JP2011221226A

JP2011221226A - 光導波路の製造方法

Info

Publication number: JP2011221226A
Application number: JP2010089378A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ishikawa; 佳寛石川; Takashi Sueyoshi; 孝末吉; Seiichi Saito; 誠一斎藤
Original assignee: Adeka Corp
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-11-04

Abstract

【課題】ＤＦＲ法により感光性高分子材料の層を形成する場合でも、耐屈曲性が良好なポリマー光導波路の製造方法を提供すること。
【解決手段】下部クラッド層５表面に、支持体フィルム１上に形成された感光性高分子材料からなるドライフィルム２を、減圧条件下に熱圧着により貼り合せてコア材料層７を形成する工程、前記コア材料層７上の前記支持体フィルム１を剥離する工程、前記コア材料層７の表面を平滑にするための熱処理をする工程、及び熱処理された前記コア材料層７に対してコア部９を形成するための所定形状のパターン露光をする工程を含むことを特徴とする光導波路１１の製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、光導波路を製造する方法に関する。

近年、通信インフラの急速な広帯域化やコンピュータ等の情報処理能力の飛躍的な向上に伴い、高速な情報伝送路を有する情報処理回路基材のニーズが高まっている。このような背景のもと、電気信号の伝送速度限界を突破する一つの手段として、光信号による伝送が考えられている。このような光信号を伝送するための情報処理回路基材として、安価で加工が容易である点から、ポリマーにより形成された光導波路（ポリマー光導波路）が注目されている。

ポリマー光導波路を製造する方法としては、感光性高分子材料を用いてフォトリソグラフィによってパターニングする方法が知られており、ポリマー光導波路のクラッド層やコア部となる感光性高分子材料の層を形成するために、感光性高分子材料からなるドライフィルムレジストを用いた方法（以下、ＤＦＲ法という）も知られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。

特開２００３−１９５０８1号公報特開２００９−２６５３４０号公報

基板等の上に、感光性高分子材料の層を形成する場合、ＤＦＲ法は、感光性高分子材料の溶液を塗布する方法（以下、塗布法という）よりも、製造工程が簡便であり、大面積の構造体が形成可能であるが、ＤＦＲ法により得られたポリマー光導波路は、塗布法により得られるポリマー光導波路よりも耐屈曲性が十分とは言えず、クラック、破断、コア部とクラッド層との剥離、伝送光損失の増加等が起こりやすいという問題があった。
従って、本発明の目的は、ＤＦＲ法により感光性高分子材料の層を形成する場合でも、耐屈曲性が良好なポリマー光導波路の製造方法を提供することにある。

本発明者等は、鋭意検討した結果、感光性高分子材料の層の形成方法に着目し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下部クラッド層表面に、支持体フィルム上に形成された感光性高分子材料からなるドライフィルムを、減圧条件下に熱圧着により貼り合せてコア材料層を形成する工程、前記コア材料層上の前記支持体フィルムを剥離する工程、前記コア材料層の表面を平滑にするための熱処理をする工程、及び、熱処理された前記コア材料層に対してコア部を形成するための所定形状のパターン露光をする工程を含むことを特徴とする光導波路の製造方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明によれば、耐屈曲性に優れたポリマー光導波路が得られる。

図１は、本発明の光導波路の製造に用いるドライフィルムレジストの断面の模式図である。図２は、本発明の光導波路の製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

本発明のポリマー光導波路の製造方法は、下部クラッド層表面に、支持体フィルム上に形成された感光性高分子材料からなるドライフィルムを、減圧条件下に熱圧着により貼り合せてコア材料層を形成する工程、前記コア材料層上の前記支持体フィルムを剥離する工程、前記コア材料層の表面を平滑にするための熱処理をする工程、及び熱処理された前記コア材料層に対してコア部を形成するための所定形状のパターン露光をする工程を含むことを特徴とする。

本明細書では、感光性高分子材料が支持体フィルムと保護フィルムによりラミネートされたものをドライフィルムレジストと言う場合があり、支持体フィルムと保護フィルムにラミネートされた感光性高分子材料、及びドライフィルムレジストから支持体フィルムと保護フィルムとを剥離したものをドライフィルムと言う場合がある。また、本明細書では、紫外線等のエネルギー線を照射することにより硬化する硬化性組成物を感光性高分子材料と言い、１００〜２５０℃程度に加熱することにより硬化する硬化性組成物を感熱性高分子材料と言う。
以下、本発明を、好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。

＜ドライフィルムレジスト＞
本発明では、光導波路のコア部を形成するための感光性高分子材料として、該感光性高分子材料層が支持体フィルムと保護フィルムにラミネートされたドライフィルムレジストを用いる。図１には、ドライフィルムレジストの断面の模式図が示されている。図１に示すように、ドライフィルムレジスト４は、支持体フィルム３上に、コア部を形成するための感光性高分子材料層２（ドライフィルム）が形成され、感光性高分子材料層２の上に保護フィルム１がラミネートされている。

支持体フィルム３としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等を用いることができるが、支持体フィルム３としての熱的特性及び機械的特性に優れることから、ＰＥＴフィルムが好ましい。支持体フィルム３の膜厚は、通常１μｍ〜５ｍｍの範囲内であり、光導波路のクラッド層やコア部の形成が容易であることから、１０μｍ〜１００μｍの範囲内が好ましい。

また、保護フィルム１としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンビニルアルコール（ＥＶＡ）フィルム等を用いることができるが、安価であり、表面の滑り性に優れることから、ポリエチレンフィルムが好ましい。保護フィルム１の膜厚は、通常１〜５００ｍｍの範囲内であり、剥離が容易であることから、５〜１００μｍの範囲内が好ましい。

ドライフィルムレジスト４では、支持体フィルム３の上に、コア部を形成するための感光性高分子材料層２が形成されるが、コア部を形成するための感光性高分子材料としては、硬化後の、伝送波長における屈折率が、１．４５〜１．６であるものが好ましく、このような高分子材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリシロキサン系樹脂等を樹脂成分とする感光性高分子材料が挙げられ、これらの中でも、耐熱性が高く、耐屈曲性に優れた光導波路が得られることから、エポキシ基を有するポリシロキサン系樹脂と光酸発生剤とを含有する感光性組成物が好ましく、特に、特開２００４−１０８４９号公報又は特開２００７−２３８８６８号公報に記載の感光性組成物が好ましい。

コア部を形成するための感光性高分子材料は、有機溶媒で希釈してから、支持体フィルム３上にスプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等の方法により塗布され、乾燥して感光性高分子材料層２を形成した後、保護フィルム１がラミネートされる。ドライフィルムレジスト４の感光性高分子材料層２の厚さは、所望するポリマー光導波路の厚さにより変わるが、１０〜２００μｍが目安となる。

また、本発明では、下部クラッド層及び／又は上部クラッド層を形成するためにドライフィルムレジスト４を使用してもよい。

図２は、本発明の光導波路の製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。以下、図２を参照しながら、本発明の光導波路の製造方法を説明する。尚、図２中、５は下部クラッド層、６は基板、７はコア材料層（感光性高分子材料層）、８はフォトマスク、９はコア部、１０は上部クラッド層及び１１は光導波路を示している。

＜下部クラッド層の形成工程＞
図２（ａ）は、基板６上に形成された下部クラッド層５を示す断面図である。
下部クラッド層５としては、コア部９よりも導波光の伝送波長における屈折率が低くなるような硬化性高分子材料の硬化物であればよく、感光性高分子材料の硬化物又は感熱性高分子材料の硬化物のどちらでもよいが、コア部９を形成する工程と同様の製造装置が使用できることから、感光性高分子材料の硬化物であることが好ましい。下部クラッド層５の厚さは、特に限定されないが、５〜２０μｍが目安となる。

基板６上に形成された下部クラッド層５用の硬化性高分子材料の層（下部クラッド材料層）を硬化させるには、通常知られた条件によればよく、例えば、その硬化性高分子材料が、感熱性高分子材料の場合には、１００〜２００℃程度に加熱することにより、感光性高分子材料の場合には、紫外線等の活エネルギー線を照射することにより硬化すればよい。

感光性高分子材料を用いて下部クラッド層５を形成する場合、下部クラッド層５は、感光性高分子材料の層を基板６上に形成した後、光硬化させて形成されるが、この感光性高分子材料の層は、感光性高分子材料又はその溶液を基板６上に塗布して形成してもよいし、図１に示すような感光性高分子材料層２（ドライフィルム）を保護フィルム１と支持体フィルム３でラミネートしたドライフィルムレジスト４を基板６に貼り合わせて形成してもよい。

ドライフィルムレジスト４を用いる場合には、ドライフィルムレジスト４の保護フィルム１を剥離し、感光性高分子材料層２の面を基板６に貼り合わせた後、紫外線等の活エネルギー線を照射し硬化する。ドライフィルムレジスト４を基板６に貼り合わせる場合には、基板６と下部クラッド層５の密着性が向上することから、ドライフィルムレジスト４を基板６に、減圧条件下に熱圧着することが好ましい。

ドライフィルムレジスト４を減圧条件下に熱圧着する場合には、真空度１００Ｐａ以下、好ましくは１０Ｐａ以下、更に好ましくは１Ｐａ以下で、基板６に対してドライフィルムレジスト４を、温度５０〜１００℃、圧力０．０５〜１ＭＰａの条件でロール又プレスにより貼り付けることが好ましく、特に、高減圧、加熱、プレス処理が同一のチャンバー（処理槽）で行うことができることから、真空ラミネーターを用いることが好ましい。

ドライフィルムレジスト４を用いて感光性高分子材料の層を形成した場合には、下部クラッド層５の表面が平滑になることにより、下部クラッド層５とコア部９との界面が平滑になり本発明による光導波路１１の光損失が抑制されるとともに耐屈曲性が向上することから、ドライフィルムレジスト４の支持体フィルム３を剥離してから、熱処理して感光性高分子材料層２を平坦化してから、光硬化させることが好ましい。

＜減圧条件下での熱圧着によるコア材料層の形成工程＞
図２（ｂ）は、基板６上の下部クラッド層５の表面に、支持体フィルム３上に形成された感光性高分子材料層２（ドライフィルム）が貼り会わされて形成されたコア材料層７を示す断面図である。コア材料層７は、ドライフィルムレジスト４の保護フィルム１を剥離した後、感光性高分子材料層２の面を下部クラッド層５の表面に、減圧条件下に熱圧着により貼り合わせることにより形成される。

減圧条件下に熱圧着する条件は、真空度１００Ｐａ以下、好ましくは１０Ｐａ以下、更に好ましくは１Ｐａ以下で、温度５０〜１００℃、圧力０．１〜５ＭＰａ、好ましくは０．２〜１ＭＰａ、更に好ましくは０．３〜０．８ＭＰａのロール又はプレスにより貼り付けることが好ましく、特に、高減圧、加熱、プレス処理が同一のチャンバー（処理槽）で行うことができることから、真空ラミネーターを用いることが好ましい。

＜支持体フィルムの剥離工程＞
図２（ｃ）は、コア材料層７上の、ドライフィルムレジスト４由来の支持体フィルム３が剥離されている様子を示す断面図である。本発明では、次の工程でコア材料層７の表面を平滑にする目的で熱処理を行うが、熱処理前にコア材料層７上の支持体フィルム３を剥離することにより、より短時間でコア材料層７の表面を平滑にすることができる。

＜平滑化のための熱処理工程＞
図２（ｄ）は、コア材料層７に熱処理が行われている様子を示す断面図である。本発明では、コア材料層７の表面を平滑にする目的で熱処理を行う。熱処理の温度及び時間は、コア部９形成用の感光性高分子材料により異なるが、コア部９形成用の感光性高分子材料の粘度が１〜５００００Ｐａ・ｓ、好ましくは５〜１００００Ｐａ・ｓとなる温度で、１〜６０分間、好ましくは５〜３０分間、熱処理することが好ましい。尚、このような温度は、例えば、加温機能を有するレオメーターを使用することにより求めることができる。熱処理の方法は、特に限定されず、通常フォトレジストをプリベイク又はポストベイクする場合と同様の方法、例えば、加温槽により加温する方法、ホットプレートにより加温する方法等のいずれでもよい。

＜パターン露光工程＞
図２（ｅ）は、熱処理されたコア材料層７に対して、フォトマスク８を用いてコア部９を形成するための所定形状のパターン露光をする様子を示す断面図である。露光は、フォトマスク等を介した光照射であってもよく、レーザー光による選択的照射でもよいが、製造効率が優れることから、フォトマスク８を介した光照射が好ましい。

照射する光の波長や光量は、コア部９形成用の感光性高分子材料の種類により異なるが、例えば、３６５ｎｍ程度の紫外光を５００〜２５００ｍＪ露光するような条件が選ばれる。パターン露光後、更に現像前ベーキング（Post Exposure Bake)を行ってもよい。現像前ベーキングとは、露光後現像前に行われる熱処理であり、現像前ベーキングを行うことにより、露光された部分の変質（硬化等）が更に促進される。現像前ベーキングは、コア部９形成用の感光性高分子材料の種類により異なるが、温度８０〜１６０℃程度で、２０分〜１２０分間程度行うことが目安となる。

＜現像工程＞
図２（ｆ）は、パターン露光したコア材料層７が現像処理によりコア部９が形成される様子を示す断面図である。現像処理により、感光性高分子材料がポジ形の場合には露光されなかった部分、ネガ型の場合には露光された部分が、現像液で洗い流され、コア部９が形成される。

現像液としては、感光性高分子材料の種類により異なるが、例えば、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、アセトン、メチルエチルケトン等の有機溶剤及びこれらの混合物や、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアルカリ類の水溶液が挙げられる。

現像方法としては、スプレーにより現像液を噴射する方法や超音波洗浄を利用する方法等が挙げられる。

＜上部クラッド層の形成工程＞
図２（ｇ）は、現像により形成されたコア部９を埋設するようにして上部クラッド層１０が形成される様子を示す断面図である。
上部クラッド層１０としては、コア部９よりも導波光の伝送波長における屈折率が低くなるような硬化性高分子材料の硬化物であればよく、感光性高分子材料の硬化物又は感熱性高分子材料の硬化物のどちらでもよいが、下部クラッド層５との密着性に優れ、耐屈曲性が向上することから、下部クラッド層５に用いた硬化性高分子材料と同一の硬化性高分子材料であることが好ましい。

上部クラッド層１０用の硬化性高分子材料の層（上部クラッド材料層）を形成するための方法としては、硬化性高分子材料又はその溶液を基板６上に塗布して形成してもよいし、図１に示したようなドライフィルムレジスト４を基板６に貼り合わせて形成してもよい。

ドライフィルムレジスト４を用いる場合には、ドライフィルムレジスト４の保護フィルム１を剥離し、感光性高分子材料層２の面をコア部９が形成された面に貼り合わせた後、紫外線等の活エネルギー線を照射し硬化する。

ドライフィルムレジスト４を貼り合わせる場合には、パターニングしたコア部９に対しても密着性が向上することから、基板６に減圧条件下に熱圧着することが好ましい。
減圧条件下に熱圧着する条件は、真空度１００Ｐａ以下、好ましくは１０Ｐａ以下、更に好ましくは２Ｐａ以下で、温度５０〜１００℃、圧力０．１〜５ＭＰａ、好ましくは０．２〜２ＭＰａ、更に好ましくは０．３〜０．１ＭＰａのロール又はプレスにより貼り付けることが好ましく、特に、高減圧、加熱、プレス処理が同一のチャンバー（処理槽）で行うことができることから、真空ラミネーターを用いることが好ましい。

コア部９を埋設するように形成された上部クラッド層１０用の硬化性高分子材料の層を硬化させるには、通常知られた条件によればよく、例えば、その硬化性高分子材料が、感光性高分子材料の場合には、１００〜２００℃程度に加熱することにより、感光性高分子材料の場合には、紫外線等の活エネルギー線を照射することにより硬化すればよい。上部クラッド層１０の厚さは特に限定されないが、コア部９上において下部クラッド層５と同程度の厚さであることが好ましい。

このような工程を経て、図１（ｇ）に示すような光導波路１１が形成される。形成された光導波路１１は、感光性高分子材料から成るコア部９とこれを被覆するクラッド層（下部クラッド層５及び上部クラッド層１０）によって形成されたものであり、コア部９はクラッド層よりも屈折率が高く、内部を伝搬する光を全反射によってコア内に閉じこめるものである。尚、光導波路１１は、基板６に密着させたまま使用してもよいし、基板６から剥離させて使用してもよい。

以下、本発明について、実施例を用いて具体的に説明するが、本発明の範囲は、実施例により、何ら限定されるものではない。尚、本発明の実施例において質量平均分子量とは、テトラヒドロフラン溶媒にてＧＰＣ分析を行ったときの、ポリスチレン換算の質量平均分子量を言う。

クラッド層形成用及びコア部形成用の感光性高分子材料に用いる原料は以下の通りである。

＜ケイ素含有重合体Ａ：クラッド層形成用＞
特開２００７−２３８８６８号公報の実施例に準拠し、以下の方法でクラッド形成用のケイ素含有重合体Ａを得た。
反応槽１において、フェニルトリメトキシシラン１１９．０ｇ（０．６ｍｏｌ）、ジメチルジメトキシシラン４８．１ｇ（０．４ｍｏｌ）、触媒として０．０３２％リン酸水溶液を１０８．０ｇを混合して、１０℃にて２時間の攪拌の後、０．５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を６．０６ｇ加えた。
また、反応槽２において、３，４−エポキシシクロへキシルエチルトリメトキシシランを２４６．４ｇ（１．００ｍｏｌ）、エタノール１０８．０ｇを混合して、０．０３２％のリン酸水溶液１０８．０ｇを反応液の温度が１０℃を超えないように注意しながら５分間かけて滴下し、１０℃以下で２時間攪拌した。その後、０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を６．０６ｇ加えた。

上記の反応槽１に反応槽２中の反応液を添加し、混合した後、トルエンを１２００ｍｌ、及びエタノールを１２００ｍｌ加え、外浴を１３０℃に加熱した。共沸により水を除去しながら、ケイ素含有重合体の重量平均分子量が９０００以上となるまで重縮合を行った。オルトギ酸トリエチル１７８０ｇ（１２ｍｏｌ）を添加して１３０℃まで加温し、１３０℃到達後、１時間加熱攪拌した。吸着剤を９０ｇ加え、１００℃で１時間加熱攪拌した。吸着剤をろ過して除去後、６０℃、２０ｍｍＨｇにて揮発成分を除去し、トルエン４５ｇ、及びメタノール１０００ｇを加えて２層分離した。下層を６０℃、３ｍｍＨｇにて揮発成分を除去し、ケイ素含有重合体Ａを得た。
ケイ素含有重合体Ａの質量平均分子量は１２０００、電位差法により測定したエポキシ当量は３０７であり、¹Ｈ−ＮＭＲによる分析ではシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）は検出されなかった。

＜ケイ素含有重合体Ｂ：コア部形成用＞
特開２００７−２３８８６８号公報の実施例に準拠し、以下の方法でクラッド形成用のケイ素含有重合体Ｂを得た。
反応槽３において、フェニルトリメトキシシランを１３８．８ｇ（０．７０ｍｏｌ）、ジメチルジメトキシシランを６．０ｇ（０．０５ｍｏｌ）、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを２３．６ｇ（０．１０ｍｏｌ）、及び０．０３２％リン酸水溶液９１．８ｇを混合して、１０℃にて２時間の攪拌の後、０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を５．７４ｇ加えた。
また、反応槽４において、３，４−エポキシシクロへキシルエチルトリメトキシシランを３７．０ｇ（０．１５ｍｏｌ）、及びエタノールを１６．２ｇを混合して、０．０３２％のリン酸水溶液１６．２ｇを反応液の温度が１０℃を超えないように注意しながら５分間かけて滴下し、１０℃以下で２時間攪拌した。その後、０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を１．０１ｇ加えた。

上記の反応槽３と反応槽４の反応液を混合し、さらにトルエンを６００ｍｌ、及びエタノールを６００ｍｌ加えて、外浴温度を１３０℃まで加熱し、共沸により水を除去しながら、ケイ素含有重合体の重量平均分子量が１７００となるまで加熱縮重合を行った。オルトギ酸トリエチル１７８０ｇ（１２．０ｍｏｌ）を添加して１３０℃まで加温し、１３０℃到達後、１時間加熱攪拌した。吸着剤を９０ｇ加え、１００℃で１時間加熱攪拌した。吸着剤をろ過して除去後、１２０℃、３ｍｍＨｇにて揮発成分を除去し、トルエン４５ｇ、及びメタノール１０００ｇを加えて２層分離した。下層を１１０℃、３ｍｍＨｇにて揮発成分を除去し、ケイ素含有重合体Ｂを２００ｇ得た。
ケイ素含有重合体Ｂの重量平均分子量は２８００、電位差法により測定したエポキシ当量は５８４であり、¹Ｈ−ＮＭＲによる分析の結果、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）は検出されなかった。

＜エポキシ化合物Ａ＞
２，２−ビス（３，４−エポキシシクロへキシル）プロパン
＜エポキシ化合物Ｂ＞
３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
＜光酸発生剤＞
ビス−［４−（ビス（４−ブトキシフェニル）スルホニオ）フェニル］スルフィドヘキサフルオロアンチモネート
＜溶剤＞
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート

上記のケイ素含有重合体Ａ及びＢ、エポキシ化合物Ａ及びＢ、光酸発生剤、並びに溶剤を用いて、表１に示す組成にて混合し、孔径０．１μｍのメンブランフィルターでろ過後、溶液中の気泡を除去することにより、クラッド層形成用の感光性高分子材料及びコア部形成用の感光性高分子材料を調製した。尚、表中の数字は、質量部を表わす。

上記で得られた感光性高分子材料を用いて、下記の手順により、下部クラッド層形成用、上部クラッド層形成用及びコア部形成用のドライフィルムレジストを作製した。

〔下部クラッド層形成用ドライフィルムレジストの作製〕
支持体フィルムとなるＰＥＴフィルム上にアプリケーターを用いて、クラッド層形成用の感光性高分子材料を、乾燥後の厚さが約３０μｍとなるよう塗膜し、１２０℃に設定したオーブンで１０分間加熱し乾燥させた。オーブンから取り出して空冷後、感光性高分子材料層の上に保護フィルムとしてＰＥＴフィルムを貼り付け下部クラッド形成用ドライフィルムレジストを作製した。

〔上部クラッド層形成用ドライフィルムレジストの作製〕
支持体フィルムとなるＰＥＴフィルム上にアプリケーターを用いて、クラッド層形成用の感光性高分子材料を、乾燥後の厚さが約７０μｍとなるよう塗膜し、１２０℃に設定したオーブンで１０分間加熱し乾燥させた。オーブンから取り出して空冷後、感光性高分子材料層の上に保護フィルムとしてＰＥＴフィルムを貼り付け上部クラッド形成用ドライフィルムレジストを作製した。

〔コア部形成用ドライフィルムレジストの作製〕
支持体フィルムとなるＰＥＴフィルム上にアプリケーターを用いて、コア部形成用の感光性高分子材料を、乾燥後の厚さが約３５μｍとなるよう塗膜し、１２０℃のオーブンで１０分間加熱し乾燥させた。オーブンから取り出して空冷後、感光性高分子材料層の上に保護フィルムとしてＰＥＴフィルムを貼り付けコア部形成用ドライフィルムを作製した。

実施例１〔光導波路の作製〕
上記で得られた下部クラッド層形成用、上部クラッド形成用層及びコア部形成用のドライフィルムレジスト、並びにガラス基板を用いて、下記の手順により、実施例１の光導波路を作製した。

〔下部クラッド層の形成〕
下部クラッド形成用ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離し、感光性高分子材料層（ドライフィルム）の面を、ガラス基板上に乗せ、ダイアフラム式真空ラミネーター（ニチゴーモートン社製、型式：Ｖ−１３０）にセットした。温度６０℃、真空度１Ｐａ以下で、６０秒間減圧した後、温度６０℃、圧力０．６ＭＰａ、加圧時間６０秒の条件でドライフィルムを基板に貼り合わせて下部クラッド材料層を形成した。真空ラミネーター装置から取り出して空冷し、支持体フィルムを剥離した後、１５０℃のオーブンで１５分間加熱を行うことで、感光性高分子材料層からなる下部クラッド材料層の表面を平坦化させた。その後、下部クラッド材料層に超高圧水銀灯により４０００ｍＪ／ｃｍ²（波長３６５ｎｍ露光換算）の紫外線を照射し、更に１８０℃のオーブンで１５分間加熱して硬化させることにより、下部クラッド層を形成した。

〔コア部の形成〕
コア部形成用ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離し、感光性高分子材料層（ドライフィルム）の面を、上記で得られた下部クラッド層上に乗せ、ダイアフラム式真空ラミネーターにセットした。温度６０℃、真空度１Ｐａ以下で、６０秒間減圧した後、温度６０℃、圧力０．６ＭＰａ、加圧時間６０秒の条件でドライフィルムを下部クラッド層に貼り合わせて、コア材料層を形成した。真空ラミネーター装置から取り出して空冷し、支持体フィルムを剥離した後、１５０℃のオーブンで１５分間加熱を行うことで、感光性高分子材料層からなるコア材料層の表面を平坦化させた。空冷後、コア材料層に、フォトマスク（マスク幅４０μｍ、マスク間距離１００μｍ）を介して超高圧水銀灯により２０００ｍＪ／ｃｍ²（波長３６５ｎｍ露光換算）の紫外線を照射した。紫外線照射後、現像前ベーキングとして、８０℃のオーブンで２０分間加熱した。この後、アセトンを用いてスプレー現像を行った。１５０度で１５分間加熱することで、コア部を形成した。

〔上部クラッド層の形成：光導波路の作製〕
上部クラッド層形成用ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離し、感光性高分子材料層（ドライフィルム）の面を、上記で得られたコア部上に乗せ、ダイアフラム式真空ラミネーターにセットした。温度６０℃、真空度１Ｐａ以下で、６０秒間減圧した後、温度６０℃、圧力０．６ＭＰａ、加圧時間６０秒の条件でドライフィルムを基板に貼り合わせて、上部クラッド材料層を形成した。真空ラミネーター装置から取り出して空冷し、支持体フィルムを剥離した後、１５０℃のオーブンで１５分間加熱を行うことで、感光性高分子材料層からなる上部クラッド材料層の表面を平坦化させた。その後、上部クラッド材料層に超高圧水銀灯により４０００ｍＪ／ｃｍ²（波長３６５ｎｍ露光換算）の紫外線を照射し、更に１８０℃のオーブンで１５分間加熱して硬化させることにより、上部クラッド層を形成することで、実施例１の光導波路を作製した。

比較例１及び２〔比較用の光導波路の作製〕
実施例１において、コア部の形成を下記の手順で行う以外は、実施例１と同様の手順により、比較用の光導波路を作製した。

〔コア部の形成：比較例１〕
コア部形成用ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離し、感光性高分子材料層（ドライフィルム）の面を、下部クラッド層上に乗せ、熱プレス機（３００ＫＮヒータープレス、エヌピーエーシステム社製、型式５０１８−００）にセットした。大気圧下、温度６０℃、圧力０．６ＭＰａ、加圧時間６０秒の条件でドライフィルムを下部クラッド層に貼り合わせて、コア材料層を形成した。熱プレス機から取り出して空冷し、支持体フィルムを剥離した後、１５０℃のオーブンで１５分間加熱を行うことで、感光性高分子材料層からなるコア材料層の表面を平坦化させた。空冷後、コア材料層に、フォトマスク（マスク幅４０μｍ、マスク間距離１００μｍ）を介して超高圧水銀灯により２０００ｍＪ／ｃｍ²（波長３６５ｎｍ露光換算）の紫外線を照射した。紫外線照射後、現像前ベーキングとして、８０℃のオーブンで２０分間加熱した。この後、アセトンを用いてスプレー現像を行った。１５０度で１５分間加熱することで、コア部を形成した。

〔コア部の形成：比較例２〕
コア部形成用ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離し、感光性高分子材料層（ドライフィルム）の面を、下部クラッド層上に乗せ、熱プレス機にセットした。大気圧下、温度６０℃、圧力０．６ＭＰａ、加圧時間６０秒の条件でドライフィルムを下部クラッド層に貼り合わせて、コア材料層を形成した。熱プレス機から取り出して空冷し、支持体フィルムを剥離することなしに、１５０℃のオーブンで１５分間加熱を行うことで、感光性高分子材料層からなるコア材料層の表面を平坦化させた。空冷後、コア材料層に、フォトマスク（マスク幅４０μｍ、マスク間距離１００μｍ）を介して超高圧水銀灯により２０００ｍＪ／ｃｍ²（波長３６５ｎｍ露光換算）の紫外線を照射した。紫外線照射後、現像前ベーキングとして、８０℃のオーブンで２０分間加熱した。この後、アセトンを用いてスプレー現像を行った。１５０度で１５分間加熱することで、コア部を形成した。

〔評価用の光導波路の作製〕
実施例１並びに比較例１及び２の基板付の光導波路をダイシングして端面出し、光路長５ｃｍの光導波路とした。その後、基板から光導波路を剥離し、光路方向の長さが５ｃｍ、幅３ｍｍの光導波路の試験片をそれぞれ２０個作製した。

下記の方法により耐屈曲試験を行い、耐屈曲性を評価した。尚、試験前の光導波路の試験片は何れも、挿入損失が０．５ｄＢｍ以下であり、目視では割れ、剥離等の外観の異常はみられなかった。結果を表２に示す。

〔耐屈曲試験〕
光導波路の各試験片について、２５℃における挿入損失の測定を行った後に、ＪＰＣＡ規格の「高分子光導波路の試験方法(JPCA-4PE02-05-1S-2008)」の耐屈曲試験に準拠し耐屈曲試験を行った。但し、試験温度２５℃、平行平板ギャップ３ｍｍ、往復運動速度５００回／分、試験継続回数１００００回とした。１００００回の屈曲終了後に、各試験片について、２５℃における挿入損失を下記の手順で測定し、実施例１並びに比較例１及び２の各２０個の試験片の試験後の挿入損失の低下の平均、及び試験前より挿入損失が０．３ｄＢ以上低下した試験片の個数を調べた。

〔挿入損失測定方法〕
挿入損失は、ＪＰＣＡ規格の「高分子光導波路の試験方法(JPCA-4PE02-05-1S-2008)」の挿入損失の測定方法に準拠して測定した。なお、駿河精機社製の調芯機を用い、測定用光源としては、０．８５μｍのＡＳＥ光源(ファイバーラボ社製、型式：ＡＳＥ０８５０−０５)を使用した。シングルモードファイバーで試験片の一方の端面（入射端）から光を入射し、試験片の他方の端面（出射端）から出射した光を２００ＰＣＦファイバーで受光し、ファイバーで受けた光を光検出器（アンリツ社製、型式ＭＵ９３１４２２Ａ）で計測した。測定の際、入射端、出射端にそれぞれ屈折率整合剤を使用した。

表２の結果から、本発明の製造方法による光導波路は高い耐屈曲性を示すことが明らかである。

１．保護フィルム
２．感光性高分子材料層（ドライフィルム）
３．支持体フィルム
４．ドライフィルムレジスト
５．下部クラッド層
６．基板
７．コア材料層（感光性高分子材料層）
８．フォトマスク
９．コア部
１０．上部クラッド層
１１．光導波路

Claims

下部クラッド層表面に、支持体フィルム上に形成された感光性高分子材料からなるドライフィルムを、減圧条件下に熱圧着により貼り合せてコア材料層を形成する工程、前記コア材料層上の前記支持体フィルムを剥離する工程、前記コア材料層の表面を平滑にするための熱処理をする工程、及び熱処理された前記コア材料層に対してコア部を形成するための所定形状のパターン露光をする工程を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
前記熱処理を、前記感光性高分子材料の粘度が１〜５００００Ｐａ・ｓとなるような温度で行う、請求項１に記載の光導波路の製造方法。
前記感光性高分子材料として、エポキシ基を有するポリシロキサン化合物と光酸発生剤とを含有する感光性高分子組成物を用いる、請求項１又は２に記載の光導波路の製造方法。
前記下部クラッド層として、基板上に、支持体フィルム上に形成された感光性高分子材料からなるドライフィルムを、真空ラミネーターにより貼り合せて下部クラッド材料層を形成する工程、前記下部クラッド材料層上の前記支持体フィルムを剥離する工程、前記下部クラッド材料層の表面を平滑にするための熱処理をする工程、及び露光し硬化する工程により得られた下部クラッド層を用いる、請求項１〜３の何れか１項に記載の光導波路の製造方法。