JP4487297B2 - Resin optical waveguide provided with protective layer, method for manufacturing the same, and optical component - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路に関し、特に、クラッドおよびコアが樹脂製の光導波路に関する。
【0002】
【従来の技術】
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、高性能な光導波路を、安価かつ大量に製造することが必要がある。
【0003】
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と、ポリマ材料が知られている。無機材料により光導波路を製造する場合には、真空蒸着装置やスパッタ装置等の成膜装置により無機材料膜を成膜し、これを所望の導波路形状にエッチングすることにより製造する方法が用いられる。しかしながら、真空蒸着装置やスパッタ装置は、真空排気設備が必要であるため、装置が大型で高価である。また、真空排気工程が必要であるため工程が複雑になる。
【0004】
これに対し、ポリマ材料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で行うことができるため、装置および工程が簡単であるという利点がある。例えば、特開平9−40774号公報には、ポリイミドにより光導波路を製造する方法が開示されている。
【0005】
上記公報に記載されている光導波路の製造方法は、まず、シリコン等の基板の上に、ポリアミド酸溶液をスピン塗布し、これを加熱して乾燥・硬化させることにより、ポリイミド膜を得て、これを下部クラッド層とする。つぎに、同様の手順で、下部クラッドよりも屈折率の高いポリイミド膜を形成し、これをコア層とする。このコア層の上に、レジストにより所定のマスクを形成して、リアクティブイオンエッチング(RIE)等により、所望のコアの形状に加工する。つぎに、このコアの上にさらに、ポリアミド酸溶液をスピン塗布し、これを加熱乾燥させた後、さらに加熱して硬化させることにより、コアよりも屈折率の低いポリイミド膜を得て、これを上部クラッド層とする。
【0006】
また、光導波路のコア層やクラッド層を構成する光学ポリマとしては、従来よりポリメチルメタクリレートが用いられているが、ガラス転移温度(Tg)が比較的低いため、信頼性に不安がある。また、Tgが低いため、高温工程に耐えることができず、光導波路上に電気回路を半田付けする等ができない。そのため、Tgが高く、耐熱性に優れるポリイミドが光導波路用のポリマ材料として期待されている。ポリイミドにより光導波路を形成した場合、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。しかしながら、ポリイミドは化学構造に芳香環を含むために屈折率が高く、屈折率が比較的低い光ファイバと高効率で結合することのできる光導波路を得にくい。また、ポリイミドは、光の吸収端が長波長側にシフトしているため、吸収による伝搬損失が大きい。そこで、フッ素原子を導入することにより、屈折率を下げ、かつ、吸収端を短波長側にシフトさせたポリイミドが開発されている。例えば、特開平4−239037号公報、特開平4−328504号公報、特開平4−328127号公報、特開平9−40774号公報等にフッ素を導入したポリイミドが開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、フッ素を導入したポリイミドは、屈折率が低く、吸収端も短いいため、光学的には高性能で、光ファイバと結合しやすい光導波路を形成可能である。しかしながら、フッ素を導入したポリイミドは、耐溶剤性が低く、信頼性に問題が生じる。また、フッ素を導入したポリイミドは、フッ素の特性により接着性が低く、光導波路の上に他の光学部品等を接着するのが難しいという問題もある。
【0008】
本発明は、低屈折率のポリイミド製上部クラッドを有しながら、耐溶剤性の高い光導波路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のような光導波路が提供される。すなわち、
基板と、前記基板上に順に積層された、下部クラッド層とコア層と上部クラッド層と、前記上部クラッド層の上に配置された保護層とを有し、
前記上部クラッド層は、フッ素を含む樹脂からなり、前記保護層は、前記上部クラッド層よりもフッ素の含有量が少ないか、もしくは、フッ素を含有していない材料からなることを特徴とする光導波路である。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の光導波路について、図面を用いて説明する。
【0011】
本実施の形態の光導波路は、図4(o)のように、シリコンウエハ基板14の上に、下部クラッド層15を備え、下部クラッド層15の上にはパターニングされたコア層16が配置されている。コア層16は、上部クラッド層20により覆われている。上部クラッド層20の上面は、保護層24により覆われている。下部クラッド層15および上部クラッド層20は、光ファイバとの結合効率を高めるために、光ファイバと同程度の屈折率を有する、フッ素を導入したポリイミドから構成されている。一方、保護層24は、フッ素を含有していないポリイミドから形成されている。
【0012】
具体的には、下部クラッド層15および上部クラッド層20は、いずれも、日立化成工業株式会社製OPI−N1005(商品名)を用いて形成したポリイミド膜である。このポリイミドは、フッ素を含有しており、その含有量は、約19mol%である。下部クラッド層15および上部クラッド層20の屈折率は、1.52〜1.53である。下部クラッド層15の膜厚は、約7μm、上部クラッド層20の膜厚は、約15μmである。コア層16は、日立化成工業株式会社製OPI−N3205(商品名)を用いて形成したポリイミド膜であり、膜厚は約8μmであり、幅も約8μmにパターニングされている。コア層16の屈折率は、下部および上部クラッド層15、20よりも約0.5%大きい。
【0013】
保護層24は、日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社製PIX−6400(商品名)を用いて形成したポリイミド膜である。このポリイミドは、フッ素を含有していない。膜厚は、コア層16から離れた端部の部分で約7μmである。
【0014】
つぎに、図4(o)の光導波路の製造方法について説明する。
【0015】
まず、図1(a)のシリコンウエハ基板14の上面に、下部クラッド層15との接着性を高めるための極薄い接着層(不図示)を形成する。その上に、上述のOPI−N1005(樹脂分濃度15重量%)をスピン塗布して材料溶液膜を形成する。その後、乾燥器で100℃で30分、次いで、200℃で30分加熱することにより溶媒を蒸発させ、続けて370℃で60分加熱することにより硬化を行い、膜厚約7μmのポリイミド膜を形成した。これにより、下部クラッド層15を形成した。
【0016】
この下部クラッド層15の上に、上述のOPI−N3205(樹脂分濃度15重量%)をスピン塗布して材料溶液膜を形成する。その後、乾燥器で100℃で30分、次いで、200℃で30分加熱することにより溶媒を蒸発させ、続けて350℃で60分加熱することにより硬化を行い、膜厚約8μmのポリイミド膜を形成し、コア層16を形成した(図1(b))。
【0017】
次に、コア層16の上にレジストとして、RU−1600P(日立化成工業株式会社製)をスピン塗布し、100℃で乾燥後、水銀ランプで露光、現像することにより、レジストパターン層17を形成した(図1(c))。このレジストパターン層17を、マスクとして、酸素でリアクティブイオンエッチング(02−R1E)を行い、コア層16を所望の光導波路の形状にパターニングした。(図1(d))。その後、レジストを剥離した(図1(e))。
【0018】
さらに、この上に、上述のOPI−N1005(樹脂分濃度25重量%)をスピン塗布して材料溶液膜18を形成した(図2(f))。この材料溶液膜18の上面は、図2(f)のように平坦であったが、乾燥器で100℃で30分、次いで、200℃で30分加熱して溶媒を蒸発させ、前駆体膜19にしたところ、膜厚がほぼ一定の縮小率で縮小したために、前駆体膜19の上面は、コア層16の形状に沿った凸形状になった(図2(g))。この乾燥工程に続けて、350℃で60分加熱することにより前駆体膜19中のポリアミド酸をイミド化させることにより、硬化させ、厚さ15μmのポリイミド膜の上部クラッド層20を形成した(図2(h))。上部クラッド層20は、前駆体膜19の形状をほぼ維持しており、上面がコア層16の形状に沿った凸形状であった。
【0019】
つぎに、本実施の形態では、上部クラッド層20の上面に、フッ素を含有していないポリイミド膜の保護層24を形成する。
【0020】
まず、上部クラッド層20の上に、上述のPIX−6400(樹脂分濃度35.5重量%)をスピン塗布して材料溶液膜21を形成した(図2(i))。材料溶液膜21の上面は、スピン塗布のため、図2(i)のように平坦であった。その後、乾燥器で100℃で30分、次いで、200℃で30分加熱し、溶媒を蒸発させ前駆体膜23を得たところ、前駆体膜23の形状は、上部クラッド層20の上面形状に沿った凸形状になった(図3(j))。しかしながら、この乾燥工程に続けて、350℃で60分加熱して、前駆体膜23中のポリアミド酸をイミド化して硬化させたところ、図3(k)のように上面がほぼ平坦な、厚さ7μmのポリイミド膜の保護層24が得られた。
【0021】
つぎに、保護層24の上に、スピンオングラス(SOG)工程により酸化珪素膜25を形成する(図3(l))。次に、レジスト膜として、日立化成工業株式会社製RU−1600Pをスピン塗布し、100℃で乾燥後、水銀ランプで露光、現像を行い、レジストパターン層26を形成した(図4(m))。このレジストパターン層26をマスクとして、フッ素ガスでリアクティブイオンエッチング(F−RIE)を行い、酸化珪素膜25をパターニングした(図4(n))。さらに、この酸化珪素膜25をマスクとして酸素でリアクティブイオンエッチング(O2−RlE)を行い、下部および上部クラッド層20、15および保護層24を所望の形状に加工した。その後、酸化珪素膜25を除去した(図4(o))。これにより、本実施の形態の保護層24を備えた光導波路(図4(o))が得られた。
【0022】
このように、本実施の形態の光導波路は、フッ素を含有しない保護層24を備えているため、保護層24により上部クラッド層20の上面を被覆することができる。これにより、フッ素を含有する低接着性および低耐溶剤性の上部クラッド層20が上面に露出されないため、溶媒を使った接着剤等で、強い接着強度で上部に光部品を接着することができる。また、上部クラッド層20が外部に曝されないため、耐食性が向上し、光導波路の信頼性が高まる。
【0023】
一方で、上部および下部クラッド層20、15には、フッ素を含有するポリイミドを用いているため、屈折率を1.52〜1.53と低くでき、光ファイバ並みの開口数等の入出射特性を実現できる。よって、本実施の形態の光導波路は、光ファイバと高効率で結合可能である。また、上部および下部クラッド層20、15として、フッ素を含有するポリイミドを用いているため、吸収端が400nm付近と非常に短く、可視光から赤外まで広い波長範囲にわたって透過率が高い。よって、広い波長範囲で伝搬損失の低い光導波路を提供できる。
【0024】
また、本実施の形態の光導波路は、下部クラッド層15から保護層24まで全ての層をポリイミドで形成しているため、ポリメチルメタクリレート等と比較してTgが高く、半田付け等の高温工程にも耐えることができる。また、本実施の形態の光導波路は、上部および下部クラッド20、15とコア層16の光の伝搬に関わる層を、Tgが270℃以上のポリイミドで形成している。このため、これらは特に耐熱性にすぐれ、高温になっても伝搬特性を維持できる。
【0025】
また、上述の製造工程では、図4(o)のように上部クラッド層20および下部クラッド層15をエッチングしているが、エッチングせずに、図5のようにコア層16を平板状のクラッド層20、15で埋め込んだ平板状の光導波路として用いることができる。この平板状の光導波路の場合、上部クラッド層20の上面の面積が大きいが、図5の構成では、高耐溶剤性および高接着性の保護層24で上部クラッド層20を覆うことができるため、高耐溶剤性および高接着性の光導波路となる。また、図4(o)の構成の場合、上部および下部クラッド20、15の上面のみならず側面も保護膜24が覆う形状にすることもできる。この場合、保護膜24が、側面からも上部および下部クラッド20、15を保護できるため、光導波路の耐溶剤性がより一層向上する。
【0026】
また、上部クラッド層20のポリイミドと保護層24のポリイミドは、接着性がよいため、上部クラッド層20がフッ素を含んでいても保護層24に膜剥がれを生じにくい。ただし、上部クラッド層20としてフッ素含有量が19mol%を越えるポリイミドを用いると、ポリイミドの耐溶剤性が低くなりすぎ、上記図2(i)の工程で保護層24の材料溶液膜21を形成する際に、材料溶液膜21中の溶媒で上部クラッド層20が溶解てしまう。このため、上部クラッド層20のフッ素含有量は、19mol%以下であることが望ましい。
【0027】
また、本実施の形態では、保護層24としてフッ素を含有しないポリイミドを用いているが、保護層24のポリイミドは、上部クラッド層20よりもフッ素含有量が小さければ、保護層24としての機能を果たす。しかしながら、実用的な耐溶剤性、接着性を考慮すると、保護層24のフッ素含有量が11mol%を越えると、実用的な保護層24としては十分ではないため、保護層24を構成するポリイミドとしてはフッ素含有量11mol%以下のものを用いることが望ましい。一方、上部クラッド層20を構成するポリイミドは、フッ素含有量が多いほど屈折率が小さく抑制できる。よって、屈折率を光ファイバ並みに抑え、光吸収による損失を低下させるために、フッ素含有量14mol%以上のものを用いることが望ましい。したがって、上部クラッド層20のフッ素含有量の好ましい範囲は、14mol%以上19mol%以下である。
【0028】
また、本実施の形態の光導波路は、図4(o)、図5のように、保護層24が、上部クラッド20の凸形状を埋め込んで、上面が平坦な形状になっている。これにより、保護層24上に、光部品を接着したり、他の光導波路を積層したり、配線パターンを形成する場合に、平面基板と同様に扱うことができる。これにより、良好な接着特性が得られ、また、積層する光導波路を良好に成膜できる。また、段差により、配線パターンに断線等を生じさせる恐れもない。なお、本実施の形態の保護層24の表面段差を接触段差計で測定したところ1μm以下であった。
【0029】
このように上面が平坦な保護層24が得られたのは、次のような理由による。上部クラッド層20も保護層24も、ポリイミドであるが両者は構造式が異なり、OPI−N1005から形成した上部クラッド層20のポリイミドは、ガラス転移温度(Tg)が325℃であるのに対し、PIX−6400から形成した保護層24は、ガラス転移温度(Tg)が270℃と、上部クラッド層20よりも低い。本実施の形態の製造工程では、上部クラッド層20の前駆体膜19を硬化させてポリイミド膜にする際も、保護層24の前駆体膜23を硬化させてポリイミド膜にする際も、加熱温度は同じ350℃にしている。よって、上部クラッド層20は、ポリイミド膜がガラス転移温度(Tg)+25℃で加熱されるのに対し、保護層24は、ポリイミド膜がガラス転移温度(Tg)+80℃に加熱される。一般的に、ポリイミド等の樹脂は、ガラス転移温度(Tg)以上の温度で流動性をもち、ガラス転移温度との温度差が大きくなるほど流動性が高くなる。そのため、同じ350℃に加熱された場合、上部クラッド層20よりも、保護層24の方が流動性が高く流れやすくなるために、盛り上がった部分からより低い部分に流れ、上面が平坦になる。
【0030】
また、保護層24の流動性が大きい理由は、ガラス転移温度(Tg)と加熱温度との温度差のみではなく、PIX−6400から形成したポリイミドと、OPI−N1005から形成したポリイミドとの化学構成の違いも影響していると考えられる。
【0031】
また、保護層24は、材料溶液であるPIX−6400の樹脂分濃度が35.5重量%であり、上部クラッド層20の材料溶液のOPI−N1005(樹脂分濃度25重量%)よりも濃度が高い。このため、保護層24の材料溶液膜21が乾燥により前駆体膜23に変化する際の縮小の度合いは、上部クラッド層20の材料溶液膜18が前駆体膜19に変化の際の縮小の度合いほど大きくない。したがって、前駆体膜23が形成された時点で、その段差は、上部クラッド層20の上面の段差よりも小さくなっている。このように、材料溶液の濃度が上部クラッド層20よりも大きい材料を保護層24に用いていることも、効果的に上部クラッド層20の段差を低減できる要因になっていると思われる。
【0032】
なお、本実施の形態の図4(o)の光導波路や図5の光導波路は、光モジュールと光ファイバとの間を接続する光インターコネクション用光部品として用いることが可能である。また、本実施の形態の光導波路のコア層16のパターン形状を所定の形状にすることにより、光路変換素子、光路分岐素子、方向性結合器等の光部品を構成することができる。
【0033】
また、本実施の形態の光導波路の製造方法では、下部クラッド層15、コア層16、上部クラッド層20および保護層24の全ての層を、スピン塗布と乾燥・硬化という簡単な工程で大気圧で成膜できるため、安価に大量に光導波路を製造する方法として適している。また、この光導波路の構成では、保護層24は、コア層16の光の伝搬には、ほとんど影響を与えないため、屈折率等を考慮することなく、フッ素含有量から材料を選択することができる。
【0034】
なお、上述の実施の形態では、図4(o)の工程で酸化珪素膜25を除去しているが、酸化珪素膜25は光の伝搬に影響を与えないため、そのまま残しておくことも可能である。
【0035】
また、上述の実施の形態では、上部クラッド層20を硬化させるための加熱温度と、保護層24を硬化させるための加熱温度とを同じ温度にしているが、必ず同じ温度にしなければならないわけではない。加熱時の樹脂の流動性を考慮して、加熱温度を定めることができる。
【0036】
また、上述の実施の形態では、上述したように構造の異なるポリイミド膜により、コア層16、上部および下部クラッド層15、20、保護層24を形成したが、本実施の形態の光導波路に用いることのできる材料は、ポリイミドに限定されるものではない。ポリイミドに限らず、フッ素を導入したポリマは、導入していないポリマよりも低耐溶剤性、低接着性となる傾向にある。したがって、保護層24の材料としては、上部クラッド層20よりもフッ素含有量が少ないか、もしくはフッ素を含有しないポリマを用いることができる。例えば、上部クラッド層20をフッ素化ポリイミドにより形成し、保護層24をフッ素を含有しない樹脂(例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネイト、ポリスチレン、スチレン共重合体、スチレン・アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリウレタン、シリコーン樹脂、ポリアミド、脂環式アクリル樹脂を含むアクリル樹脂、脂環式オレフィン樹脂を含むオレフィン樹脂)等により形成することができる。
【0037】
なお、保護層24は、上述してきた樹脂に限らず、例えばSiO2等の無機材料により形成することもできる。無機膜として保護層24を形成する場合には、保護層24をCVD法、蒸着法などの公知の成膜方法により形成することができる。また、SOGのように溶液塗布法によっても形成することができる。
【0038】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明によれば、低屈折率のポリイミド製上部クラッドを有しながら、耐溶剤性の高い光導波路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(e)本発明の一実施の形態の光導波路を製造する工程を示す断面図。
【図2】(f)〜(i)本発明の一実施の形態の光導波路を製造する工程を示す断面図。
【図3】(j)〜(l)本発明の一実施の形態の光導波路を製造する工程を示す断面図。
【図4】(m)〜(n)本発明の一実施の形態の光導波路を製造する工程を示す断面図、(o)本発明の一実施の形態の光導波路の断面図。
【図5】本発明の一実施の形態の、上部および下部クラッド20、15を加工しない場合の光導波路の形状を示す断面図。
【符号の説明】
14・・・シリコンウエハ基板、15・・・下部クラッド層、16・・・コア層、17・・・レジストパターン層、18・・・材料溶液膜、19・・・前駆体膜、20・・・上部クラッド層、21・・・材料溶液膜、23・・・前駆体膜、24・・・保護層、25・・・酸化珪素膜、26・・・レジストパターン層。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical waveguide, and more particularly, to an optical waveguide whose cladding and core are made of resin.
[0002]
[Prior art]
With the recent spread of personal computers and the Internet, information transmission demand is rapidly increasing. For this reason, it is desired to spread optical transmission having a high transmission speed to an end information processing apparatus such as a personal computer. To realize this, it is necessary to manufacture a high-performance optical waveguide at low cost and in large quantities for optical interconnection.
[0003]
As materials for optical waveguides, inorganic materials such as glass and semiconductor materials, and polymer materials are known. In the case of manufacturing an optical waveguide from an inorganic material, a method is used in which an inorganic material film is formed by a film forming apparatus such as a vacuum deposition apparatus or a sputtering apparatus, and this is etched into a desired waveguide shape. . However, the vacuum vapor deposition apparatus and the sputtering apparatus require a vacuum exhaust equipment, so that the apparatus is large and expensive. Moreover, since a vacuum exhaust process is required, the process becomes complicated.
[0004]
On the other hand, when an optical waveguide is manufactured from a polymer material, the film forming process can be performed at atmospheric pressure by application and heating, and thus there is an advantage that the apparatus and the process are simple. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-40774 discloses a method of manufacturing an optical waveguide from polyimide.
[0005]
The manufacturing method of the optical waveguide described in the above publication first obtains a polyimide film by spin-coating a polyamic acid solution on a substrate such as silicon, and heating and drying and curing it. This is the lower clad layer. Next, in the same procedure, a polyimide film having a higher refractive index than that of the lower clad is formed, and this is used as the core layer. A predetermined mask is formed on the core layer with a resist and processed into a desired core shape by reactive ion etching (RIE) or the like. Next, a polyamic acid solution is further spin-coated on the core, and after heating and drying, a polyimide film having a refractive index lower than that of the core is obtained by further heating and curing. The upper cladding layer.
[0006]
As an optical polymer constituting the core layer and cladding layer of the optical waveguide, polymethyl methacrylate has been conventionally used. However, since the glass transition temperature (Tg) is relatively low, there is a concern about reliability. Moreover, since Tg is low, it cannot endure a high temperature process and an electric circuit cannot be soldered on an optical waveguide. Therefore, polyimide having high Tg and excellent heat resistance is expected as a polymer material for optical waveguides. When an optical waveguide is formed from polyimide, long-term reliability can be expected and it can withstand soldering. However, since polyimide contains an aromatic ring in its chemical structure, it is difficult to obtain an optical waveguide that can be coupled with an optical fiber having a high refractive index and a relatively low refractive index with high efficiency. Moreover, since the absorption edge of light is shifted to the long wavelength side, polyimide has a large propagation loss due to absorption. Therefore, a polyimide having a refractive index lowered and a absorption edge shifted to the short wavelength side by introducing fluorine atoms has been developed. For example, JP-A-4-239037, JP-A-4-328504, JP-A-4-328127, JP-A-9-40774, etc. disclose polyimides into which fluorine is introduced.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since a polyimide into which fluorine is introduced has a low refractive index and a short absorption edge, it is possible to form an optical waveguide that is optically high-performance and easy to couple with an optical fiber. However, polyimide introduced with fluorine has low solvent resistance and causes a problem in reliability. Further, polyimide introduced with fluorine has a problem of low adhesion due to the characteristics of fluorine, and it is difficult to bond other optical components on the optical waveguide.
[0008]
An object of the present invention is to provide an optical waveguide having a high solvent resistance while having an upper clad made of polyimide having a low refractive index.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, the following optical waveguide is provided. That is,
A substrate, a lower clad layer, a core layer, an upper clad layer, and a protective layer disposed on the upper clad layer, which are sequentially laminated on the substrate;
The upper clad layer is made of a resin containing fluorine, and the protective layer is made of a material having less fluorine than the upper clad layer or a material not containing fluorine. It is.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An optical waveguide according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
The optical waveguide of the present embodiment includes a
[0012]
Specifically, the
[0013]
The
[0014]
Next, a method for manufacturing the optical waveguide shown in FIG.
[0015]
First, an extremely thin adhesive layer (not shown) is formed on the upper surface of the
[0016]
On the lower
[0017]
Next, RU-1600P (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is spin-coated on the
[0018]
Further, the above-mentioned OPI-N1005 (
[0019]
Next, in the present embodiment, a polyimide film
[0020]
First, the above-mentioned PIX-6400 (resin concentration 35.5 wt%) was spin-coated on the upper clad
[0021]
Next, a
[0022]
Thus, since the optical waveguide of the present embodiment includes the
[0023]
On the other hand, since the upper and lower cladding layers 20 and 15 are made of polyimide containing fluorine, the refractive index can be lowered to 1.52 to 1.53, and the input / output characteristics such as the numerical aperture equivalent to that of an optical fiber. Can be realized. Therefore, the optical waveguide of the present embodiment can be coupled to the optical fiber with high efficiency. Further, since polyimide containing fluorine is used for the upper and lower cladding layers 20 and 15, the absorption edge is very short at around 400 nm, and the transmittance is high over a wide wavelength range from visible light to infrared. Therefore, it is possible to provide an optical waveguide with a low propagation loss over a wide wavelength range.
[0024]
Moreover, since all the layers from the lower
[0025]
In the above manufacturing process, the upper clad
[0026]
Further, since the polyimide of the upper clad
[0027]
In the present embodiment, polyimide that does not contain fluorine is used as the
[0028]
Further, in the optical waveguide of the present embodiment, as shown in FIGS. 4O and 5, the
[0029]
The reason why the
[0030]
The reason why the fluidity of the
[0031]
Further, the
[0032]
In addition, the optical waveguide of FIG. 4 (o) of this Embodiment and the optical waveguide of FIG. 5 can be used as an optical component for optical interconnection which connects between an optical module and an optical fiber. In addition, by making the pattern shape of the
[0033]
In the method of manufacturing an optical waveguide according to the present embodiment, all of the lower
[0034]
In the above-described embodiment, the
[0035]
In the above-described embodiment, the heating temperature for curing the upper clad
[0036]
In the above-described embodiment, the
[0037]
The
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical waveguide with high solvent resistance while having a low refractive index polyimide upper cladding.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views illustrating steps of manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
2 (f) to (i) are cross-sectional views showing a process for manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 (j) to (l) are cross-sectional views showing steps of manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
4 (m) to (n) are cross-sectional views showing a process for manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention, and (o) a cross-sectional view of the optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of an optical waveguide when the upper and
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記コア層の上に、第1の樹脂材料溶液を塗布し、乾燥、硬化させて、樹脂膜からなる上部クラッド層を形成する第2の工程と、
前記上部クラッド層の上に、第2の樹脂材料溶液を塗布し、乾燥、硬化させて、樹脂膜からなる保護層を形成する第3の工程とを有し、
前記第2の工程で形成される前記上部クラッド層は、フッ素を含み、前記第3の工程では、前記上部クラッド層よりもフッ素の含有量が少ないか、もしくは、フッ素を含有しない材料により前記保護層を形成すること、
前記上部クラッド層を構成する樹脂および前記保護層を構成する材料は、いずれもポリイミドであること、
前記第1の樹脂材料として、硬化後の前記樹脂膜のフッ素含有量が14mol%以上19mol%以下となる材料を用いること、
前記保護層を構成する樹脂は、前記上部クラッド層を構成する樹脂よりも、ガラス転移温度が低いこと、
前記第2の樹脂材料中の樹脂分濃度が、前記第1の樹脂材料中の樹脂分濃度より高いこと
を特徴とする光導波路の製造方法。A first step of sequentially laminating a lower cladding layer and a core layer on a substrate;
A second step of forming an upper clad layer made of a resin film by applying a first resin material solution on the core layer, drying and curing the solution; and
A third step of applying a second resin material solution on the upper clad layer, and drying and curing to form a protective layer made of a resin film; and
The upper clad layer formed in the second step contains fluorine, and in the third step, the protective layer is made of a material containing less fluorine than the upper clad layer or containing no fluorine. Forming a layer,
The resin constituting the upper cladding layer and the material constituting the protective layer are both polyimide,
As the first resin material, a material in which the fluorine content of the resin film after curing is 14 mol% or more and 19 mol% or less,
The resin constituting the protective layer has a glass transition temperature lower than that of the resin constituting the upper cladding layer ,
The method for manufacturing an optical waveguide , wherein a resin content concentration in the second resin material is higher than a resin content concentration in the first resin material .
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