JP6909637B2 - 光導波路装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路装置及びその製造方法に関する。

情報化社会の発展による伝送データの高速大容量化に伴い、電気信号の伝達速度の限界を補うために、高速部分を光信号で伝達するための光導波路が開発されている。

光導波路は、コア層がクラッド層に囲まれた構造を有し、電子機器などに搭載される。

特開２０１４−８１５８６号公報 特開２０１４−８１５８７号公報

後述する予備的事項で説明するように、シリコン導波路と光結合させる光導波路装置として、コア層がクラッド層から露出した光導波路装置がある。露出するコア層が光結合部となり、光結合部とシリコン導波路とを重ね合わせることで、シリコン導波路と光導波路装置とが光結合される。

光導波路装置は、第１クラッド層と、第１クラッド層の上に形成されたコア層とを有する大型基板を個片化することで得られる。その際、コア層の光結合部が剥き出しになった状態で基板を切断すると、切断時に発生する削りカスによりコア層が汚染される。また、コア層ごと基板を切断する場合は、コア層の端部が破損する不具合が発生する。

コア層の上面を光結合部として使用する光導波路装置及びその製造方法において、十分な信頼性が得られる新規な構造及び方法を提供することを目的とする。

以下の開示の一観点によれば、基板と、前記基板の上に形成された第１クラッド層と、前記第１クラッド層の上に形成されたコア層と、前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成された第２クラッド層とを有し、前記第２クラッド層は、前記コア層の延在方向の一方側部分を覆う未硬化の感光性樹脂と、前記コア層の延在方向の他方側部分を覆う硬化した感光性樹脂とを備え、前記未硬化の感光性樹脂、前記コア層、前記第１クラッド層及び前記基板の各端面は、面一になった面である光導波路装置が提供される。

また、その開示の他の観点によれば、基板の上に第１クラッド層を形成する工程と、前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、前記第１クラッド層及び前記コア層の上に未硬化の感光性樹脂を形成する工程と、前記未硬化の感光性樹脂の一部を硬化して、前記コア層の延在方向の一方側部分を覆う未硬化の感光性樹脂と、前記コア層の延在方向の他方側部分を覆う硬化した感光性樹脂とを備えた第２クラッド層を得る工程と、前記第２クラッド層、コア層、第１クラッド層及び前記基板を切断して個片化する工程とを有し、前記切断して個片化する工程において、前記コア層は、前記未硬化の感光性樹脂で保護された状態で切断される光導波路装置の製造方法が提供される。

以下の開示によれば、光導波路装置では、基板の上に、第１クラッド層、コア層及び第２クラッド層が順に形成されている。また、第２クラッド層は、コア層の延在方向の一方側部分を覆う未硬化の感光性樹脂と、コア層の延在方向の他方側部分を覆う硬化した感光性樹脂部とを有する。そして、コア層の一方側部分が光結合部となっている。

これより、大型基板から個々の光導波路装置を製造する際に、コア層の光結合部が第２クラッド層の未硬化の感光性樹脂で保護された状態で第２クラッド層から基板まで切断される。このため、コア層が削りカスで汚染されたり、コア層を切断する際に、コア層の破損が防止され、十分な信頼性が得られる。

コア層の光結合部を露出させる際には、第２クラッド層の未硬化の感光性樹脂が現像液によって除去される。

あるいは、コア層の全体が光結合部として機能するようにしてもよい。この態様では、第１クラッド層及びコア層の上に、全体が未硬化の感光性樹脂からなる第２クラッド層を形成するか、あるいは、粘着層で樹脂フィルムが仮接着される。

図１（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係る光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その１）である。 図２（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係る光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図その２）である。 図３（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係る光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その３）である。 図４（ａ）及び（ｂ）は予備的事項に係る光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その４）である。 図５は予備的事項に係る光導波路装置の製造方法を示す断面図（その５）である。 図６は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図（その１）である。 図７（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その２）である。 図８（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その３）である。 図９（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その４）である。 図１０（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その５）である。 図１１は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図（その６）である。 図１２（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その７）である。 図１３（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その８）である。 図１４（ａ）〜（ｄ）は第１実施形態の光導波路装置を示す平面図及び断面図である。 図１５（ａ）及び（ｂ）は図１４（ａ）〜（ｄ）の光導波路装置の第２クラッド層の未硬化部を除去した後の様子を示す平面図及び断面図である。 図１６（ａ）及び（ｂ）は図１５（ｄ）の光導波路装置のコア層の光結合部にシリコン導波路を重ね合わせて光結合させる様子を示す断面図である。 図１７（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その１）である。 図１８（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その２）である。 図１９（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の変形例の光導波路装置の製造方法を示す平面図及び断面図である。 図２０は第２実施形態の光導波路装置の製造方法を示す平面図（その３）である。 図２１（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の光導波路装置を示す平面図及び断面図である。 図２２（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の変形例の光導波路装置を示す平面図及び断面図である。 図２３は図２１（ｂ）の光導波路装置から未硬化の第２クラッド層を除去した後の様子を示す断面図である。 図２４（ａ）〜（ｃ）は図２３の光導波路装置のコア層の上にシリコン導波路を重ね合わせて光結合させる様子を示す断面図である。

以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

実施形態を説明する前に、基礎となる予備的事項について説明する。予備的事項の記載は、発明者の個人的な検討内容であり、公知技術ではない新規な技術を含む。

図１〜図５は、予備的事項に係る光導波路装置の製造方法の課題を説明するための図である。図１〜図４において、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が断面図である。

予備的事項に係る光導波路装置の製造方法では、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず、基板１００を用意する。基板１００には複数の製品領域Ｒが区画されており、図１（ａ）及び（ｂ）では、基板１００の２つの製品領域Ｒが部分的に示されている。

次いで、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板１００の上に第１クラッド層２００を形成する。さらに、第１クラッド層２００の上にコア層３００を帯状にパターン化して形成する。コア層３００は、複数の製品領域Ｒの間の領域を跨ぐように各製品領域Ｒに横方向に延在して配置される。

このとき、図２（ａ）に示すように、各製品領域Ｒにおいて、コア層３００の延在方向の一方側領域Ａに配置された部分のコア層３００が光結合部３００ａとして形成される。

続いて、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１クラッド層２００及びコア層３００の上に第２クラッド層４００をパターン化して形成する。このとき、各製品領域Ｒの他方側領域Ｂに第２クラッド層４００のパターンが配置され、一方側領域Ａに第２クラッド層４００の開口部４００ａが一括して配置される。このようにして、複数のコア層３００の光結合部３００ａが第２クラッド層４００から露出した状態となる。

コア層３００及び第２クラッド層４００は、光硬化性樹脂にフォトマスクを介して紫外光を照射し、現像することにより、パターン化されて形成される。

次いで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、各製品領域Ｒが得られるように、第２クラッド層４００から基板１００まで切断する。このとき、切削装置の回転ブレードによって各製品領域Ｒの外周部に沿って切断される。

ここで、コア層３００の光結合部３００ａを切断する際に、コア層３００の光結合部３００ａは第２クラッド層４００で被覆されておらず剥き出し状態となっている。このため、切断時に発生する削りカスによりコア層３００が汚染されたり、図５に示すように、コア層３００を切断する際にコア層３００が破損してしまう。

コア層３００の破損は、光結合時の信号のノイズの発生の原因となったり、第１クラッド層２００からコア層３００が剥離するきっかけとなってしまう。

図５の光導波路はシングルモードの光導波路であり、コア層３００の幅及び高さがそれぞれ５〜１０μｍであり、微小な断面積を有して形成される。そして、図５の光導波路のコア層３００に、コア層３００よりも断面積の小さいコア層を備えたシリコン導波路が光結合される。

このとき、図５の光導波路の微小なコア層３００の端面と、シリコン導波路の微小なコア層の端面とを位置合わせして光結合させることは困難である。

このため、図５の光導波路のコア層３００の光結合部３００ａの上にシリコン導波路のコア層を重ね合わせることにより光結合される。

このような重ね合わせによる光結合の構造を採用することから、前述したように、コア層３００の光結合部３００ａが剥き出しになった状態でコア層３００の光結合部３００ａを切断する必要があるため、コア層３００に破損が発生する。

以下に説明する実施形態の光導波路装置では、前述した不具合を解消することができる。

本願発明者は、コア層３００の光結合部３００ａを切断する際にコア層３００に破損が発生せず、かつ、コア層３００の光結合部３００ａを第２クラッド層４００から露出させることができる手法を見出した。

（第１実施形態）
図６〜図１３は第１実施形態の光導波路装置の製造方法を示す図、図１４は第１実施形態の光導波路装置を示す図である。以下、光導波路装置の製造方法を説明しながら、光導波路装置の構造を説明する。

第１実施形態の光導波路装置の製造方法では、図６に示すように、まず、基板１０を用意する。基板１０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁樹脂材料から形成される。基板１０は、剛性の強いリジッド基板であってもよく、あるいは、剛性の弱いフレキシブル基板であってもよい。基板１０は、支持体や基材と呼ばれる絶縁物を含む。

前述した予備的事項で説明したように、基板１０は複数の製品領域Ｒが区画された多面取り用の大型基板であり、最終的に製品領域Ｒの外周部に沿って切断されて個々の光導波路装置が得られる。

図７及びそれ以降の図面では、図６の基板１０の一つの製品領域Ｒを部分的に示して説明する。図７（ａ）には、図６の基板１０の一つの製品領域Ｒが部分的に示されており、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ１−Ｘ１に沿った断面図である。図７（ａ）及び（ｂ）に対応する以下の図面についても同じである。

そして、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板１０の上に第１クラッド層２０を形成する。第１クラッド層２０は、光硬化性樹脂に紫外光を照射した後に、１５０℃〜２００℃の温度で加熱処理して、光硬化性樹脂を硬化させることにより得られる。

第１クラッド層２０は、図６に示した複数の製品領域Ｒが区画された基板１０の全面に形成される。第１クラッド層２０をパターニングして外形を調整する場合は、フォトマスクを介して光硬化性樹脂に紫外線を照射し、現像することにより第１クラッド層２０が得られる。

光硬化性樹脂の形成方法としては、樹脂シートを貼付してもよいし、あるいは、液状樹脂を塗布してもよい。第１クラッド層２０の厚みは、例えば、１０μｍ〜３０μｍ程度である。

続いて、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１クラッド層２０の上にコア層を得るための光硬化性樹脂（不図示）を形成する。さらに、フォトマスクを介して光硬化性樹脂に紫外線を照射し、現像した後に、光硬化性樹脂を１５０℃〜２００℃程度の温度で加熱処理することにより硬化させる。

これにより、複数のコア層２２が第１クラッド層２０の上に帯状パターンとして並んで配置される。コア層２２の幅は５μｍ〜１０μｍに設定され、コア層２２の高さは５μｍ〜１０μｍに設定される。

このように、本実施形態では、シングルモードの光導波路を得るために、コア層２２が微小な断面積を有して形成される。

複数のコア層２２は、前述した図６の複数の製品領域Ｒの間の領域を跨ぐように各製品領域Ｒに横方向に延在して配置される。

ここで、図９（ａ）に示すように、各製品領域Ｒ内のコア層２２の延在方向の中央で２つの領域に分割し、右側の一方側領域Ａと左側の他方側領域Ｂとに区画する。そして、各製品領域Ｒ内の一方側領域Ａに配置されたコア層２２の延在方向の一方側部分が光結合部２２ａに区画される。

このようにして、第１クラッド層２０の上に、延在方向の一部分に光結合部２２ａが区画されたコア層２２を形成する。

次いで、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１クラッド層２０及びコア層２２の上に第２クラッド層を得るための光硬化性樹脂２４ｘを形成する。光硬化性樹脂２４ｘは、コア層２２の上面及び側面を被覆した状態で上面が平坦になって形成される。

光硬化性樹脂２４ｘとしては、例えば、ネガ型の感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを使用することができる。前述した第１クラッド層２０及びコア層２２についても、同様な光硬化性樹脂が使用される。

光硬化性樹脂２４ｘは、光硬化に寄与する反応性官能基と、熱硬化に寄与する反応性官能基とを含み、光硬化及び熱硬化によって硬化する。

続いて、図１１に示すように、フォトマスク３０を用意する。図１１には、前述した図６の一つの製品領域Ｒに対応する領域のフォトマスク３０が部分的に描かれている。フォトマスク３０は遮光部３０ａと透光部３０ｂとを備えている。

フォトマスク３０の遮光部３０ａは、図１０の各製品領域Ｒ内の一方側領域Ａに対応して配置され、一方側領域Ａに配置された光硬化性樹脂２４ｘを露光せずに未硬化部とするために使用される。

また、フォトマスク３０の透光部３０ｂは、図１０の各製品領域Ｒの他方側領域Ｂに対応して配置され、他方側領域Ｂに配置される光硬化性樹脂２４ｘを露光して硬化部にするために使用される。

そして、図１１のフォトマスク３０の透光部３０ｂを通して、図１０の光硬化性樹脂２４ｘに紫外線を照射して露光することにより、各製品領域Ｒの他方側領域Ｂの光硬化性樹脂２４ｘを硬化させる。このとき、各製品領域Ｒの一方側領域Ａの光硬化性樹脂２４ｘはフォトマスク３０の遮光部３０ａによって遮光されるため、露光されずに未硬化の状態に維持される。

この時点では、露光した光硬化性樹脂２４ｘを現像液で処理せずに、各製品領域Ｒの一方側領域Ａに配置された光硬化性樹脂２４ｘの未露光部分を未硬化部として残しておく。

その後に、１５０℃〜２００℃の温度で加熱処理（ポストベーク）を行う。これにより、第１クラッド層２０及びコア層２２の上に第２クラッド層２４が形成される。第２クラッド層２４の厚みは、例えば、１０μｍ〜３０μｍ程度である。

このようにして、図１２（ａ）に示すように、各製品領域Ｒの一方側領域Ａに第２クラッド層２４の未硬化部２４ａがそれぞれ配置される。一方、各製品領域Ｒの他方側領域Ｂに第２クラッド層２４の硬化部２４ｂがそれぞれ配置される。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸ２−Ｘ２に沿った断面図である。また、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のＸ３−Ｘ３に沿った断面図である。

図１２などの図示では、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａが「ドット領域」で示され、硬化部２４ｂが「白抜き領域」で示される。

第２クラッド層２４の硬化部２４ｂは、光硬化性樹脂２４ｘが光硬化及び熱硬化によって完全に硬化して得られる。また、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａは、光硬化性樹脂２４ｘが露光されずに１５０℃〜２００℃の温度で加熱処理されるだけで得られるため、未硬化の状態で維持される。第２クラッド層２４の未硬化部２４ａと硬化部２４ｂとは一体的に繋がって形成される。

このようにして、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、各製品領域Ｒにおいて、複数のコア層２２の光結合部２２ａが第２クラッド層２４の未硬化部２４ａで被覆される。また、図１２（ａ）及び（ｃ）に示すように、各製品領域Ｒにおいて、複数のコア層２２の光結合部２２ａ以外の領域が第２クラッド層２４の硬化部２４ｂで被覆される。

これにより、第１クラッド層２０と、第１クラッド層２０の上に形成されたコア層２２と、第１クラッド層２０及びコア層２２の上に形成された第２クラッド層２４とにより、光導波路５が構築される。

光導波路５では、コア層２２の屈折率が第１クラッド層２０及び第２クラッド層２４の屈折率よりも高くなるように設定される。

本実施形態では、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａ及び硬化部２４ｂをネガ型の感光性樹脂である光硬化性樹脂２４ｘをから形成している。

この他に、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａ及び硬化部２４ｂをポジ型の感光性樹脂から形成してもよい。

ネガ型は、光照射された露光部分が架橋反応により溶解性から不溶解性に変質し、未露光部分（未硬化部）が現像液で除去され、露光部分が硬化部として残される。

逆に、ポジ型は、光照射された露光部分（未硬化部）がアルカリ不溶性から可溶性に化学変化し、現像液で除去され、未露光部分が硬化部として残される。

ポジ型の感光性樹脂を使用する場合は、前述した図１１のネガ用のフォトマスクを白黒反転させたポジ用のフォトマスクが使用される。そして、ポジ型の感光性樹脂にポジ用のフォトマスクを介して露光する。

これにより、ポジ型の感光性樹脂の露光部分が第２クラッド層２４の現像液に溶解する未硬化部２４ａになる。またに、ポジ型の感光性樹脂の未露光部分が熱硬化して第２クラッド層２４の硬化部２４ｂになる。

以上のように、第２クラッド層２４は、ネガ型の感光性樹脂（光硬化性樹脂２４ｘ）から形成してもよいし、ポジ型の感光性樹脂から形成してもよい。そして、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａは、ネガ用又はポジ用の現像液に溶解して除去される特性を有する。一方、第２クラッド層２４の硬化部２４ｂは、ネガ用又はポジ用の現像液に溶解しない特性を有する。

次いで、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、各製品領域Ｒの外周部に沿って、第２クラッド層２４、コア層２２、第１クラッド層２０及び基板１０を切削装置の回転ブレードなどによって切断して個片化する。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸ４−Ｘ４に沿った断面図である。

このとき、図１３（ｂ）に示すように、コア層２２の光結合部２２ａは第２クラッド層２４の未硬化部２４ａで被覆されて保護されている。このため、コア層２２を切断する際に、コア層２２の光結合部２２ａが破損するおそれがなく、信頼性よく、コア層２２を切断することができる。また、コア層２２が削りカスで汚染されるおそれもない。

これにより、コア層２２の延在方法の第２クラッド層２４の、コア層２２、第１クラッド層２０及び基板１０の各端面は、切断面からなり、面一になった面で形成される。

以上により、図１４（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１実施形態の光導波路装置１が得られる。図１４（ａ）は平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＸ５−Ｘ５に沿った断面図である。また、図１４（ｃ）は図１４（ａ）のＸ６−Ｘ６に沿った断面図である。さらに、図１４（ｄ）は図１４（ａ）のＸ７−Ｘ７に沿った断面図である。後述する図１５（ａ）〜（ｄ）についても同じである。

図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１実施形態の光導波路装置１では、基板１０の上に第１クラッド層２０が形成されている。第１クラッド層２０の上に複数のコア層２２が横方向に延在して配置されている。

また、第１クラッド層２０及びコア層２２に上に第２クラッド層２４が形成されている。コア層２２の上面及び側面が第２クラッド層２４で被覆されている。第１クラッド層２０、コア層２２及び第２クラッド層２４により光導波路５が構築されている。

図１４（ｄ）を加えて参照すると、コア層２２は延在方向で２分する右側の一方側部分Ｐ１と左側の他方側部分Ｐ２とに区画されている。そして、コア層２２の延在方向の一方側部分Ｐ１が光結合部２２ａになっている。

また、第２クラッド層２４は、コア層２２の延在方向の一方側部分Ｐ１を覆う未硬化部２４ａと、コア層２２の延在方向の他方側部分Ｐ２を覆う硬化部２４ｂとを備えている。

このようにして、コア層２２の光結合部２２ａが第２クラッド層２４の未硬化部２４ａによって被覆されている。未硬化部２４ａは、未硬化の感光性樹脂からなる。また、硬化部２４ｂは、硬化した感光性樹脂からなる。

前述した製造方法で説明したように、光導波路５及び基板１０を切断する際に、コア層２２の光結合部２２ａが第２クラッド層２４の未硬化部２４ａで被覆されている。このため、コア層２２の光結合部２２ａを切断する際に、コア層２２が破損することが防止される。

よって、図１４（ｄ）に示すように、光導波路装置１のコア層２２の延在方向の両側の端面は面一になった切断面である。光導波路装置１の一方側領域Ａの端面は、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａ（未硬化の感光性樹脂）、コア層２２の光結合部２２ａ、第１クラッド層２０及び基板１０の切断面であり、端面全体が面一になった面となる。

また、光導波路装置１の他方側領域Ｂの端面は、第２クラッド層２４の硬化部２４ｂ、光結合部２２ａ以外のコア層２２、第１クラッド層２０及び基板１０の切断面であり、端面全体が面一になった面となる。

第２クラッド層２４がネガ型の感光性樹脂（光硬化性樹脂２４ｘ）から形成される場合は、他方側領域Ｂの第２クラッド層２４の硬化部２４ｂは光照射と加熱処理によって硬化して形成される。また、一方側領域Ａの第２クラッド層２４の未硬化部２４ａは光照射されていない未露光部から形成される。

そして、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａはネガ用の現像液に溶解させて除去することができる。

あるいは、第２クラッド層２４がポジ型の感光性樹脂から形成される場合は、他方側領域Ｂの第２クラッド層２４の硬化部２４ｂは光照射されていない未露光部が熱硬化して形成される。また、一方側領域Ａの第２クラッド層２４の未硬化部２４ａは光照射された露光部から形成される。

この場合は、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａはポジ用の現像液に溶解させて除去することができる。

このように、後の所要の段階で、第２クラッド層２４を現像液で処理することにより、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａを除去して、コア層２２の光結合部２２ａを第２クラッド層２４から露出させることができる。

以上のように、第１実施形態の光導波路装置１では、コア層２２の光結合部２２ａを切断する際にコア層２２に破損が発生せず、かつ、コア層２２の光結合部２２ａを第２クラッド層２４から露出させることができる。

なお、光導波路装置１を外部に運搬する際には、第２クラッド層２４の未硬化部２４ａが感光しないように、遮光された収容器に収容されて運搬される。第２クラッド層２４がネガ型の感光性樹脂から形成される場合は、未硬化部２４ａが感光すると現像液で除去できなくなるためである。

次に、第１実施形態の光導波路装置１にシリコン導波路を光結合する方法について説明する。図１５（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）に示すように、上記した図１４（ａ）〜（ｄ）の光導波路装置１を現像液で処理することにより、光導波路装置１の第２クラッド層２４の未硬化部２４ａを溶解させて除去する。

これにより、図１５（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）に示すように、光導波路装置１の一方側領域Ａでは、コア層２２の光結合部２２ａ上の第２クラッド層２４が開口されて、コア層２２の光結合部２２ａが第２クラッド層２４から露出する。

光硬化性樹脂２４ｘ（ネガ型の感光性樹脂）は使用する場合は、現像液として、炭酸ナトリウム（炭酸ソーダ）や水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）などの無機アルカリ溶液が使用される。

あるいは、第２クラッド層２４をポジ型の感光性樹脂から形成する場合は、現像液として、ＴＭＨＡ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などの有機アルカリ溶液が使用される。

図１５（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、光導波路装置１の他方側領域Ｂでは、コア層２２の上に第２クラッド層２４の硬化部２４ｂが残される。

次いで、図１６（ａ）に示すように、図１５（ｄ）の光導波路装置１とシリコン導波路４０を用意する。シリコン導波路４０は、シリコンチップに作り込まれた微細な光導波路であり、シリコンチップに光回路などを集積化するシリコンフォトニクス技術に使用される。

シリコン導波路４０のコア層（不図示）の断面は、光導波路装置１のコア層２２の断面よりも小さく設定されている。

例えば、光導波路装置１のコア層２２の幅及び高さは５μｍ〜１０μｍあり、シリコン導波路４０のコア層の幅及び高さは０．２μｍ〜１μｍである。

そして、光導波路装置１のコア層２２にシリコン導波路４０のコア層が光結合される。

予備的事項で説明したように、光導波路装置１の微小なコア層２２の端面と、シリコン導波路４０の微小なコア層の端面とを位置合わせして光結合させることは困難である。

このため、図１６（ｂ）に示すように、光導波路装置１のコア層２２の所定の長さの光結合部２２ａの上面にシリコン導波路４０のコア層を重ね合わせることにより光結合させる。このとき、光結合での光損失を抑えるために、光導波路装置１のコア層２２の光結合部２２ａとシリコン導波路４０のコア層との間に適切なギャップＧ（空間）が設けられる。

そして、シリコン導波路４０のコア層の下面からの染み出し光が光導波路装置１のコア層２２の光結合部２２ａに入射することによって、両者が光結合される。

第１実施形態では、光導波路装置１のコア層２２が破損することなく、コア層２２の光結合部２２ａを露出させることができるため、シリコン導波路４０を信頼よく光結合させることができる。

（第２実施形態）
図１７〜図２０は第２実施形態の光導波路装置の製造方法を示す図、図２１は第２実施形態の光導波路装置を示す図である。

第２実施形態では、第１実施形態と同一工程及び同一要素についてはその詳しい説明を省略する。

第２実施形態の光導波路装置では、光導波路のコア層の全体が光結合部となっており、コア層の全体が、除去できる状態で形成された保護層で被覆される。

図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず、前述した第１実施形態の図７〜図９の工程と同一の工程を遂行することにより、図９（ａ）及び（ｂ）と同一の構造体を得る。図１７（ａ）及び（ｂ）では、基板１０の上に第１クラッド層２０及びコア層２２が形成される。

図１７（ａ）及び（ｂ）では、第１実施形態の図９（ａ）及び（ｂ）と同様に、図６の基板１０の一つの製品領域Ｒが部分的に示されている。

第２実施形態では、各製品領域Ｒに配置された各コア層２２の全体が光結合部２２ａとして形成される。このようにして、第１クラッド層２０の上に、全体が光結合部２２ａとして機能するコア層２２を形成する。

次いで、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１クラッド層２０及びコア層２２の上に光硬化性樹脂２４ｘを形成する。第２実施形態では、光硬化性樹脂２４ｘに露光を行わず、光硬化性樹脂２４ｘの全体を未硬化状態とする。これにより、未硬化の光硬化性樹脂２４ｘからなる第２クラッド層２４が形成される。

後述するように、未硬化の第２クラッド層２４を現像液に溶解させて除去して、コア層２２の全体を露出させる。

または、光硬化性樹脂２４ｘ（ネガ型の感光性樹脂）の代わりに、ポジ型の感光性樹脂を使用してもよい。ポジ型の感光性樹脂を使用する場合は、光硬化性樹脂２４ｘの全体を露光することにより、現像液に溶解する未硬化状態にする。

このように、第２実施形態の第１例では、第２クラッド層２４は全体が未硬化の感光性樹脂から形成される。

第２実施形態では、後述するように、最終的に、光導波路装置から第２クラッド層２４の全体が除去される。このため、所要の屈折率を有する樹脂からなる未硬化の第２クラッド層２４を形成する以外に、最終的に除去できる各種の保護層を形成してもよい。

例えば、図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、保護層として、樹脂フィルム２６を粘着層２６ａによって第１クラッド層２０及びコア層２２に仮接着してもよい。

この場合は、粘着層２６ａを第１クラッド層２０及びコア層２２との界面から引き剥がして樹脂フィルム２６を除去することにより、コア層２２の全体を露出させることができる。樹脂フィルム２６としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが使用される。

以上にように、第１クラッド層２０及びコア層２２の上に、除去できる状態で保護層を形成する。保護層の好適な例が、未硬化の第２クラッド層２４、及び粘着層２６ａで仮接着された樹脂フィルム２６である。

このように、第２実施形態の第２例では、未硬化の感光性樹脂からなる第２クラッド層２４の代わりに、粘着層２６ａで樹脂フィルム２６が仮接着される。

続いて、図２０に示すように、前述した図１３（ａ）及び（ｂ）の工程と同様な方法により、基板１０の各製品領域Ｒの外周部に沿って、第２クラッド層２４、コア層２２、第１クラッド層２０及び基板１０を切削装置の回転ブレードなどによって切断して個片化する。

第２実施形態においても、コア層２２が未硬化の第２クラッド層２４で被覆されているため、コア層２２を切断する際にコア層２２が破損することが防止される。また、コア層２２が削りカスで汚染されるおそれもない。

以上により、図２１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２実施形態の光導波路装置１ａが得られる。

第２実施形態の図２１（ａ）の光導波路装置１ａにおいても、コア層２２の延在方向の第２クラッド層２４、コア層２２、第１クラッド層２０及び基板１０の各端面は、面一になった面となる。

図２１（ｂ）に示すように、第２実施形態の光導波路装置１ａでは、基板１０の上に第１クラッド層２０が形成され、第１クラッド層２０の上に帯状の複数のコア層２２が形成されている。

また、第１クラッド層２０及びコア層２２の上に第２クラッド層２４が形成されている。第２クラッド層２４は全体にわたって未硬化の感光性樹脂から形成される。第２クラッド層２４は未硬化の感光性樹脂から形成されるため、現像液で処理すると第２クラッド層２４が現像液に溶解して除去される。

また、図２２（ａ）及び（ｂ）には、第２実施形態の変形例の光導波路装置１ｂが示されている。変形例の光導波路装置１ｂは、前述した図１９の製造方法によって製造される。

図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、変形例の光導波路装置１ｂでは、未硬化の第２クラッド層２４の代わりに、樹脂フィルム２６が粘着層２６ａによって第１クラッド層２０及びコア層２２の上に仮接着されている。

このように、コア層２２は除去できる状態で形成された保護層で被覆されていればよく、保護層として、未硬化の第２クラッド層２４以外に、クラッド層として機能しない樹脂材料などを形成してもよい。

図２２（ａ）の変形例の光導波路装置１ｂにおいても、コア層２２の延在方向の樹脂フィルム２６、コア層２２、第１クラッド層２０及び基板１０の各端面は、面一になった面となる。

次に、第２実施形態の光導波路装置１ａにシリコン導波路を光結合する方法について説明する。図２３（ａ）及び（ｂ）に示すように、上記した図２１（ａ）及び（ｂ）の光導波路装置１ａを現像液で処理することにより、未硬化状態の第２クラッド層２４の全体を溶解させて除去する。

これにより、コア層２２の全体が光結合部２２ａとして露出する。図２３（ｂ）は、コア層２２の延在方向に沿った断面である。

前述した図２２（ａ）及び（ｂ）の変形例の光導波路装置１ｂを使用する場合は、樹脂フィルム２６の粘着層２６ａを第１クラッド層２０及びコア層２２から引き剥がすことにより、樹脂フィルム２６が除去される。これにより、図２３（ａ）及び（ｂ）と同様に、コア層２２の全体が光結合部２２ａとして露出する。

次いで、図２４（ａ）に示すように、図２３（ｂ）の光導波路装置１ａと前述した図１６（ａ）と同様なシリコン導波路４０を用意する。

そして、図２４（ｂ）に示すように、光導波路装置１ａのコア層２２（光結合部２２ａ）の上面に、適切なギャップＧ（空間）を設けた状態で、シリコン導波路４０のコア層を重ね合わせることにより光結合させる。

そして、シリコン導波路４０のコア層の下面からの染み出し光が光導波路装置１ａのコア層２２（光結合部２２ａ）に入射することによって、両者が光結合される。

さらに、図２４（ｃ）に示すように、光導波路装置１ａのコア層２２（光結合部２２ａ）の一端にコネクタ５０が取り付けられる。光導波路装置１ａに取り付けられたコネクタ５０の外端の側面から内部に嵌合孔（不図示）が設けられている。

外部の光ファイバなどのアライメントピン（不図示）をコネクタ５０の嵌合孔に嵌め込むことにより、外部の光ファイバなどが光導波路装置１ａのコア層２２に位置合わせされて配置されて光結合されるようになっている。

第２実施形態においても、光導波路装置１ａのコア層２２が破損することなく、光結合部２２ａとなるコア層２２の全体を露出させることができるため、シリコン導波路４０を信頼よく光結合させることができる。

１，１ａ，１ｂ…光導波路装置、５…光導波路、１０…基板、２０…第１クラッド層、２２…コア層、２２ａ…光結合部、２４…第２クラッド層、２４ａ…未硬化部、２４ｂ…硬化部、２４ｘ…光硬化性樹脂、２６…樹脂フィルム、２６ａ…粘着層、３０…フォトマスク、３０ａ…遮光部、３０ｂ…透光部、４０…シリコン導波路、５０…コネクタ、Ａ…一方側領域、Ｂ…他方側領域、Ｐ１…一方側部分、Ｐ２…他方側部分、Ｒ…製品領域。

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板の上に形成された第１クラッド層と、
   前記第１クラッド層の上に形成されたコア層と、
   前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成された第２クラッド層と
   を有し、
   前記第２クラッド層は、前記コア層の延在方向の一方側部分を覆う未硬化の感光性樹脂と、前記コア層の延在方向の他方側部分を覆う硬化した感光性樹脂とを備え、
   前記未硬化の感光性樹脂、前記コア層、前記第１クラッド層及び前記基板の各端面は、面一になった面であることを特徴とする光導波路装置。
2. 基板と、
   前記基板の上に形成された第１クラッド層と、
   前記第１クラッド層の上に形成されたコア層と、
   前記第１クラッド層及び前記コア層の上に形成された第２クラッド層と
   を有し、
   前記第２クラッド層は全体が未硬化の感光性樹脂であり、
   前記第２クラッド層、前記コア層、前記第１クラッド層及び前記基板の各端面は、面一になった面であることを特徴とする光導波路装置。
3. 基板と、
   前記基板の上に形成されたクラッド層と、
   前記クラッド層の上に形成されたコア層と、
   前記クラッド層及び前記コア層の上に粘着層で仮接着された樹脂フィルムと
   を有することを特徴とする光導波路装置。
4. 前記未硬化の感光性樹脂は、現像液に溶解して除去される特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路装置。
5. 前記樹脂フィルム、前記コア層、前記クラッド層及び前記基板の各端面は、面一になった面であることを特徴とする請求項３に記載の光導波路装置。
6. 基板の上に第１クラッド層を形成する工程と、
   前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、
   前記第１クラッド層及び前記コア層の上に未硬化の感光性樹脂を形成する工程と、
   前記未硬化の感光性樹脂の一部を硬化して、前記コア層の延在方向の一方側部分を覆う未硬化の感光性樹脂と、前記コア層の延在方向の他方側部分を覆う硬化した感光性樹脂とを備えた第２クラッド層を得る工程と、
   前記第２クラッド層、コア層、第１クラッド層及び前記基板を切断して個片化する工程と
   を有し、
   前記切断して個片化する工程において、前記コア層は、前記未硬化の感光性樹脂で保護された状態で切断されることを特徴とする光導波路装置の製造方法。
7. 基板の上に第１クラッド層を形成する工程と、
   前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、
   前記第１クラッド層及び前記コア層の上に、未硬化の感光性樹脂からなる第２クラッド層を形成する工程と、
   前記第２クラッド層、コア層、第１クラッド層及び前記基板を切断して個片化する工程と
   を有し、
   前記切断して個片化する工程において、前記コア層は、前記未硬化の感光性樹脂で保護された状態で切断されることを特徴とする光導波路装置の製造方法。
8. 基板の上に第１クラッド層を形成する工程と、
   前記第１クラッド層の上にコア層を形成する工程と、
   前記第１クラッド層及び前記コア層の上に、樹脂フィルムを粘着層で仮接着する工程と、
   前記樹脂フィルム、コア層、第１クラッド層及び前記基板を切断して個片化する工程と を有することを特徴とする光導波路装置の製造方法。

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