JP2007183471A - 光導波路及びその製造方法並びに光導波路モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凹溝の隣接領域におけるコア材料の厚みを充分に薄くして、しかもクラッド部に広げられたコア材料の表面を均一にすること。
【解決手段】下クラッド部２１の表面に設けた凹溝２２に隣接して平坦な隣接領域２４を設け、隣接領域２４に隣接して窪み２５を設ける。窪み２５の端部には凸部２６が設けられており、凸部２６の上面は隣接領域２４と同じ高さに位置している。下クラッド部２１にコア用樹脂２８を供給し、コア用樹脂２８をスタンパ２９で押圧してコア用樹脂２８を押し広げ、凹溝２２内にコア２３を成形する。このとき、凸部２６がスタンパ２９の下面に当接することによってスタンパ２９が水平に保持される。
【選択図】図７

Description

本発明は、光導波路及びその製造方法並びに光導波路モジュール及びその製造方法に関する。特に本発明は、ポリマー材料を用いて複製法により製作される光導波路とその光導波路を実装された光導波路モジュール、並びにそれらの製造方法に関するものである。

光通信に用いられる光ファイバの接続部や末端部では、他の光ファイバや投光素子、受光素子などと接続するために光導波路が用いられている。このような光導波路としては、従来、赤外線波長領域で低損失の石英系材料を用いた光導波路が主流であった。しかし、最近では、コストや生産性に優れたポリマー光導波路の開発が盛んになってきている。

ポリマー光導波路は、下クラッド部に形成された凹溝内にコア材料（ポリマー材料）を充填させてコアを成形し、下クラッド部の上に上クラッド部を重ねて上下クラッド部間にコアを閉じ込めたものである。このようなポリマー光導波路では、凹溝からはみ出して上クラッド部と下クラッド部との間に挟まれている薄いコア材料が光導波路の特性に悪い影響を与えることは古くから知られている（特許文献１）。

例えば特許文献２に記載された光導波路では、凹溝内にコア材料を充填した後、凹溝からはみ出した余分なコア材料をスキージゴムによって掻き取っている。しかし、このような方法では、凹溝内のコア材料が硬化時に硬化収縮を起こすことによってコアの表面にヒケが生じ、やはり光導波路の特性に悪影響を及ぼしていた。

そのため、近年においては、下クラッド部の凹溝にコア材料を充填した後、スタンパで下クラッド部及びコア材料を押圧し、コア材料を凹溝内で圧縮しながら硬化させてコアを成形し、コアにヒケなどが生じないようにしている。同時に、圧力を加えることでスタンパと下クラッド部との間に挟みこまれているコア材料の厚みをできるだけ薄くし、コア内の光信号ができるだけ漏れないようにしている。

しかしながら、上クラッド部と下クラッド部との間に挟みこまれているコア材料の厚みを充分に薄くしようとすれば、上クラッド部と下クラッド部の間に大きな圧力を長時間加え続けなければならず、実用的でなかった。

そこで、特許文献３に記載された光導波路では、図１に下クラッド部１１を示すように、凹溝１２の両側近傍に比較的小さな円形又は線状の樹脂溜まり１３を複数個設けている。このような構造によれば、上クラッド部と下クラッド部の間に圧力を掛けたとき、上下クラッド部間のコア材料が凹溝と樹脂溜まりに引き込まれて下クラッド部内のコア材料が薄くなる。しかし、このような構造では、凹溝１２や樹脂溜まり１３内の空気が逃げにくいため、コア内に気泡を噛み込んでコアの充填不良を生じ易かった。また、このためにコアに剥離やクラックが生じ易く、湿気等の浸入によって光導波路の耐環境性が低下する問題があった。

そのため、特許文献４に開示されている光導波路では、図２に下クラッド部１１を示すように、凹溝１２の隣接領域１４を残してほぼ全体にコア材料を逃がすための窪み１５を設けている。窪み１５は、周囲を下クラッド部１１によって囲まれておらず、光導波路の外周部に向けて開放されている。このような構造によれば、凹溝１２の両側に平坦で比較的幅の狭い隣接領域１４が形成されており、この隣接領域１４に大きな圧力を加えて当該領域におけるコア材料の厚みを薄くしてコア内の光が漏れるのを防ぐことができる。また、凹溝１２内の空気も逃げやすくなってコア内に気泡を噛み込みにくくなる。

しかし、このような構造の光導波路では、コア成形時に凹溝１２の隣接領域１４のみでスタンパ１７からの大きな圧力を受けることになるので、図３に示すように、その外側に位置している窪み１５にスタンパ１７の端が落ち込み易く、スタンパ１７と下クラッド部１１との間の平行性を保つことが難しい。そのため、圧力を加えて下クラッド部１１全体に押し広げたコア材料１６の表面が不均一になり、凹溝１２の隣接領域１４の上を覆っているコア材料１６のうち厚みの大きな部分からコア内の光信号が漏れる恐れがあった。さらに、この上に上クラッド部を積層したとき、光導波路の端部から上クラッド部が剥離し易かった。

また、図４に示すように、このような構造の下クラッド部１１をウエハ１８上に複数個形成しておき、複数の光導波路を一度に製作する場合には、スタンパと下クラッド部とが傾く現象は起きにくい（もっとも、比較的軟らかいスタンパを用いた場合には、スタンパが撓んでコア材料の表面が平坦にならない恐れがある。）。しかし、このように多数個同時に製造する場合には、一般に、ウエハ１８の中央部にコア材料１６を滴下し、これをスタンパで押えて中央部から周辺部へとコア材料１６を流動させて押し広げていく。そのため、中央部から外れた位置にある下クラッド部１１では、中央部から流れてきたコア材料１６が一方から他方へと通過することによって凹溝１２内に充填される。そして、凹溝１２内にコア材料１６が流入した後、さらに大きな圧力を加えると、凹溝１２内の余分なコア材料１６が隣接領域１４を超えて窪み１５へと排出され、隣接領域１４のコア材料１６が圧力で薄く伸ばされる。ところが、凹溝１２の断面積は窪み１５の断面積に比べて非常に狭く、流動抵抗が大きいので、図４に矢印で示すように、流動してきたコア材料１６は凹溝１２に充分に入らず、窪み１５を迂回して通過し、その結果コアの充填不良や気泡の噛み込みが起き易かった。

また、特許文献５には、光ファイバや投光素子、受光素子などの光学部品を実装するための機能部位を備えたベースの上に光導波路を実装した光導波路モジュールが開示されている。このような光導波路モジュールは、コアを形成された下クラッド部とベースとの間にクラッド材料を供給し、下クラッド部をベースに押圧させクラッド材料を押し広げて上クラッド部を成形し、それによってベースの上に上下反転した光導波路を一体に成形している。

しかしながら、このような光導波路モジュールでは、上クラッド部を成形する際の圧力によってコアやベースにクラック等が発生して光導波路モジュールの信頼性低下や屈折率分布が発生し、特性のバラツキが生じていた。さらに、下クラッド部に加える圧力の不均一があると、上クラッド部の厚みが不均一になっていた。

特開昭６３−２９３５０９号公報 特開平９−２８１３５１号公報 特開２００３−３４４６８２号公報 特開２００３−１７２８４１号公報 特開２００５−２６６１７９号公報

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的とするところは、凹溝の隣接領域におけるコア材料の厚みを充分に薄くすることができ、しかも、クラッド部に広げられたコア材料の表面を均一にすることができる光導波路とその製造方法を提供することにある。

また、本発明の第２の目的とするところは、凹溝内の余分なコア材料を逃がすための窪みを形成された光導波路を複数個一度に製造する場合でも、コア材料をより確実に凹溝内に充填させることのできる光導波路とその製造方法を提供することにある。

また、本発明の第３の目的とするところは、凹溝の隣接領域におけるコア材料の厚みを充分に薄くすることができ、しかも、クラッド部に広げられたコア材料の表面を均一にすることができる光導波路モジュールとその製造方法を提供することにある。

また、本発明の第４の目的とするところは、凹溝内の余分なコア材料を逃がすための窪みを形成された光導波路を複数個一度に製造する場合でも、コア材料をより確実に凹溝内に充填させることのできる光導波路モジュールとその製造方法を提供することにある。

本発明にかかる第１の光導波路は、一方のクラッド部の表面に設けた凹溝にコア材料を供給し、該コア材料を型面で押圧して前記凹溝内にコアを形成し、前記一方のクラッド部に他方のクラッド部を重ね合わせて両クラッド部間に前記コアを挟みこんだ光導波路において、前記凹溝の隣接領域で前記両クラッド部どうしが近接しており、前記凹溝の隣接領域に隣接し、かつ、前記凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが少なくともいずれか一方のクラッド部に形成され、前記窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられていることを特徴としている。なお、ここで言う型面とは、スタンパの型面でもよく、他方のクラッド部の表面でもよい。また、好ましいものではないが、前記凹溝の隣接領域では、前記両クラッド部どうしがコア材料の薄膜を介して近接していることが多い。

本発明の第１の光導波路にあっては、隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが少なくともいずれか一方のクラッド部に形成されているので、凹溝に供給されたコア材料を型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域と型面との間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられているので、コア材料を型面で押圧する際に凸部が型面に当接することで型面の傾きや撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、両クラッド部どうしの剥離も起こりにくくなる。

本発明にかかる第２の光導波路は、一方のクラッド部が複数個含まれたクラッド集合基板の表面に設けた複数の凹溝にコア材料を供給し、該コア材料を型面で押圧して前記凹溝内にコアを形成し、コアを形成された前記クラッド集合基板に他方のクラッド部が複数個含まれた別なクラッド集合基板を重ね合わせて両クラッド集合基板間に前記コアが挟みこまれた光導波路集合基板を製作し、前記光導波路集合基板を個々に分割して得た光導波路において、前記凹溝の隣接領域で前記両クラッド部どうしが近接しており、前記凹溝の隣接領域に隣接し、かつ、前記凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが少なくともいずれか一方のクラッド部に形成され、前記窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられていることを特徴としている。なお、ここで言う型面とは、スタンパの型面でもよく、他方のクラッド部の表面でもよい。また、好ましいものではないが、前記凹溝の隣接領域では、前記両クラッド部どうしがコア材料の薄膜を介して近接していることが多い。

本発明の第２の光導波路にあっては、隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが少なくともいずれか一方のクラッド部に形成されているので、凹溝に供給されたコア材料を型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域と型面との間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられているので、コア材料を柔軟な型面で押圧する場合でも凸部が型面に当接することで型面の撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、窪み内に凸部が形成されているので、窪み内におけるコア材料の流動抵抗が大きくなり、その分凹溝内にコア材料が流れ込んで凹溝内に充填され易くなる。よって、コア内に気泡等を噛み込みにくくなり、凹溝におけるコア材料の充填不良も起きにくくなる。

本発明にかかる第１又は第２の光導波路のある実施態様は、前記凸部が複数設けられており、そのうち少なくとも１つ以上の凸部が、前記凹溝の隣接領域とほぼ同じ高さとなっている。かかる実施態様によれば、隣接領域に押し当てられた平坦な型面を凸部で支持させることができる。

本発明にかかる第１又は第２の光導波路の別な実施態様は、前記凸部の先端面の面積が、前記凹溝の隣接領域の面積よりも小さくなっている。かかる実施態様によれば、凸部の面積が隣接領域の面積に比べて小さくなっているので、窪み内におけるコア材料の流動性が過度に阻害されることがなく、窪み内における気泡の噛み込みによるクラッド部の剥離が起きにくい。

本発明にかかる第１の光導波路モジュールは、一方のクラッド部の表面に設けた凹溝にコア材料を供給し、該コア材料を型面で押圧して前記凹溝内にコアを形成した第１の基板と、光学部品を実装するための機能部位を有する第２の基板との間にクラッド材料を挟みこんで他方のクラッド部を成形すると共に前記第１の基板と前記第２の基板を接合させることにより、前記第２の基板の上に光導波路を実装した光導波路モジュールにおいて、前記凹溝の隣接領域に隣接し、かつ、前記凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが前記一方のクラッド部に形成され、前記窪み内において前記一方のクラッド部に凸部が設けられていることを特徴としている。なお、ここで言う型面とは、スタンパの型面でもよく、他方のクラッド部の表面でもよい。

本発明の第１の光導波路モジュールにあっては、隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが少なくともいずれか一方のクラッド部に形成されているので、凹溝に充填されたコア材料を型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域と型面との間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられているので、コア材料を型面で押圧する際に凸部が型面に当接することで型面の傾きや撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、両クラッド部どうしの剥離も起こりにくくなる。

本発明にかかる第２の光導波路モジュールは、一方のクラッド部が複数個含まれたクラッド集合基板の表面に設けた複数の凹溝にコア材料を供給し、該コア材料を型面で押圧して前記凹溝内にコアを形成した第１の基板の集合体と、光学部品を実装するための機能部位を有する第２の基板の集合体との間にクラッド材料を挟みこんで複数枚分の他方のクラッド部を成形すると共に前記第１の基板の集合体と前記第２の基板の集合体を接合させることにより、前記第２の基板の集合体の上に複数個分の光導波路を形成し、これを個々に分割して得た光導波路モジュールにおいて、前記凹溝の隣接領域に隣接し、かつ、前記凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが前記一方のクラッド部に形成され、前記窪み内において前記一方のクラッド部に凸部が設けられていることを特徴としている。なお、ここで言う型面とは、スタンパの型面でもよく、他方のクラッド部の表面でもよい。

本発明の第２の光導波路モジュールにあっては、隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが少なくともいずれか一方のクラッド部に形成されているので、凹溝に充填されたコア材料を型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域と型面との間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられているので、コア材料を柔軟な型面で押圧する場合でも凸部が型面に当接することで型面の撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、窪み内に凸部が形成されているので、窪み内におけるコア材料の流動抵抗が大きくなり、その分凹溝内にコア材料が流れ込んで凹溝内に充填され易くなる。よって、コア内に気泡等を噛み込みにくくなり、凹溝におけるコア材料の充填不良も起きにくくなる。

本発明にかかる第１又は第２の光導波路モジュールのある実施態様は、前記凸部が複数設けられており、そのうち少なくとも１つ以上の凸部が、前記凹溝の隣接領域とほぼ同じ高さであることを特徴としている。かかる実施態様によれば、隣接領域に押し当てられた平坦な型面を凸部で支持させることができる。

本発明にかかる第１又は第２の光導波路モジュールの別な実施態様は、前記凸部の先端面の面積が、前記凹溝の隣接領域の面積よりも小さくなっている。かかる実施態様によれば、凸部の面積が隣接領域の面積に比べて小さくなっているので、窪み内におけるコア材料の流動性が過度に阻害されることがなく、窪み内における気泡の噛み込みによるクラッド部の剥離が起きにくい。

本発明にかかる第１又は第２の光導波路モジュールのさらに別な実施態様は、前記第２の基板が、シリコンからなることを特徴としている。かかる実施態様では、第２の基板がシリコンからなるので、微細加工が容易で光導波路モジュールの小型化に寄与する。

本発明にかかる第１又は第２の光導波路モジュールのさらに別な実施態様は、前記第２の基板が、光ファイバを位置決めするためのＶ溝を有していることを特徴としている。かかる実施態様によれば、光ファイバ（光学部品）をＶ溝（機能部位）で位置決めして光導波路のコアと容易に光軸合わせすることができる。

本発明にかかる第１又は第２の光導波路モジュールのさらに別な実施態様は、前記第２の基板が、前記第１の基板を支持するためのスペーサを備えていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、スペーサで支えることにより第２の基板の上に水平に第１の基板を支持させることができる。

上記実施態様では、前記第２の基板のスペーサと前記第１の基板の凸部とが、少なくとも一組対向していてもよい。かかる実施態様によれば、スペーサと凸部を突き合わせることで確実に第１の基板を支持させることができる。特に、第１の基板の表面（下面）に凹凸がある場合でも、第１の基板を水平に支持させることができる。また、スペーサを凹溝の隣接領域に当接させる場合に比べて光導波路モジュールの小型化に寄与することができる。

本発明にかかる第１の光導波路の製造方法は、一方のクラッド部の表面にコア形成用の凹溝と、前記凹溝に隣接する隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ外周部の一部が外部に開放された窪みと、前記窪み内に位置する凸部とを設けておき、前記一方のクラッド部の凹溝にコア材料を供給した後、スタンパの型面と前記一方のクラッド部とを押圧させて前記凸部を前記スタンパの型面に当接させるようにして前記凹溝内にコアを形成すると共に、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにすることを特徴としている。

本発明の第１の光導波路の製造方法にあっては、一方のクラッド基板の隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて外周部の一部が外部に開放された窪みが形成されているので、凹溝に充填されたコア材料をスタンパの型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域とスタンパとの間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられているので、コア材料をスタンパの型面で押圧する際に凸部がスタンパに当接することでスタンパの傾きや撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、両クラッド部どうしの剥離も起こりにくくなる。

本発明にかかる第２の光導波路の製造方法は、一方のクラッド部の表面にコア形成用の凹溝と、前記凹溝に隣接する隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ外周部の一部が外部に開放された窪みとを設けておき、前記一方のクラッド部の凹溝にコア材料を供給した後、前記窪みに対向する位置に凸部を備えたスタンパの型面と前記一方のクラッド部とを押圧させて前記凸部を前記窪みに当接させるようにして前記凹溝内にコアを形成すると共に、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにすることを特徴としている。

本発明の第２の光導波路の製造方法にあっては、一方のクラッド基板の隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて外周部の一部が外部に開放された窪みが形成されているので、凹溝に充填されたコア材料をスタンパの型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域とスタンパとの間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、スタンパに凸部が設けられているので、コア材料をスタンパの型面で押圧する際に凸部が一方のクラッド基板の窪みに当接することでスタンパの傾きや撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、両クラッド部どうしの剥離も起こりにくくなる。

本発明にかかる第３の光導波路の製造方法は、一方のクラッド部が複数個含まれた第１のクラッド集合基板の表面にコア形成用の複数の凹溝と、前記凹溝に隣接する複数の隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ互いに連通した複数の窪みと、前記窪み内に位置する凸部とを設けておき、前記第１のクラッド集合基板の凹溝にコア材料を供給した後、スタンパの型面と前記第１のクラッド集合基板とを押圧させて前記凸部を前記スタンパの型面に当接させるようにし、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにしながら前記凹溝内にコアを形成する工程と、前記第１のクラッド集合基板の表面に、他方のクラッド部が複数個含まれた第２のクラッド集合基板を重ね合わせて第１のクラッド集合基板と第２のクラッド集合基板との間にコアを挟み込んだ後、これを分割することによって複数個の光導波路を得る工程とを備えたものである。

本発明の第３の光導波路の製造方法にあっては、一方のクラッド基板の隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて互いに連通した窪みが形成されているので、凹溝に充填されたコア材料をスタンパの型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域と型面との間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内において一方のクラッド部に凸部が設けられているので、コア材料を柔軟な型面で押圧する場合でも凸部が型面に当接することで型面の撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、窪み内に凸部が形成されているので、窪み内におけるコア材料の流動抵抗が大きくなり、その分凹溝内にコア材料が流れ込んで凹溝内に充填され易くなる。よって、コア内に気泡等を噛み込みにくくなり、凹溝におけるコア材料の充填不良も起きにくくなる。

本発明にかかる第４の光導波路の製造方法は、一方のクラッド部が複数個含まれた第１のクラッド集合基板の表面にコア形成用の複数の凹溝と、前記凹溝に隣接する複数の隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ互いに連通した複数の窪みとを設けておき、前記第１のクラッド集合基板の凹溝にコア材料を供給した後、前記窪みに対向する位置に凸部を備えたスタンパの型面と前記第１のクラッド集合基板とを押圧させて前記凸部を前記窪みに当接させるようにし、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにしながら前記凹溝内にコアを形成する工程と、前記第１のクラッド集合基板の表面に、他方のクラッド部が複数個含まれた第２のクラッド集合基板を重ね合わせて第１のクラッド集合基板と第２のクラッド集合基板との間にコアを挟み込んだ後、これを分割することによって複数個の光導波路を得る工程とを備えたものである。

本発明の第４の光導波路の製造方法にあっては、一方のクラッド基板の隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて互いに連通した窪みが形成されているので、凹溝に充填されたコア材料をスタンパの型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域と型面との間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内においてスタンパに凸部が設けられているので、凸部が窪みに当接することでスタンパの撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、スタンパに凸部が形成されていて一方のクラッド基板の窪みに当接しているので、窪み内におけるコア材料の流動抵抗が大きくなり、その分凹溝内にコア材料が流れ込んで凹溝内に充填され易くなる。よって、コア内に気泡等を噛み込みにくくなり、凹溝におけるコア材料の充填不良も起きにくくなる。

本発明にかかる第１〜第４の光導波路の製造方法のある実施態様は、前記凸部が複数設けられており、そのうち少なくとも１つ以上の凸部が、前記凹溝の隣接領域とほぼ同じ高さとなっている。かかる実施態様によれば、隣接領域に押し当てられた平坦な型面を凸部で支持させることができる。

本発明にかかる第１〜第４の光導波路の製造方法の別な実施態様は、前記凸部の先端面の面積を、前記凹溝の隣接領域の面積よりも小さくなっている。かかる実施態様によれば、凸部の面積が隣接領域の面積に比べて小さくなっているので、窪み内におけるコア材料の流動性が過度に阻害されることがなく、窪み内における気泡の噛み込みによるクラッド部の剥離が起きにくい。

本発明にかかる第１の光導波路モジュールの製造方法は、一方のクラッド部の表面にコア形成用の凹溝と、前記凹溝に隣接する隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ外周部の一部が外部に開放された窪みと、前記窪み内に位置する凸部とを設けておき、前記一方のクラッド部の凹溝にコア材料を供給した後、スタンパの型面と前記一方のクラッド部とを押圧させて前記凸部を前記スタンパの型面に当接させるようにし、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにしながら前記凹溝内にコアを充填させて第１の基板を製作する工程と、前記第１の基板と、光学部品を実装するための機能部位を有する第２の基板との間にクラッド材料を挟みこんで他方のクラッド部を成形すると共に前記第１の基板と前記第２の基板を接合させることにより、前記第２の基板の上に光導波路を実装する工程とを備えたものである。

本発明の第１の光導波路モジュールの製造方法にあっては、一方のクラッド基板の隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが形成されているので、凹溝に充填されたコア材料を型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域と型面との間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられているので、コア材料を型面で押圧する際に凸部が型面に当接することで型面の傾きや撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、両クラッド部どうしの剥離も起こりにくくなる。

本発明にかかる第２の光導波路モジュールの製造方法は、一方のクラッド部が複数個含まれたクラッド集合基板の表面にコア形成用の複数の凹溝と、前記凹溝に隣接する複数の隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ互いに連通した複数の窪みと、前記窪み内に位置する凸部とを設けておき、前記クラッド集合基板の凹溝にコア材料を供給した後、スタンパの型面と前記クラッド集合基板とを押圧させて前記凸部を前記スタンパの型面に当接させるようにし、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにしながら前記凹溝内にコアを充填させて第１の基板の集合体を製作する工程と、前記第１の基板の集合体と、光学部品を実装するための機能部位を有する第２の基板の集合体との間にクラッド材料を挟みこんで複数個分の他方のクラッド部を成形すると共に前記第１の基板の集合体と前記第２の基板の集合体を接合させた後、これを分割することによって前記第２の基板の上に光導波路が実装された光導波路モジュールを製作する工程とを備えたものである。

本発明の第３の光導波路モジュールの製造方法にあっては、一方のクラッド基板の隣接領域を挟んで凹溝と反対側に、凹溝よりも容積が大きくて互いに連通した窪みが形成されているので、凹溝に充填されたコア材料をスタンパの型面で押圧してコアを成形する際、凹溝の隣接領域と型面との間に挟まったコア材料はスムーズに窪みへと排出される。その結果、短時間で隣接領域と型面との間のコア材料の厚みを薄くすることができ、隣接領域を覆っているコア材料の薄膜からコア内の光信号が漏れにくくなる。しかも、窪み内において一方のクラッド部に凸部が設けられているので、コア材料を柔軟な型面で押圧する場合でも凸部が型面に当接することで型面の撓みを抑制することができ、隣接領域を覆っている薄膜の厚みが不均一になって光信号が漏れ易くなるのを防ぐことができる。また、窪み内に凸部が形成されているので、窪み内におけるコア材料の流動抵抗が大きくなり、その分凹溝内にコア材料が流れ込んで凹溝内に充填され易くなる。よって、コア内に気泡等を噛み込みにくくなり、凹溝におけるコア材料の充填不良も起きにくくなる。

本発明にかかる第１又は第２の光導波路モジュールの製造方法のある実施態様は、前記凸部が複数設けられており、そのうち少なくとも１つ以上の凸部が、前記凹溝の隣接領域とほぼ同じ高さであることを特徴としている。かかる実施態様によれば、隣接領域に押し当てられた平坦な型面を凸部で支持させることができる。

本発明にかかる第２の光導波路モジュールの製造方法の別な実施態様は、前記凸部の先端面の面積が、前記凹溝の隣接領域の面積よりも小さくなっている。かかる実施態様によれば、凸部の面積が隣接領域の面積に比べて小さくなっているので、窪み内におけるコア材料の流動性が過度に阻害されることがなく、窪み内における気泡の噛み込みによるクラッド部の剥離が起きにくい。

本発明にかかる第２の光導波路モジュールの製造方法のさらに別な実施態様は、前記第２の基板が、シリコンからなることを特徴としている。かかる実施態様では、第２の基板がシリコンからなるので、微細加工が容易で光導波路モジュールの小型化に寄与する。

本発明にかかる第２の光導波路モジュールの製造方法のさらに別な実施態様は、前記第２の基板が、光ファイバを位置決めするためのＶ溝を有していることを特徴としている。かかる実施態様によれば、光ファイバ（光学部品）をＶ溝（機能部位）で位置決めして光導波路のコアと容易に光軸合わせすることができる。

なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

図５は本発明の実施例１による光導波路１０１の構造を示す斜視図、図６は光導波路１０１の凸部２６を通過する位置における断面図である。また、図７〜図９は光導波路１０１の製造工程を示す概略斜視図、図１０は光導波路１０１の製造工程を示す概略断面図である。

図７（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、下クラッド部２１はクラッド用樹脂、すなわち屈折率の高い透明な樹脂によって成形されており、その上面には光信号の合波、分波、合成、分岐等の目的に応じた形状の凹溝２２が形成されている。凹溝２２の両側には凹溝２２の全長を挟むようにして凹溝２２の底面よりも高く、かつ、平坦な隣接領域２４が設けられている。隣接領域２４の外側にはコア用樹脂を逃がすための窪み２５が設けられており、窪み２５は隣接領域２４よりも高さが低く、かつ、凹溝２２よりも容積（または、図６における断面積）が大きくなっている。さらに、窪み２５の両側の縁（隣接領域２４からできるだけ遠くの位置）には、平坦な上面が隣接領域２４の上面と同じ高さとなるようにして、複数個の凸部２６が突設されている。

図５及び図６に示すように、凹溝２２内にはクラッド用樹脂よりも屈折率が大きくて透明なコア用樹脂が充填されてコア２３が形成されている。下クラッド部２１の上面には上クラッド部２７が一体に重ね合わせられており、下クラッド部２１の窪み２５と上クラッド部２７下面の間の外部へ開放された空間には、余剰のコア用樹脂が充填されている。また、隣接領域２４の上面と上クラッド部２７の下面との間には、コア用樹脂による薄膜（図８（ｂ）を参照）が介在している。下クラッド部２１の隣接領域２４と上クラッド部２７との間には薄膜（コア用樹脂）が存在しないことが望ましいが、この薄膜は製法上なくすことは困難であるので、できるだけ薄くすることが望ましい。凸部２６の上面は上クラッド部２７の下面に当接している。なお、凸部２６の上面は直接に上クラッド部２７下面に当接していてもよく、凸部２６の上面と上クラッド部２７の下面との間にコア用樹脂の薄膜が介在していてもよい。

つぎに、スタンパ２９を用いた上記光導波路１０１の製造工程を図７〜図１０により説明する。まず初めに、クラッド用樹脂によって図７（ａ）及び図１０（ａ）に示すような下クラッド部２１を成形する。下クラッド部２１の成形方法は特に限定されないが、紫外線硬化型樹脂をスタンパを用いて押圧成形するスタンパ法でもよく、射出成形などでもよい。

ついで、図７（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように、下クラッド部２１の凹溝２２及び隣接領域２４の上に所定量の紫外線硬化型コア用樹脂２８を滴下し、その上にスタンパ２９を重ね合わせてスタンパ２９でコア用樹脂２８を押圧する。ここで用いるスタンパ２９は、押圧面がステンレスのような硬質の金属であってもよく、ニッケルのようにやや軟質の金属（さらには、軟質の押圧面の裏面側に軟質樹脂やゴム等からなる柔軟なバックアップ材が設けられていてもよい。）であってもよい。なお、コア材料であるコア用樹脂２８の供給位置と供給箇所の数は、光導波路１０１の配置や大きさ等によって適宜変更してもよい。例えば、窪み２５にコア用樹脂２８を供給し、スタンパ２９によって押し広げて凹溝２２内にコア用樹脂２８を充填してもよい。

スタンパ２９を大きな圧力で下クラッド部２１に押圧させると、コア用樹脂２８は凹溝２２内に圧力を加えられた状態で充填され、余剰のコア用樹脂２８は凹溝２２から押し出される。このようにスタンパ２９で凹溝２２内のコア用樹脂２８に圧力を加えた状態でコア用樹脂２８硬化させれば、コア用樹脂２８（コア２３）の硬化収縮を軽減させられる効果がある。さらに、隣接領域２４の上面とスタンパ２９の下面に挟まれたコア用樹脂２８は、スタンパ２９で押圧されることによってスムーズに窪み２５へ排出され、その結果隣接領域２４の上のコア用樹脂２８からなる薄膜２８ａは次第に厚みが薄くなっていく。このとき、窪み２５とスタンパ２９下面との間の空間は外部に向けて開放されているので、この空間内の空気はコア用樹脂２８によって追い出されて確実にコア用樹脂２８と置換され、窪み２５内のコア用樹脂２８に気泡を噛み込む恐れが少ない。

また、凸部２６の上面は隣接領域２４の上面と同じ高さになっているので、スタンパ２９を下クラッド部２１に押圧させると、凸部２６の上面がスタンパ２９の下面に当接し、スタンパ２９は水平に支持される。

所定時間が経過して薄膜２８ａが充分に薄くなったら、コア用樹脂２８に紫外線を照射して硬化させ、図８（ａ）に示すように、凹溝２２内にコア２３を成形する。ここで、所定時間とは、スタンパ２９に所定圧力を加えたときに、隣接領域２４の上の薄膜２８ａの厚みが、コア２３からの光信号の漏れが充分に小さくなるような薄さに達するまでの時間である。このようにスタンパ２９でコア用樹脂２８を押さえつけた圧縮状態で、コア用樹脂２８を硬化させれば、コア２３の硬化収縮を軽減させる効果がある。

図８（ｂ）及び図１０（ｃ）は、スタンパ２９をコア用樹脂２８から剥離させた状態を表わしている（これは、実施例５で述べるクラッド基板６４である。）。こうして得られた成形品では、凹溝２２内にコア２３が成形されるとともに、隣接領域２４の上面がコア用樹脂２８の薄膜２８ａによって覆われている。この薄膜２８ａの厚みは、コア２３内を伝搬する光信号が薄膜２８ａを通して漏出する信号量、もしくはコア２３内を伝搬する信号の減衰率が一定値以下となるように定めている。また、凸部２６の上面も薄膜２８ａで覆われていても差し支えない。また、スタンパ２９が凸部２６で水平に支持されていたので、硬質の押圧面を有するスタンパを用いた場合には、窪み２５内に充填されたコア用樹脂２８と薄膜２８ａの表面は平滑な水平面となる。また、押圧面がやや軟質のスタンパを用いた場合であっても、コア用樹脂２８及び薄膜２８ａの表面のうねりを小さくすることができる。

なお今回、凸部２６の上面が隣接領域２４の上面と同じ高さになっているケースで示したが、求める性能により（例えば、薄膜２８ａの厚みにより）許容できる限り高さが異なっていても問題ない。例えば、上述のように、この薄膜２８ａの厚みで考えれば、家庭内ネットワークなどの短距離に使用する用途では高さの違いが３μｍ以下であればこれに起因した減衰量を１ｄＢ／ｃｍとできるため好ましく、ＦＴＴＨ（Fiber to the home）などの中距離用途であれば高さの違いが１μｍ程度以下であればこれに起因した減衰量を０.１ｄＢ／ｃｍとできるためより好ましく、メトロやバックボーンなどの用途であれば高さの違いが０.５μｍ以下であればこれに起因した減衰量をほぼ０ｄＢ／ｃｍとできるためさらに好ましい。また、凸部２６の上面を隣接領域２４の上面と同じ高さとすれば、金型の作製も容易になるという効果もある。

次に、図９（ａ）に示すように、コア用樹脂２８の上に紫外線硬化型のクラッド用樹脂３０を滴下し、これをスタンパ３１で押圧することにより、下クラッド部２１の上のコア用樹脂２８とスタンパ３１の間にクラッド用樹脂３０を押し広げ、紫外線を照射して図９（ｂ）のように上クラッド部２７を成形する。この後、スタンパ３１を上クラッド部２７から剥離させることにより、図１０（ｄ）又は図５に示すような光導波路１０１が得られる。

このようにして製造された光導波路１０１では、下クラッド部２１の上のコア用樹脂２８の表面がほぼ平滑でかつ水平に形成されていたので、その上に形成された上クラッド部２７との密着強度を得ることができ、また、コア用樹脂２８内に気泡を噛み込みにくいので、上クラッド部２７が剥離しにくく、光導波路１０１の信頼性を向上させることができる。なお、凸部２６は窪み２５の端でなくてもよく、端よりも隣接領域２４側に近づけてあってもよい。

図１１及び図１２は本発明の実施例２による光導波路１０２及びその製造工程を示す斜視図である。実施例２にあっては、図１１（ａ）に示すような下クラッド部２１（実施例の下クラッド部２１と同じもの）を成形した後、図１１（ｂ）に示すように、隣接領域２４の上に紫外線硬化型のコア用樹脂２８を滴下し、予め平板状に成形された上クラッド部２７をその上に重ね合わせて上クラッド部２７でコア用樹脂２８を押圧する。このとき、上クラッド部２７の下面に凸部２６が当接して上クラッド部２７は水平に支持される。

上クラッド部２７を押圧してコア用樹脂２８を押し広げ、隣接領域２４の上のコア用樹脂２８を充分に薄い薄膜２８ａにして余剰のコア用樹脂２８を窪み２５へ排出し終わったら、コア用樹脂２８に紫外線を照射して硬化させ、図１２に示すように、凹溝２２内にコア２３を成形する。

このような光導波路１０２にあっても、凸部２６によって上クラッド部２７を水平に支持することができるので、隣接領域２４と上クラッド部２７の下面との間に挟まれたコア用樹脂２８の薄膜２８ａの厚みを均一にでき、コア２３を伝搬する光信号の漏れを小さくできる。また、窪み２５内のコア用樹脂２８に空気を噛み込みにくくなるので、上クラッド部２７の剥離が起きにくくなる。

なお、この実施例の場合には、窪み２５を下クラッド部２１に設けず、下クラッド部２１と重ねたときに隣接領域２４と隣接するようにして上クラッド部２７の下面に設けてもよい。また、凸部２６も下クラッド部２１と当接するようにして上クラッド部２７の下面に設けてもよい。

図１３〜図１５は本発明の実施例３による光導波路１０３の製造工程を示す斜視図、図１６（ａ）〜（ｄ）は光導波路１０３の製造工程を示す断面図である。この実施例の場合には、図１３（ａ）（ｂ）及び図１６（ａ）（ｂ）に示すように、下クラッド部２１には凸部２６は設けておらず、スタンパ２９下面において、下クラッド部２１の窪み２５と対向する位置に複数個の凸部２６を設けている。凸部２６の高さは、窪み２５の深さと等しくなっている。

しかして、この製造工程においては、まず図１３（ｂ）及び図１６（ｂ）に示すように、下クラッド部２１の凹溝２２及び隣接領域２４の上に所定量の紫外線硬化型コア用樹脂２８を滴下し、その上にスタンパ２９を重ね合わせてスタンパ２９でコア用樹脂２８を押圧する。スタンパ２９でコア用樹脂２８を押圧すると、コア用樹脂２８は凹溝２２内に充填され、余剰のコア用樹脂２８は隣接領域２４を通過して窪み２５へ排出される。このとき、凸部２６の下端が下クラッド部２１の窪み２５底面に当接するので、スタンパ２９を水平に支持することができて隣接領域２４の上面の薄膜２８ａは均一な厚みになる。

所定時間が経過して薄膜２８ａが充分に薄くなったら、コア用樹脂２８に紫外線を照射して硬化させ、図１４（ａ）に示すように、凹溝２２内のコア用樹脂２８を硬化させてコア２３を成形する。

コア２３が成形されたら、図１４（ｂ）及び図１６（ｃ）に示すように、スタンパ２９をコア用樹脂２８から剥離させる。コア用樹脂２８に生じている穴３２は、凸部２６によってできたものである。この後、図１５及び図１６（ｄ）に示すように、コア用樹脂２８の上に上クラッド部２７を成形し、光導波路１０３を得る。

このような実施例においては、上クラッド部２７が凸部２６によって水平に支持されるので、隣接領域２４の上の薄膜２８ａの厚みを均一にすることができ、コア２３内の光信号が漏れにくくなる。また、窪み２５内のコア用樹脂２８に空気を噛み込みにくくなるので、上クラッド部２７が剥離しにくくなる。

図１７〜図１９に示すものは本発明の実施例４による光導波路１０４の製造工程を示す概略である。この実施例においては、以下に説明するように、複数個の光導波路１０４を一度に複数個製造され、最終工程で個々の光導波路１０４に分割される。

図１７に示すものは一方のクラッド集合基板４１であって、複数個の下クラッド部２１（例えば図７（ａ）に示したもの）を含んでいる。このクラッド集合基板４１は複数個分の下クラッド部２１が縦横に配列されたものであり、１枚の大きなガラスウエハ（図示せず）の上にスタンパ法によって複数個の下クラッド部２１を連続的に形成したものである。各下クラッド部２１間は、窪み２５と同じ高さの領域４２によって連続している。なお、クラッド集合基板４１はガラスウエハを用いることなく、単独で成形されていてもよい。従って、端のものを除けば各凸部２６はクラッド集合基板４１の上面で突出している隣接領域２４と隣接領域２４の間に位置している。

コア２３の成形にあたっては、クラッド集合基板４１の中央部にコア用樹脂２８を滴下し、上からクラッド集合基板４１全体をスタンパで押圧してコア用樹脂２８をクラッド集合基板４１とスタンパとの間に押し広げる。このとき、図１８（スタンパを除いて表わしている。）に示すように、コア用樹脂２８は中央部から周囲へ広がっていく。周囲へ広がったコア用樹脂２８は、開口端から凹溝２２内に浸入すると同時に、隣接する下クラッド部２１の隣接領域２４間の領域４２も通過して広がっていく。しかし、隣接領域２４間の領域は、凸部２６で遮られているので、コア用樹脂２８は凸部２６を回避するようにして流れる。よって、領域４２を流れるコア用樹脂２８の流動抵抗が従来例よりも大きくなる分だけ凹溝２２内にコア用樹脂２８が流入し易くなる。その結果、コア２３内に気泡を噛み込みにくくなり、コア２３の信頼性が向上する。

この後、図１９に示すように、コア用樹脂２８を成形されたクラッド集合基板４１の上にクラッド用樹脂３０を滴下し、クラッド用樹脂３０をスタンパで押圧することによって複数個分の上クラッド部２７を含んだクラッド集合基板４３を成形し、複数個の光導波路１０４を含んだ光導波路集合基板４４を製作する。そして、図１９に表わした１点鎖線の位置で光導波路集合基板４４を裁断して複数個の光導波路１０４を得る。

このような実施例では、凹溝２２に気泡を噛み込ませることなくより確実にコア用樹脂２８を充填させることができるので、光導波路１０４の信頼性を向上させることができる。さらに、隣接領域２４間の領域４２に凸部２６が形成されていたので、押圧面のやや柔軟なスタンパを用いた場合でも、凸部２６によってスタンパが支持されるので、スタンパの押圧面が撓みにくくなって成形されたコア用樹脂２８の表面がより平坦になる。よって、上クラッド部２７が剥離する恐れがなく、光導波路１０４の信頼性が向上する。

なお、ここではスタンパを用いてコア用樹脂２８を押し広げてコア２３を形成したが、直接光導波路集合基板４４でコア用樹脂２８を押圧させるようにしてもよい。

また、凸部２６の形状は、図１７〜図１９では立方体形状となっているが、これ以外の形状でも良い。また、凸部２６の配置も、光導波路を単体で製作する場合よりも自由度が高くなる。スタンパとクラッド集合基板４１の間でコア用樹脂２８を押し広げる工程において、凸部２６でスタンパを支持できればよいので、凸部２６の形状は特に限定されない。しかし、凸部２６の数や形状、配置によって、隣接領域２４間の領域４２を流れるコア用樹脂２８の流動抵抗は大きな影響を受けるので、凸部２６の最適な数や形状を検討することは望ましい。

例えば、凸部２６は必ずしも下クラッド部２１の領域内にある必要はなく、図２０に示すクラッド集合基板４５では、直方体状の凸部２６を隣接領域２４間の領域４２の中央部（下クラッド部２１の領域外）に配置している。凸部２６を下クラッド部２１の領域外に設けてあれば、最終的な光導波路には凸部は残らない。また、下クラッド部２１の幅を小さくできるので、下クラッド部２１の取り数が多くなり、コスト削減に寄与する。図２１に示すクラッド集合基板４６では、円柱状の凸部２６を隣接領域２４間の領域４２の中央部（下クラッド部２１の領域外）に配置している。また、図２２に示すクラッド集合基板４７では、隣接領域２４の全長にわたって隣接領域２４に沿って長く凸部２６を配置している。図２３に示すクラッド集合基板４８では、直方体状の凸部２６を隣接領域２４を囲むようにして４辺に配置している。図２４に示すクラッド集合基板４９では、各隣接領域２４の一方端部側に複数個の凸部２６を配置している。また、図２５に示すクラッド集合基板５０では、クラッド集合基板５０の外周部の複数箇所に凸部２６を配置している。図２６に示すクラッド集合基板５１では、クラッド集合基板５１の外周部において、下クラッド部２１領域の全体を囲むようにして凸部２６を配置している。ただし、凸部２６間にはコア用樹脂２８を逃がすための通路５２が開口されている。図２５、図２６のようにクラッド集合基板の外周部にだけ凸部２６を設けるようにすれば、下クラッド部２１の取り数がさらに多くなる。なお、上記の説明においては、クラッド集合基板に上クラッド部や下クラッド部を飛び石状に配置した形で示したが、これに限らず個々に切り出される上クラッド部や下クラッド部を隣り合わせに配置してもよい。

つぎに、ベースの上に光導波路を上下反転させた状態で実装した光導波路モジュールについて説明する。図２７は本発明の実施例５による光導波路モジュール１０６を示す斜視図、図２８は光導波路モジュール１０６の分解斜視図である。図２７及び図２８に示すようにベース６１（第２の基板）には、中央部に光導波路固定面６２が形成されており、両端部上面には光導波路固定面６２よりも一段高くなるようにして光ファイバ固定面６３が形成されている。光導波路固定面６２には、下クラッド部２１が上になるように上下反転させた状態で光導波路１０７が実装されている。また、光導波路固定面６２には、光導波路１０７を実装する際に、コア２３を保持した下クラッド部２１（第１の基板。以下、クラッド基板６４という。）を支持して光導波路固定面６２とクラッド基板６４下面（コア用樹脂２８表面）との間に一定高さの空間を確保するための突起６５（スペーサ）が左右に複数個ずつ設けられている。両光ファイバ固定面６３には、光学部品である光ファイバ６６を位置決め保持させるためのＶ溝状をした光ファイバ実装用溝６７（機能部位）がベース６１の長手方向と平行にそれぞれ１本又は複数本凹設されている。光ファイバ実装用溝６７にはそれぞれ光ファイバ６６が納められ、接着剤によって固定されており、各光ファイバ６６の端面は光導波路１０７のコア端面に対向している。

図２９は、上記光導波路モジュール１０６の製造方法を説明する斜視図である。ベース６１はＳｉ基板にエッチング等の微細加工を施すことによって図２９に示すような形状に形成されている。一方、クラッド基板６４は、例えば実施例１（図７（ａ）〜図８（ｂ））で述べたようにして作製されている。ベース６１の光導波路固定面６２の上に所定量の紫外線硬化型クラッド用樹脂３０を滴下した後、コア２３を下にして光導波路固定面６２の上にクラッド基板６４を重ね合わせる。ここで、ベース６１の突起６５は、クラッド基板６４の凸部２６と同じ間隔、同じ配置で設けられている。よって、クラッド基板６４を押圧してクラッド用樹脂３０を押し広げながら突起６５上面に凸部２６下面が重なるように位置合せしてクラッド基板６４を突起６５の上に載置する。ついで、紫外線を照射してクラッド用樹脂３０を硬化させることで光導波路固定面６２とクラッド基板６４下面との間に上クラッド部２７が成形され、ベース６１の上に光導波路１０７が実装される。この後、光ファイバ実装用溝６７には、光ファイバ６６を実装する。

よって、クラッド基板６４が突起６５で水平に支持されることにより、上クラッド部２７は均一な厚みに成形され、コア２３は所定位置に位置決めされる。よって、光ファイバ実装用溝６７に位置決めされた光ファイバ６６とのコア２３との光軸合わせも容易に行える。

異なる態様としては、突起６５をコア用樹脂２８に当接させてクラッド基板６４を支持させることや、突起６５を隣接領域２４に当接させてクラッド基板６４を支持させることも可能である。しかし、コア用樹脂２８に当接させる際には、窪み２５内に確実にコア用樹脂２８を充填させておかなければならず、余剰の樹脂を逃がすスペースとしての窪み２５の性格上、必ずしもコア用樹脂２８が充填されているとは限らず、また硬化収縮により高さにズレが生じることも懸念される。また、隣接領域２４に当接させるためには、隣接領域２４の幅を広くしなければならず、それに伴って窪み２５の幅も広くなり、光導波路１０７が大型化すると共に光導波路モジュール１０６のサイズも大きくなる。これに対し、ベース６１の突起６５とクラッド基板６４の凸部２６とを当接させることにより、確実にクラッド基板６４を水平支持できると共に光導波路モジュール１０６の大型化を抑制することができる。

図３０、図３１は上記光導波路モジュール１０６を複数個一度に製造する方法を説明する図である。図３０はシリコンウエハ６８にエッチング等の微細加工を施してシリコンウエハ６８の上に複数個のベース６１を形成したベース用ウエハ１０８（第２の基板の集合体）である。図３１はガラスウエハ等の上にクラッド用樹脂によって複数個の下クラッド部２１を成形し、その上にコア用樹脂２８を充填させてコア２３等を成形し、複数個のクラッド基板６４を形成したクラッド基板用ウエハ１０９（第１の基板の集合体）である（実施例４を参照）。

このようなベース用ウエハ１０８とクラッド基板用ウエハ１０９を製作した後、ベース用ウエハ１０８の上にクラッド用樹脂を滴下し、ベース用ウエハ１０８の各光導波路固定面６２位置にクラッド基板用ウエハ１０９のクラッド基板６４が重なり合い、かつ両ウエハ１０８、１０９の突起６５と凸部２６が重なり合うようにして両ウエハ１０８、１０９を位置合わせする。そして、ベース用ウエハ１０８とクラッド基板用ウエハ１０９を押圧させてクラッド用樹脂を押し広げ、クラッド用樹脂を硬化させて上クラッド部２７となるクラッド用樹脂層を成形する。この後、ベース用ウエハ１０８とクラッド基板用ウエハ１０９の間にクラッド用樹脂層が挟みこまれた光導波路モジュール１０６の集合体をダイサー等で断裁し、複数個の光導波路モジュール１０６を得る。

この後、光ファイバ固定面６３の上に位置するクラッド基板６４の不要部分を除去して光ファイバ固定面６３を露出させ、光ファイバ実装用溝６７に光ファイバ６６を実装する。

図１は、従来の光導波路に用いられている下クラッド部を示す斜視図である。 図２は、従来の別な光導波路に用いられている下クラッド部を示す斜視図である。 図３は、図２に示した下クラッドを用いて製作された光導波路の不具合を説明する断面図である。 図４は、図２に示したような下クラッド部を用いて複数個の光導波路を一度に製作する際の不具合を説明する説明図である。 図５は、本発明の実施例１による光導波路の構造を示す斜視図である。 図６は、本発明の実施例１による光導波路の断面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施例１の光導波路の製造工程を示す概略斜視図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施例１の光導波路の製造工程を示す概略斜視図であって、図７（ｂ）の続図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例１の光導波路の製造工程を示す概略斜視図であって、図８（ｂ）の続図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、実施例１の光導波路の製造工程を示す概略断面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、本発明の実施例２による光導波路の製造工程を示す概略斜視図である。 図１２は、本発明の実施例２による光導波路の製造工程により製作された光導波路を示す斜視図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、本発明の実施例３による光導波路の製造工程を示す概略斜視図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、本発明の実施例３による光導波路の製造工程を示す概略斜視図であって、図１３（ｂ）の続図である。 図１５は、本発明の実施例３による光導波路の製造工程により製作された光導波路を示す斜視図である。 図１６（ａ）〜図１６（ｄ）は、本発明の実施例３による光導波路の製造工程を示す断面図である。 図１７は、本発明の実施例４による光導波路の製造工程を示す概略図である。 図１８は、本発明の実施例４による光導波路の製造工程を示す概略図であって、図１７の続図である。 図１９は、本発明の実施例４による光導波路の製造工程を示す概略図であって、図１８の続図である。 図２０は、実施例４の変形例を示す概略図打得る。 図２１は、実施例４の別な変形例を示す概略図である。 図２２は、実施例４のさらに別な変形例を示す概略図である。 図２３は、実施例４のさらに別な変形例を示す概略図である。 図２４は、実施例４のさらに別な変形例を示す概略図である。 図２５は、実施例４のさらに別な変形例を示す概略図である。 図２６は、実施例４のさらに別な変形例を示す概略図である。 図２７は、本発明の実施例５による光導波路モジュールを示す斜視図である。 図２８は、本発明の実施例５による光導波路モジュールを示す分解斜視図である。 図２９は、実施例５の光導波路モジュールの製造方法を説明する斜視図である。 図３０は、実施例５の光導波路モジュールを複数個一度に製造する方法を説明する図である。 図３１は、実施例５の光導波路モジュールを複数個一度に製造する方法を説明する図である。

符号の説明

２１ 下クラッド部
２２ 凹溝
２３ コア
２４ 隣接領域
２５ 窪み
２６ 凸部
２７ 上クラッド部
２８ａ 薄膜
２９ スタンパ
４１ クラッド集合基板
４３ クラッド集合基板
４４ 光導波路集合基板
６１ ベース
６２ 光導波路固定面
６３ 光ファイバ固定面
６４ クラッド基板
６５ 突起
６６ 光ファイバ
６７ 光ファイバ実装用溝
１０６ 光導波路モジュール
１０７ 光導波路
１０８ ベース用ウエハ
１０９ クラッド基板用ウエハ

Claims (25)

1. 一方のクラッド部の表面に設けた凹溝にコア材料を供給し、該コア材料を型面で押圧して前記凹溝内にコアを形成し、前記一方のクラッド部に他方のクラッド部を重ね合わせて両クラッド部間に前記コアを挟みこんだ光導波路において、
   前記凹溝の隣接領域で前記両クラッド部どうしが近接しており、前記凹溝の隣接領域に隣接し、かつ、前記凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが少なくともいずれか一方のクラッド部に形成され、前記窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられていることを特徴とする光導波路。
2. 一方のクラッド部が複数個含まれたクラッド集合基板の表面に設けた複数の凹溝にコア材料を供給し、該コア材料を型面で押圧して前記凹溝内にコアを形成し、コアを形成された前記クラッド集合基板に他方のクラッド部が複数個含まれた別なクラッド集合基板を重ね合わせて両クラッド集合基板間に前記コアが挟みこまれた光導波路集合基板を製作し、前記光導波路集合基板を個々に分割して得た光導波路において、
   前記凹溝の隣接領域で前記両クラッド部どうしが近接しており、前記凹溝の隣接領域に隣接し、かつ、前記凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが少なくともいずれか一方のクラッド部に形成され、前記窪み内において少なくともいずれか一方のクラッド部に凸部が設けられていることを特徴とする光導波路。
3. 前記凸部が複数設けられており、そのうち少なくとも１つ以上の凸部が、前記凹溝の隣接領域とほぼ同じ高さであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光導波路。
4. 前記凸部の先端面の面積が、前記凹溝の隣接領域の面積よりも小さいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の光導波路。
5. 前記凹溝の隣接領域で前記両クラッド部どうしがコア材料の薄膜を介して近接していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光導波路。
6. 一方のクラッド部の表面に設けた凹溝にコア材料を供給し、該コア材料を型面で押圧して前記凹溝内にコアを形成した第１の基板と、光学部品を実装するための機能部位を有する第２の基板との間にクラッド材料を挟みこんで他方のクラッド部を成形すると共に前記第１の基板と前記第２の基板を接合させることにより、前記第２の基板の上に光導波路を実装した光導波路モジュールにおいて、
   前記凹溝の隣接領域に隣接し、かつ、前記凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが前記一方のクラッド部に形成され、前記窪み内において前記一方のクラッド部に凸部が設けられていることを特徴とする光導波路モジュール。
7. 一方のクラッド部が複数個含まれたクラッド集合基板の表面に設けた複数の凹溝にコア材料を供給し、該コア材料を型面で押圧して前記凹溝内にコアを形成した第１の基板の集合体と、光学部品を実装するための機能部位を有する第２の基板の集合体との間にクラッド材料を挟みこんで複数枚分の他方のクラッド部を成形すると共に前記第１の基板の集合体と前記第２の基板の集合体を接合させることにより、前記第２の基板の集合体の上に複数個分の光導波路を形成し、これを個々に分割して得た光導波路モジュールにおいて、
   前記凹溝の隣接領域に隣接し、かつ、前記凹溝よりも容積が大きくて外部に開放された窪みが前記一方のクラッド部に形成され、前記窪み内において前記一方のクラッド部に凸部が設けられていることを特徴とする光導波路モジュール。
8. 前記凸部が複数設けられており、そのうち少なくとも１つ以上の凸部が、前記凹溝の隣接領域とほぼ同じ高さであることを特徴とする、請求項６又は７に記載の光導波路モジュール。
9. 前記凸部の先端面の面積が、前記凹溝の隣接領域の面積よりも小さいことを特徴とする、請求項６又は７に記載の光導波路モジュール。
10. 前記第２の基板が、シリコンからなることを特徴とする、請求項６又は７に記載の光導波路モジュール。
11. 前記第２の基板が、光ファイバを位置決めするためのＶ溝を有していることを特徴とする、請求項６又は７に記載の光導波路モジュール。
12. 前記第２の基板が、前記第１の基板を支持するためのスペーサを備えていることを特徴とする、請求項６又は７に記載の光導波路モジュール。
13. 前記第２の基板のスペーサと前記第１の基板の凸部とが、少なくとも一組対向していることを特徴とする、請求項１２に記載の光導波路モジュール。
14. 一方のクラッド部の表面にコア形成用の凹溝と、前記凹溝に隣接する隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ外周部の一部が外部に開放された窪みと、前記窪み内に位置する凸部とを設けておき、前記一方のクラッド部の凹溝にコア材料を供給した後、スタンパの型面と前記一方のクラッド部とを押圧させて前記凸部を前記スタンパの型面に当接させるようにして前記凹溝内にコアを形成すると共に、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにすることを特徴とする光導波路の製造方法。
15. 一方のクラッド部の表面にコア形成用の凹溝と、前記凹溝に隣接する隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ外周部の一部が外部に開放された窪みとを設けておき、前記一方のクラッド部の凹溝にコア材料を供給した後、前記窪みに対向する位置に凸部を備えたスタンパの型面と前記一方のクラッド部とを押圧させて前記凸部を前記窪みに当接させるようにして前記凹溝内にコアを形成すると共に、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにすることを特徴とする光導波路の製造方法。
16. 一方のクラッド部が複数個含まれた第１のクラッド集合基板の表面にコア形成用の複数の凹溝と、前記凹溝に隣接する複数の隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ互いに連通した複数の窪みと、前記窪み内に位置する凸部とを設けておき、前記第１のクラッド集合基板の凹溝にコア材料を供給した後、スタンパの型面と前記第１のクラッド集合基板とを押圧させて前記凸部を前記スタンパの型面に当接させるようにし、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにしながら前記凹溝内にコアを形成する工程と、
    前記第１のクラッド集合基板の表面に、他方のクラッド部が複数個含まれた第２のクラッド集合基板を重ね合わせて第１のクラッド集合基板と第２のクラッド集合基板との間にコアを挟み込んだ後、これを分割することによって複数個の光導波路を得る工程と、
    を備えた光導波路の製造方法。
17. 一方のクラッド部が複数個含まれた第１のクラッド集合基板の表面にコア形成用の複数の凹溝と、前記凹溝に隣接する複数の隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ互いに連通した複数の窪みとを設けておき、前記第１のクラッド集合基板の凹溝にコア材料を供給した後、前記窪みに対向する位置に凸部を備えたスタンパの型面と前記第１のクラッド集合基板とを押圧させて前記凸部を前記窪みに当接させるようにし、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにしながら前記凹溝内にコアを形成する工程と、
    前記第１のクラッド集合基板の表面に、他方のクラッド部が複数個含まれた第２のクラッド集合基板を重ね合わせて第１のクラッド集合基板と第２のクラッド集合基板との間にコアを挟み込んだ後、これを分割することによって複数個の光導波路を得る工程と、
    を備えた光導波路の製造方法。
18. 前記凸部が複数設けられており、そのうち少なくとも１つ以上の凸部が、前記凹溝の隣接領域とほぼ同じ高さであることを特徴とする、請求項１４、１５、１６又は１７のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法。
19. 前記凸部の先端面の面積を、前記凹溝の隣接領域の面積よりも小さくすることを特徴とする、請求項１４、１５、１６又は１７のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法。
20. 一方のクラッド部の表面にコア形成用の凹溝と、前記凹溝に隣接する隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ外周部の一部が外部に開放された窪みと、前記窪み内に位置する凸部とを設けておき、前記一方のクラッド部の凹溝にコア材料を供給した後、スタンパの型面と前記一方のクラッド部とを押圧させて前記凸部を前記スタンパの型面に当接させるようにし、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにしながら前記凹溝内にコアを充填させて第１の基板を製作する工程と、
    前記第１の基板と、光学部品を実装するための機能部位を有する第２の基板との間にクラッド材料を挟みこんで他方のクラッド部を成形すると共に前記第１の基板と前記第２の基板を接合させることにより、前記第２の基板の上に光導波路を実装する工程と、
    を備えた光導波路モジュールの製造方法。
21. 一方のクラッド部が複数個含まれたクラッド集合基板の表面にコア形成用の複数の凹溝と、前記凹溝に隣接する複数の隣接領域と、前記隣接領域に隣接し、かつ互いに連通した複数の窪みと、前記窪み内に位置する凸部とを設けておき、前記クラッド集合基板の凹溝にコア材料を供給した後、スタンパの型面と前記クラッド集合基板とを押圧させて前記凸部を前記スタンパの型面に当接させるようにし、前記凹溝と前記スタンパの型面の間に挟まれた余剰のコア材料と、前記隣接領域と前記スタンパの間に挟まれたコア材料とを前記窪みと前記スタンパとの間に形成された空間へ逃がすようにしながら前記凹溝内にコアを充填させて第１の基板の集合体を製作する工程と、
    前記第１の基板の集合体と、光学部品を実装するための機能部位を有する第２の基板の集合体との間にクラッド材料を挟みこんで複数個分の他方のクラッド部を成形すると共に前記第１の基板の集合体と前記第２の基板の集合体を接合させた後、これを分割することによって前記第２の基板の上に光導波路が実装された光導波路モジュールを製作する工程と、
    を備えた光導波路モジュールの製造方法。
22. 前記凸部が複数設けられており、そのうち少なくとも１つ以上の凸部が、前記凹溝の隣接領域とほぼ同じ高さであることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の光導波路モジュールの製造方法。
23. 前記凸部の先端面の面積が、前記凹溝の隣接領域の面積よりも小さくなっていることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の光導波路モジュールの製造方法。
24. 前記第２の基板が、シリコンからなることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の光導波路モジュールの製造方法。
25. 前記第２の基板が、光ファイバを位置決めするためのＶ溝を有していることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の光導波路モジュールの製造方法。

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