JP3335276B2 - 高分子光導波路の製造方法 - Google Patents
高分子光導波路の製造方法Info
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- JP3335276B2 JP3335276B2 JP8597796A JP8597796A JP3335276B2 JP 3335276 B2 JP3335276 B2 JP 3335276B2 JP 8597796 A JP8597796 A JP 8597796A JP 8597796 A JP8597796 A JP 8597796A JP 3335276 B2 JP3335276 B2 JP 3335276B2
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- optical waveguide
- bis
- electron beam
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高分子光導波路の製
造方法に関し、特に電子線描画又はマスクを介した電子
線照射法を用いる高分子光導波路の製造方法に関する。
造方法に関し、特に電子線描画又はマスクを介した電子
線照射法を用いる高分子光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】将来のマルチメディア時代に向けての光
通信手段が具体化するにつれ、高性能で且つ高付加価値
を有する種々の光通信用部品開発への要望が高まってい
る。また、これら光部品を高密度実装する光配線技術、
特に光導波路製造技術の確立が望まれている。光導波路
の要求条件としては、シングルモードで導波すること、
光損失が小さいこと、コアとクラッドの屈折率差（以
下、Δと略す）が自由に制御できること、耐熱性に優れ
ること、製造が容易であること、等が挙げられる。この
中で、導波条件はΔとコア寸法で一意に決まるため、シ
ングルモード光導波路製造に当っては、この両者を精密
に制御することが必要不可欠である。従来の低損失シン
グルモード光導波路材料には石英系が使用されている。
光ファイバで実証済みのように、石英は通信波長帯での
光透過性が極めて良好であるため、光導波路を作製した
場合に波長１．３μｍで０．１ｄＢ／ｃｍ以下の低損失
化が達成されている。しかし、石英系光導波路製造には
多大な時間を要すること、製造時に１０００℃以上の高
温プロセスが必要であること、大面積化が困難であるこ
と、等の製造上の問題点がある。一方、低温プロセスで
光導波路製造が可能な材料としては、ポリメチルメタク
リレート（以下、ＰＭＭＡと略す）等の高分子材料が挙
げられる。ＰＭＭＡはスピンコート法で成膜できるた
め、比較的大面積の導波路製造も容易であり、経済化の
点でもメリットがある材料である。反面、耐熱温度が１
００℃以下であるため、ハンダ耐熱性を有さない欠点が
ある。ここで、半導体プロセスやハンダ接着工程との共
存が可能な３００〜４００℃付近のプロセス温度と耐熱
性を有し、石英系とＰＭＭＡ系の両者の欠点を解決でき
る材料として、ポリイミドが挙げられる。しかし、従来
のポリイミドの適用先として、電子部品の絶縁膜、フレ
キシブルプリント配線板等の電子材料には多く用いられ
ているが、光導波路等の光学部品への適用実績はほとん
ど無い。このような観点に立ち、本発明者らはポリイミ
ド光導波路の研究開発を進めている。本発明者らは特開
平４−８７３４号公報でフッ素化ポリイミドを共重合す
ることで光導波路の形成に必要な屈折率制御が可能であ
ることを明らかにした。また、これらのフッ素化ポリイ
ミドを用いた光導波路については特開平４−９８０７
号、同４−２３５５０５号、同４−２３５５０６号各公
報で明らかにした。しかし、これらのポリイミド光導波
路の製造方法は、半導体製造プロセスで広く用いられて
いるリアクティブ イオン エッチング（ＲＩＥ）法を
用いる手法が主流であり、製造に当っては多くの工程を
経るため、製造に長時間を要する欠点があった。このた
め、ＲＩＥ法を用いたポリイミド光導波路の製造方法に
代る短時間製造法が望まれている。
通信手段が具体化するにつれ、高性能で且つ高付加価値
を有する種々の光通信用部品開発への要望が高まってい
る。また、これら光部品を高密度実装する光配線技術、
特に光導波路製造技術の確立が望まれている。光導波路
の要求条件としては、シングルモードで導波すること、
光損失が小さいこと、コアとクラッドの屈折率差（以
下、Δと略す）が自由に制御できること、耐熱性に優れ
ること、製造が容易であること、等が挙げられる。この
中で、導波条件はΔとコア寸法で一意に決まるため、シ
ングルモード光導波路製造に当っては、この両者を精密
に制御することが必要不可欠である。従来の低損失シン
グルモード光導波路材料には石英系が使用されている。
光ファイバで実証済みのように、石英は通信波長帯での
光透過性が極めて良好であるため、光導波路を作製した
場合に波長１．３μｍで０．１ｄＢ／ｃｍ以下の低損失
化が達成されている。しかし、石英系光導波路製造には
多大な時間を要すること、製造時に１０００℃以上の高
温プロセスが必要であること、大面積化が困難であるこ
と、等の製造上の問題点がある。一方、低温プロセスで
光導波路製造が可能な材料としては、ポリメチルメタク
リレート（以下、ＰＭＭＡと略す）等の高分子材料が挙
げられる。ＰＭＭＡはスピンコート法で成膜できるた
め、比較的大面積の導波路製造も容易であり、経済化の
点でもメリットがある材料である。反面、耐熱温度が１
００℃以下であるため、ハンダ耐熱性を有さない欠点が
ある。ここで、半導体プロセスやハンダ接着工程との共
存が可能な３００〜４００℃付近のプロセス温度と耐熱
性を有し、石英系とＰＭＭＡ系の両者の欠点を解決でき
る材料として、ポリイミドが挙げられる。しかし、従来
のポリイミドの適用先として、電子部品の絶縁膜、フレ
キシブルプリント配線板等の電子材料には多く用いられ
ているが、光導波路等の光学部品への適用実績はほとん
ど無い。このような観点に立ち、本発明者らはポリイミ
ド光導波路の研究開発を進めている。本発明者らは特開
平４−８７３４号公報でフッ素化ポリイミドを共重合す
ることで光導波路の形成に必要な屈折率制御が可能であ
ることを明らかにした。また、これらのフッ素化ポリイ
ミドを用いた光導波路については特開平４−９８０７
号、同４−２３５５０５号、同４−２３５５０６号各公
報で明らかにした。しかし、これらのポリイミド光導波
路の製造方法は、半導体製造プロセスで広く用いられて
いるリアクティブ イオン エッチング（ＲＩＥ）法を
用いる手法が主流であり、製造に当っては多くの工程を
経るため、製造に長時間を要する欠点があった。このた
め、ＲＩＥ法を用いたポリイミド光導波路の製造方法に
代る短時間製造法が望まれている。
【０００３】本発明者らは、これらの問題を解決できる
新しい高分子光導波路製造方法について更に研究を進め
た。その結果、ポリイミドに電子線を照射することで屈
折率を精密に制御できることを特開平４−２２６５４９
号公報で明らかにし、電子線照射による屈折率制御を利
用して、ポリイミドを含有する高分子に電子線描画を行
うことで光導波路製造が可能であることを特願平６−７
１２８２号明細書で明らかにした。電子線描画法による
光導波路の製造プロセスの一例を図１に示す。図１にお
いて、符号１は基板、２は下部クラッドのポリイミド
膜、３は電子ビーム、４はコア、５は上部クラッドのポ
リイミド膜を意味する。図１（ｃ）に示すように、本方
法では電子線で描画した部分の屈折率が高くなり、この
被描画部が光導波路のコアとなる。電子線描画法で高分
子光導波路を製造する場合、描画幅〔図１（ｃ）中の
ｗ〕や描画長さ、すなわちコア幅とコア長さは細く絞っ
た電子ビームを走査することで容易に制御できる。例え
ば、半導体産業等で用いている電子線描画装置を使用す
ると、電子線の直径は一般にサブミクロンであるため、
電子線走査とステージ移動を行うことで、例えば６〜８
μｍ幅のシングルモード光導波路を任意の長さ・形状に
容易に描画することができる。一方、シングルモード光
導波路製造のもう一つの重要な因子であるコア厚〔図１
（ｃ）中のｄ〕に関しては、加速電圧で制御できること
は既に報告した〔図２、文献１、Ｙ．Ｙマルオ（Y.Y.Ma
ruo)ほか、ジャーナル オブ ライトウェーブ テクノ
ロジー（J.Lightwave Technology) 、第１３巻、第１７
１８頁（１９９５）〕。なお、図２において、縦軸はコ
ア厚ｄ（μｍ）、横軸は加速電圧（ｋＶ）を意味する。
しかし、図２から明らかなように、加速電圧を変化させ
るとｄ値は急激に変化するため、ｄ値の精密制御を行う
ことは困難である。また、電子銃の加速電圧を変更する
と、レンズ系のアライメントや電流量の再調整等の煩雑
な操作が必要となり、製造に余分な時間が掛かる欠点も
あった。更に、市販の電子銃は１５ｋＶ〜５０ｋＶの範
囲で安定に動作する場合が多く、ｄの最小値は１５ｋＶ
の時の８μｍとなる。このため、８μｍ以下のコア厚の
光導波路を製造したい場合には、文献１で報告したよう
に、コア厚ｄに相当するコア層をあらかじめ成膜してか
ら描画する等の対策を施す必要がある（図３）。すなわ
ち図３は電子線描画法による光導波路の作製プロセスの
うち、コア層をあらかじめ設けてから描画する方法を示
す図である。図３において、符号１〜５は図１と同義で
あり、６はコア層を意味する。この場合、図４に示すよ
うにクラッドの屈折率が均一でないため、シングルモー
ド光導波路の設計が複雑になるという欠点があった。ま
た、使用材料数が増える、工程が複雑になる、界面での
はく離が起こりやすい、等の問題点があった。なお、図
４は図３の方法で作製した光導波路の屈折率分布を示す
図である。
新しい高分子光導波路製造方法について更に研究を進め
た。その結果、ポリイミドに電子線を照射することで屈
折率を精密に制御できることを特開平４−２２６５４９
号公報で明らかにし、電子線照射による屈折率制御を利
用して、ポリイミドを含有する高分子に電子線描画を行
うことで光導波路製造が可能であることを特願平６−７
１２８２号明細書で明らかにした。電子線描画法による
光導波路の製造プロセスの一例を図１に示す。図１にお
いて、符号１は基板、２は下部クラッドのポリイミド
膜、３は電子ビーム、４はコア、５は上部クラッドのポ
リイミド膜を意味する。図１（ｃ）に示すように、本方
法では電子線で描画した部分の屈折率が高くなり、この
被描画部が光導波路のコアとなる。電子線描画法で高分
子光導波路を製造する場合、描画幅〔図１（ｃ）中の
ｗ〕や描画長さ、すなわちコア幅とコア長さは細く絞っ
た電子ビームを走査することで容易に制御できる。例え
ば、半導体産業等で用いている電子線描画装置を使用す
ると、電子線の直径は一般にサブミクロンであるため、
電子線走査とステージ移動を行うことで、例えば６〜８
μｍ幅のシングルモード光導波路を任意の長さ・形状に
容易に描画することができる。一方、シングルモード光
導波路製造のもう一つの重要な因子であるコア厚〔図１
（ｃ）中のｄ〕に関しては、加速電圧で制御できること
は既に報告した〔図２、文献１、Ｙ．Ｙマルオ（Y.Y.Ma
ruo)ほか、ジャーナル オブ ライトウェーブ テクノ
ロジー（J.Lightwave Technology) 、第１３巻、第１７
１８頁（１９９５）〕。なお、図２において、縦軸はコ
ア厚ｄ（μｍ）、横軸は加速電圧（ｋＶ）を意味する。
しかし、図２から明らかなように、加速電圧を変化させ
るとｄ値は急激に変化するため、ｄ値の精密制御を行う
ことは困難である。また、電子銃の加速電圧を変更する
と、レンズ系のアライメントや電流量の再調整等の煩雑
な操作が必要となり、製造に余分な時間が掛かる欠点も
あった。更に、市販の電子銃は１５ｋＶ〜５０ｋＶの範
囲で安定に動作する場合が多く、ｄの最小値は１５ｋＶ
の時の８μｍとなる。このため、８μｍ以下のコア厚の
光導波路を製造したい場合には、文献１で報告したよう
に、コア厚ｄに相当するコア層をあらかじめ成膜してか
ら描画する等の対策を施す必要がある（図３）。すなわ
ち図３は電子線描画法による光導波路の作製プロセスの
うち、コア層をあらかじめ設けてから描画する方法を示
す図である。図３において、符号１〜５は図１と同義で
あり、６はコア層を意味する。この場合、図４に示すよ
うにクラッドの屈折率が均一でないため、シングルモー
ド光導波路の設計が複雑になるという欠点があった。ま
た、使用材料数が増える、工程が複雑になる、界面での
はく離が起こりやすい、等の問題点があった。なお、図
４は図３の方法で作製した光導波路の屈折率分布を示す
図である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
線描画法を用いて高分子光導波路を製造する際に、加速
電圧を変更することなしにコア厚を精密に制御できる光
導波路製造方法を提供することにある。
線描画法を用いて高分子光導波路を製造する際に、加速
電圧を変更することなしにコア厚を精密に制御できる光
導波路製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第１の発明は高分子光導波路の製造方法に関する
発明であって、光導波路のコア部を高分子化合物層に電
子線で直接描画する高分子光導波路の製造方法におい
て、被描画高分子化合物層の表面に、その厚さを調節す
ることによりコアの深さ方向の寸法を制御するレジスト
層を作製する工程と、 前記レジスト層上から前記被描画
高分子化合物に電子線でコアを描画する工程と、 前記レ
ジスト層を除去する工程と、 前記被描画高分子化合物層
上に上部クラッドを形成する工程を含むことを特徴とす
る。また、本発明の第２の発明は高分子光導波路の製造
方法に関する発明であって、マスクを介して高分子化合
物層に電子線を照射して光導波路のコア部を作製する高
分子光導波路の製造方法において、被描画高分子化合物
層の表面に、その厚さを調節することによりコアの深さ
方向の寸法を制御するレジスト層を作製する工程と、 前
記レジスト層上から前記被描画高分子化合物層にマスク
を介して電子線を照射してコアを作製する工程、 前記レ
ジスト層を除去する工程と、 前記被描画高分子化合物層
上に上部クラッドを形成する工程を含むことを特徴とす
る。また、本発明の第３の発明は高分子光導波路の製造
方法に関する発明であって、第１及び第２の発明におけ
る高分子化合物が、フッ素を含有するポリイミド化合物
であることを特徴とする。
発明の第１の発明は高分子光導波路の製造方法に関する
発明であって、光導波路のコア部を高分子化合物層に電
子線で直接描画する高分子光導波路の製造方法におい
て、被描画高分子化合物層の表面に、その厚さを調節す
ることによりコアの深さ方向の寸法を制御するレジスト
層を作製する工程と、 前記レジスト層上から前記被描画
高分子化合物に電子線でコアを描画する工程と、 前記レ
ジスト層を除去する工程と、 前記被描画高分子化合物層
上に上部クラッドを形成する工程を含むことを特徴とす
る。また、本発明の第２の発明は高分子光導波路の製造
方法に関する発明であって、マスクを介して高分子化合
物層に電子線を照射して光導波路のコア部を作製する高
分子光導波路の製造方法において、被描画高分子化合物
層の表面に、その厚さを調節することによりコアの深さ
方向の寸法を制御するレジスト層を作製する工程と、 前
記レジスト層上から前記被描画高分子化合物層にマスク
を介して電子線を照射してコアを作製する工程、 前記レ
ジスト層を除去する工程と、 前記被描画高分子化合物層
上に上部クラッドを形成する工程を含むことを特徴とす
る。また、本発明の第３の発明は高分子光導波路の製造
方法に関する発明であって、第１及び第２の発明におけ
る高分子化合物が、フッ素を含有するポリイミド化合物
であることを特徴とする。
【０００６】前記のような状況にかんがみ、本発明者ら
は鋭意検討を行った結果、電子線描画又はマスクを介し
て電子線照射する高分子化合物層の表面にレジスト層を
スピンコート法等により成膜し、その膜厚を変化させる
ことで電子線の高分子化合物層中への到達深さを精密に
制御できることを見出した。また、レジストは取り除く
ことが容易なので、膜厚調整用材料として適しているこ
とも明らかとなった。レジストが持つこれらの性質を利
用することで深さ方向のコアの寸法を制御できることを
明らかにして本発明を完成するに至った。
は鋭意検討を行った結果、電子線描画又はマスクを介し
て電子線照射する高分子化合物層の表面にレジスト層を
スピンコート法等により成膜し、その膜厚を変化させる
ことで電子線の高分子化合物層中への到達深さを精密に
制御できることを見出した。また、レジストは取り除く
ことが容易なので、膜厚調整用材料として適しているこ
とも明らかとなった。レジストが持つこれらの性質を利
用することで深さ方向のコアの寸法を制御できることを
明らかにして本発明を完成するに至った。
【０００７】更に詳述すれば、本発明者らは、ポリイミ
ド等の高分子化合物膜中への電子線の到達深さと屈折率
の変化する部分の深さｄとの間の関係を明らかにするた
め、以下の検討を行った。ポリイミド膜上にレジスト層
を成膜し〔図５（ｃ）〕、これに加速電圧２５ｋＶの電
子線を照射した〔図５（ｄ）〕場合の、電子のポリイミ
ド膜中への到達深さとレジスト膜厚の関係をションラン
ド（Shonland) の式（文献：日本学術振興会第１３２委
員会編「電子・イオンビームハンドブック」昭和４８年
１２月２０日、日刊工業新聞社刊）から算出した。その
結果を図６の実線で示す。また、実際にポリイミド膜上
に種々の膜厚のレジスト層（密度：１．１ｇ／ｃｍ3 ）
をスピンコート法で成膜した後に電子線照射を行い、レ
ジスト層を除去した後、屈折率の変化する深さｄを干渉
顕微鏡で測定した結果を図６に白丸印でプロットした。
すなわち、図５は電子線描画法による光導波路の作製プ
ロセスのうち、レジスト層をあらかじめ設けてから描画
する方法を示す図である。図５において、符号１〜５は
図１と同義であり、６はコア層、７はレジスト層を意味
する。また、図６は上記のように、電子のポリイミド膜
中への到達深さ、及び屈折率の変化が起こる最大深さｄ
（縦軸、μｍ）と、レジスト膜厚（横軸、μｍ）の関係
を示す図である。電子線の加速電圧は２５ｋＶで、シリ
コン基板上に２５μｍのポリイミド膜を成膜後、レジス
ト層をスピンコート法で成膜して電子線描画した。図６
に示すように、到達深さの算出結果とｄの測定結果がほ
ぼ一致し、レジストの膜厚を変化させることでポリイミ
ド膜中に侵入する電子の到達深さが変化し、この効果を
利用することで屈折率が変化する部分の深さｄ（＝コア
厚）を制御できることを明らかにした。この結果、ポリ
イミド膜上に成膜するレジスト層の膜厚を制御し、電子
線照射を行った後、レジスト層を除去することで、仕上
がりのコア厚を８μｍ以下の範囲で自由に制御できるこ
とを明らかにして本発明を完成するに至った。
ド等の高分子化合物膜中への電子線の到達深さと屈折率
の変化する部分の深さｄとの間の関係を明らかにするた
め、以下の検討を行った。ポリイミド膜上にレジスト層
を成膜し〔図５（ｃ）〕、これに加速電圧２５ｋＶの電
子線を照射した〔図５（ｄ）〕場合の、電子のポリイミ
ド膜中への到達深さとレジスト膜厚の関係をションラン
ド（Shonland) の式（文献：日本学術振興会第１３２委
員会編「電子・イオンビームハンドブック」昭和４８年
１２月２０日、日刊工業新聞社刊）から算出した。その
結果を図６の実線で示す。また、実際にポリイミド膜上
に種々の膜厚のレジスト層（密度：１．１ｇ／ｃｍ3 ）
をスピンコート法で成膜した後に電子線照射を行い、レ
ジスト層を除去した後、屈折率の変化する深さｄを干渉
顕微鏡で測定した結果を図６に白丸印でプロットした。
すなわち、図５は電子線描画法による光導波路の作製プ
ロセスのうち、レジスト層をあらかじめ設けてから描画
する方法を示す図である。図５において、符号１〜５は
図１と同義であり、６はコア層、７はレジスト層を意味
する。また、図６は上記のように、電子のポリイミド膜
中への到達深さ、及び屈折率の変化が起こる最大深さｄ
（縦軸、μｍ）と、レジスト膜厚（横軸、μｍ）の関係
を示す図である。電子線の加速電圧は２５ｋＶで、シリ
コン基板上に２５μｍのポリイミド膜を成膜後、レジス
ト層をスピンコート法で成膜して電子線描画した。図６
に示すように、到達深さの算出結果とｄの測定結果がほ
ぼ一致し、レジストの膜厚を変化させることでポリイミ
ド膜中に侵入する電子の到達深さが変化し、この効果を
利用することで屈折率が変化する部分の深さｄ（＝コア
厚）を制御できることを明らかにした。この結果、ポリ
イミド膜上に成膜するレジスト層の膜厚を制御し、電子
線照射を行った後、レジスト層を除去することで、仕上
がりのコア厚を８μｍ以下の範囲で自由に制御できるこ
とを明らかにして本発明を完成するに至った。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に用いるレジストはネガ型
レジスト、例えばＮＰＲ９１００（長瀬産業）、ＰＭＥ
Ｒ−Ｎ，ＢＭＲＳ−１０００，ＯＭＲ−８３，ＯＭＲ−
８５，ＴＨＭＲ−ｉＮ１００（東京応化）、ポジ型とし
てはＰＭＭＡ系、シリコーン系、アルカリ系があり、そ
の好適例としてＮＰＲ３５１０（長瀬産業）、ＦＨ−Ｓ
Ｐ，ＦＨｉ−３９００，ＦＨ６４５０，ＨＰＲ−２０
４，ＦＨ−ＥＸ１（ＦＵＪＩ−ＨＵＮＴ）、１１１Ｓ─
１９，Ｓ１３００，Ｓ１４００，Ｓ１４００ＳＤ，Ｓ１
８００，Ｓ２４００，Ｓ９１００，Ｓ９６００，Ｓ９８
００，ＳＰＲ６１００，Ｓ９９００ＮＸ，ＳＰＲ６５０
０，ＳＰＲ２００，ＳＰＲ６８００，ＲＣ１００，ＲＣ
１２０，ＲＣ３００，ＳＲＣ１００，ＳＲＣ１２０，Ｓ
ＲＣ３００，ＬＣ１００，ＳＰＲ５００−Ａ，ＳＰＲＴ
５００ＨＳ−Ａ，ＳＡＬ６００ＥＲ，ＳＡＬ６００Ｓ
Ｒ，ＳＡＬ６０５，ＳＡＬ６０３，ＳＡＬ６０１，ＳＡ
Ｌ６０１−ＥＲ７，ＸＰ−８９１３１，ＸＰ−９０２３
６（ＳＨＩＰＬＥＹ）、ＡＺ１５００，ＡＺ６１００，
ＡＺ７７００，ＡＺ９１００，ＡＺＰ１３５０，ＡＺ５
２００，ＡＺＰ４０００，ＡＺＬＰ，ＡＺ８１００，Ａ
ＺＴＦＰ，ＡＺＲＥＰ（ヘキストジャパン）、ＰＭＥＲ
−Ｐ，ＰＭＥＲ−Ｐ−ＡＲ９００，ＯＦＰＲ−８００，
ＯＦＰＲ−５０００，ＯＦＰＲ−８６００，ＴＳＭＲ−
８７００，ＴＳＭＲ−８８００，ＴＳＭＲ−８９００，
ＴＳＭＲ−Ｖ９０，ＴＳＭＲ−ＣＲ Ｂ，ＴＳＭＲ−Ｃ
Ｒ Ｇａ，ＴＳＭＲ−ｉＰ１８００，ＴＳＭＲ−ｉＰ３
１００，ＴＳＭＲ−ｉＰ３３００，ＴＳＭＲ−ＣＲ ５
０ｉ，ＴＨＭＲ−ｉＰ３２５０，ＴＳＣＲ−９７ｉ，Ｔ
ＳＣＲ−８５ｉ，ＴＨＭＲ−ｉＰ３１００ＨＳ，ＴＳＭ
Ｒ−ＣＲ Ｈ，ＴＳＭＲ−Ｖ５，ＴＤＵＲ−Ｎ７，ＴＨ
ＭＲ−ｉＰ２８００，ＴＳＣＲ−７０ｉ，ＴＨＭＲ−ｉ
Ｐ３０００，ＴＳＣＲ−８０ｉ，ＴＨＭＲ−ｉＰ２００
０，ＴＳＭＲ−Ｖ５０，ＴＳＭＲ−ｉ１１００（東京応
化）等がある。
レジスト、例えばＮＰＲ９１００（長瀬産業）、ＰＭＥ
Ｒ−Ｎ，ＢＭＲＳ−１０００，ＯＭＲ−８３，ＯＭＲ−
８５，ＴＨＭＲ−ｉＮ１００（東京応化）、ポジ型とし
てはＰＭＭＡ系、シリコーン系、アルカリ系があり、そ
の好適例としてＮＰＲ３５１０（長瀬産業）、ＦＨ−Ｓ
Ｐ，ＦＨｉ−３９００，ＦＨ６４５０，ＨＰＲ−２０
４，ＦＨ−ＥＸ１（ＦＵＪＩ−ＨＵＮＴ）、１１１Ｓ─
１９，Ｓ１３００，Ｓ１４００，Ｓ１４００ＳＤ，Ｓ１
８００，Ｓ２４００，Ｓ９１００，Ｓ９６００，Ｓ９８
００，ＳＰＲ６１００，Ｓ９９００ＮＸ，ＳＰＲ６５０
０，ＳＰＲ２００，ＳＰＲ６８００，ＲＣ１００，ＲＣ
１２０，ＲＣ３００，ＳＲＣ１００，ＳＲＣ１２０，Ｓ
ＲＣ３００，ＬＣ１００，ＳＰＲ５００−Ａ，ＳＰＲＴ
５００ＨＳ−Ａ，ＳＡＬ６００ＥＲ，ＳＡＬ６００Ｓ
Ｒ，ＳＡＬ６０５，ＳＡＬ６０３，ＳＡＬ６０１，ＳＡ
Ｌ６０１−ＥＲ７，ＸＰ−８９１３１，ＸＰ−９０２３
６（ＳＨＩＰＬＥＹ）、ＡＺ１５００，ＡＺ６１００，
ＡＺ７７００，ＡＺ９１００，ＡＺＰ１３５０，ＡＺ５
２００，ＡＺＰ４０００，ＡＺＬＰ，ＡＺ８１００，Ａ
ＺＴＦＰ，ＡＺＲＥＰ（ヘキストジャパン）、ＰＭＥＲ
−Ｐ，ＰＭＥＲ−Ｐ−ＡＲ９００，ＯＦＰＲ−８００，
ＯＦＰＲ−５０００，ＯＦＰＲ−８６００，ＴＳＭＲ−
８７００，ＴＳＭＲ−８８００，ＴＳＭＲ−８９００，
ＴＳＭＲ−Ｖ９０，ＴＳＭＲ−ＣＲ Ｂ，ＴＳＭＲ−Ｃ
Ｒ Ｇａ，ＴＳＭＲ−ｉＰ１８００，ＴＳＭＲ−ｉＰ３
１００，ＴＳＭＲ−ｉＰ３３００，ＴＳＭＲ−ＣＲ ５
０ｉ，ＴＨＭＲ−ｉＰ３２５０，ＴＳＣＲ−９７ｉ，Ｔ
ＳＣＲ−８５ｉ，ＴＨＭＲ−ｉＰ３１００ＨＳ，ＴＳＭ
Ｒ−ＣＲ Ｈ，ＴＳＭＲ−Ｖ５，ＴＤＵＲ−Ｎ７，ＴＨ
ＭＲ−ｉＰ２８００，ＴＳＣＲ−７０ｉ，ＴＨＭＲ−ｉ
Ｐ３０００，ＴＳＣＲ−８０ｉ，ＴＨＭＲ−ｉＰ２００
０，ＴＳＭＲ−Ｖ５０，ＴＳＭＲ−ｉ１１００（東京応
化）等がある。
【０００９】本発明に用いる高分子は電子線照射により
屈折率を制御できるすべての高分子が使用できる。例え
ば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、エポキシ樹脂、
ポリエーテルスルホン、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、
シリコン樹脂、ポリベンゾシクロブテン等が挙げられ
る。これら高分子は一種類単独で、又は数種類組合せて
用いてもよい。また光導波路特性に悪影響を及ぼさない
限り必要に応じて種々の配合剤を添加しても良い。今
後、高分子光導波路には耐熱性が要求されるようになっ
てくるため、耐熱性に優れた高分子が好適である。上記
の中ではポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポ
リベンゾシクロブテン等が耐熱性に優れているが、その
中でも特に耐熱性と信頼性が要求される半導体集積回路
用の絶縁膜として使用実績のあるポリイミドが好適であ
る。
屈折率を制御できるすべての高分子が使用できる。例え
ば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、エポキシ樹脂、
ポリエーテルスルホン、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、
シリコン樹脂、ポリベンゾシクロブテン等が挙げられ
る。これら高分子は一種類単独で、又は数種類組合せて
用いてもよい。また光導波路特性に悪影響を及ぼさない
限り必要に応じて種々の配合剤を添加しても良い。今
後、高分子光導波路には耐熱性が要求されるようになっ
てくるため、耐熱性に優れた高分子が好適である。上記
の中ではポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポ
リベンゾシクロブテン等が耐熱性に優れているが、その
中でも特に耐熱性と信頼性が要求される半導体集積回路
用の絶縁膜として使用実績のあるポリイミドが好適であ
る。
【００１０】以後、高分子としてポリイミドを例にとっ
て説明する。本発明に用いるポリイミドとしては、電子
線照射により屈折率制御可能なすべてのポリイミドを使
用できるが、その中でも電子線照射により屈折率を大き
く変化できるフッ素化ポリイミドが好適である。本発明
で使用するポリイミドは、例えばテトラカルボン酸又は
その誘導体とジアミンから製造することができ、ポリイ
ミド単体、ポリイミド共重合体、ポリイミド混合物、及
びこれらに必要に応じて添加剤を添加したものなどがあ
る。
て説明する。本発明に用いるポリイミドとしては、電子
線照射により屈折率制御可能なすべてのポリイミドを使
用できるが、その中でも電子線照射により屈折率を大き
く変化できるフッ素化ポリイミドが好適である。本発明
で使用するポリイミドは、例えばテトラカルボン酸又は
その誘導体とジアミンから製造することができ、ポリイ
ミド単体、ポリイミド共重合体、ポリイミド混合物、及
びこれらに必要に応じて添加剤を添加したものなどがあ
る。
【００１１】テトラカルボン酸並びにその誘導体として
の酸無水物、酸塩化物、エステル化物等としては次のよ
うな化合物が挙げられる。ここではテトラカルボン酸と
しての例を挙げる。（トリフルオロメチル）ピロメリッ
ト酸、ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸、ジ
（ヘプタフルオロプロピル）ピロメリット酸、ペンタフ
ルオロエチルピロメリット酸、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、２，
３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，
３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルエーテ
ル、２，３，３’，４’−テトラカルボキシジフェニル
エーテル、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸、２，３，６，７−テトラカルボキシナフタ
レン、１，４，５，７−テトラカルボキシナフタレン、
１，４，５，６−テトラカルボキシナフタレン、３，
３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルメタン、
３，３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルスル
ホン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）
プロパン、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、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、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、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、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、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、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、
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、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、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、３，４，９，１０−テトラカルボキシペリレン、
２，２−ビス｛４−（３，４−ジカルボキシフェノキ
シ）フェニル｝プロパン、ブタンテトラカルボン酸、シ
クロペンタンテトラカルボン酸、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、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、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、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、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、ビス（３，４−ジカルボキシフェニ
ル）ジメチルシラン、１，３−ビス（３，４−ジカルボ
キシフェニル）テトラメチルジシロキサン、ジフルオロ
ピロメリット酸、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシ
トリフルオロフェノキシ）テトラフルオロベンゼン、
１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェ
ノキシ）オクタフルオロビフェニルなどである。
の酸無水物、酸塩化物、エステル化物等としては次のよ
うな化合物が挙げられる。ここではテトラカルボン酸と
しての例を挙げる。（トリフルオロメチル）ピロメリッ
ト酸、ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸、ジ
（ヘプタフルオロプロピル）ピロメリット酸、ペンタフ
ルオロエチルピロメリット酸、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、２，
３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，
３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルエーテ
ル、２，３，３’，４’−テトラカルボキシジフェニル
エーテル、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸、２，３，６，７−テトラカルボキシナフタ
レン、１，４，５，７−テトラカルボキシナフタレン、
１，４，５，６−テトラカルボキシナフタレン、３，
３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルメタン、
３，３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルスル
ホン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）
プロパン、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、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、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、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、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、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、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、
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、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、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、３，４，９，１０−テトラカルボキシペリレン、
２，２−ビス｛４−（３，４−ジカルボキシフェノキ
シ）フェニル｝プロパン、ブタンテトラカルボン酸、シ
クロペンタンテトラカルボン酸、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、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、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、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、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、ビス（３，４−ジカルボキシフェニ
ル）ジメチルシラン、１，３−ビス（３，４−ジカルボ
キシフェニル）テトラメチルジシロキサン、ジフルオロ
ピロメリット酸、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシ
トリフルオロフェノキシ）テトラフルオロベンゼン、
１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェ
ノキシ）オクタフルオロビフェニルなどである。
【００１２】ジアミンとしては、例えば次のものが挙げ
られる。ｍ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノト
ルエン、２，４−ジアミノキシレン、２，４−ジアミノ
デュレン、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−パーフルオロ−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、
ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノトルエン、
２，３，５，６−テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミ
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、ベンジジン、２，２’−
ジメチルベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、
３，３’−ジメトキシベンジジン、２，２’−ジメトキ
シベンジジン、３，３’，５，５’−テトラメチルベン
ジジン、３，３’−ジアセチルベンジジン、２，２’−
ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフ
ェニル、オクタフルオロベンジジン、３，３’−ビス
（トリフルオロメチル）−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、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、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）
プロパン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジ
フェニルエーテル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジ
アミノジフェニルメタン、１，２−ビス（アニリノ）エ
タン、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、４，４’’’−ジアミノ−ｐ−クオーターフェニ
ル、４，４’−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニ
ル、２，２−ビス｛４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェ
ニル｝プロパン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキ
シフェニル）ジフェニルスルホン、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、ジアミノアントラキノン、１，５−ジ
アミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、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、ビス（２，３，５，６−テ
トラフルオロ−４−アミノフェニル）エーテル、ビス
（２，３，５，６−テトラフルオロ−４−アミノフェニ
ル）スルフィド、１，３−ビス（３−アミノプロピル）
テトラメチルジシロキサン、１，４−ビス（３−アミノ
プロピルジメチルシリル）ベンゼン、ビス（４−アミノ
フェニル）ジエチルシラン、１，３−ジアミノテトラフ
ルオロベンゼン、１，４−ジアミノテトラフルオロベン
ゼン、４，４’−ビス（テトラフルオロアミノフェノキ
シ）オクタフルオロビフェニル等がある。
られる。ｍ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノト
ルエン、２，４−ジアミノキシレン、２，４−ジアミノ
デュレン、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−パーフルオロ−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、
ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノトルエン、
２，３，５，６−テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミ
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、ベンジジン、２，２’−
ジメチルベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、
３，３’−ジメトキシベンジジン、２，２’−ジメトキ
シベンジジン、３，３’，５，５’−テトラメチルベン
ジジン、３，３’−ジアセチルベンジジン、２，２’−
ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフ
ェニル、オクタフルオロベンジジン、３，３’−ビス
（トリフルオロメチル）−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、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、２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）
プロパン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジ
フェニルエーテル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジ
アミノジフェニルメタン、１，２−ビス（アニリノ）エ
タン、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、４，４’’’−ジアミノ−ｐ−クオーターフェニ
ル、４，４’−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニ
ル、２，２−ビス｛４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェ
ニル｝プロパン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキ
シフェニル）ジフェニルスルホン、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、ジアミノアントラキノン、１，５−ジ
アミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、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、ビス（２，３，５，６−テ
トラフルオロ−４−アミノフェニル）エーテル、ビス
（２，３，５，６−テトラフルオロ−４−アミノフェニ
ル）スルフィド、１，３−ビス（３−アミノプロピル）
テトラメチルジシロキサン、１，４−ビス（３−アミノ
プロピルジメチルシリル）ベンゼン、ビス（４−アミノ
フェニル）ジエチルシラン、１，３−ジアミノテトラフ
ルオロベンゼン、１，４−ジアミノテトラフルオロベン
ゼン、４，４’−ビス（テトラフルオロアミノフェノキ
シ）オクタフルオロビフェニル等がある。
【００１３】本発明によれば、シリコンウエハ等の基板
上にスピンコート等の方法で形成したポリイミドフィル
ムに、電子線照射装置若しくは電子線描画装置を用いて
電子線照射を行い、面内方向のみならず深さ方向に対し
ても、任意の寸法、形状のコアを有するポリイミド光導
波路を形成できる。コア・クラッド間の屈折率差は、使
用するポリイミドフィルムの種類、電子線照射量、等に
よって任意に設計することができる。また、電子線を照
射する材料の前処理を種々行うことも可能である。例え
ば、ある物質に充満された雰囲気内に放置し、電子線を
照射することで、電子線照射効果を顕著にすることもで
きる。特定の目的に合せた前処理は自由に設定できる。
光導波路の形状は、直線、曲線、折れ曲がり、Ｓ字形、
テーパ、分岐、光方向性結合器、２モード導波路結合
器、グレーティング等、自由に設定できる。また、コア
の幅も自由に設定できる。必要に応じてチャージアップ
防止のための金属膜を付けても、問題なく光導波路が作
製できることは言うまでもない。
上にスピンコート等の方法で形成したポリイミドフィル
ムに、電子線照射装置若しくは電子線描画装置を用いて
電子線照射を行い、面内方向のみならず深さ方向に対し
ても、任意の寸法、形状のコアを有するポリイミド光導
波路を形成できる。コア・クラッド間の屈折率差は、使
用するポリイミドフィルムの種類、電子線照射量、等に
よって任意に設計することができる。また、電子線を照
射する材料の前処理を種々行うことも可能である。例え
ば、ある物質に充満された雰囲気内に放置し、電子線を
照射することで、電子線照射効果を顕著にすることもで
きる。特定の目的に合せた前処理は自由に設定できる。
光導波路の形状は、直線、曲線、折れ曲がり、Ｓ字形、
テーパ、分岐、光方向性結合器、２モード導波路結合
器、グレーティング等、自由に設定できる。また、コア
の幅も自由に設定できる。必要に応じてチャージアップ
防止のための金属膜を付けても、問題なく光導波路が作
製できることは言うまでもない。
【００１４】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に
説明する。なお、本実施例では高分子としてポリイミド
を用い、数限りなく製造できる高分子光導波路のほんの
一部について説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものでなく、材料の組合せ、光導波路形状
等を変えることで多種、多様なポリイミド光導波路を製
造できることは明らかである。
説明する。なお、本実施例では高分子としてポリイミド
を用い、数限りなく製造できる高分子光導波路のほんの
一部について説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものでなく、材料の組合せ、光導波路形状
等を変えることで多種、多様なポリイミド光導波路を製
造できることは明らかである。
【００１５】実施例１ 三角フラスコに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８８．８ｇ
（０．２ｍｏｌ）と２，２−ビス（３−アミノフェニ
ル）ヘキサフルオロプロパン６６．８ｇ（０．２ｍｏ
ｌ）、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１０００ｇを
加えた。この混合物を窒素雰囲気下、室温で３日間かく
はんし、濃度約１５ｗｔ％のポリアミド酸溶液Ａを得
た。このポリアミド酸溶液Ａをシリコンウエハ上にスピ
ンコートした後、オーブンで７０℃で２時間、１６０℃
で１時間、２５０℃で３０分、３５０℃で１時間加熱す
ることでイミド化を行い、図５（ｂ）の構造で厚さ２５
μｍのポリイミドフィルムを得た。このフィルム上にポ
ジ型シリコーン系レジスト（ＦＵＪＩ−ＨＵＮＴ社、Ｆ
Ｈ−ＳＰ）をスピンコートした後、オーブンで９０℃で
３分間プリベークし、４０秒間現像液に浸して、９０℃
で３０分間ポストベークして密度が１．１ｇ／ｃｍ3の
レジスト層を成膜した〔図５（ｃ）〕。レジスト膜厚
は、０．５、１、２、３μｍの４種類とした。次に、チ
ャージアップ防止のために真空蒸着装置内でＡｌを１０
０Å蒸着後、試料を高分子光導波路用電子線描画装置に
導入してコアを描画した〔図５（ｄ）〕。描画条件は加
速電圧２５ｋＶ、照射密度１５００μＣ／ｃｍ2 で、描
画形状は９μｍ幅、長さ７０ｍｍとした。描画後、Ａｌ
蒸着膜とレジストを除去液で取り除き〔図５（ｅ）〕、
ポリアミド酸溶液Ａを更にスピンコートして加熱イミド
化させることで２０μｍ厚の上部クラッドを形成した
〔図５（ｆ）〕。
ェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物８８．８ｇ
（０．２ｍｏｌ）と２，２−ビス（３−アミノフェニ
ル）ヘキサフルオロプロパン６６．８ｇ（０．２ｍｏ
ｌ）、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１０００ｇを
加えた。この混合物を窒素雰囲気下、室温で３日間かく
はんし、濃度約１５ｗｔ％のポリアミド酸溶液Ａを得
た。このポリアミド酸溶液Ａをシリコンウエハ上にスピ
ンコートした後、オーブンで７０℃で２時間、１６０℃
で１時間、２５０℃で３０分、３５０℃で１時間加熱す
ることでイミド化を行い、図５（ｂ）の構造で厚さ２５
μｍのポリイミドフィルムを得た。このフィルム上にポ
ジ型シリコーン系レジスト（ＦＵＪＩ−ＨＵＮＴ社、Ｆ
Ｈ−ＳＰ）をスピンコートした後、オーブンで９０℃で
３分間プリベークし、４０秒間現像液に浸して、９０℃
で３０分間ポストベークして密度が１．１ｇ／ｃｍ3の
レジスト層を成膜した〔図５（ｃ）〕。レジスト膜厚
は、０．５、１、２、３μｍの４種類とした。次に、チ
ャージアップ防止のために真空蒸着装置内でＡｌを１０
０Å蒸着後、試料を高分子光導波路用電子線描画装置に
導入してコアを描画した〔図５（ｄ）〕。描画条件は加
速電圧２５ｋＶ、照射密度１５００μＣ／ｃｍ2 で、描
画形状は９μｍ幅、長さ７０ｍｍとした。描画後、Ａｌ
蒸着膜とレジストを除去液で取り除き〔図５（ｅ）〕、
ポリアミド酸溶液Ａを更にスピンコートして加熱イミド
化させることで２０μｍ厚の上部クラッドを形成した
〔図５（ｆ）〕。
【００１６】この方法で作製した埋込型ポリイミド光導
波路を、光導波路長が５０μｍとなるように薄片にスラ
イスし、その断面を光源波長５４６．１ｎｍの透過干渉
顕微鏡で観察した結果を図７に示す。すなわち、図７は
埋込型ポリイミド光導波路の透過干渉顕微鏡像と屈折率
分布を示す図である。なお、図７において縦軸は深さ
（μｍ）、横軸は幅（μｍ）を意味する。干渉縞の変化
から求めた深さ方向の屈折率に対してはテア ドロップ
（tear drop)型の分布を持っており、最大のコア・クラ
ッド間の屈折率差Δは０．９％であった。また、レジス
ト膜厚と屈折率変化が起こる最大の深さｄの関係をプロ
ットすると図６の結果を得た。作製した光導波路の損失
測定とニアフィールドパターン（ＮＦＰ）測定を行った
結果、レジスト膜厚が０．５、１μｍの光導波路はマル
チモードで導波し、レジスト膜厚が２、３μｍの光導波
路はシングルモードで導波した。この結果より、コア厚
が７．６μｍ以上の時にはマルチモード光導波路、６．
６μｍ以下ではシングルモード光導波路となっているこ
と、レジスト層厚を制御することでこの領域でのコア厚
の精密制御が可能であることが明らかとなった。なお、
レジスト厚が４μｍ以上では導波しなかった。光損失
は、マルチモード導波路ではいずれも０．６ｄＢ／ｃｍ
であったのに対して、シングルモード光導波路では０．
５ｄＢ／ｃｍ以下に小さくできることも分かった。
波路を、光導波路長が５０μｍとなるように薄片にスラ
イスし、その断面を光源波長５４６．１ｎｍの透過干渉
顕微鏡で観察した結果を図７に示す。すなわち、図７は
埋込型ポリイミド光導波路の透過干渉顕微鏡像と屈折率
分布を示す図である。なお、図７において縦軸は深さ
（μｍ）、横軸は幅（μｍ）を意味する。干渉縞の変化
から求めた深さ方向の屈折率に対してはテア ドロップ
（tear drop)型の分布を持っており、最大のコア・クラ
ッド間の屈折率差Δは０．９％であった。また、レジス
ト膜厚と屈折率変化が起こる最大の深さｄの関係をプロ
ットすると図６の結果を得た。作製した光導波路の損失
測定とニアフィールドパターン（ＮＦＰ）測定を行った
結果、レジスト膜厚が０．５、１μｍの光導波路はマル
チモードで導波し、レジスト膜厚が２、３μｍの光導波
路はシングルモードで導波した。この結果より、コア厚
が７．６μｍ以上の時にはマルチモード光導波路、６．
６μｍ以下ではシングルモード光導波路となっているこ
と、レジスト層厚を制御することでこの領域でのコア厚
の精密制御が可能であることが明らかとなった。なお、
レジスト厚が４μｍ以上では導波しなかった。光損失
は、マルチモード導波路ではいずれも０．６ｄＢ／ｃｍ
であったのに対して、シングルモード光導波路では０．
５ｄＢ／ｃｍ以下に小さくできることも分かった。
【００１７】実施例２ 三角フラスコに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８８．８ｇ
（０．２ｍｏｌ）と２，２′−ビス（トリフルオロメチ
ル）−４，４′−ジアミノビフェニル６４．０ｇ（０．
２ｍｏｌ）、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１００
０ｇを加えた。この混合物を窒素雰囲気下、室温で３日
間かくはんし、濃度約１５ｗｔ％のポリアミド酸溶液Ｂ
を得た。このポリアミド酸溶液Ｂをシリコンウエハ上に
スピンコートした後、オーブンで７０℃で２時間、１６
０℃で１時間、２５０℃で３０分、３５０℃で１時間加
熱することでイミド化を行い、図５（ｂ）の構造で厚さ
２５μｍのポリイミドフィルムを得た。このフィルム上
にポジ型シリコーン系レジスト（ＦＵＪＩ−ＨＵＮＴ
社、ＦＨ−ＳＰ）をスピンコートした後、オーブンで９
０℃で３分間プリベークし、４０秒間現像液に浸して、
９０℃で３０分間ポストベークして密度が１．１ｇ／ｃ
ｍ3 のレジスト層を成膜した〔図５（ｃ）〕。レジスト
膜厚は、０．５、１、２、３μｍの４種類とした。次
に、チャージアップ防止のために真空蒸着装置内でＡｌ
を１００Å蒸着後、試料を高分子光導波路用電子線描画
装置に導入してコアを描画した〔図５（ｄ）〕。描画条
件は加速電圧２５ｋＶ、照射密度９００μＣ／ｃｍ
2 で、描画形状は９μｍ幅、長さ７０ｍｍとした。描画
後、Ａｌ蒸着膜とレジストを除去液で取り除き〔図５
（ｅ）〕、ポリアミド酸溶液Ｂを更にスピンコートして
加熱イミド化させることで２０μｍ厚の上部クラッドを
形成した〔図５（ｆ）〕。
ェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物８８．８ｇ
（０．２ｍｏｌ）と２，２′−ビス（トリフルオロメチ
ル）−４，４′−ジアミノビフェニル６４．０ｇ（０．
２ｍｏｌ）、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１００
０ｇを加えた。この混合物を窒素雰囲気下、室温で３日
間かくはんし、濃度約１５ｗｔ％のポリアミド酸溶液Ｂ
を得た。このポリアミド酸溶液Ｂをシリコンウエハ上に
スピンコートした後、オーブンで７０℃で２時間、１６
０℃で１時間、２５０℃で３０分、３５０℃で１時間加
熱することでイミド化を行い、図５（ｂ）の構造で厚さ
２５μｍのポリイミドフィルムを得た。このフィルム上
にポジ型シリコーン系レジスト（ＦＵＪＩ−ＨＵＮＴ
社、ＦＨ−ＳＰ）をスピンコートした後、オーブンで９
０℃で３分間プリベークし、４０秒間現像液に浸して、
９０℃で３０分間ポストベークして密度が１．１ｇ／ｃ
ｍ3 のレジスト層を成膜した〔図５（ｃ）〕。レジスト
膜厚は、０．５、１、２、３μｍの４種類とした。次
に、チャージアップ防止のために真空蒸着装置内でＡｌ
を１００Å蒸着後、試料を高分子光導波路用電子線描画
装置に導入してコアを描画した〔図５（ｄ）〕。描画条
件は加速電圧２５ｋＶ、照射密度９００μＣ／ｃｍ
2 で、描画形状は９μｍ幅、長さ７０ｍｍとした。描画
後、Ａｌ蒸着膜とレジストを除去液で取り除き〔図５
（ｅ）〕、ポリアミド酸溶液Ｂを更にスピンコートして
加熱イミド化させることで２０μｍ厚の上部クラッドを
形成した〔図５（ｆ）〕。
【００１８】この方法で作製した埋込型ポリイミド光導
波路について、実施例１と同様の光損失測定、ＮＦＰ測
定を行った。その結果、レジスト膜厚が０．５μｍの光
導波路はマルチモードで導波し、レジスト膜厚が１、
２、３μｍの光導波路はシングルモードで導波した。こ
の結果より、コア厚が８．１μｍ以上の時にはマルチモ
ード光導波路、７．６μｍ以下ではシングルモード光導
波路となっていることが分かる。なお、レジスト厚が４
μｍ以上では導波しなかった。光損失は、マルチモード
光導波路では０．４ｄＢ／ｃｍであったのに対して、シ
ングルモード光導波路では０．４ｄＢ／ｃｍ以下に小さ
くできた。以上の結果より、レジストの膜厚を制御する
ことで、０〜８μｍの領域でのコア厚の精密制御が可能
であり、シングルモード条件を実現しやすくなったこと
が分かる。
波路について、実施例１と同様の光損失測定、ＮＦＰ測
定を行った。その結果、レジスト膜厚が０．５μｍの光
導波路はマルチモードで導波し、レジスト膜厚が１、
２、３μｍの光導波路はシングルモードで導波した。こ
の結果より、コア厚が８．１μｍ以上の時にはマルチモ
ード光導波路、７．６μｍ以下ではシングルモード光導
波路となっていることが分かる。なお、レジスト厚が４
μｍ以上では導波しなかった。光損失は、マルチモード
光導波路では０．４ｄＢ／ｃｍであったのに対して、シ
ングルモード光導波路では０．４ｄＢ／ｃｍ以下に小さ
くできた。以上の結果より、レジストの膜厚を制御する
ことで、０〜８μｍの領域でのコア厚の精密制御が可能
であり、シングルモード条件を実現しやすくなったこと
が分かる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高分子光
導波路製造方法を用いることでコア厚を精密に制御でき
る効果がある。このため、本発明を使用することでシン
グルモードで且つ低損失な高分子光導波路を容易に製造
することが可能となる。
導波路製造方法を用いることでコア厚を精密に制御でき
る効果がある。このため、本発明を使用することでシン
グルモードで且つ低損失な高分子光導波路を容易に製造
することが可能となる。
【図１】電子線描画法による光導波路の作製プロセスの
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図２】コア厚と加速電圧の関係を示す図である。
【図３】電子線描画法による光導波路の作製プロセスの
うち、コア層をあらかじめ設けてから描画する方法を示
す図である。
うち、コア層をあらかじめ設けてから描画する方法を示
す図である。
【図４】図３の方法で作製した光導波路の屈折率分布を
示す図である。
示す図である。
【図５】電子線描画法による光導波路の作製プロセスの
うち、レジスト層をあらかじめ設けてから描画する方法
を示す図である。
うち、レジスト層をあらかじめ設けてから描画する方法
を示す図である。
【図６】電子のポリイミド膜中への到達深さ、及び、屈
折率変化が起こる最大深さｄと、レジスト膜厚の関係を
示す図である。
折率変化が起こる最大深さｄと、レジスト膜厚の関係を
示す図である。
【図７】埋込型ポリイミド光導波路の透過干渉顕微鏡像
と屈折率分布を示す図である。
と屈折率分布を示す図である。
１：基板、２：下部クラッドのポリイミド膜、３：電子
ビーム、４：コア、５：上部クラッドのポリイミド膜、
６：コア層、７：レジスト層
ビーム、４：コア、５：上部クラッドのポリイミド膜、
６：コア層、７：レジスト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉村 敏昭 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 審査官 福島 浩司 (56)参考文献 特開 昭52−99785（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209536（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−92338（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/13 G02B 6/12
Claims (3)
- 【請求項１】 光導波路のコアを高分子化合物層に電子
線で直接描画する高分子光導波路の製造方法において、 被描画高分子化合物層の表面に、その厚さを調節するこ
とによりコアの深さ方向の寸法を制御するレジスト層を
作製する工程と、 前記レジスト層上から前記被描画高分子化合物に電子線
でコアを描画する工程と、 前記レジスト層を除去する工程と、 前記被描画高分子化合物層上に上部クラッドを形成する
工程を含む ことを特徴とする高分子光導波路の製造方
法。 - 【請求項２】 マスクを介して高分子化合物層に電子線
を照射して光導波路のコア部を作製する光導波路の製造
方法において、 被描画高分子化合物層の表面に、その厚さを調節するこ
とによりコアの深さ方向の寸法を制御するレジスト層を
作製する工程と、 前記レジスト層上から前記被描画高分子化合物層にマス
クを介して電子線を照射してコアを作製する工程と、 前記レジスト層を除去する工程と、 前記被描画高分子化合物層上に上部クラッドを形成する
工程を含む ことを特徴とする高分子光導波路の製造方
法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の高分子化合物
が、フッ素を含有するポリイミド化合物であることを特
徴とする高分子光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8597796A JP3335276B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 高分子光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8597796A JP3335276B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 高分子光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09251114A JPH09251114A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3335276B2 true JP3335276B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=13873782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8597796A Expired - Fee Related JP3335276B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 高分子光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335276B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4799764B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2011-10-26 | 日東電工株式会社 | 光導波路用感光性ポリイミド前駆体組成物およびその光導波路用感光性ポリイミド組成物ならびにそれを用いた光導波路 |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8597796A patent/JP3335276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09251114A (ja) | 1997-09-22 |
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