JP2006313389A - ポリマー光導波路フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】クラッドに傷が発生することが少ないフィルムを得ることができ、更に耐溶剤性に優れ、アセトンのような汎用溶剤と接触してもクラックを生じることのないポリマー光導波路フィルムを提供する。
【解決手段】コアとクラッドがポリマー材料で構成されているポリマー光導波路フィルムにおいて、表面及び裏面の少なくとも一方に前記クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設けたことを特徴とするポリマー光導波路フィルムにより上記課題が解決される。
【選択図】なし

Description

本発明は、フッ素を含むポリイミド系樹脂を用いたポリマー光導波路フィルム及びその製造方法に関する。

近年のパソコンやインターネットの普及に伴い、情報伝送需要が急激に増大している。このため、伝送速度の速い光伝送を、パソコン等の末端の情報処理装置まで普及させることが望まれている。これを実現するには、光インターコネクション用に、高性能な光導波路等を使用して送信機能と受信機能とを一体化した、小型の光送受信モジュールを、安価かつ大量に製造する必要がある。

光導波路の材料としては、ガラスや半導体材料等の無機材料や、樹脂が知られている。樹脂によって光導波路を製造する場合には、成膜工程を、塗布と加熱により大気圧中で行うことができるため、装置及び工程が簡単であるという利点がある。光導波路ならびにクラッド層を構成する樹脂としては、種々のものが知られているが、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、耐熱性に優れるポリイミド系樹脂が特に期待されている。ポリイミド系樹脂によりコア及びクラッドを形成した場合、長期信頼性が期待でき、半田付けにも耐えることができる。

従来このようなコアとクラッドからなる光導波路は、ガラス、シリコン等の無機材料、アクリル樹脂等の有機材料からなる厚い基板上に形成されているため、屈曲性がない。このため、フレキシブルな光配線や分岐などに利用することが困難であった。
そこで、ポリマー材料からなるコアとクラッドのみから構成された屈曲性を有するポリマー光導波路フィルムも作成されている。

このような屈曲性を有するポリマー光導波路フィルムは、ガラス、シリコン等の無機材料、アクリル樹脂等の有機材料からなる厚い基板上にクラッドを設け、このクラッド上に、コアを設け、該コアを覆うようにクラッドを設けることによりポリマー光導波路フィルムを形成し、次いでこのフィルムを基板から剥離することにより製造されている。
しかし、基板とフィルムの接着性が弱過ぎると、製造途中でフィルムが基板から剥離してしまうことがあり、また基板とフィルムの接着性が強過ぎると基板からフィルムを剥離することが困難になる。従って、製造途中では基板とフィルムの接着が強固であり、しかも製造後は、基板からフィルムを容易に剥離することができるような方法が望まれているが、従来の方法はこの点において充分なものとはいえない。

先に述べたようにフッ素を含むポリイミド系樹脂を用いることにより、ガラスなどの無機材料を用いるものに比べて簡便なプロセスで光学特性に優れた光学装置を得ることができる。しかしながら、光導波路フィルムの製造工程でクラッド層表面に傷が発生したり、基板とフッ素を含むポリイミド系樹脂フィルムとの接着力が低いために製造工程の途中でフィルムが基板から剥離してしまうことがある。さらに、フッ素を含むポリイミド系樹脂は耐溶剤性が劣るため、洗浄工程で使用できる溶剤が極めて制限され、アセトンのような汎用溶剤を使用した場合にはクラックを生じてしまうという問題がある。

従って、本発明の目的は、クラッドに傷が発生することが少なく、更に耐溶剤性に優れ、アセトンのような汎用溶剤と接触してもクラックを生じることのないポリマー光導波路フィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、ポリマー光導波路フィルムの製造工程でクラッド表面に傷が発生したり、フィルムが基板から剥離してしまうことがなく、更に洗浄工程において、アセトンのような汎用溶剤を使用してもクラックを生じることのない、ポリマー光導波路フィルムの製造方法を提供することである。

本発明は、コアとクラッドがポリマー材料で構成されているポリマー光導波路フィルムにおいて、表面及び裏面の少なくとも一方に前記クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設けたことを特徴とするポリマー光導波路フィルムを提供するものである。
本発明はまた、上記フィルムにおいて、フィルムの弾性率が２〜９ＧＰａであることを特徴とするポリマー光導波路フィルムを提供するものである。

本発明はまた、酸化シリコンの被膜を形成したシリコン基板上に、クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設ける工程、下部クラッドを設ける工程、下部クラッドの上にコアを設ける工程、該コアを覆うように上部クラッドを設ける工程、及び上部クラッドの上に該クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設ける工程をこの順に実施してシリコン基板上にポリマー光導波路フィルムを形成し、これを水に浸漬してシリコン基板からポリマー光導波路フィルムを剥離することを特徴とする、両面に耐溶剤性保護層を有するポリマー光導波路フィルムの製造方法を提供するものである。

本発明はさらに、酸化シリコンの被膜を形成したシリコン基板上に、クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設ける工程、下部クラッドを設ける工程、下部クラッドの上にコアを設ける工程、及び該コアを覆うように上部クラッドを設ける工程をこの順に実施してシリコン基板上にポリマー光導波路フィルムを形成し、これを水に浸漬してシリコン基板からポリマー光導波路フィルムを剥離することを特徴とする、片面に耐溶剤性保護層を有するポリマー光導波路フィルムの製造方法を提供するものである。

本発明において「ポリマー光導波路フィルム」とは、コア−クラッド構造からなる平板型光導波路フィルムであって、基板を有する従来の光導波路とは異なり基板又はこれに相当する部分を含まない、実質的にポリマーのみから構成され、屈曲性を有するものを意味する。

本発明は、光導波路フィルムの両面又は片面に耐溶剤性保護層を設けたことを特徴とするものである。

本発明の両面に耐溶剤性保護層を有するポリマー光導波路フィルムは、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の被膜（厚みは好ましくは０．５〜１０μｍ）を形成したシリコン基板上に、クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層（厚みは好ましくは０．５〜２０μｍ、より好ましくは０．５〜１０μｍ）を設ける工程、下部クラッド（厚みは好ましくは５〜３０μｍ）を設ける工程、下部クラッドの上にコア（厚みは好ましくは４〜５０μｍ、より好ましくは４〜１５μｍ）を設ける工程、該コアを覆うように上部クラッド（厚みは好ましくは５〜３０μｍ）を設ける工程、及び上部クラッドの上にクラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層（厚みは好ましくは０．５〜２０μｍ、より好ましくは０．５〜１０μｍ）を設ける工程をこの順に実施してシリコン基板上にポリマー光導波路フィルム（厚みは好ましくは２０〜１５０μｍ、より好ましくは２０〜７０μｍ）を形成し、これを水に浸漬してシリコン基板からポリマー光導波路フィルムを剥離することにより製造される。

また、本発明の片面に耐溶剤性保護層を有するポリマー光導波路フィルムは、例えば、酸化シリコンの被膜（厚みは好ましくは０．５〜１０μｍ）を形成したシリコン基板上に、クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層（厚みは好ましくは０．５〜２０μｍ、より好ましくは０．５〜１０μｍ）を設ける工程、下部クラッド（厚みは好ましくは５〜３０μｍ）を設ける工程、下部クラッドの上にコア（厚みは好ましくは４〜５０μｍ、より好ましくは４〜１５μｍ）を設ける工程、及び該コアを覆うように上部クラッド（厚みは好ましくは５〜３０μｍ）を設ける工程をこの順に実施してシリコン基板上にポリマー光導波路フィルム（厚みは好ましくは２０〜１３０μｍ、より好ましくは２０〜６０μｍ）を形成し、これを水に浸漬してシリコン基板からポリマー光導波路フィルムを剥離することにより製造される。

本発明のポリマー光導波路フィルムのコア及びクラッドを構成するポリマー材料としては、ポリイミド系樹脂、特にフッ素を含むポリイミド系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ゾルゲル、シリコン変性ポリマー等が挙げられ、中でもフッ素を含むポリイミド系樹脂が好ましい。

フッ素を含むポリイミド系樹脂としては、フッ素を含むポリイミド樹脂、フッ素を含むポリ（イミド・イソインドロキナゾリンジオンイミド）樹脂、フッ素を含むポリエーテルイミド樹脂、フッ素を含むポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。

本発明のポリマー光導波路フィルムにおいて、耐溶剤性保護層を構成するポリマー材料としては、フッ素を含まないポリイミド系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

上記フッ素を含むポリイミド系樹脂の前駆体溶液は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得られる。フッ素は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンの両者に含まれていても良いし、いずれか一方にのみ含まれていてもよい。
また、上記フッ素を含まないポリイミド系樹脂の前駆体溶液は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒中で、フッ素を含まないテトラカルボン酸二無水物とフッ素を含まないジアミンを反応させることにより得られる。

フッ素を含む酸二無水物の例としては、（トリフルオロメチル）ピロメリット酸二無水物、ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸二無水物、ジ（ヘプタフルオロプロピル）ピロメリット酸二無水物、ペンタフルオロエチルピロメリット酸二無水物、ビス｛３，５−ジ（トリフルオロメチル）フェノキシ｝ピロメリット酸二無水物、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、５，５′−ビス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシビフェニル二無水物、２，２′，５，５′−テトラキス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシビフェニル二無水物、５，５′−ビス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、５，５′−ビス（トリフルオロメチル）−３，３′，４，４′−テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ベンゼン二無水物、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝（トリフルオロメチル）ベンゼン二無水物、ビス（ジカルボキシフェノキシ）（トリフルオロメチル）ベンゼン二無水物、ビス（ジカルボキシフェノキシ）ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン二無水物、ビス（ジカルボキシフェノキシ）テトラキス（トリフルオロメチル）ベンゼン二無水物、２，２−ビス｛（４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン二無水物、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ビフェニル二無水物、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル二無水物、ビス｛（トリフルオロメチル）ジカルボキシフェノキシ｝ジフェニルエーテル二無水物、ビス（ジカルボキシフェノキシ）ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル二無水物などが挙げられる。

フッ素を含むジアミンとしては、例えば、４−（１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−エイコサフルオロウンデカノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パ−フルオロ−１−ブタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パーフルオロ−１−ヘプタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ−パーフルオロ−１−オクタノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−ペンタフルオロフェノキシ−１，３−ジアミノベンゼン、４−（２，３，５，６−テトラフルオロフェノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（４−フルオロフェノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−ヘキサノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、４−（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−ドデカノキシ）−１，３−ジアミノベンゼン、（２，５−）ジアミノベンゾトリフルオライド、ビス（トリフルオロメチル）フェニレンジアミン、ジアミノテトラ（トリフルオロメチル）ベンゼン、ジアミノ（ペンタフルオロエチル）ベンゼン、２，５−ジアミノ（パーフルオロヘキシル）ベンゼン、２，５−ジアミノ（パーフルオロブチル）ベンゼン、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノビフェニル、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノビフェニル、オクタフルオロベンジジン、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（アニリノ）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（アニリノ）オクタフルオロブタン、１，５−ビス（アニリノ）デカフルオロペンタン、１，７−ビス（アニリノ）テトラデカフルオロヘプタン、２，２′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′，５，５′−テトラキス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′−ビス（トリフルオロメチル）−４，４′−ジアミノベンゾフェノン、４，４′−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、１，４−ビス（ｐ−アミノフェニル）ベンゼン、ｐ−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ベンゼン、ビス（アミノフェノキシ）ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、ビス（アミノフェノキシ）テトラキス（トリフルオロメチル）ベンゼン、２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（３−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（２−アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）−３，５−ジメチルフェニル｝ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）−３，５−ジトリフルオロメチルフェニル｝ヘキサフルオロプロパン、４，４′−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニル、４，４′−ビス（４−アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）ビフェニル、４，４′−ビス（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）ジフェニルスルホン、４，４′−ビス（３−アミノ−５−トリフルオロメチルフェノキシ）ジフェニルスルホン、２，２−ビス｛４−（４−アミノ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、ビス｛（トリフルオロメチル）アミノフェノキシ｝ビフェニル、ビス〔｛（トリフルオロメチル）アミノフェノキシ｝フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、ビス｛２−〔（アミノフェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロイソプロピル｝ベンゼンなどが挙げられる。
フッ素を含まないテトラカルボン酸二無水物の例としては、酸無水物としてｐ−ターフェニル−３，４，３″，４″−テトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３′−４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５，６−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、４，４′−スルホニルジフタル酸二無水物、３，３′，４，４′−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、メタ−ターフェニル３，４，３″，４″−テトラカルボン酸二無水物、３，３′−４，４′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン二無水物、１−（２，３−ジカルボキシフェニル）−３−（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン二無水物などが挙げられる。ポリアミドイミド樹脂を得る場合には、塩化無水トリメリット酸などが用いられる。

フッ素を含まないジアミンとしては、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メタン、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、４，４′−ジアミノジフェニルスルフィド、ベンジジン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、２，２−ビス−（４−アミノフェノキシフェニル）プロパン、１，５−ナフタレンジアミン、２，６−ナフタレンジアミン、ビス−（４−アミノフェノキシフェニル）スルホン、ビス−（４−アミノフェノキシフェニル）スルフィド、ビス−（４−アミノフェノキシフェニル）ビフェニル、１，４−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノビフェニル、３，３′−ジメトキシ−４，４′−ジアミノビフェニル、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル−３−スルホンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル−４−スルホンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル−３′−スルホンアミド、３，３′−ジアミノジフェニルエーテル−４−スルホンアミド、４，４′−ジアミノジフェニルメタン−３−スルホンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルメタン−４−スルホンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルメタン−３′−スルホンアミド３，３′−ジアミノジフェニルメタン−４−スルホンアミド、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン−３−スルホンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルスルホン−４−スルホンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルスルホン−３′−スルホンアミド、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン−４−スルホンアミド、４，４′−ジアミノジフェニルサルファイド−３−スルホンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルサルファイド−４−スルホンアミド、３，３′−ジアミノジフェニルサルファイド−４−スルホンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルサルファイド−３′−スルホンアミド、１，４−ジアミノベンゼン−２−スルホンアミド、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル−３−カルボンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル−４−カルボンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル−３′−カルボンアミド、３，３′−ジアミノジフェニルエーテル−４−カルボンアミド、４，４′−ジアミノジフェニルメタン−３−カルボンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルメタン−４−カルボンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルメタン−３′−カルボンアミド、３，３′−ジアミノジフェニルメタン−４−カルボンアミド、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン−３−カルボンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルスルホン−４−カルボンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルスルホン−３′−カルボンアミド、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン−４−カルボンアミド、４，４′−ジアミノジフェニルサルファイド−３−カルボンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルサルファイド−４−カルボンアミド、３，３′−ジアミノジフェニルサルファイド−４−カルボンアミド、３，４′−ジアミノジフェニルサルファイド−３′−スルホンアミド、１，４−ジアミノベンゼン−２−カルボンアミドなどが挙げられる。

上記のテトラカルボン酸二無水物およびジアミンは二種以上を併用してもよい。ポリイミド系樹脂の前駆体溶液として、感光性を有するものを使用することもできる。
ポリイミド系樹脂前駆体溶液は、スピナあるいは印刷などによる方法により基板表面上に塗布され、最終温度２００〜４００℃で熱処理し硬化されてポリイミド系樹脂被膜とされる。

クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層の膜厚は、好ましくは０．５〜１０μｍである。０．５μｍより薄いと保護層にピンホールが発生し、保護層の役割を果たさないことがあるからである。
耐溶剤性保護層形成用の溶液は、スピナあるいは印刷などによる方法により基板表面上に塗布され、最終温度３５０℃以下で熱処理し硬化されて耐溶剤性保護被膜とされる。

本発明において、特定のポリマーがクラッドより耐溶剤性に優れたポリマーであるかどうかの判定は、アセトンにより評価する。標的ポリマー片を４０℃に保持し、アセトンを一滴滴下し、１０分放置後、滴下範囲のポリマー表面を顕微鏡で観察する。ポリマー表面がアセトンにより溶解または膨潤を起こしていない場合にはさらにクラックの有無を観察して、クラックが全く発生していない場合には優れていると判定し、少しでも発生している場合は優れていないと判定する。なお、アセトンにより溶解または膨潤を起こしている場合には不良品として更なるクラックの有無の判定は行わない。

本発明の他の実施態様において、本発明の両面又は片面に耐溶剤性保護層を設けたポリマー光導波路フィルムの弾性率は２〜９ＧＰａである。このような弾性率を有することにより適度な屈曲性を有するフィルムが提供され、クラッド表面に傷が発生しにくく、また基板から剥離しにくくなるからである。弾性率は好ましくは２〜６ＧＰａであり、より好ましくは２〜５ＧＰａ、さらに好ましくは２．５〜４ＧＰａである。弾性率があまり低いと屈曲性が上がるが、導波路が変形して伝搬特性に影響を与えるため好ましくない。また弾性率が高くなりすぎると脆くなり上記効果が得られない。

このような弾性率を提供するための光導波路フィルムの材料としては、例えばポリイミド系樹脂等が挙げられる。従って、例えば、コアとクラッド及び耐溶剤性保護層の全てがポリイミド樹脂から構成されることが好ましいが、光伝導損失の点からコアにその他の材料を使用してもよい。

本発明においてフィルムの弾性率とは、以下に述べるインデンテーション法により測定を行ったものをいう。インデンテーション法は試料に圧子を連続的に負荷および除荷し、得られた加重−変異曲線から材料の硬さや弾性率など弾塑性変形に関する特性を定量的に評価する方法である。インデンテーション法において特に１ｎｍから１μｍオーダーの圧入深さ及び１μＮから１ｍＮのオーダーの加重を測定するナノインデンターにより測定を行う。概略を述べると、図１に示されるごとき四角錐（ビッカース）圧子を試料に押し込み、そのときの圧入荷重（Ｐ）と圧入深さ（ｈ）を測定し、弾性率が一定（飽和）になるまでＰとｈを変化させて、弾性率を求める。具体的には、例えば、超軽荷重薄膜硬度テスタ（Hysitron Inc.製、Triboscope system ＋ Digital Instruments製Nanoscope-III-D3100型付属）を用い、サイズが曲率半径約150nmの圧子（Berkovic）により、押し込みスピード100μN/secで測定を行う。
以下、本発明の実施例を説明する。

実施例１
表面に２μｍ厚のＳｉＯ₂膜を形成した、直径約１２．７ｃｍ厚さ約１ｍｍのシリコンウエハ基板上に、耐溶剤性保護層形成用の、上記のフッ素を含まないポリイミド系樹脂前駆体溶液（日立化成工業（株）製商品名ＰＩＱ１３）を滴下しスピン塗布（２０００rpm／３０秒）を行った後にホットプレート（２００℃／５分）で乾燥して耐溶剤性保護層（膜厚約４μｍ）を形成した。その上に上記クラッド形成用の、フッ素を含むポリイミド系樹脂前駆体溶液（日立化成工業（株）製商品名ＯＰＩ−Ｎ１００５）を滴下しスピン塗布（１５００rpm／３０秒）を行った後にオーブン（１００℃／３０分＋２００℃／３０分＋３５０℃／６０分）で硬化して下部クラッド層（膜厚約１０μｍ）を形成した。

次に上記コア形成用の、フッ素を含むポリイミド系樹脂前駆体溶液（日立化成工業（株）製商品名ＯＰＩ−Ｎ３２０５）を滴下しスピン塗布（２０００rpm／３０秒）を行った後にオーブン（１００℃／３０分＋２００℃／３０分＋３５０℃／６０分）で硬化してコア層（膜厚約６．５μｍ）を形成した。

このコア層の上にシリコン含有レジスト層を設け、コアパターンを有するマスクを介して露光、現像し、得られたレジストパターンを介して反応性イオンエッチングを行いコアを形成した。次にレジストを除去した後、コアを覆うように、上記クラッド形成用の、フッ素を含むポリイミド系樹脂前駆体溶液（日立化成工業（株）製商品名ＯＰＩ−Ｎ１００５）を滴下しスピン塗布（１２００rpm／３０秒）を行い、次いでオーブン（１００℃／３０分＋２００℃／３０分＋３５０℃／６０分）で硬化して上部クラッド層（膜厚は、コアの直上で約１０μｍ、他の部分で約１５μｍ）を形成した。
さらにこの上部クラッド層の上に、耐溶剤性保護層形成用の、上記のフッ素を含まないポリイミド系樹脂前駆体溶液（日立化成工業（株）製商品名ＰＩＱ１３）を滴下しスピン塗布（２０００rpm／３０秒）を行った後にホットプレート（２００℃／５分）で乾燥して耐溶剤性保護層（膜厚約４μｍ）を形成した。

得られた基板上の光導波路を水（温度１００℃）に３０分間浸漬すると、光導波路が基板から容易に剥離され、両面に耐溶剤性保護層を有するポリマー光導波路フィルムが得られた。
このフィルムの表面にアセトンを一滴滴下したがクラックは発生しなかった。しかし、上部クラッド層の上に耐溶剤性保護層を形成していないポリマー光導波路フィルムのクラッド層表面にアセトンを一滴滴下したところ、クラックが発生した。

またこのフィルムの弾性率を上述した方法及び装置により測定したところ、３．９ＧＰａであった。なお測定条件は、超軽荷重薄膜硬度テスタ（Hysitron Inc.製、Triboscope system ＋ Digital Instruments製Nanoscope-III-D3100型付属）を用い、サイズが曲率半径約150nmの圧子（Berkovic）により、押し込みスピード100μN/secで測定を行った。

実施例２
実施例１において、上部クラッド層の上に耐溶剤性保護層を形成しなかった他は全く同様の操作を行い、片面に耐溶剤性保護層を有するポリマー光導波路フィルムを得た。このフィルムの耐溶剤性保護層形成面（基板との剥離面）は、アセトンを滴下してもクラックを発生しなかった。

本発明のポリマー光導波路フィルムは、表面及び裏面の少なくとも一方にクラッドより耐溶剤性に優れたポリマーからなる保護層を設けているため、また保護層が基板に対して適度の接着力を有するため、製造工程でクラッド層表面に傷が発生するのを防止することができ、フィルムの取り扱いが容易になり、フィルムが基板から剥離してしまうことがなく、また、フィルムは水(又は湯)浸漬により基板から容易に剥離することができ、フィルムの洗浄工程において、アセトンのような汎用溶剤を使用してもフィルム表面にクラックを生じることがない。本発明のポリマー光導波路フィルムの他の態様は、その弾性率が２〜９ＧＰａであって、屈曲性が高く、また保護層が基板に対して適度の接着力を有するため、製造工程でクラッド層表面に傷が発生するのを防止することができ、フィルムの取り扱いが容易になり、フィルムが基板から剥離してしまうことがない。
本発明のポリマー光導波路フィルムは屈曲性を有するため、光インターコネクションや光合波、光分波、光スイッチ等の屈曲性が要求される光素子として好適である。

図１は本発明のポリマー光導波路フィルムの弾性率を測定する原理を説明する図である。

Claims (9)

1. コアとクラッドがポリマー材料で構成されているポリマー光導波路フィルムにおいて、表面及び裏面の少なくとも一方に前記クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設けたことを特徴とするポリマー光導波路フィルム。
2. フィルムの弾性率が２〜９ＧＰａであることを特徴とする請求の範囲第１項記載のポリマー光導波路フィルム。
3. コア及びクラッドを構成するポリマー材料が、フッ素を含むポリイミド系樹脂からなり、耐溶剤性に優れたポリマー材料が、フッ素を含まないポリイミド系樹脂からなる請求の範囲第１又は２項に記載のポリマー光導波路フィルム。
4. フッ素を含むポリイミド系樹脂が、フッ素を含むポリイミド樹脂、フッ素を含むポリ（イミド・イソインドロキナゾリンジオンイミド）樹脂、フッ素を含むポリエーテルイミド樹脂、フッ素を含むポリアミドイミド樹脂及びこれらの２種以上の混合物からなる群から選ばれたものである請求の範囲第３項記載の光導波路フィルム。
5. 酸化シリコンの被膜を形成したシリコン基板上に、クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設ける工程、下部クラッドを設ける工程、下部クラッドの上にコアを設ける工程、該コアを覆うように上部クラッドを設ける工程、及び上部クラッドの上に該クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設ける工程をこの順に実施してシリコン基板上にポリマー光導波路フィルムを形成し、これを水に浸漬してシリコン基板からポリマー光導波路フィルムを剥離することを特徴とする両面に耐溶剤性保護層を有するポリマー光導波路フィルムの製造方法。
6. 酸化シリコンの被膜を形成したシリコン基板上に、クラッドより耐溶剤性に優れたポリマー材料からなる保護層を設ける工程、下部クラッドを設ける工程、下部クラッドの上にコアを設ける工程、及び該コアを覆うように上部クラッドを設ける工程をこの順に実施してシリコン基板上にポリマー光導波路フィルムを形成し、これを水に浸漬してシリコン基板からポリマー光導波路フィルムを剥離することを特徴とする片面に耐溶剤性保護層を有するポリマー光導波路フィルムの製造方法。
7. コア及びクラッドを構成するポリマー材料が、フッ素を含むポリイミド系樹脂からなり、耐溶剤性に優れたポリマー材料が、フッ素を含まないポリイミド系樹脂からなる請求の範囲第５又は６項記載のポリマー光導波路フィルムの製造方法。
8. フッ素を含むポリイミド系樹脂が、フッ素を含むポリイミド樹脂、フッ素を含むポリ（イミド・イソインドロキナゾリンジオンイミド）樹脂、フッ素を含むポリエーテルイミド樹脂、フッ素を含むポリアミドイミド樹脂及びこれらの２種以上の混合物からなる群から選ばれたものである請求の範囲第７項記載のポリマー光導波路フィルムの製造方法。
9. フィルムの弾性率が２〜９ＧＰａであることを特徴とする請求の範囲第５〜８項のいずれか一項に記載の製造方法。

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