JP6395204B2 - 光導波路装置およびその製造方法 - Google Patents
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まず、以下に示すようにして材料の準備を行った。
基板であるSUS304箔〔東洋製箔社製、厚み20μm、表面の算術平均粗さ(Ra)0.5μm〕を、厚み約500μmのシリコンウェハ上に貼付した。
遮光条件下にて、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(DIC社製、EXA−4818)50部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(ダイセル社製、EHPE3150)20部、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(新日鐵化学社製、PG−207GS)30部、光酸発生剤(アデカ社製、アデカオプトマーSP−170)2.0部、紫外線吸収剤(BASFジャパン社製、TINUVIN479)0.26部、を乳酸エチル20部に混合し、85℃加熱下で撹拌し、完全に溶解させた。そして、室温(25℃)まで冷却し、孔径1.0μmのメンブランフィルタを用いて加熱加圧濾過を行い、第一のアンダークラッド層形成材料となる感光性ワニスaを調製した。
遮光条件下にて、液状二官能フッ化アルキルエポキシ樹脂(東ソーエフテック社製、H022)50部、液状二官能脂環式エポキシ樹脂(ダイセル社製、セロキサイド2021P)50部、光酸発生剤(アデカ社製、アデカオプトマーSP−170)4.0部、リン系酸化防止剤(三光社製、HCA)0.54部、シランカップリング剤(信越シリコーン社製、KBM−403)1部、を乳酸エチル20部に混合し、80℃加熱下で撹拌し、完全に溶解させた。そして、室温(25℃)まで冷却し、孔径1.0μmのメンブランフィルタを用いて加熱加圧濾過を行い、第二のアンダークラッド層形成材料となる感光性ワニスbを調製した。
遮光条件下にて、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(ダイセル社製、EHPE3150)80部、固形水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、YX−8040)20部、光酸発生剤(和光純薬工業社製、WPI−116)1.0部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(共同薬品社製、Songnox1010)0.5部、リン系酸化防止剤(三光社製、HCA)0.5部、を乳酸エチル40部に混合し、85℃加熱下で撹拌し、完全に溶解させた。そして、室温(25℃)まで冷却し、孔径1.0μmのメンブランフィルタを用いて加熱加圧濾過を行い、コア層形成材料となる感光性ワニスcを調製した。
前記基板(シリコンウェハ上に貼付されたステンレス箔)の表面に、スピンコータを用いて、前記第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaを塗工した後、ホットプレート上にて、130℃×5分間の加熱により有機溶剤(乳酸エチル)を乾燥させて、フィルム状の未硬化層を形成した。この未硬化層に対し、混線(ブロード光)を用いて5000mJ(波長365nm積算)の露光を行った。その後、130℃×10分間の後加熱を行うことにより、第一のアンダークラッド層(厚み15μm)を形成した。
形成された第一のアンダークラッド層上に、スピンコータを用いて、前記第二のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスbを塗工した後、混線(ブロード光)を用いて5000mJ(波長365nm積算)の露光を行った。その後、130℃×10分間の後加熱を行うことにより、第二のアンダークラッド層(厚み15μm)を形成した。
形成されたコアパターン上に、スピンコータを用いて、前記オーバークラッド層形成材料である感光性ワニスdを塗工した後、混線(ブロード光)を用いて5000mJ(波長365nm積算)の露光を行った。そして、130℃×10分間の後加熱を行うことにより、オーバークラッド層(厚み60μm)を形成した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤の量を0.52部に変えた。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤の量を0.78部に変えた。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤の量を1.04部に変えた。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層の厚みを30μmに変えた。それ以外は参考例2と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層の厚みを7μmに変えた。それ以外は参考例4と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層の厚みを30μmに変えた。それ以外は参考例2と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層の厚みを7μmに変えた。それ以外は参考例2と同様にして、光導波路装置を作製した。
第二のアンダークラッド層の厚みを7μmに変えた。それ以外は参考例2と同様にして、光導波路装置を作製した。
第二のアンダークラッド層の厚みを30μmに変えた。それ以外は参考例2と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤として、BASFジャパン社製のTINUVIN928を0.52部用いた。それ以外は参考例2と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤を添加しなかった。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤の量を0.052部に変えた。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤の量を0.104部に変えた。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤の量を2.6部に変えた。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaの調製において、紫外線吸収剤の量を5.2部に変えた。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第一のアンダークラッド層を形成しなかった。それ以外は参考例1と同様にして、光導波路装置を作製した。
第二のアンダークラッド層を形成しなかった。それ以外は参考例2と同様にして、光導波路装置を作製した。
スピンコータを用いて、各実施例、参考例、比較例に用いたと同様の第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaを、厚み約500μmのシリコンウェハ上に塗工した後、ホットプレート上にて130℃×5分間の乾燥を行って有機溶剤(乳酸エチル)を乾燥させ、フィルム状態の未硬化層を形成した。そして、この未硬化層に対して、混線(ブロード光)により5000mJ(波長365nm積算)の露光を行った。そして、130℃×10分間の後加熱を行うことにより、第一のアンダークラッド層(厚み20μm)を作製した。剃刀を用いて、この層をシリコンウェハから剥離し、得られたフィルムを、紫外線透過率測定用の試料とした。測定には、紫外可視分光光度計(Jasco社製、V−670スペクトロメータ)を用い、波長360nmでの透過率(%)を求めた。また同様にして、各実施例、参考例、比較例に用いたと同様の第二のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスb(各例とも同じ)を用いて、第二のアンダークラッド層と同様のフィルムを得た後、上記と同様にして、波長360nmでの透過率(%)を求めた。
上記第一のアンダークラッド層形成材料である感光性ワニスaを、シリコンウェハ上に塗工(プリベーク後の塗膜の厚みがおおよそ20μmとなるよう塗工)した後、ホットプレート上で150℃×5分間プリベーク(乾燥)し、混線(ブロード光)にて5000mJ(波長365nm積算)の露光を行った。そして、130℃×10分間の後加熱を行うことにより、第一のアンダークラッド層を形成した。この層の表面を指触し、その状態を以下の基準に従って評価した。
○:タック性がなく、表面荒れが発生していない。
×:タック性を有しており、表面荒れが発生している。
上記実施例、参考例、比較例で得られたコア層のパターン(オーバークラッド層を作製する前の段階)を、走査型電子顕微鏡(日立ハイテク社製、S−3000N)により確認し、下記の基準に従って評価した。また、同時に、電子顕微鏡観察によって、コア層パターンの線幅を計測した。
○:コア層パターンの形状が、パターンうねりや裾引き等を有さず、矩形になっている。×:コア層パターンの形状が、矩形になっておらず、パターンうねりや裾引き等の形状異常を有している。
光源(三喜社製、850nmVCSEL光源 OP250)から発振された光を、マルチモードファイバ〔三喜社製、FFP−G120−0500(直径50μmMMF、NA=0.2)〕にて集光し、上記実施例、参考例、比較例で得られた各光導波路に入射した。そして、各光導波路から出射された光をレンズ〔清和光学製作所社製、FH14−11(倍率20、NA=0.4)〕にて集光し、光計測システム(アドバンテスト社製、オプティカルマルチパワーメーターQ8221)にて、4チャンネルをカットバック法により測定した。なお、値は、平均全損失から算出された直線損失の値である。
テープテストによる接着強度測定の標準的な試験方法(ASTM D3359−87)に従って、クロスハッチ接着性能を評価した。すなわち、まず、上記実施例、参考例、比較例と同様の手順で、シリコンウェハに貼付されたステンレス基板表面に、第一のアンダークラッド層と第二のアンダークラッド層とをこの順で形成した後、その表面から基板表面に達する碁盤目状の切り傷(縦横のピッチ:1mm)を形成した。そして、その表面にセロハン粘着テープを貼り付け、テープ端部を垂直に保って瞬間的に引き剥がした後、ステンレス基板と第一のアンダークラッド層との間で界面剥離したマス目数を数え、100個数当たりの剥離個数として示した。
2 第一のアンダークラッド層
3 第二のアンダークラッド層
4 コア層
Claims (9)
- 所定パターンで光信号を伝播するコア層を有する光導波路装置であって、粗面状になっている基板の表面に、第一のアンダークラッド層と第二のアンダークラッド層とがこの順で形成され、上記第二のアンダークラッド層の表面に、照射線によってパターニングされたコア層が形成されており、上記第一のアンダークラッド層は、厚みが5〜7μm、上記照射線に対する透過率が48〜70%に設定され、上記第二のアンダークラッド層は、上記照射線に対する透過率が72〜100%に設定されていることを特徴とする光導波路装置。
- 上記第一のアンダークラッド層が、上記照射線を吸収する照射線吸収剤を含有するものであり、その照射線吸収剤の含有量が1.0〜2.0重量%に設定されている請求項1記載の光導波路装置。
- 上記照射線が紫外線である請求項1または2記載の光導波路装置。
- 上記第一のアンダークラッド層と基板の接着強度(ASTM D3350−87による)が、剥離面積0〜50%である請求項1〜3のいずれか一項に記載の光導波路装置。
- 上記第一のアンダークラッド層の厚みD1と第二のアンダークラッド層の厚みD2の比率(D1:D2)が3:1〜1:3に設定されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の光導波路装置。
- 上記基板の厚みをTとすると、第一のアンダークラッド層の厚みD1と第二のアンダークラッド層の厚みD2の和(D1+D2)が、1.05T〜3Tに設定されている請求項1〜5のいずれか一項に記載の光導波路装置。
- 請求項1記載の光導波路装置の製造方法であって、表面が粗面状になっている基板を準備し、その粗面状になっている基板表面に、第一の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、コア層形成用の感光性樹脂層を形成する工程と、この感光性樹脂層を照射線により所定パターンに露光し、その露光部分をコア層に形成する工程とを備え、上記コア層形成工程において、上記感光性樹脂層に対する照射線が、その感光性樹脂層を透過して上記基板の粗面状表面に達しそこで反射して上記感光性樹脂層を照射するものであり、上記第一のアンダークラッド層の、厚みが5〜7μm、上記照射線に対する透過率が48〜70%となるようにするとともに、上記第二のアンダークラッド層の上記照射線に対する透過率が、72〜100%となるようにしたことを特徴とする光導波路装置の製造方法。
- 上記第一のアンダークラッド層の厚みD1と第二のアンダークラッド層の厚みD2の比率(D1:D2)が、3:1〜1:3となるようにした請求項7記載の光導波路装置の製造方法。
- 上記基板の厚みをTとすると、第一のアンダークラッド層の厚みD1と第二のアンダークラッド層の厚みD2の和(D1+D2)が、1.05T〜3Tとなるようにした請求項7または8記載の光導波路装置の製造方法。
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