いることにより、透過型面積階調マスク62を、ディザ法により形成しても非常に高解像度の多階調マスクとして機能させることができる。   In addition, since the multi-tone fixed pattern can be formed in advance on the transmissive area tone mask 62, the resolution can be improved. In particular, by using the magnifying imaging lens 61, even if the transmissive area gradation mask 62 is formed by the dither method, it can function as a very high resolution multi-gradation mask.

なお、本実施の形態においては、拡大結像レンズ61と縮小結像レンズ63を用いているが、これらはそれぞれの露光したい対象に応じて、拡大、等倍、縮小の組み合わせ、およびその倍率を最適に設計さらにはズームレンズや挿入変倍レンズにより制御することも効果的である。   In the present embodiment, the enlargement imaging lens 61 and the reduction imaging lens 63 are used. However, depending on the object to be exposed, the combination of enlargement, equal magnification, reduction, and the magnification thereof are used. It is also effective to control with an optimally designed zoom lens or an insertion variable power lens.

また、2値のLCOS(反射型空間光変調素子56)と透過型面積階調マスク62を用いる以外に、LCOSで多階調性を実現し、透過型面積階調マスク62は低階調で補助的に用いるなど、複合多階調の度合い露光対象に応じて最適化することが好ましい。   In addition to using a binary LCOS (reflection type spatial light modulator 56) and a transmissive area gradation mask 62, multi-gradation is realized by LCOS, and the transmissive area gradation mask 62 is low gradation. It is preferable to optimize depending on the exposure target of the composite multi-gradation degree such as auxiliary use.

本発明の第一の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the optical wiring system of 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the optical wiring system of 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the optical wiring system of 3rd embodiment of this invention. 微小誘電体の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of a micro dielectric. 本発明の第四の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the optical wiring system of 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the optical wiring system of 5th embodiment of this invention. 本発明の第六の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the optical wiring system of the 6th Embodiment of this invention. 多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体の製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the micro dielectric material of the optical wiring system by a multi-tone exposure method. 多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体の製造方法の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the manufacturing method of the micro dielectric material of the optical wiring system by a multi-tone exposure method. 従来の光伝送素子パッケージの構成例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structural example of the conventional optical transmission element package.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
3 光導波路層
10 光伝送素子
7,21,22,31,44,74 金属薄膜
20,30,40,73 微小誘電体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 3 Optical waveguide layer 10 Optical transmission element 7, 21, 22, 31, 44, 74 Metal thin film 20, 30, 40, 73 Micro dielectric

Claims (15)

基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、
前記光導波路層の端面を、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状とする逆テーパ形状形成工程と、
この逆テーパ形状の前記光導波路層の端面に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、
を具備することを特徴とする光配線システムの製造方法。
In an optical wiring system manufacturing method comprising an optical waveguide layer having an optical waveguide that is provided on a substrate and transmits an optical signal, and an optical transmission element that is optically coupled through the optical waveguide of the optical waveguide layer,
An inverse tapered shape forming step in which the end surface of the optical waveguide layer is an inverse tapered shape in which the area of the optical waveguide layer decreases as the distance from the optical transmission element increases.
A metal thin film forming step of forming a metal thin film that bends an optical signal on an end face of the optical waveguide layer having the reverse tapered shape;
An optical wiring system manufacturing method comprising:
前記金属薄膜形成工程は、逆テーパ形状の前記光導波路層の端面近傍であって前記基板上に微小誘電体を形成し、前記微小誘電体と前記光導波路層の端面との間に金属薄膜を形成する、
ことを特徴とする請求項1記載の光配線システムの製造方法。
In the metal thin film forming step, a minute dielectric is formed on the substrate in the vicinity of an end surface of the optical waveguide layer having a reverse taper shape, and a metal thin film is formed between the minute dielectric and the end surface of the optical waveguide layer. Form,
The method of manufacturing an optical wiring system according to claim 1.
基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、
前記基板上に微小誘電体を形成する微小誘電体形成工程と、
形成された前記微小誘電体に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、
を具備し、
前記光導波路層は、前記微小誘電体に形成された前記金属薄膜に接して設けられる、
ことを特徴とする光配線システムの製造方法。
In an optical wiring system manufacturing method comprising an optical waveguide layer having an optical waveguide that is provided on a substrate and transmits an optical signal, and an optical transmission element that is optically coupled through the optical waveguide of the optical waveguide layer,
Forming a micro dielectric on the substrate;
A metal thin film forming step of forming a metal thin film that bends an optical signal on the formed micro dielectric;
Comprising
The optical waveguide layer is provided in contact with the metal thin film formed on the micro dielectric,
An optical wiring system manufacturing method characterized by the above.
基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、
前記基板上に、前記光導波路層の端面の形状に対してネガ形状となる形状の微小誘電体を形成する微小誘電体形成工程と、
前記微小誘電体に接して前記光導波路層を形成する光導波路層形成工程と、
前記微小誘電体を前記基板上から除去して、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の前記光導波路層の端面を形成する逆テーパ形状形成工程と、
この逆テーパ形状の前記光導波路層の端面に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、
を具備することを特徴とする光配線システムの製造方法。
In an optical wiring system manufacturing method comprising an optical waveguide layer having an optical waveguide that is provided on a substrate and transmits an optical signal, and an optical transmission element that is optically coupled through the optical waveguide of the optical waveguide layer,
Forming a microdielectric having a shape that is negative with respect to the shape of the end face of the optical waveguide layer on the substrate; and
An optical waveguide layer forming step of forming the optical waveguide layer in contact with the microdielectric;
Removing the microdielectric material from the substrate and forming an end surface of the optical waveguide layer having an inverse tapered shape in which the area of the optical waveguide layer is reduced as the distance from the optical transmission element is increased; and
A metal thin film forming step of forming a metal thin film that bends an optical signal on an end face of the optical waveguide layer having the reverse tapered shape;
An optical wiring system manufacturing method comprising:
前記微小誘電体は、前記光導波路層の端面に接する部分を除く部分が曲面構造からなる、
ことを特徴とする請求項3または4記載の光配線システムの製造方法。
The minute dielectric has a curved surface structure except for a portion in contact with the end face of the optical waveguide layer.
The method of manufacturing an optical wiring system according to claim 3 or 4,
前記金属薄膜を、無電解メッキを用いて形成する、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一記載の光配線システムの製造方法。
Forming the metal thin film using electroless plating;
6. A method of manufacturing an optical wiring system according to claim 1, wherein
前記金属薄膜が銅薄膜である、
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一記載の光配線システムの製造方法。
The metal thin film is a copper thin film;
A method for manufacturing an optical wiring system according to any one of claims 1 to 6.
前記微小誘電体は、前記基板上に感光性材料を塗布して形成した感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成した後、感光性材料層を現像することにより形成する、
ことを特徴とする請求項3ないし7のいずれか一記載の光配線システムの製造方法。
The fine dielectric is formed by applying a multi-tone exposure to ultraviolet light on a photosensitive material layer formed by applying a photosensitive material on the substrate to form a multi-tone ultraviolet exposure portion, and then forming the photosensitive material layer. Formed by developing,
8. The method of manufacturing an optical wiring system according to claim 3, wherein
空間変調素子とレーザ光とを用いた多階調露光システムにより多階調露光する、
ことを特徴とする請求項8記載の光配線システムの製造方法。
Multi-tone exposure by a multi-tone exposure system using a spatial modulation element and laser light,
The method of manufacturing an optical wiring system according to claim 8.
前記多階調露光システムを、前記光伝送素子における入出射光を集光するマイクロレンズの形成にも用いる、
ことを特徴とする請求項9記載の光配線システムの製造方法。
The multi-tone exposure system is also used to form a microlens that collects incident / exit light in the optical transmission element,
The method of manufacturing an optical wiring system according to claim 9.
空間変調素子と多階調マスクとを用いた多階調露光システムにより多階調露光する、
ことを特徴とする請求項8記載の光配線システムの製造方法。
Multi-tone exposure by a multi-tone exposure system using a spatial modulation element and a multi-tone mask,
The method of manufacturing an optical wiring system according to claim 8.
前記多階調露光システムを、前記光伝送素子における入出射光を集光するマイクロレンズの形成にも用いる、
ことを特徴とする請求項11記載の光配線システムの製造方法。
The multi-tone exposure system is also used to form a microlens that collects incident / exit light in the optical transmission element,
The method of manufacturing an optical wiring system according to claim 11.
基板と、
この基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、
この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子と、
前記光導波路層に形成され、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の端面と、
この光導波路層の端面に形成され、光信号を屈曲する金属薄膜と、
を具備する光配線システム。
A substrate,
An optical waveguide layer provided on the substrate and having an optical waveguide for transmitting an optical signal;
An optical transmission element optically coupled through the optical waveguide of the optical waveguide layer;
An end surface of an inversely tapered shape that is formed in the optical waveguide layer and the area of the optical waveguide layer decreases as the distance from the optical transmission element increases;
A metal thin film formed on the end face of the optical waveguide layer and bending the optical signal;
An optical wiring system comprising:
基板と、
この基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、
この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子と、
前記光導波路層に形成され、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の端面と、
この光導波路層の端面近傍であって前記基盤上に形成される微小誘電体と、
この微小誘電体と前記光導波路層の端面との間に形成される金属薄膜と、
を具備する光配線システム。
A substrate,
An optical waveguide layer provided on the substrate and having an optical waveguide for transmitting an optical signal;
An optical transmission element optically coupled through the optical waveguide of the optical waveguide layer;
An end surface of an inversely tapered shape that is formed in the optical waveguide layer and the area of the optical waveguide layer decreases as the distance from the optical transmission element increases;
A minute dielectric formed on the substrate near the end face of the optical waveguide layer;
A metal thin film formed between the minute dielectric and the end face of the optical waveguide layer;
An optical wiring system comprising:
前記金属薄膜が銅薄膜である、
請求項13または14記載の光配線システム。
The metal thin film is a copper thin film;
The optical wiring system according to claim 13 or 14.
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