JP2009300524A - 光導波路の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像工程が不要であり、かつ、コアの屈折率とクラッド層の屈折率との差を安定して大きく設定することができる光導波路の製造方法を提供する。
【解決手段】アンダークラッド層２の表面に、コア形成用の感光性樹脂層３Ａを形成した後、そのコア形成用の感光性樹脂層３Ａを所定パターンに露光し、その露光部分をコア３に形成する。その露光後、コア形成用の感光性樹脂層３Ａの露光部分および未露光部分３ａの表面を、オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａで被覆する。つぎに、上記２層の感光性樹脂層３Ａ，４Ａを加熱し、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａの未露光部分３ａの樹脂とオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａの樹脂とを溶融して混合し混合層５Ａにする。そして、上記混合層５Ａを露光し、その露光された混合層５Ａを第３のクラッド層５に形成する。
【選択図】図２

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造方法に関するものである。

光導波路は、通常、アンダークラッド層の表面に、光の通路であるコアを所定パターンに形成し、そのコアを被覆した状態で、オーバークラッド層を形成して構成されている。上記コアは、その中を通る光を漏らさないようにするため、そのコアに隣接するアンダークラッド層およびオーバークラッド層よりも屈折率が高く設定されている。その屈折率の差が大きいほど、コアの中を通る光が漏れ難くなり、光伝播効率が高くなる。このような光導波路の製造方法としては、フォトリソグラフィ法による方法（例えば、特許文献１参照），フォトブリーチング法による方法（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。

上記フォトリソグラフィ法による光導波路の製造方法では、上記アンダークラッド層，コア，オーバークラッド層の各形成材料として、屈折率がわかっている感光性樹脂（露光による屈折率の変化はない）を用いることにより、上記屈折率の差を設定する。また、コアの所定パターンの形成は、アンダークラッド層の表面に形成されたコア形成用の感光性樹脂層に対して、コアのパターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを介して露光した後、現像液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解させて除去し、露光部分を所定パターンに残存させることが行われている。

また、上記フォトブリーチング法による光導波路の製造方法では、コアの形成に際し、一つのフォトブリーチング材料に対して部分的に露光し、露光部分と未露光部分とで屈折率の差を生じさせることが行われる（露光部分の屈折率が下がる）。そして、上記未露光部分が、上記露光部分よりも屈折率が高くなり、所定パターンに形成されたコアになる。
特開２００７−１１０６７公報 特開２００６−２９９０６６公報

しかしながら、上記フォトリソグラフィ法による場合は、上記屈折率の差を安定して所定値に設定することができるものの、現像が必要であるため、その分、工程数が多くなっている。また、その現像では、未露光部分を溶解除去するため、むだになる形成材料がある。しかも、上記現像に用いる現像液は、安全性に問題がある。上記フォトリソグラフィ法では、これらの点で改善の余地がある。

上記フォトブリーチング法による場合は、現像工程はないものの、上記屈折率の差を生じさせるのに安定性を欠き、しかも、屈折率の差が小さいという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、現像工程が不要であり、かつ、コアの屈折率とクラッド層の屈折率との差を安定して大きく設定することができる光導波路の製造方法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、アンダークラッド層を形成する工程と、このアンダークラッド層の表面に，コア形成用の第１の感光性樹脂層を形成する工程と、このコア形成用の第１の感光性樹脂層に対して所定パターンの露光を施し，その露光部分をコアに形成する工程と、上記露光後，上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の露光部分からなるコアおよび未露光部分の表面を，オーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層で被覆する工程と、上記第１および第２の感光性樹脂層を加熱し，上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂とオーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の樹脂とを溶融混合し混合層にする工程と、上記混合層を露光し，その露光された混合層を第３のクラッド層に形成する工程とを備えている光導波路の製造方法を第１の要旨とする。

また、本発明は、アンダークラッド層形成用の第１の感光性樹脂層を形成する工程と、このアンダークラッド層形成用の第１の感光性樹脂層の表面に，コア形成用の第２の感光性樹脂層を形成する工程と、このコア形成用の第２の感光性樹脂層の表面に，オーバークラッド層形成用の第３の感光性樹脂層を形成する工程と、上記第１，第２および第３の感光性樹脂層に対して所定パターンの露光を施し，その露光された上記第１，第２および第３の各感光性樹脂層の部分をそれぞれアンダークラッド層，コア，オーバークラッド層に形成する工程と、上記露光後，上記第１，第２および第３の感光性樹脂層を加熱し，上記第１，第２および第３の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂を溶融混合し混合層にして上記第１，第２および第３の感光性樹脂層の露光部分からなるアンダークラッド層，コア，オーバークラッド層と隣接させる工程と、上記混合層を露光し、その露光された混合層を第３のクラッド層に形成する工程とを備えている光導波路の製造方法を第２の要旨とする。

すなわち、本発明の第１の要旨の光導波路の製造方法では、アンダークラッド層の表面に、コア形成用の第１の感光性樹脂層を形成した後、このコア形成用の第１の感光性樹脂層に対して所定パターンの露光を施し、その露光部分をコアに形成している。これにより、そのコアは、上記アンダークラッド層の表面に形成され、そのコアの底面が、上記アンダークラッド層と隣接した状態になる。ここで、上記アンダークラッド層の屈折率およびコアの屈折率は、それぞれの形成材料によって決まっているため、上記屈折率をそれぞれ所定値に設定することができる。また、上記コアの形成に際しては、コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分（コアになっていない部分）が残っている。そして、そのコア形成用の第１の感光性樹脂層の露光部分からなるコアおよび未露光部分の表面を、オーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層で被覆した後、加熱により、上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂とオーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の樹脂とを溶融混合し混合層にしている。そして、その混合層を露光し、その露光された混合層を第３のクラッド層に形成している。このように、本発明の第１の要旨では、現像により未露光部分を除去するという工程を要することなく、第３のクラッド層（オーバークラッド層に相当) を形成することができる。この第３のクラッド層を形成した状態では、上記コアの頂面および側面が、上記第３のクラッド層と隣接した状態になる。ここで、上記第３のクラッド層の屈折率は、上記混合により、コア形成用の第１の感光性樹脂層の屈折率とオーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の屈折率との間の値になる。そして、それらコア形成用の第１の感光性樹脂層の屈折率およびオーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の屈折率は、それぞれの形成材料によって決まっている。このため、上記第３のクラッド層の屈折率は、上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分とオーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層との体積比により、所定値に設定することができる（通常、体積比が大きい側の感光性樹脂層の屈折率に近づいた値になる）。

また、本発明の第２の要旨の光導波路の製造方法では、アンダークラッド層形成用の第１の感光性樹脂層の表面に、コア形成用の第２の感光性樹脂層およびオーバークラッド層形成用の第３の感光性樹脂層をこの順に形成している。そして、上記第１，第２および第３の感光性樹脂層に対して所定パターンの露光を施し、その露光された第１，第２および第３の感光性樹脂層の各部分をそれぞれアンダークラッド層，コア，オーバークラッド層の３層に形成している。上記３層は、露光された領域において、上下に３層に積層された状態となっており、その外側には、上記第１，第２および第３の感光性樹脂層の未露光部分が分布している。そして、加熱により、上記第１，第２および第３の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂を溶融混合し混合層にして上記第１，第２および第３の感光性樹脂層の露光部分からなるアンダークラッド層，コア，オーバークラッド層の３層と隣接させる。ついで、上記混合層を露光し、その露光された混合層を第３のクラッド層に形成する。これにより、上記アンダークラッド層，コア，オーバークラッド層の各側面が、上記第３のクラッド層と隣接した状態になる。このように、本発明の第２の要旨でも、現像により未露光部分を除去するという工程を要しない。ここで、上記第３のクラッド層の屈折率は、上記混合により、コア形成用の第２の感光性樹脂層の屈折率とアンダークラッド層形成用の第１の感光性樹脂層の屈折率またはオーバークラッド層形成用の第３の感光性樹脂層の屈折率（いずれか小さい方）との間の値になる。そして、それらアンダークラッド層形成用の第１の感光性樹脂層の屈折率，コア形成用の第２の感光性樹脂層の屈折率およびオーバークラッド層形成用の第３の感光性樹脂層の屈折率は、それぞれの形成材料によって決まっている。このため、上記第３のクラッド層の屈折率は、上記第１，第２および第３の感光性樹脂層の未露光部分の体積比により、所定値に設定することができる。

本発明の第１の要旨の光導波路の製造方法では、コア形成用の第１の感光性樹脂層を所定パターンに露光した後、現像により未露光部分を溶解除去するという工程をとらないため、現像工程を不要にすることができる。また、上記光導波路におけるアンダークラッド層，コアおよび第３のクラッド層は、屈折率がわかっている形成材料を用いて形成されるため、上記アンダークラッド層，コアおよび第３のクラッド層の各屈折率は、所定値に設定することができる。よって、コアの屈折率と、このコアに隣接するアンダークラッド層および第３のクラッド層の屈折率との差を計算値どおりに設定することができる。

また、本発明の第２の要旨の光導波路の製造方法では、第１，第２および第３の感光性樹脂層を所定パターンに露光した後、現像により未露光部分を溶解除去するという工程をとらないため、現像工程を不要にすることができる。また、上記光導波路におけるアンダークラッド層，コア，オーバークラッド層および第３のクラッド層は、屈折率がわかっている形成材料を用いて形成されるため、上記アンダークラッド層，コア，オーバークラッド層および第３のクラッド層の各屈折率は、所定値に設定することができる。よって、コアの屈折率と、このコアに隣接するアンダークラッド層，オーバークラッド層および第３のクラッド層の屈折率との差を計算値どおりに設定することができる。

本発明の第２の要旨の光導波路の製造方法において、上記第１，第２および第３の感光性樹脂層に対する露光が、同時に行われる場合には、工程数を大幅に減少させることができる。

上記加熱が、１００〜２００℃の範囲内において、５〜３０分間の範囲内で行われる場合には、その加熱により形成される上記混合層の成分をより均一に混合させることができる。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は、本発明の第１の要旨の光導波路の製造方法によって得られた光導波路Ｗ₁ を示している。この光導波路Ｗ₁ は、基板１の表面に形成されており、アンダークラッド層２，コア３および第３のクラッド層５からなっている。この光導波路Ｗ₁ の製造方法について要約して述べると、この光導波路Ｗ₁ では、上記基板１上のアンダークラッド層２の表面にコア形成用の感光性樹脂層３Ａ〔図２（ｂ）参照〕を形成した後、このコア形成用の感光性樹脂層３Ａに対して紫外線等の照射線Ｌを照射し所定パターンに露光してコア３を形成し、現像（未露光部分の溶解除去）を行うことなく、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａの表面を、オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａ〔図２（ｃ）参照〕で被覆する。そして、その状態で加熱処理することにより、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａの未露光部分の樹脂とオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａの樹脂とを溶融して混合し混合層５Ａ〔図２（ｄ）参照〕にする。ついで、この混合層５Ａを露光し、その露光された混合層５Ａを第３のクラッド層５に形成する。このようにして、上記光導波路Ｗ₁ が得られる。

つぎに、上記光導波路Ｗ₁ の製造方法について詳しく説明する。

まず、上記基板１〔図２（ａ）参照〕を準備する。この基板１としては、ガラス製基板，ステンレス（ＳＵＳ）等の金属製基板，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂製基板等があげられる。上記基板１の厚みは、例えば、２０μｍ〜１ｍｍの範囲内に設定される。

ついで、図２（ａ）に示すように、上記基板１の所定領域に、アンダークラッド層２を形成する。このアンダークラッド層２の形成は、例えば、つぎのようにして行われる。まず、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布する。上記感光性樹脂としては、例えば、感光性エポキシ樹脂等があげられる。また、上記ワニスの塗布は、例えば、スピンコート法，ディッピング法，キャスティング法，インジェクション法，インクジェット法等により行われる。そして、必要に応じて、上記塗布層を加熱処理により乾燥させる。この加熱処理は、通常、ホットプレートまたはオーブン等が用いられ、５０〜１２０℃×１０〜３０分間の範囲内で行われる。これにより、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａを形成する。

つぎに、この感光性樹脂層２Ａを照射線により露光する。上記露光用の照射線としては、例えば、可視光，紫外線，赤外線，Ｘ線，α線，β線，γ線等が用いられる。好適には、紫外線が用いられる。紫外線を用いると、大きなエネルギーを照射して、大きな硬化速度を得ることができ、しかも、照射装置も小型かつ安価であり、生産コストの低減化を図ることができるからである。紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯，高圧水銀灯，超高圧水銀灯等があげられ、紫外線の照射量は、通常、１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ² の範囲内に設定される。

上記露光後、光反応を完結させるために、加熱処理を行う。この加熱処理は、通常、８０〜２５０℃×１０秒〜２時間の範囲内で行われる。これにより、図２（ａ）に示すように、上記感光性樹脂層２Ａをアンダークラッド層２に形成する。アンダークラッド層２の厚みは、通常、１〜５０μｍの範囲内に設定される。

ついで、図２（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層２の表面に、コア形成用の感光性樹脂層（未硬化）３Ａを形成する。この感光性樹脂層３Ａの形成は、図２（ａ）で説明した、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａの形成方法と同様にして行われる。なお、このコア形成用の感光性樹脂は、上記アンダークラッド層形成用の感光性樹脂および後記のオーバークラッド層形成用の感光性樹脂よりも屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、上記各感光性樹脂の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。

つづいて、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａの上に、コア３〔図２（ｃ）参照〕に対応する開口パターンが形成されているフォトマスクＭを配置し、このフォトマスクＭを介して、上記開口パターンに対応する上記感光性樹脂層３Ａの部分を照射線Ｌにより露光する。ついで、光反応完結用の加熱処理を行う。この露光および加熱処理は、先に述べたアンダークラッド層２の形成方法と同様にして行われる。これにより、上記露光部分を硬化させコア３に形成する。このコア３の厚み（高さ）は、通常、１０〜１５０μｍの範囲内に設定され、コア３の幅は、通常、８〜５０μｍの範囲内に設定される。

つぎに、図２（ｃ）に示すように、現像（未露光部分の溶解除去）を行うことなく、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａの露光部分（コア３）および未露光部分（未硬化）３ａの表面を、オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層（未硬化）４Ａで被覆する。この感光性樹脂層４Ａの被覆は、図２（ａ）で説明した、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａの形成方法と同様にして行われる。この感光性樹脂層４Ａの厚みは、通常、５〜１００μｍの範囲内に設定される。

そして、加熱処理を行う。この加熱処理により、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａの未露光部分３ａの樹脂とオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａの樹脂とが溶融し、それらの間で樹脂の対流が起こり、両樹脂が混合し、図２（ｄ）に示すように、混合層５Ａが形成される。上記加熱処理は、形成される上記混合層５Ａの成分がより均一になるよう混合させる観点から、１００〜２００℃×５〜３０分間の範囲内で行われることが好ましい。上記加熱処理が１００℃×５分間を下回ると、上記混合が不充分となり、上記混合層５Ａの成分が不均一になる。その結果、後の工程を経て製造された光導波路Ｗ₁ （図１参照）の光伝播損失が大きくなる。上記加熱処理が２００℃×３０分間を上回ると、コア３が溶融するおそれがある。

その後、上記混合層５Ａに対して、アンダークラッド層２の形成工程と同様に露光，光反応完結用の加熱処理等を行い、その混合層５Ａを第３のクラッド層５に形成する。これにより、上記コア３の頂面および側面が、その第３のクラッド層５と隣接した状態になる。ここで、上記第３のクラッド層５の屈折率は、上記混合により、コア形成用の感光性樹脂層３Ａの屈折率とオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａの屈折率との間の値になる。そして、コア形成用の感光性樹脂層３Ａの屈折率およびオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａの屈折率は、それぞれの形成材料によって決まっている。このため、上記第３のクラッド層５の屈折率は、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａの未露光部分３ａとオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａとの体積比により、所定値に設定することができる。

このようにして、基板１の表面に、上記アンダークラッド層２，コア３および第３のクラッド層５からなる光導波路Ｗ₁ （図１参照）が製造される。そして、その光導波路Ｗ₁ は、上記基板１の表面に形成された状態で、または上記基板１から剥離されて使用される。

ところで、従来のフォトリソグラフィ法では、コアを形成する際に、フォトマスクを介する露光が行われるが、その露光により、コア側面の表面が荒れることがある。そして、そのコア側面の表面荒れは、コア内における光伝播に悪影響を及ぼす。これに対して、この実施の形態の上記光導波路Ｗ₁ は、上記のようにして製造されるため、従来のフォトリソグラフィ法によって得られた光導波路と比較して、コア３の頂面および側面と第３のクラッド層５との界面に明確な境界がないという点で異なっている。このため、上記コア３側面の表面荒れによる光伝播への悪影響が少なくなり、光伝播の低損失化が可能になるという効果を奏する。

なお、上記第１の実施の形態では、アンダークラッド層２の形成を、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスからなる塗布層に対して露光することにより行ったが、これに代えて、アンダークラッド層２として作用する樹脂フィルムを準備し、それをそのままアンダークラッド層２として用いてもよい。

図３は、本発明の第２の要旨の光導波路の製造方法によって得られた光導波路Ｗ₂ を示している。この光導波路Ｗ₂ は、基板１の表面に形成されており、所定領域において積層状態で形成されたアンダークラッド層２，コア３およびオーバークラッド層４と、その左右両外側に形成された第３のクラッド層６とからなっている。この光導波路Ｗ₂ の製造方法について要約して述べると、この光導波路Ｗ₂ では、上記基板１の表面に、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａ，コア形成用の感光性樹脂層３Ａおよびオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａをこの順で積層した後、その積層した３層の感光性樹脂層２Ａ，３Ａ，４Ａ〔図４（ａ）参照〕に対して紫外線等の照射線Ｌを照射し所定パターンに露光し〔図４（ｂ）参照〕、その露光された部分をアンダークラッド層２，コア３およびオーバークラッド層４の３層に形成する。そして、現像（未露光部分の溶解除去）を行うことなく、加熱処理することにより、上記３層の感光性樹脂層２Ａ，３Ａ，４Ａの未露光部分２ａ，３ａ，４ａの樹脂を溶融して混合し混合層６Ａ〔図４（ｃ）参照〕にする。つぎに、この混合層６Ａを露光し、その露光された混合層６Ａを第３のクラッド層６に形成する。このようにして、上記光導波路Ｗ₂ が得られる。

つぎに、上記光導波路Ｗ₂ の製造方法について詳しく説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、上記第１の実施の形態と同様にして、上記基板１の所定領域に、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層（未硬化）２Ａを形成する。

ついで、上記アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａの表面に、コア形成用の感光性樹脂層（未硬化）３Ａをラミネートする。このラミネートは、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、まず、ＰＥＴ製基板の所定領域に、上記第１の実施の形態と同様にして、コア形成用の感光性樹脂層（未硬化）３Ａを形成する。ついで、ラミネーターを用いて、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａを上記アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａに貼り合わせ、その後、上記ＰＥＴ製基板を上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａから剥離する。このようにして、上記ラミネートが行われる。

つぎに、上記コア形成用の感光性樹脂層３Ａの表面に、オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層（未硬化）４Ａをラミネートする。このラミネートは、上記と同様にして行われる。

その後、図４（ｂ）に示すように、上記オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａの上に、コア３に対応する開口パターンが形成されているフォトマスクＭを配置し、このフォトマスクＭを介して、上記開口パターンに対応する上記３層の感光性樹脂層２Ａ，３Ａ，４Ａの部分を照射線Ｌにより同時に露光する。ついで、必要に応じて、光反応完結用の加熱処理を行う。この露光および加熱処理は、先に述べた第１の実施の形態と同様にして行われる。これにより、上記露光された３層部分を硬化させ、下層から順に、それぞれアンダークラッド層２，コア３，オーバークラッド層４に形成する。

そして、図４（ｃ）に示すように、現像（未露光部分の溶解除去）を行うことなく、先に述べた第１の実施の形態と同様にして、加熱処理を行う。これにより、上記３層の感光性樹脂層２Ａ，３Ａ，４Ａの未露光部分２ａ，３ａ，４ａの樹脂を溶融し、それら３層の未露光部分２ａ，３ａ，４ａの間で樹脂の対流を起こし、それら３層の未露光部分２ａ，３ａ，４ａの樹脂を混合し混合層６Ａにする。この混合層６Ａは、上記露光された３層部分（上記アンダークラッド層２，コア３およびオーバークラッド層４からなる３層積層体Ｂ）の側面に隣接した状態になる。

その後、上記混合層６Ａに対して、先に述べた第１の実施の形態と同様にして、露光，光反応完結用の加熱処理等を行い、その混合層６Ａを第３のクラッド層６に形成する。これにより、上記アンダークラッド層２，コア３およびオーバークラッド層４の各側面が、その第３のクラッド層６と隣接した状態になる。ここで、上記第３のクラッド層６の屈折率は、上記混合により、コア形成用の感光性樹脂層３Ａの屈折率とアンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａの屈折率またはオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａの屈折率（いずれか小さい方）との間の値になる。そして、それらアンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａの屈折率，コア形成用の感光性樹脂層３Ａの屈折率およびオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａの屈折率は、それぞれの形成材料によって決まっている。このため、上記第３のクラッド層６の屈折率は、上記３層の感光性樹脂層２Ａ，３Ａ，４Ａの未露光部分２ａ，３ａ，４ａの体積比により、所定値に設定することができる。

このようにして、基板１の表面に、上記アンダークラッド層２，コア３，オーバークラッド層４および第３のクラッド層６からなる光導波路Ｗ₂ が製造される。そして、その光導波路Ｗ₂ は、上記基板１の表面に形成された状態で、または上記基板１から剥離されて使用される。

上記光導波路Ｗ₂ は、従来のフォトリソグラフィ法によって得られた光導波路と比較して、同パターンのアンダークラッド層２，コア３およびオーバークラッド層４が積層された３層積層体Ｂを備え、この３層積層体Ｂの側面に第３のクラッド層６が隣接している点で異なっている。また、上記光導波路Ｗ₂ は、コア３の側面と第３のクラッド層６との界面に明確な境界がないという点でも、従来のフォトリソグラフィ法によって得られた光導波路と異なっており、これにより、フォトマスクを介した露光に由来するコア３側面の表面荒れによる光伝播への悪影響が少なくなり、光伝播の低損失化が可能になるという効果を奏する。

なお、上記第２の実施の形態では、積層した３層の感光性樹脂層２Ａ，３Ａ，４Ａに対する所定パターンの露光を同時に行ったが、上記３層の感光性樹脂層２Ａ，３Ａ，４Ａを１層ラミネートする毎に、所定パターンの露光を行ってもよい。

また、上記第２の実施の形態では、コア形成用の感光性樹脂層３Ａを、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層２Ａの表面にラミネートすることにより形成したが、上記第１の実施の形態と同様に、コア形成用の感光性樹脂を塗布して形成してもよい。オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａについても同様に、ラミネートに代えて、オーバークラッド層形成用の感光性樹脂を塗布して形成してもよい。逆に、上記第１の実施の形態において、コア形成用の感光性樹脂層３Ａおよびオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層４Ａを、上記第２の実施の形態と同様に、ラミネートにより形成してもよい。

つぎに、実施例について参考例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。

〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料〕
硬化性モノマーとして全脂肪族エポキシ（東都化成社製、サントートＳＴ４０００Ｄ）を１００重量部、光酸発生剤として４，４’−ビス〔ジ（βヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液を４重量部混合し、乳酸エチルに溶解することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料を調製した。

〔コアの形成材料〕
硬化性モノマーとしてビスフェノキシエタノールフルオレングリシジルエーテル（ナガセケムテックス社製、オグゾールＥＧ）を４０重量部、多官能フルオレンエポキシ（ナガセケムテックス社製、オンコートＥＸ−１０４０）を３０重量部、１，３，３−トリス｛４−〔２−（３−オキセタニル）〕ブトキシフェニル｝ブタンを３０重量部、光酸発生剤として４，４’−ビス〔ジ（βヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液を１重量部混合し、乳酸エチルに溶解することにより、コアの形成材料を調製した。

〔実施例１：光導波路の製造（上記第１の実施の形態参照）〕
ガラス製基板（１４０ｍｍ×１４０ｍｍ）の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料をスピンコート法により塗布し、厚み２０μｍの塗布層を形成した。ついで、それをホットプレート上で１００℃×５分間加熱することにより、溶剤乾燥を行い、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層を形成した。つぎに、その感光性樹脂層の全面に、紫外線を照射し、露光量１０００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行った。その後、それをホットプレート上で１２０℃×５分間加熱し、上記感光性樹脂層をアンダークラッド層（厚み２０μｍ）に形成した。このアンダークラッド層の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．５０５であった。

ついで、上記アンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料をスピンコート法により塗布し、厚み５０μｍの塗布層を形成した。ついで、それをホットプレート上で１００℃×５分間加熱することにより、溶剤乾燥を行い、コア形成用の感光性樹脂層を形成した。つぎに、幅５０μｍの直線状の開口パターンが形成されたフォトマスクを介して、プロキシミティ露光法（プリントギャップ５０μｍ）により、紫外線（ｉ線）を上記コア形成用の感光性樹脂層に照射し、露光量２５００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行った。その後、それをホットプレート上で１００℃×１０分間加熱し、上記直線状の露光部分をコア（幅５０μｍ×高さ５０μｍ）に形成した。このコアの、波長８３０ｎｍにおける屈折率は、１．５９２であった。

つぎに、上記コア形成用の感光性樹脂層の露光部分（コア）および未露光部分（未硬化）の表面に、上記オーバークラッド層の形成材料をスピンコート法により塗布し、厚み２０μｍの塗布層（感光性樹脂層）を形成した。

そして、それをホットプレート上で１２５℃×１５分間加熱し、上記コア形成用の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂とオーバークラッド層形成用の感光性樹脂層の樹脂とを溶融させ、それらの間で樹脂の対流を起こさせ、両樹脂を均一に混合し混合層を形成した。

その後、上記混合層に対して、紫外線を照射し、露光量１０００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行った。その後、それをホットプレート上で１２０℃×５分間加熱し、上記混合層を第３のクラッド層に形成した。このようにして、上記ガラス製基板の表面に、実施例１の光導波路を形成した。

〔実施例２：光導波路の製造（上記第２の実施の形態参照）〕
上記実施例１と同様にして、ガラス製基板の表面に、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層を形成した。

ついで、ＰＥＴ製基板〔１４０ｍｍ×１４０ｍｍ×０．１ｍｍ（厚み）〕の表面に、上記コアの形成材料をアプリケーターにより塗布し、厚み５０μｍの塗布層を形成した。そして、それをオーブンにて１００℃×５分間加熱することにより、溶剤乾燥を行い、コア形成用の感光性樹脂層を形成した。つぎに、ラミネーターを用いて、上記コア形成用の感光性樹脂層を上記アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層に貼り合わせ（ラミネート温度５０℃、圧力１９．６Ｎ）、その後、上記ＰＥＴ製基板を上記コア形成用の感光性樹脂層から剥離した。これにより、上記アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層の表面に、コア形成用の感光性樹脂層を積層した。

つぎに、上記と同様にして、ＰＥＴ製基板の表面に、オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層を形成し、それを上記コア形成用の感光性樹脂層の表面にラミネートして積層した。

その後、幅５０μｍの直線状の開口パターンが形成されたフォトマスクを介して、プロキシミティ露光法（プリントギャップ５０μｍ）により、紫外線（ｉ線）を上記３層の感光性樹脂層に照射し、露光量２５００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行った。これにより、上記露光された３層の直線状の部分を硬化させ、下層から順に、それぞれアンダークラッド層，コア，オーバークラッド層に形成した。

そして、それをホットプレート上で１２０℃×３０分間加熱し、上記３層の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂を溶融させ、それらの間で樹脂の対流を起こさせ、それら３層の未露光部分の樹脂を均一に混合し混合層を形成した。

その後、上記混合層に対して、紫外線を照射し、露光量１０００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行った。その後、それをホットプレート上で１２０℃×５分間加熱し、上記混合した３層の未露光部分を第３のクラッド層に形成した。このようにして、上記ガラス製基板の表面に、実施例２の光導波路を形成した。

〔参考例１：フォトリソグラフィ法による光導波路の製造〕
上記実施例１と同様にして、ガラス製基板の表面に、アンダークラッド層の形成およびコア形成用の感光性樹脂層の形成を経て、そのコア形成用の感光性樹脂層を直線状に露光した後、加熱した。つぎに、γ−ブチロラクトン９０重量％の現像液を用いて現像を行うことにより、未露光部分を溶解させて除去し、コアを形成した。その後、そのコアの表面等に残存する現像液を加熱処理により除去した。そして、上記コアを被覆するよう、上記実施例１と同様にして、上記オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層を形成した後、露光および加熱を行い、オーバークラッド層を形成した。

〔光伝播損失の測定〕
上記実施例１，２および参考例１の光導波路を、コアに沿って１０ｃｍの長さに切断し、光伝播損失の測定した。その結果、光伝播損失は、実施例１が１．５６、実施例２が１．７３、参考例１が１．５０であった。

上記結果から、実施例１，２の方法により製造された光導波路では、参考例１のフォトリソグラフィ法により製造された光導波路と同等の優れた光伝播性能を有することがわかる。このように、同等の光伝播性能を有する光導波路を製造するに際し、実施例１，２では、参考例１と比較して、現像工程が不要である。このため、実施例１，２では、工程数を少なくすることができ、しかも、安全性に問題がある現像液を使用しなくてもよいため安全である。

本発明の光導波路の製造方法の第１の実施の形態によって得られた光導波路を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の光導波路の製造方法の第１の実施の形態を模式的に示す説明図である。 本発明の光導波路の製造方法の第２の実施の形態により得られた光導波路を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の光導波路の製造方法の第２の実施の形態を模式的に示す説明図である。

符号の説明

２ アンダークラッド層
３ コア
３Ａ コア形成用の感光性樹脂層
４Ａ オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層
５ 第３のクラッド層
５Ａ 混合層

Claims (4)

1. アンダークラッド層を形成する工程と、このアンダークラッド層の表面に，コア形成用の第１の感光性樹脂層を形成する工程と、このコア形成用の第１の感光性樹脂層に対して所定パターンの露光を施し，その露光部分をコアに形成する工程と、上記露光後，上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の露光部分からなるコアおよび未露光部分の表面を，オーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層で被覆する工程と、上記第１および第２の感光性樹脂層を加熱し，上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂とオーバークラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の樹脂とを溶融混合し混合層にする工程と、上記混合層を露光し，その露光された混合層を第３のクラッド層に形成する工程とを備えていることを特徴とする光導波路の製造方法。
2. アンダークラッド層形成用の第１の感光性樹脂層を形成する工程と、このアンダークラッド層形成用の第１の感光性樹脂層の表面に，コア形成用の第２の感光性樹脂層を形成する工程と、このコア形成用の第２の感光性樹脂層の表面に，オーバークラッド層形成用の第３の感光性樹脂層を形成する工程と、上記第１，第２および第３の感光性樹脂層に対して所定パターンの露光を施し，その露光された上記第１，第２および第３の各感光性樹脂層の部分をそれぞれアンダークラッド層，コア，オーバークラッド層に形成する工程と、上記露光後，上記第１，第２および第３の感光性樹脂層を加熱し，上記第１，第２および第３の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂を溶融混合し混合層にして上記第１，第２および第３の感光性樹脂層の露光部分からなるアンダークラッド層，コア，オーバークラッド層と隣接させる工程と、上記混合層を露光し、その露光された混合層を第３のクラッド層に形成する工程とを備えていることを特徴とする光導波路の製造方法。
3. 上記第１，第２および第３の感光性樹脂層に対する露光が、同時に行われる請求項２記載の光導波路の製造方法。
4. 上記加熱が、１００〜２００℃の範囲内において、５〜３０分間の範囲内で行われる請求項１〜３のいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。

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