JP2005173039A - 光導波路の製法 - Google Patents

Abstract

【課題】コア層のパターニングの際に白濁が生じず、光損失の少ない光導波路を得ることのできる光導波路の製法を提供する。
【解決手段】基板１上にカップリング剤含有の基板密着層２を形成した後、この基板密着層２上にアンダークラッド層３を積層形成し、さらに上記アンダークラッド層３上に、現像剤を用いたウェットプロセス法により所定のパターンにコア層４ｂを形成する。ついで、上記コア層４ｂを包含するようオーバークラッド層５を形成して光導体路を製造する。
【選択図】図６

Description

本発明は、光通信，光情報処理，その他一般光学で広く用いられる光導波路の製法に関するものである。

光導波路は、光導波路デバイス、光集積回路、光配線基板に組み込まれており、光通信、光情報処理、その他一般光学の分野で広く用いられている。そして、例えば、シリコンや石英等の支持基板上にこのような光導波路を作製した場合には、光が伝搬するコア層と、このコア層よりも屈折率の小さいクラッド層により構成される。より詳細に述べると、アンダークラッド層上にコア層が形成され、さらにそれを包含するようにオーバークラッド層が形成された三層構造を備えるものである。そして、上記アンダークラッド層およびオーバークラッド層の両クラッド層形成材料、さらにはコア層形成材料として、様々な高分子材料が用いられている。

例えば、上記両クラッド層形成材料やコア層形成材料として、耐熱性とともに光透過性が良好なフッ素化ポリイミドが用いられてきている。しかし、上記フッ素化ポリイミドは支持基板との密着性に劣るため、上記支持基板とクラッド層との密着性向上の観点から、上記支持基板とクラッド層との間に下塗り層を形成することが提案されている。さらに、密着性をより向上させるために、上記下塗り層にカップリング剤を含有させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ただし、上記のような層構成では、製造工程が煩雑になることから、下塗り層を形成せず、クラッド層に直接カップリング剤を含有させて支持基板とクラッド層との密着性を確保することが検討されている。
特開２００２−９０５５９号公報

しかしながら、上記カップリング剤を含有するアンダークラッド層形成材料を用いて形成されたアンダークラッド層上に所定パターンのコア層を形成する際、上記コア層のパターニングをアルカリ現像液等を用いたウェットプロセス法により行うと、上記アンダークラッド層が白濁する現象が生じる。このようにアンダークラッド層が白濁すると、伝搬損失が増加し光導波路として決して好ましいものではない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、コア層のパターニングの際に白濁が生じず、光損失の少ない光導波路を得ることのできる光導波路の製法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の光導波路の製法は、基板面上に、カップリング剤を含有する層形成材料を用いて基板密着層を形成する工程と、上記基板密着層上にアンダークラッド層を形成する工程と、上記アンダークラッド層上に現像液を用いたウェットプロセス法により所定のパターンにコア層を形成する工程とを備えたという構成をとる。

本発明者らは、従来の、現像液を用いたウェットプロセス法によるコア層のパターニングの際に生じるアンダークラッド層の白濁原因を突き止めるとともに、支持基板とアンダークラッド層との充分な密着性を確保するための一連の研究を重ねた。その結果、上記アンダークラッド層の白濁原因が、アンダークラッド層形成材料に配合されたカップリング剤にあることを突き止めた。すなわち、カップリング剤を含有するアンダークラッド層形成材料は、耐現像液性に乏しく、その結果、ウェットプロセス法によるコア層のパターニングの際に白濁が生じることから、上記支持基板上に、まず、カップリング剤を含有する基板密着層を形成し、この基板密着層上にアンダークラッド層を形成すると、アンダークラッド層には白濁原因となるカップリング剤を含有しないため、コア層のパターニングの際に白濁が生じることがなく、しかも、上記カップリング剤を含有する基板密着層を介して支持基板とアンダークラッド層とを積層形成することから、支持基板と基板密着層、基板密着層とアンダークラッド層との各密着性が向上し、結果、支持基板とアンダークラッド層との良好な密着性が確保できることを見出し本発明に到達した。

以上のように、本発明は、基板面上に、カップリング剤を含有する層形成材料を用いて基板密着層を形成し、この基板密着層上にアンダークラッド層を形成する。ついで、上記アンダークラッド層上に現像液を用いたウェットプロセス法により所定のパターンにコア層を形成することにより、光導波路を製造する方法である。このため、得られる光導波路において、基板とアンダークラッド層とは基板密着層を介することから充分な密着性が確保され、しかも上記現像液を用いたウェットプロセス法によるコア層形成に際しても、アンダークラッド層には耐現像液性の劣化原因となるカップリング剤が含有されていないため、白濁も生じず伝搬損失の増大が防止されることから、光損失の小さい透明性に優れた光導波路を得ることができる。また、従来のドライエッチング法によりコア層を形成した場合、コア層の側面が凹凸のある荒れた面になるが、本発明におけるウェットプロセス法では、コア層の側面が平滑な面に形成されるため、光導波路の伝搬損失を小さくすることができる。

そして、上記現像液として、アルカリ性アルコール水溶液、特にテトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよびエタノールの混合水溶液を用いると、解像性が良好で、現像速度を制御しやすいという効果を奏する。

本発明の光導波路の製法により得られる光導波路の一例として、図６に示す層構成のものがあげられる。この光導波路は、基板１上に基板密着層２が積層形成され、この基板密着層２上にアンダークラッド層３が積層形成され、さらに上記アンダークラッド層３上に所定パターンのコア層４ｂが形成され、このコア層４ｂを包含するようオーバークラッド層５が形成されている。

上記基板１材料としては、特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、青板ガラス、合成石英、シリコンウエハー、二酸化ケイ素付シリコンウエハー、ポリイミド樹脂等があげられる。

上記基板１上に積層形成される基板密着層２形成材料としては、例えば、カップリング剤を含有したポリイミド樹脂前駆体があげられる。このポリイミド樹脂前駆体は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得られるものであり、これにカップリング剤を含有させたものが形成材料として用いられる。

上記テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併用してもよい。

一方、上記ジアミンとしては、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノ−２，２−ジメチルビフェニル、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併用してもよい。

上記カップリング剤としては、特に限定するものではく従来公知の各種カップリング剤があげられるが、なかでも、１，３−ビスアミノ（３−アミノプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンを用いることが、上記基板１との密着性の向上という観点から好ましい。

上記カップリング剤の含有量としては、上記ジアミン量に対して０．５〜５０ｍｏｌ％の範囲に設定することが好ましい。すなわち、ジアミン量に対して０．５ｍｏｌ％未満では、基板１との密着性が充分でない場合があり、５０ｍｏｌ％を超えると、基板密着層２の強度が低下する傾向がみられるからである。

上記基板密着層２形成材料であるカップリング剤含有のポリイミド樹脂前駆体の合成方法としては、通常の合成方法が適用できる。すなわち、窒素雰囲気下、上記ジアミンを溶解させた溶媒にテトラカルボン酸二無水物を添加し、さらにカップリング剤を配合して室温において５〜２０時間攪拌を行うことにより粘性のある高分子溶液（ポリイミド樹脂前駆体溶液）を合成することができる。

上記溶媒としては、通常、ポリイミド樹脂前駆体の合成に使用されるのであれば特に限定するものではない。例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）やＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等の極性溶媒を使用することができる。なかでも、透明性の点から加熱工程において熱分解性が起こりにくいＤＭＡｃが好ましく用いられる。

そして、上記基板密着層２上に積層形成されるアンダークラッド層３形成材料としては、ポリイミド樹脂前駆体があげられ、これはテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得られる。

上記テトラカルボン酸二無水物としては、先の基板密着層２形成材料で述べたと同様のものが用いられる。

また、上記ジアミンも、先の基板密着層２形成材料で述べたと同様のものが用いられる。

上記アンダークラッド層３形成材料であるポリイミド樹脂前駆体の合成方法も、上記基板密着層２形成材料であるポリイミド樹脂前駆体の合成方法と同様、通常の合成方法が適用できる。

上記アンダークラッド層３上に所定パターンに形成されるコア層４ｂ形成材料としては、感光剤等を含有する感光性ポリイミド樹脂前駆体が用いられる。そして、上記感光性ポリイミド樹脂前駆体は、先に述べたテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得られるポリイミド樹脂前駆体に、感光剤等の添加剤を配合することにより得られる。

上記ポリイミド樹脂前駆体としては、特に限定するものではなく各種ポリイミド樹脂前駆体があげられるが、例えば、上記アンダークラック層３形成材料であるポリイミド樹脂前駆体と同様のものがあげられる。

そして、光導波路を構成する関係から、コア層４ｂは両クラッド層３，５よりも屈折率が高い必要があるが、この屈折率の調整は、例えば、上記テトラカルボン酸二無水物とジアミンの組み合わせの選択や、コア層４ｂ形成材料に感光剤等の添加剤を配合する等により行うことができる。具体的には、コア層４ｂの屈折率と両クラッド層３，５の屈折率の関係、すなわち、両者の比屈折率差Δ〔比屈折率差Δ＝（ｎコア−ｎクラッド）／ｎコア：ｎ＝屈折率〕は、通常、０．２〜１．０％の範囲であればよい。

上記感光剤としては、特に限定するものではないが、具体的には、下記の一般式（１）で表される化合物等があげられる。

さらに、上記感光剤として上記一般式（１）で表される化合物のなかでも、コストおよびＣ−Ｈ結合による光吸収が少ないという点から、１−エチル−３，５−ジメトキシカルボニル−４−（２−ニトロフェニル）−１，４−ジヒドロピリジンを用いることが特に好ましい。

このような一般式（１）で表される感光剤は、例えば、つぎのようにして合成される。すなわち、このような１，４−ジヒドロピリジン誘導体は、例えば、置換ベンズアルデヒドと、その２倍モル量のアルキルプロピオレート（プロパルギル酸アルキルエステル）と、相当する第１級アミンとを氷酢酸中で還流下に反応させることによって得ることができる（Khim.Geterotsikl.Soed.,pp.1067-1071,1982）。

上記コア層４ｂ形成材料である感光性ポリイミド前駆体における感光剤の含有量は、上記ポリイミド前駆体１００重量部（以下「部」と略す）に対して０．０５部以上５部未満の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは０．０５部以上４部以下である。すなわち、感光剤の含有量が５部以上では、感光剤による近赤外領域での吸収が問題となる傾向がみられ、また０．０５部未満ではコントラストが不充分となる傾向がみられるからである。

さらに、感光性ポリイミド前駆体には、解像性を向上させるために溶解調整剤を適宜配合することができる。

上記溶解調整剤としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールジフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併用することができる。特にパターン解像性の点から、ポリエチレングリコールジメチルエーテルを用いることが好ましい。さらに、上記化合物の重量平均分子量としては、１５０〜１０００の範囲、特に２００〜８００の範囲にあることが好ましい。

上記溶解調整剤の配合量は、上記ポリイミド前駆体１００部に対して１５〜４５部の範囲に設定することが好ましい。

そして、上記所定パターンに形成されたコア層４ｂを包含するオーバークラッド層５形成材料としては、ポリイミド樹脂前駆体があげられ、例えば、上記基板密着層２形成材料、アンダークラッド層３形成材料および上記コア層４ｂ形成材料であるポリイミド前駆体と同様のものがあげられる。

つぎに、上記基板および各層形成材料を用いた、本発明の光導波路の製法について一例をあげて説明する。

まず、基板上に、基板密着層形成材料であるカップリング剤含有ポリイミド樹脂前駆体溶液（ポリアミド酸溶液）を、乾燥後の膜厚が好ましくは０．１〜５０μｍ、特に好ましくは５〜１０μｍとなるよう塗布し、乾燥させることによりポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂層を形成する。上記塗布方法としては、スピンコート法やキャスティング法等の一般的な成膜方法を用いることができる。ついで、不活性雰囲気下、加熱することにより上記樹脂層中の残存溶媒の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させることにより、図１に示すように、基板１上にカップリング剤含有ポリイミド樹脂製の基板密着層２を形成する。

つぎに、上記基板密着層２上に、ポリイミド樹脂前駆体溶液（ポリアミド酸溶液）を、乾燥後の膜厚が好ましくは１〜３０μｍ、特に好ましくは５〜１５μｍとなるよう塗布し、乾燥させることによりポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂層を形成する。上記塗布方法としては、上記と同様、スピンコート法やキャスティング法等の一般的な成膜方法を用いることができる。ついで、不活性雰囲気下、加熱することにより上記樹脂層中の残存溶媒の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させることにより、図２に示すように、基板１上にポリイミド樹脂製のアンダークラッド層３を形成する。

つぎに、図３に示すように、上記アンダークラッド層２上に、このアンダークラッド層２よりも屈折率の高い材料からなる感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液（感光性ポリアミド酸ワニス）を、乾燥後の膜厚が好ましくは２〜３０μｍ、特に好ましくは６〜１０μｍとなるよう塗布し、初期乾燥にてコア層となる感光性ポリイミド樹脂前駆体層４ａを形成する。ついで、図４に示すように、所望のパターンが得られるように、感光性ポリイミド樹脂前駆体層４ａ上にフォトマスク６を載置してその上方から紫外線照射を行う。本発明においては、上記紫外線照射における露光量は５〜５０ｍＪ／ｃｍ² で充分な解像が可能である。その後、光反応を完結させるために、Post Exposure Bake（ＰＥＢ）と呼ばれる露光後の熱処理を行い、現像液を用いて現像を行う（ウェットプロセス法）。そして、現像によって得られた所望のパターンをイミド化するために、通常熱処理を行う。この際の加熱温度は、一般的に３００〜４００℃であり、真空下または窒素雰囲気下で脱溶剤と硬化反応（キュア）を行うものである。このようにしてイミド化することにより、図５に示すように、ポリイミド樹脂製のパターンとなるコア層４ｂを形成する。

上記現像における現像液としては、特に限定するものではないが、例えば、アルカリ性のアルコール水溶液が用いられる。より具体的には、解像性が良好で、現像速度が制御しやすいという点から、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよびエタノールの混合水溶液が好ましく用いられる。上記混合水溶液におけるテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの占める割合は２〜１０重量％の範囲に、またエタノールの占める割合は４０〜５０重量％の範囲にそれぞれ設定することが好ましい。

ついで、上記コア層４ｂ上に、上記コア層４ｂよりも屈折率の低い形成材料からなるポリイミド樹脂前駆体溶液を乾燥後の最大の膜厚が好ましくは１〜３０μｍ、特に好ましくは５〜１５μｍとなるよう塗布し、乾燥させることによりポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂層を形成する。ついで、上記アンダークラッド層３と同様、不活性雰囲気下、加熱することにより上記樹脂層中の残存溶媒の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させることにより、図６に示すように、コア層４ｂを包含するようにポリイミド樹脂製のオーバークラッド層５を形成し光導波路を作製する。

このようにして得られた光導波路としては、例えば、直線光導波路、曲がり光導波路、交差光導波路、Ｙ分岐光導波路、スラブ光導波路、マッハツエンダー型光導波路、ＡＷＧ（Alley Wave Guide）型光導波路、グレーティング、光導波路レンズ等があげられる。そして、これら光導波路を用いた光素子としては、波長フィルタ，光スイッチ，光分岐器，光合波器，光合分波器，光アンプ，波長変換器，波長分割器，光スプリッタ，方向性結合器、さらにはレーザダイオードやフォトダイオードをハイブリッド集積した、光伝送モジュール等があげられる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔カップリング剤含有ポリアミド酸溶液Ｉ〕
攪拌機を備えた５００ｍｌのセパラブルフラスコ内で、酸二無水物として、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）２６．６６ｇ（０．０６モル）と、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＢＴＦＢ）１８．５４ｇ（０．０５８モル）と、カップリング剤として１，３−ビス（３−アミノプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（ＡＰＤＳ）０．５２ｇ（０．００２モル）を、有機溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）１８２．８５ｇ（２．１０モル）に溶解させた後、室温で１０時間攪拌することによりカップリング剤含有のポリアミド酸溶液Ｉ（ポリイミド樹脂前駆体溶液）を作製した。

〔ポリアミド酸溶液II〕
一方、上記６ＦＤＡとＢＴＦＢを、上記ＤＭＡｃにて等モルで室温下１０時間攪拌することにより反応させてポリアミド酸溶液II（ポリイミド樹脂前駆体溶液）を作製した。

つぎに、厚み５２５μｍのシリコンウエハー基板上に上記カップリング剤含有のポリアミド酸溶液Ｉをスピンコート法にて熱処理後厚み５μｍとなるように塗布し、９０℃で乾燥を行うことにより、カップリング剤含有のポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂膜を形成した。その後、真空下、３８５℃で加熱することにより上記樹脂膜中の残存溶剤の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させ、図１に示すように、シリコンウエハー基板１上にカップリング剤（ＡＰＤＳ）含有ポリイミド樹脂からなる基板密着層２（厚み５μｍ）を形成した。

そして、上記シリコンウエハー基板１上に形成された基板密着層２上に、上記ポリアミド酸溶液IIをスピンコート法にて熱処理後厚み１５μｍとなるように塗布し、９０℃で乾燥を行うことにより、ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂膜を形成した。その後、真空下、３８５℃で加熱することにより上記樹脂膜中の残存溶剤の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させ、図２に示すように、基板密着層２（厚み５μｍ）上に厚み１５μｍのアンダークラッド層３（屈折率１．５１）を形成した。

ついで、上記アンダークラッド層３上にコア層を形成するため、つぎのようにしてコア層形成材料である感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液を調製した。すなわち、上記ポリアミド酸溶液IIに、感光剤として１−エチル−３，５−ジメトキシカルボニル−４−（２−ニトロフェニル）−１，４−ジヒドロピリジンを上記ポリアミド酸溶液IIの固形分に対して２重量％となるよう、さらに、溶解調製剤として、重量平均分子量５００のポリエチレングリコールジメチルエーテルを上記ポリアミド酸溶液IIの固形分に対して３０重量％となるよう配合することにより、感光性ポリイミド樹脂前駆体組成物を溶液（感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液）として得た。

そして、図３に示すように、上記アンダークラッド層３上に、アンダークラッド層３の形成と同様の方法にて、上記感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、９０℃で乾燥することにより感光性ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる感光性ポリイミド樹脂前駆体層４ａを形成した。ついで、図４に示すように、この感光性ポリイミド樹脂前駆体層４ａ上に、所定のフォトマスク６（ライン幅６μｍ×長さ５０ｍｍ×間隔０．２ｍｍ）を載置し、その上方から３０ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。さらに、１７０℃で１０分間露光後加熱を行った。

つぎに、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２〜１０％とエタノール４０〜５０％を含有する水溶液を現像液とし、３５℃で現像して未露光部分を溶解した後、水で洗浄することによりネガ型画像を有するパターンを形成した。その後、真空下、３３０℃で加熱することにより感光性ポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させ、図５に示すように、所定のパターンからなるコア層４ｂ（屈折率１．５２）を形成した。形成されたコア層４ｂの断面のサイズは、６μｍ×６μｍであった。このとき、上記現像によってアンダークラッド層３が白濁することは全くなかった。

ついで、上記コア層４ｂ上にオーバークラッド層を形成するための形成材料として、上記ポリアミド酸溶液（ポリイミド樹脂前駆体溶液）IIを用い上記アンダークラッド層３の形成方法と同様の方法にて、すなわち、スピンコート法にて熱処理後厚み１５μｍとなるように上記ポリアミド酸溶液IIを塗布し、９０℃で乾燥を行うことにより、ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂膜を形成した。その後、真空下、３３０℃で加熱することにより上記樹脂膜中の残存溶剤の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させ、図６に示すように、コア層４ｂを包含するように最大厚み２０μｍのオーバークラッド層５（屈折率１．５１）を形成した。このようにしてポリイミド樹脂製の光導波路を作製した。

つぎに、このようにして得られた光導波路を、ダイサーによって端面切断を行い、その後、カットバック法を用いて波長１．５５μｍの時の伝播損失を測定した。その結果、光導波路の伝播損失は０．５ｄＢ／ｃｍであった。

〔比較例１〕
厚み５２５μｍのシリコンウエハー基板上に上記カップリング剤含有のポリアミド酸溶液Ｉをスピンコート法にて熱処理後厚み１５μｍとなるように塗布し、９０℃で乾燥を行うことにより、カップリング剤含有のポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂膜を形成した。その後、真空下、３８５℃で加熱することにより上記樹脂膜中の残存溶剤の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させ、シリコンウエハー基板上にカップリング剤含有ポリイミド樹脂からなるアンダークラッド層（厚み１５μｍ）を形成した。

つぎに、上記シリコンウエハー基板上に形成されたアンダークラッド層上に、上記感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、９０℃で乾燥することにより感光性ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる感光性ポリイミド樹脂前駆体層を形成した。ついで、先の実施例と同様、この感光性ポリイミド樹脂前駆体層上に、所定のフォトマスク（ライン幅６μｍ×長さ５０ｍｍ×間隔０．２ｍｍ）を載置し、その上方から３０ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。さらに、１７０℃で１０分間露光後加熱を行った。

そして、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２〜１０％とエタノール４０〜５０％を含有する水溶液を現像液とし、３５℃で現像して未露光部分を溶解した後、水で洗浄することによりネガ型画像を有するバターンを形成した。その後、真空下、３３０℃で加熱することにより感光性ポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させ、所定のパターンからなるコア層（屈折率１．５２）を形成した。形成されたコア層の断面のサイズは、６μｍ×６μｍであった。このとき、現像によってアンダークラッド層が白濁した。

ついで、上記コア層上にオーバークラッド層を形成するための形成材料として、上記ポリアミド酸溶液（ポリイミド樹脂前駆体溶液）IIを用い上記アンダークラッド層の形成方法と同様の方法にて、すなわち、スピンコート法にて熱処理後厚み１５μｍとなるように上記ポリアミド酸溶液IIを塗布し、９０℃で乾燥を行うことにより、ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる樹脂膜を形成した。その後、真空下、３３０℃で加熱することにより上記樹脂膜中の残存溶剤の除去およびポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させることにより、コア層を包含するように最大厚み２０μｍのオーバークラッド層（屈折率１．５１）を形成した。このようにしてポリイミド樹脂製の光導波路を作製した。

つぎに、このようにして得られた光導波路を、ダイサーによって端面切断を行い、その後、カットバック法を用いて波長１．５５μｍの時の伝播損失を測定した。その結果、光導波路の伝播損失は１．０ｄＢ／ｃｍであった。

〔比較例２〕
（ドライエッチング法）
厚み５２５μｍのシリコンウエハー基板および前記カップリング剤含有のポリアミド酸溶液Ｉを用い、実施例１と同様にして、シリコンウエハー基板上にカップリング剤（ＡＰＤＳ）含有ポリイミド樹脂からなる基板密着層（厚み５μｍ）を形成した。

そして、上記シリコンウエハー基板上に形成された基板密着層上に、上記ポリアミド酸溶液IIを用い、実施例１と同様にして、基板密着層（厚み５μｍ）上に厚み１５μｍのアンダークラッド層（屈折率１．５１）を形成した。

ついで、前記コア層形成材料である感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液を用い、上記アンダークラッド層上に、アンダークラッド層の形成と同様の方法にて、上記感光性ポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布し、９０℃で乾燥することにより感光性ポリイミド樹脂前駆体組成物からなる感光性ポリイミド樹脂前駆体層を形成した。

ついで、この感光性ポリイミド樹脂前駆体層の全面に、３０ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射による露光を行った。さらに、真空下、３３０℃で加熱することにより感光性ポリイミド樹脂前駆体のイミド化を完結させてポリイミド樹脂層とした。

そして、上記ポリイミド樹脂層の上に、エッチングレジスト（ライン幅６μｍ×長さ５０ｍｍ×間隔０．２ｍｍ（前述のフォトマスクとは逆パターン）を形成して、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching) により、エッチングレジストに覆われず露出しているポリイミド樹脂層をエッチングした。その後、上記エッチングレジストを除去することにより、所定のパターンからなるコア層（屈折率１．５２）を形成した。形成されたコア層の断面のサイズは、６μｍ×６μｍであった。

ついで、上記コア層上にオーバークラッド層を形成するための形成材料として、前記ポリアミド酸溶液（ポリイミド樹脂前駆体溶液）IIを用い、実施例１と同様にしてコア層を包含するように最大厚み２０μｍのオーバークラッド層（屈折率１．５１）を形成した。このようにしてポリイミド樹脂製の光導波路を作製した。

つぎに、このようにして得られた光導波路を、ダイサーによって端面切断を行い、その後、カットバック法を用いて波長１．５５μｍの時の伝播損失を測定した。その結果、光導波路の伝播損失は１．０ｄＢ／ｃｍであった。なお、形成されたコア層の側面を顕微鏡で観察したところ、凹凸に荒れた状態であった。

上記測定結果から、実施例品の光導波路は比較例品のそれと比べて伝播損失が低く、光損失の少ない透明性に優れたものが得られたことがわかる。

本発明の光導波路の製法により得られる光導波路としては、例えば、直線光導波路、曲がり光導波路、交差光導波路、Ｙ分岐光導波路、スラブ光導波路、マッハツエンダー型光導波路、ＡＷＧ型光導波路、グレーティング、光導波路レンズ等があげられる。そして、上記光導波路を用いてなる光素子としては、波長フィルタ，光スイッチ，光分岐器，光合波器，光合分波器，光アンプ，波長変換器，波長分割器，光スプリッタ，方向性結合器、さらにはレーザダイオードやフォトダイオードをハイブリッド集積した、光伝送モジュール等があげられる。

本発明の光導波路の製造工程を示す断面図である。 本発明の光導波路の製造工程を示す断面図である。 本発明の光導波路の製造工程を示す断面図である。 本発明の光導波路の製造工程を示す断面図である。 本発明の光導波路の製造工程を示す断面図である。 本発明の光導波路の製法により得られる光導波路の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 基板密着層
３ アンダークラッド層
４ｂ コア層
５ オーバークラッド層

Claims (3)

1. 基板面上に、カップリング剤を含有する層形成材料を用いて基板密着層を形成する工程と、上記基板密着層上にアンダークラッド層を形成する工程と、上記アンダークラッド層上に現像液を用いたウェットプロセス法により所定のパターンにコア層を形成する工程とを備えたことを特徴とする光導波路の製法。
2. 上記現像液が、アルカリ性アルコール水溶液である請求項１記載の光導波路の製法。
3. 上記アルカリ性アルコール水溶液が、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよびエタノールの混合水溶液である請求項２記載の光導波路の製法。