JPH0815537A - ポリマー状光学導波管及びこれを製造する方法 - Google Patents

ポリマー状光学導波管及びこれを製造する方法

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JPH0815537A
JPH0815537A JP3040823A JP4082391A JPH0815537A JP H0815537 A JPH0815537 A JP H0815537A JP 3040823 A JP3040823 A JP 3040823A JP 4082391 A JP4082391 A JP 4082391A JP H0815537 A JPH0815537 A JP H0815537A
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    • G02B6/138—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation

Abstract

(57)【要約】 異なる重合度及び異なる屈折率の予め選択された範囲を
有するエポキシ基を含むポリマー状物質の層から成る構
造体；並びに異なる重合度及び異なる屈折率の予め選択
された範囲を有するエポキシ基を含むポリマー状物質の
層から成る構造体を製造する方法であって、エポキシ基
を含むポリマー状物質を支持体の上に供給すること及び
該物質中の屈折率を選択的に改変することから成る方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
【発明の分野】本発明は、ポリマー状光学導波管（ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）及びこれを製造する
方法に関する。
【０００２】
【先行技術の説明】基礎的な光学導波管は、より低い屈
折率の物質によって取り囲まれた高い屈折率の物質から
成るストリップ（ｓｔｒｉｐ）構造体である。導波管の
形状及び成分の屈折率の両方が導波管の光学的な導波特
性を決定するであろう。例としては、より低い屈折率の
物質は空気でさえあり得る。しかしながら、このような
導波管は、導波管と、被覆（ｃｌａｄｄｉｎｇ）媒体と
して作用するであろう空気との間の有りがちな大きな屈
折率の差のために損失がある（ｌｏｓｓｙ）であろう。
さらにまた、このような導波管には環境上の保護がない
であろう。結果として、このような基礎的な光学導波管
への必要な付加は、より低い屈折率を有する物質によっ
て導波管を被覆する（ｃｌａｄ）ことであろう。明らか
に、このような被覆を実施するための簡単な方法を有す
ることが望ましいであろう。物質の単一のフィルムにパ
ターンを描きそして被覆の屈折率を選択的に制御するこ
とができるある種のやり方で改変することができるであ
ろうプレーナ（ｐｌａｎａｒ）方法が非常に望ましい手
法であろう。これは、当該技術において既に認識されて
いた。
【０００３】先行技術は、ポリカーボネートフィルムを
モノマー、詳細にはメチルメタクリレートによってドー
ピングし、リトグラフ的にフィルムを露光させ、そして
最後にフィルムを加熱して未露光領域中のモノマーを追
い出すことによって製造された光学導波管を教示してい
る。その結果は、光を導くための手段を供給する、ポリ
カーボネートフィルムの露光及び未露光領域の間の正味
の屈折率の差であった。この手法は以下の刊行物中に開
示されている：“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ Ｗｉｔｈｏｕｔ Ｌｉ
ｇｈｔ Ｌｅａｋ”、Ｔ．Ｋｕｒｏｋａｗａら、Ａｐｐ
ｌ．Ｏｐｔ．、１６、１０３３（１９７７）；“Ｆｉｂ
ｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｓｈｅｅｔ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ
Ｂｙ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ
ｉｚａｔｉｏｎ”、Ｔ．Ｋｕｒｏｋａｗａら、Ａｐｐ
ｌ．Ｏｐｔ．１７、６４６（１９７８）；“Ｐｏｌｙｍ
ｅｒＯｐｔｉｃａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｆｏｒ Ｍｕ
ｌｔｉｍｏｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ”、Ｔ．Ｋｕｒｏｋａｗａら、Ａｐｐｌ．Ｏｐ
ｔ．１９、３１２４（１９８０）；及び“Ｐｏｌｙｍｅ
ｒ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｓｔａｒ Ｃｏｕｐｌｅ
ｒ”、Ｎ．Ｔａｋａｔｏら、Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．、２
１、１９４０（１９８２）。
【０００４】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ、１７巻、
Ｎｏ．４を代表にすると、開示されたポリカーボネート
／メチルメタクリレートシステムにおいては、ベンゾイ
ンエチルエーテルが光増感剤として添加される。ＵＶ放
射線に対するポリカーボネートの選択的露光に際して、
メチルメタクリレート“ドーパント”は、ＵＶ光とベン
ゾインエチルエーテル光増感剤との相互作用によって活
性化される。未露光領域においては、メチルメタクリレ
ートは引き続いて熱的に追い出され、結果として露光及
び未露光領域の間の屈折率における差をもたらす。
【０００５】さらに最近には、パターン化されたフィル
ムを一部のより低い屈折率を有する別のポリマー、即
ち、ポリカーボネートでないものをオーバーコートする
簡単な手順を含む方法が開発された。“Ｌｏｗ Ｌｏｓ
ｓ Ｓｉｎｇｌｅ ＭｏｄｅＰｌａｓｔｉｃ Ｗａｖｅ
ｇｕｉｄｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ Ｂｙ Ｐｈｏｔｏ
ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”、Ｋ．Ｍｉｕｒａら、
論文ＭＣ３、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｗ
ａｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｎｆ．、Ｓａｎｔａ Ｆ
ｅ、Ｎ．Ｍ．１９８８。
【０００６】先行技術におけるさらに別の提案は、アク
リレートを光重合することによってプレーナ導波管を製
造することを含んでいた。再び、これらの導波管は、１
００℃よりずっと高い温度に耐えることができなかっ
た。Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｔｅｌｅｃｏｍ及びＤｕＰｏｎｔ
からの製品文書、“Ｐｏｌｙｇｕｉｄｅ−Ｐｈｏｔｏｐ
ｏｌｙｍｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”、１９８８。
【０００７】しかしながら、これまでのところ、低い伝
搬損失（ｌｏｓｓ）、妥当な温度許容性及び電子パッケ
ージングプロセス能力の合わせられた属性を有するプレ
ーナ光学導波管を製造する際に含まれる問題への成功す
る手法はまだなかった。
【０００８】光学導波管は、コンピュータシステムパッ
ケージング環境において使用することができる。例は、
チップの上の高密度光電子装置の間の接続を比較的より
大きな光ファイバーに供給する構造体、同じ光学情報を
数個の場所に分配するのを可能にする再分配構造体、例
えば星形カプラー（ｓｔａｒ ｃｏｕｐｌｅｒｓ）、及
び回路タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）の細かな同調のため
の光学時間遅延要素を含む。
【０００９】光学導波管は２０年以上の間、検討されて
きたけれども、それらはほとんど用途を見い出さなかっ
た。これは、少なくとも一部は、試作の高性能光電子装
置はごく最近開発されそして良好な光学性質及び良好な
プロセス適合性を有する導波管物質は入手できなかった
という事実に起因してきた。
【００１０】ポリマー状光学導波管はまた、半導体プロ
セス適合性も提供する。この領域における初期の仕事
は、フォトレジスト、ポリウレタン及びエポキシを検討
することから成っていた。これらの物質は、光学的に損
失があったかまたは比較的低い温度で損失があるように
なった。以前に述べた、“Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｅｄ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ Ａｓ Ｐａｓｓｉ
ｖｅ Ａｎｄ Ａｃｔｉｖｅ Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｅ
ｓ”、Ｒ．Ｕｌｒｉｃｈら、Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．、１
１、４２８（１９７２）及び“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖ
ｅｇｕｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ Ｗｉｔｈ
ｏｕｔ Ｌｉｇｈｔ Ｌｅａｋ”、Ｔ．Ｋｕｒｏｋａｗ
ａら、Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．、１６、１０３３（１９７
７）。
【００１１】先行技術におけるその他のものはまた、商
業的に入手できる感光性エポキシ樹脂に関して実験をし
た。再び、生成する導波管は、乏しい温度安定性に苦し
みそして約１００℃以上で非常に損失があるようになっ
た。“ＰａｔｔｅｒｎｅｄＣｈａｎｎｅｌ Ｗａｖｅｇ
ｕｉｄｅｓ Ｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ
Ｂｏａｒｄｓ Ｆｏｒ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｒ
ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”、
Ｄ．Ｈａｒｔｍａｎら、論文ＭＣ４、Ｉｎｔｅｇｒａｔ
ｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｗａｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｎ
ｆ．、Ｓａｎｔａ Ｆｅ、ＮＭ、１９８８。
【００１２】Ｋａｗａｔｓｕｋｉらの米国特許４，７４
９，２４５は、基体の上に横たわるが少なくとも一つの
中間層によって基体から分離されている導波管通路（ｐ
ａｔｈ）層から成る薄膜（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ）導波管
通路を開示している。この導波管通路層は、第一の透明
な高分子量物質から成り、この少なくとも一つの中間層
は、第一の物質の溶解度とは異なる溶解度及び第一の物
質の屈折率より低い屈折率を有する第二の有機高分子量
物質から成り、そしてこの基体は、導波管通路及び一ま
たは複数の中間層を支持するための、第一及び第二物質
とは異なる第三の高分子量物質から成る。
【００１３】“Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｃｕｒｅｄ Ｐｏ
ｌｙｍｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ
Ｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄｓ
Ｆｏｒ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃ
ｔｉｏｎ Ｕｓｅ”、Ｈａｒｔｍａｎら、Ａｐｐｌ．Ｏ
ｐｔ．、２８、４０（１９８９）の中で、Ｈａｒｔｍａ
ｎらは、導波管が商業的に入手できる紫外線硬化接着剤
から製造される光学相互連結応用のための印刷回路カー
ド物質の上のパターン化されたチャンネル導波管の製造
及び評価を開示している。
【００１４】“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｆｏｒ Ｐｒｉｎｔｅｄ−Ｂｏａｒ
ｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ”、Ｃ．Ｓｕｌ
ｌｉｖａｎ、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．９９４、Ｏｐｔｏｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｄｅｖｉｃｅ
ｓ，Ｐａｃｋａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎ
ｅｃｔｉｏｎｓ II、９２（１９８８）の中では、ポリ
イミドプロセス技術を基にした集積導波管媒体が述べら
れている。
【００１５】上の導波管構造体のすべては、製造の問題
点に苦しみそして約１２０℃を越える温度では機能的で
はなかった。チップを電子パッケージ（即ち、基体）に
はんだ付けするために使用される温度が１２０℃を越え
るので、このような先行技術の温度安定性は受け入れる
ことができない。
【００１６】
【発明の要約】本発明は、感光性ポリマー、並びに低い
伝搬損失、高い環境上の安定性を示し、滑らかな壁及び
高いアスペクト比を有する光学導波管をフォトリトグラ
フ的に規定するための方法を提供する。このような導波
管を製造するために使用される方法は、高性能電子パッ
ケージの製造において使用されるプレーナ方法と適合す
る。
【００１７】一つの好ましい実施態様において、本発明
は活性な導波管物質として、完全にエポキシ化されたビ
スフェノールＡ−ホルムアルデヒドノボラックから成る
ポリマー光学導波管を提供する。橋かけされた形におい
て、この完全にエポキシ化されたノボラックは、４００
ｎｍ〜２，０００ｎｍで無視できる光学吸収を有し、す
なわち光学的に透明であり、そしてλ＝０．６３３μｍ
で１．５９８±０．００２の屈折率を有する。
【００１８】本発明の一つの好ましいポリマー光学導波
管物質は、異なる重合度及びその結果として異なる屈折
率の予め選択された範囲を有するエポキシ基を含むポリ
マー状物質の層から成る。
【００１９】本発明の別の好ましい実施態様において
は、フォトリトグラフ的にポリマー光学導波管を規定し
た後で、エポキシ基を含むポリマー状物質の未露光の領
域が現像されポリマー光学導波管を残す。
【００２０】本発明の方法によると、適当な基体は上で
述べたポリマー状物質によって被覆されそして次に屈折
率がポリマー状物質中で選択的に改変される。
【００２１】
【好ましい実施態様の説明】本発明は、低い伝搬損失及
び１２０℃を越える温度での安定性の光学導波管を有す
るチップ及びチップ基体の最上（ｔｏｐ）層として有用
であるポリマー状層及びこのようなポリマー状層を製造
する方法に特に向けられる。
【００２２】一般に、本発明によれば、光増感剤をポリ
マー状物質に添加し、このポリマー状物質を引き続いて
光暴露によって橋かけして感光性ポリマーを生成させる
ことができる。ポリマー状物質／光増感剤の組み合わせ
物（本明細書中では以後しばしば簡単に“感光性ポリマ
ー”）を適切な基体の上にコーティングした後で、この
感光性ポリマー組み合わせ物を選択的に電磁放射線にさ
らすことによって、屈折率を、非照射領域に比較して照
射領域において変化させ、これによって光学導波管を生
成させる。
【００２３】本発明の種々の面を以下に詳細に議論す
る。
【００２４】基体 本発明の光学導波管を製造するために使用される基体
は、限定された形態ではない。典型的な基体はポリマー
導波管を支持するために適した物、例えばガラス、石
英、酸化シリコン、及び光学的に不透明な（または高屈
折率の）基体、例えばセラミック、シリコン、ＧａＡ
ｓ、など（即ちあらゆる表面）を含む。
【００２５】ポリマー状物質 エチレン性不飽和の（即ち二重結合を有する）モノマー
から作られたポリマー、例えばポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）などは光学導波管を製造するために使用することが
できる。これらの導管は、高品質でありそして低い光学
的損失を示す傾向にある。これらの物質の一つの基本的
な制限は、それらが熱的に安定でないということであ
る。これらの物質で作られた導波管は、１２０℃を越え
る温度において光学的に不透明にまたは損失があるよう
になる。それゆえ、チップを基体に結合するために典型
的には１５０℃を越える温度が使用される多くの光電子
工学的パッケージング応用においては、それらはほとん
ど価値を持たない。
【００２６】本発明は、一つの実施態様においては、そ
れらの光学的特性（即ち作業波長における透明性）を保
持すると共にそれらの熱安定性を顕著に増加させるポリ
マーのこの一般的な種類への化学的改変を含む。この化
学的改変は一または複数の脂環式エポキシアクリレ−ト
基を一または複数のエチレン性不飽和ポリマーに添加す
ることから成る。
【００２７】別の実施態様においては、本発明は完全に
エポキシ化されたビスフェノールＡ−ホルムアルデヒド
ノボラック樹脂の使用を含む。１分子あたり平均で６〜
８のエポキシ基を有するそれらが最も有用であると考え
られる。当業者にとっては、１分子あたりの２つの基よ
り多い任意の数のエポキシ基を使用することができるこ
とが明らかであろう。しかしながら、６〜８が好ましい
数である。
【００２８】脂環式エポキシアクリレ−ト基で改変され
たエチレン性不飽和モノマーから作られるポリマーは、
後に例示されるように光酸（ｐｈｏｔｏａｃｉｄ）生成
化合物によって橋かけが可能である。
【００２９】本発明において光学導波管を製造するため
に有用であるポリマーは、典型的には約５０００〜約１
００，０００（数平均）、さらに好ましくは約７，００
０〜約１５，０００の分子量を有すると考えられる。
【００３０】エチレン性不飽和モノマーから作られたポ
リマーの、脂環式エポキシアクリレ−ト基に対するモル
比は一般に約９５：５〜約０：１００、さらに好ましく
は１０：９０〜２５：７５であろうと考えられる。
【００３１】このようなポリマーは種々のエチレン性不
飽和モノマーのランダムコポリマーとして広く特徴づけ
ることが出来る。これらのポリマーは非常に多種にわた
って商業的に入手できるがおそらく最も良く知られてい
るのはデュポンの（メタ）アクリレートポリマーのＥＬ
ＶＡＣＩＴＥブランドであろう。これらのポリマーはメ
チルメタクリレートとメタクリレートのコポリマーであ
ることが良く知られておりその他の異性体の範囲は述べ
るにはあまりに多すぎる。(メタ)アクリルレ−トに関す
る化学を教示する引例は、Ｓａｕｎｄｅｒｓ，Ｋ．
Ｊ．，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉ
ｓｔｒｙ”Ｃｈａｐ．６．Ｃｈａｐｍａｎ＆Ｈａｌｌ
Ｌｔｄ．，Ｌｏｎｄｏｎ，１９７３；及びＬｅｎｚ，
Ｒ．，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ
Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｈｉｇｈ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ”Ｊ
ｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．１９６７，Ｃ
ｈａｐｓ．９−１２であり、両方とも引用によって本明
細書中に組み込まれる。
【００３２】脂環式エポキシアクリレ−ト基という語
は、例えばシクロヘキセンモノオキシド、ジシクロペン
ンタジエンモノオキシド、シクロペンテンモノオキシ
ド、またはノルボルネンオキシド等の基を含む。
【００３３】例えば、一酸化されたジシクロペンンタジ
エン（またはシクロヘキサン）アクリルまたはメタクリ
ルエステルはＰＭＭＡと反応することができる。このコ
ポリマーは低い光学的損失を有するが、しかしずっと高
い温度安定性、即ちＰＭＭＡの１２０℃に比較して２２
５℃の温度安定性を有する。
【００３４】以下の組み合わせは、本発明の光学導波管
を製造するために有用なポリマー状物質として有用であ
ろうと考えられる。
【００３５】アクリレート：
【化１】
【００３６】メタクリレート：
【化２】
【００３７】その他：
【化３】
【００３８】これらは、エチレン性不飽モノマ−、例え
ば： ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ2）Ｈ ［式中、Ｒ2は、置換されていない若しくは必要に応じて
任意の通常一つの置換基、例えば−ＯＨ、ＮＨ2、ＣＯ
ＯＨ、Ｂｒ、Ｆ、−Ｃｌなどで置換されたスチレンであ
る];ビニルハロゲン化物、例えば塩化ビニル、または臭
化ビニル(ただしハロゲンは限定されない);
【００３９】
【化４】 酢酸ビニル;またはその他のビニル化合物、例えば塩化ビ
ニル;−ＯＨ、メタノール若しくはその他のアルコー
ル；またはその他のアクリレート若しくはメタクリレー
ト、例えば式： ＣＨ2＝ＣＨ−ＣＯＯＲ3 ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）−ＣＯ
ＯＲ3 [式中、Ｒ3は例えば好ましくは６個の炭素原子を有する
芳香族基、即ちＲ3＝
【化５】 例えばベンゼン若しくはフェノール、好ましくは２〜６
個の炭素原子を有する脂肪族基、好ましくは５〜１０個
の炭素原子を有する脂環式基であることができ、そして
式中Ｒ3は一またはそれより多い種々の基、例えばシク
ロヘキセンモノオキシド、シクロペンテンモノオキシ
ド、ノルボルネンモノオキシド、ジシクロペンタジエン
モノオキシドなどで置換することができる];と共に共重
合することができる。
【００４０】橋かけは、それらの橋かけされていない形
のものに比較して、本発明において有用であると考えら
れるポリマーまたはコポリマーの熱酸化劣化を抑制する
であろう。
【００４１】例えば、メチルメタクリレートはジシクロ
ペンタジエンモノオキシドメチルメタクリレートで橋か
けすることができる。
【００４２】
【化６】
【００４３】光増感剤との組み合わせにおいて使用され
るポリマー状物質はエポキシ基を含むので、エポキシ基
は１２０℃を越える温度においてポリマー状物質の熱安
定性を実質的に増し、これは既知の先行技術のポリマー
光学導波管の熱安定性の程度である。
【００４４】加えて、エポキシ基を含むポリマー状物質
は、５０μｍまたはそれより厚い厚さに至るまで光学導
波管領域中の真っすぐに垂直な側壁が得られることを可
能にする。
【００４５】本発明における使用のためにもっとも好ま
しいポリマー状物質は、１分子あたり平均で８のエポキ
シ基を有する完全にエポキシ化されたビスフェノールＡ
−ホルムアルデヒドノボラックである。これは、Ｌｏｕ
ｉｓｖｉｌｌｅ、ＫｅｎｔｕｃｋｙのＨｉ−Ｔｅｃｈ
ＰｏｌｙｍｅｒｓからＥｐｉｒｅｚ ＳＵ８として商業
的に入手できる。
【００４６】このポリマー状物質は、式：
【化７】 によって表すことができる。
【００４７】未露光Ｅｐｉｒｅｚ ＳＵ８の屈折率は、
λ＝０．６３３μｍで１．６０３±０．００２であると
測定された。露光されそして重合された（橋かけされ
た）Ｅｐｉｒｅｚ ＳＵ８は、未露光Ｅｐｉｒｅｚ Ｓ
Ｕ８よりも低い屈折率を有する。屈折率におけるこの
差、ｎは、熱的な固定の後ではその後の放射線への露光
が△ｎを変えないという意味で熱的に固定することがで
きる。△ｎの値は固定温度によって影響される。固定温
度は後で議論する。
【００４８】図２ｆ）中に示すような埋め込まれたＥｐ
ｉｒｅｚ ＳＵ８ポリマー導波管に関して１５０℃の固
定温度を使用する時には、△ｎはλ＝０．６３３μｍで
０．００５であると測定された。異なる被覆が使用され
る場合には、コアと被覆との間の△ｎはかなり変動する
ことができ、例えば、本発明によるポリマー光学導波管
及び被覆としての空気に関しては、△ｎは０．６程度で
あろう。
【００４９】光増感剤 エポキシ基含有ポリマー状物質である、本発明によるポ
リマー状物質は、それらに光酸を生成する化合物、例え
ば、アリールジアゾニウム塩、ジアリールイオドニウム
塩、トリアリールスルホニウム塩などを添加することに
よって感光性にすることができる。これらの物質は、一
般に、“オニウム”塩と呼ばれる。好ましい物質は、ト
リアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチミノエー
トの混合異性体から成る、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ，Ｎ
ｅｗ ＹｏｒｋのＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃのＵ
ＶＥ １０１４である。有用な物質は、引用によって本
明細書中に組み込まれる、“Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔ
ｅｄ ＣａｔｉｏｎｉｃＰｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏ
ｎ”、Ｊ．Ｖ．Ｃｒｉｖｅｌｌｏ、ｉｎ ＵＶ Ｃｕｒ
ｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ及びＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２
ｎｄ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、Ｓ．Ｐ．Ｐａｐｐａｓ、Ｅ
ｄｉｔｏｒ、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｒｋｅｔｉｎ
ｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｎｏｒｗａｌｋ、ＣＴ
１９８０中に開示されている。
【００５０】トリアリールスルホニウム塩は、式： （Ａｒ）3Ｓ+Ｘ- ［式中、（Ａｒ）はアリール例えばフェニルまたはジフ
ェニルスルフィド：
【化８】 であり、そしてＸ-はアニオン例えばＢＦ4 -、Ａｓ
Ｆ6 -、ＰＦ6 -、ＳｂＦ6 -などである］によって表すこと
ができる。
【００５１】ポリマー状物質対光増感剤の比 ポリマー状物質に対する光増感剤の量は、像状露光及び
加熱に際して十分な橋かけが起こって、その結果、関係
する実施態様に依存して、所望の屈折率、またはポリマ
ー状物質の露光と未露光領域の間の屈折率における所望
の差（△ｎ）を与える限り、非常に重要ではない。最良
の量は、二三の実験操作によって経験的に決定すること
ができる。ポリマー状物質（固体として）を基にして約
２〜約１０重量％の量の光増感剤が一般的に有効であ
り、そして５重量％が殊に好ましいと予期される。
【００５２】光重合可能な物質と光増感剤との間の相互
作用 光酸を生成する一または複数の化合物と組み合わせられ
た光重合可能な物質、好ましくはエポキシ樹脂は、電磁
放射線が、一つのエポキシ基のもう一つへの橋かけまた
は化学的結合をもたらす化学反応を誘発する結果として
感光性になる。この放射線は好ましくはＵＶ放射線であ
るが、その他のタイプの放射線例えば、レーザー、Ｘ
線、Ｅ−ビームなども使用することができる。現在のと
ころ、約３００〜約４００Åの波長を有し、３１３、３
３７、３６５Åで最も強い強度を有する、当該技術にお
いて一般的に受け入れられる中間ＵＶ放射線を使用する
ことが好ましい。
【００５３】この放射線、好ましくはＵＶ放射線は、光
酸（オニウム塩）から酸を生成させる。
【００５４】ポリマー状物質を加熱すると、それらの中
に酸を含む領域は、酸を含まない領域とは異なって重合
し、そして異なって重合した領域は異なる屈折率を有す
る、即ち、露光されそしてこのようにして重合されたポ
リマー状物質は、露光されなかったポリマー状物質より
も低い屈折率を有する。
【００５５】橋かけの程度 橋かけは、所望の屈折率または露光及び未露光領域の間
の所望のｎを達成するために行われ、そして当業者は、
製造されている任意の特定のポリマー導波管と組み合わ
せて任意の特定の装置のための必要な条件を容易に決定
することができる。
【００５６】例えば、１５０℃での熱的な固定による５
０μｍ厚さのポリマー状物質層に関しての約６５０ｍＪ
／ｃｍ2（１００秒間６．５ｍＷ／ｃｍ2）は、露光及び
未露光領域の間に０．００５の△ｎを与える。かくし
て、λ＝０．６３３μｍでの△ｎ＝０．００５に関し
て、完全な橋かけが、熱処理の後で露光領域中で達成さ
れた。
【００５７】露光領域は、一般に、熱処理の後で完全に
橋かけされ、一方未露光領域は部分的に橋かけされるに
過ぎない。部分的な橋かけの程度は、ポリマー導波管が
未露光領域でありそして露光領域が被覆としての役割を
果す図２ａ）〜２ｆ）において図示されるような実施態
様において露光及び未露光領域の間の所望の△ｎが達成
される限り、重要ではない。
【００５８】未露光領域がポリマー被覆を代表しそして
別の被覆層が使用される場合の、例えば図３ａ）中に示
されるような実施態様においても、再び露光の後で重要
なのは△ｎである。
【００５９】熱的固定 後で議論するように、本発明のポリマー状物質は、それ
が像状のまたはフラッド（ｆｌｏｏｄ）露光であれ、電
磁放射線への露光に引き続いて熱的に固定される。
【００６０】熱的固定は、典型的には、約１２０℃より
高い温度においてである。一般に、約１５０℃よりずっ
と高い温度での熱的固定はしばしばは考えられない。
【００６１】しかしながら、典型的には、本質的に光開
始剤を分解するために約１５０℃で熱的に固定される。
その結果として、後続の露光は屈折率を変化させないで
あろう。１５０℃よりずっと高い温度での加熱は、ゆっ
くりと重合または橋かけ反応を起こさせ、それによって
本発明の一つの実施態様における露光及び未露光領域の
間の屈折率の差を減少させる。
【００６２】例えば、１５０℃で△ｎは０．００５であ
りそして２００℃で△ｎは無視できるようになる。温度
が１５０℃より高くなるにつれて、屈折率の差はそれだ
け小さくなる。
【００６３】溶媒 ポリマー状物質及び光増感剤は、一般に、後で追い出さ
れる溶媒中の層の形で 塗布される。この溶媒は、それが、ポリマー状物質及び
光増感剤の均一な溶液が得られることを可能にし、妥当
な低い温度、例えば、約６０〜約１１０℃の線の温度で
追い出すことができ、そしてポリマー状物質、光増感剤
または基体に有害な影響を持たない限り、重要ではな
い。有用な溶媒は、メチルエチルケトン、メチルイソプ
ロピルケトン、γ−ブチロールアセトン、テトラヒドロ
フラン、グリコールメチルエーテルアセテート（ジグリ
ム）などを含むはずである。
【００６４】必要に応じた添加剤 スピンコーティングなどを助けるために、慣用の界面活
性剤、例えば３ＭからのＦＣ４３０をコーティング助剤
として添加してよい。
【００６５】プロセス 一般的実施態様 図１ａ）〜１ｅ）において図示される一つの実施態様に
おいては、本発明に従ってポリマー光学導波管を製造す
るためのプロセス順序は、まず第一に、図１（ａ）中に
示されるような適当な基体１０を図１ｂ）中に示される
ような被覆物質例えば石英、ガラス、ポリマーなどの層
２０によってコートすることから成る。この被覆層は、
本発明のコアまたはポリマー導波管物質よりも低い屈折
率を有しそして光学的に透明である。本発明で開示され
た感光性ポリマーの一つと並んでこれらの基準に合致す
る任意の従来の被覆も使用することができ、そして図３
中で後で示されるある種の実施態様においては、被覆物
質は本発明の露光されたポリマー状物質でありそしてコ
アまたはポリマー導波管は本発明の未露光ポリマー状物
質である。同様の説明が図２ｆ）にも当て嵌まる。約１
μｍ〜約５０μｍの程度の厚さを有する被覆層が最も一
般的な応用であることが証明されるであろうが、この厚
さの範囲は限界的ではないと考えられる。もし所望なら
ば、感光性ポリマーに関して後で例示するような技術、
溶媒及びベーキング条件を使用してポリマー被覆層を生
成させることができる。
【００６６】当業者であれば理解するであろうように、
被覆とコアとの間の△ｎは大幅に変動することができそ
して制限されない。例えば、図３ｅ）中に示されるよう
な構造体に関しては、△ｎは０．００５であろうし、そ
して図３ａ）中に示されるような空気被覆に関しては、
△ｎは０．６の程度であり得る。一般則としては、△ｎ
が小さければ小さいほど、それだけ良い。
【００６７】光学的透明な低い屈折率の基体に対して
は、付加的な被覆層は随意である。しかしながら、いく
つかの応用のためには、“光学的に不透明な”基体例え
ばセラミック（ＩＣチップ担体のために使用される）と
して、ガラスエポキシ（印刷回路基板のために使用され
る）、または金属が、より高い屈折率を有する絶縁基体
と並んで使用することができるが要求される。ポリマー
状であるこのような基体の層または被覆の層はまた、基
体を平坦化するために使用してもよい。
【００６８】図１ｃ）中に示されるように、次に、感光
性ポリマー、典型的には光酸を有するＥｐｉｒｅｚ Ｓ
Ｕ８の層３０を塗布する。コーティングは、スピン塗
布、ドクターブレード塗布、または任意のその他の慣用
の技術によることができる。基体の上の塗布されたコー
ティングに、次に、数分間９０℃で第一ベーキングを施
す。典型的には、このベーキングは、約６０〜約１１０
℃で約５分〜約２４０分の間であろう。このベーキング
の目的は溶媒を追い出すことである。通常はベーキング
は普通の周囲の圧力で空気中においてであるが、その他
の雰囲気例えば窒素、真空、アルゴンなど、または大気
圧より低い若しくは高い圧力が使用できないであろうと
いう理由はない。しかしながら、現在のところ、このよ
うな変更には何らの利点も見られない。
【００６９】得られるフィルム厚さは、勿論、所望の応
用に依存するであろう。典型的には、それは、１ミクロ
ン未満から数百ミクロンまでであり得て、そして約１ミ
クロン〜約１２５ミクロンが、光電子パッケージングに
おけるたいていの商業的用途のために満足であろうと予
期される。
【００７０】本プロセスにおける次のステップは、典型
的には、生成されたフィルムをリトグラフ的に露光し
て、橋かけ反応を引き起こしそしてそれによって図１
（ｄ）中に示されるように導波管をパターン化するであ
ろう光酸を生成させることである。露光は通常のリトグ
ラフのマスクを通してでよくそして典型的にはネガのフ
ォトマスクを通しての標準的な中間ＵＶ放射線を使用し
て実施され、このネガのフォトマスクは、図１ｄ）中に
示されるように、露光された領域４０及び未露光領域５
０の所望のパターンを生成させるであろう（露光の光は
矢印によって示されている）。その代わりに、リトグラ
フのパターン付けは、その他の適当なエネルギー源例え
ばレーザー、Ｘ線、Ｅ−ビームなどを使用して実施する
こともできる。
【００７１】露光の程度は、露光された領域において橋
かけを完了することができる限り、非常に重要ではない
が、典型的には約２００〜約１０００ｍＪ／ｃｍ2の程
度、好ましくは６５０ｍＪ／ｃｍ2であろう。代案とし
ては、上で議論したような放射線の二つの異なるタイプ
の組み合わせ、例えば慣用のリトグラフィー及びレーザ
ーの組み合わせを像状露光のために使用することができ
るであろう。
【００７２】リトグラフ的な露光に従うと、次に、この
フィルムを、空気中でまたは窒素雰囲気下で約１０分間
約９０℃で熱的に固定する。導波管を現像する（ｄｅｖ
ｅｌｏｐ）この第二の加熱ステップは、約７０℃〜約１
１０℃の温度で約５分〜約３０分であろうと考えられ
る。空気または窒素以外のその他の雰囲気、例えば、真
空、アルゴンなども使用することができる。通常は、こ
のベークは普通の大気圧であるが、現在のところ大気圧
より低いまたは高い圧力を禁止する理由はない。上の加
熱に続いて、このフィルムを通常の方法で冷却せしめ、
そしてこの実施態様においては次に、現像液例えばプロ
ピレングリコールメチルエーテルアセテートまたはその
他の慣用の現像液、例えば前に述べた溶媒を使用して現
像し、図１ｅ）中に示されるような生成物を生成させ
る。現像は、未露光領域５０の除去をもたらし、本発明
のポリマー導波管として機能するであろう露光領域４０
を留まらせる。
【００７３】慣用の条件が使用され、例えば、現像は、
現像技術（スプレーまたは単純な浸漬）に依存して、空
気中で約数秒〜約数分の時間で室温で一般的に容易に実
施することができ、そして当業者によって容易に選択さ
れ得る。
【００７４】最後のステップは、一般的に、イソプロピ
ルアルコール、エチルアルコールなどのような物質によ
るリンスまたは清掃であろう。
【００７５】このようにして生成されたポリマー導波管
は、先行技術と比較して非常に簡単な方法で生成され、
これは本発明の主要な利点であり、そしてポリマー導波
管として優れた特性を示す非常に滑らかで垂直な構造体
から成る。
【００７６】埋め込まれたポリマー導波管の実施態様 本発明によるポリマー導波管を生成させるための代わり
のプロセス順序においては、埋め込まれたチャンネルポ
リマー導波管を生成させることができる。このプロセス
は図２中に図式的に示され、そして変形例が図３ｃ）、
３ｄ）及び３ｅ）中に示される。
【００７７】以下の説明は図２ａ）〜２ｆ）に関して提
供される。
【００７８】図２ａ）において、基体１００を、スピン
コーティングなどによって層１１０によって示されるよ
うな感光性ポリマーの層またはフィルムによってコート
する。コーティングに続いて、全体の組立体を、雰囲気
例えば空気、窒素、アルゴン、真空などの中で数分例え
ば１５分の間、約９０℃でベークする。この条件は、一
般的実施態様の下でポリマー光学導波管をリトグラフ的
に規定するための第一ベークに関して前に述べたものと
一般的に同じである。
【００７９】上のベーキングに続いて、図２ｂ）中に示
されるように、この組立体を、矢印（番号をつけていな
い）によって示されるように中間ＵＶ放射線を使用して
全体のフィルム１１０にフラッド露光を施す。一般的実
施態様に関する像状露光のために使用されるような条件
が受け入れられる。次に、図２ｂ）の生成物に、常圧で
図２ａ）において例示されたベーキングステップのため
に使用されたような雰囲気下で約１２０℃で数分間、典
型的には約７０℃〜約１１０℃で約５分〜約３０分間加
熱することによって熱的な固定を施す。
【００８０】上の処理に続いて、図２ｃ）中に示される
ように、感光性ポリマーの第二の層を層１１０の上にコ
ートするが、この光増感剤を含む第二のポリマー状物質
は図２ｃ）中で層１２０として示されている。
【００８１】典型的には、図２ｃ）中に示されるような
第一の層１１０の厚さは、約１〜約５０μｍであり、そ
して図２ｃ）中に示されるような第二の層１２０の厚さ
は、約１〜約５０μｍであろうが、最終用途の応用が正
確な厚さを決定するであろう。
【００８２】図２ｃ）の手順に続いて、例えば、中間Ｕ
Ｖ光によるリトグラフ的な（または像状）露光を、次
に、図２ｄ）中に示されるように実施して導波管をパタ
ーン化する。図２ｄ）中の矢印（番号が付いていない）
によって示されるような中間ＵＶ放射線による像状露光
は、結果として、層１２０の露光される領域の、加熱に
際しての、重合をもたらし、これによって層１１０及び
層１２０の組み合わせは、図２ｄ）中で１４０によって
表される橋かけされたポリマー状物質領域及び図２ｄ）
中で１５０によって表される未露光（そしてそれ故橋か
けされていない）領域に転換される。一般的実施態様中
で使用されるような条件は、一般的に、受け入れられ
る。
【００８３】図２ｄ）中に示されるような生成物はま
た、同じ条件で前に述べたように熱的固定を施される。
【００８４】図２ｄ）の手順に続いて、もし所望ならば
または必要ならば、次に、図２ｅ）中に示されるように
層１５０の上に再び感光性ポリマーのもう一つの層を再
びコーティングすることによって最上層１６０を生成さ
せる。典型的には、この最上層１６０は、約１〜約５０
μｍの程度の厚さを有するであろう。
【００８５】図２ｆ）中に示されるように、矢印（番号
を付けていない）によって示されるような中間ＵＶ放射
線によるフラッド露光を再び実施し、これによって層１
６０を橋かけし、図２ｆ）中に示されるように、導波管
要素１５０を包みかつ保護しそして被覆としての役割を
果す、埋め込む露光された感光性ポリマー１７０を生成
させる。
【００８６】熱的固定の後では、未露光領域１４０も一
緒に露光されないようにフラッド露光を制御すること
は、問題ではない。
【００８７】上のフラッド露光に続いて、前に規定した
ような条件を使用して熱的固定を実施する。
【００８８】上で述べた図２ｃ）〜２ｆ）の手順を繰り
返すことによって、多層導波管を製造することができ
る。
【００８９】図３ａ）〜３ｅ）は、一般的実施態様及び
埋め込まれた導波管実施態様の変形例を提示する。
【００９０】図３ａ）においては、第一被覆層２１０の
上に生成されたポリマー導波管２２０が示されている。
このポリマー導波管２２０は、一般的実施態様の手順を
使用して生成させてよい。被覆層２１０は、ポリマー導
波管と被覆層との間の所望の△ｎが達成される限り、任
意の慣用の物質例えばガラス、石英、ポリマーなどから
作られてよい。図３ａ）においては、被覆２１０はま
た、基体としての役割も果す。それは、本質的に、ポリ
マー導波管２２０よりも低い屈折率を有しそして所望の
光学的透明度を示す任意の物質でよい。
【００９１】図３ｂ）においては、ポリマー導波管２２
０を運ぶ第一被覆層２１０を、基体２００の上に支持す
る。任意の通常の基体を使用してよい。
【００９２】図３ｃ）においては、第二ポリマー被覆層
２３０を、ポリマー導波管２２０及び第一ポリマー被覆
層２１０の露光された領域の上に生成させる。この第二
ポリマー被覆層２３０は、典型的には、溶液の形でコー
トされそして次に通常の方法でスピンコートされそして
次に、前に与えられた感光性ポリマー層のために使用さ
れるような条件でベークされて、すべての番号が前に定
義されたようである、図３ｃ）中に示されるようなオー
バコートされた導波管構造体を結果として与える。第二
のポリマー被覆層２３０は、ポリマー導波管２２０を生
成させるために使用されたのと同じ出発の感光性ポリマ
ーから生成させてもまたはさせなくてもよい。それはま
た、本発明による感光性ポリマーである必要もない。
【００９３】図３ｄ）は、図２ｆ）のものと同様な埋め
込まれた導波管を図示するが、図３ｄ）においては、導
波管としての役割を果す未露光感光性ポリマー２２０の
領域は、露光された感光性ポリマー２３０中に埋め込ま
れそして、導波管２２０を生成させるために使用された
感光性ポリマー及び埋め込む物質２３０とは異なる被覆
物質の下方のまたは第一の被覆層の上に支持されてい
る。埋め込む物質は、本発明に従う感光性ポリマーでも
またはでなくてもよく、そして図３ｃ）によるように、
異なる出発の感光性ポリマーから生成させてもよい。
【００９４】第一被覆層はポリマー被覆層である必要は
なく、基体に接着するであろうそして感光性ポリマーが
それに接着するであろう任意の物質、例えば、石英、ガ
ラス、ポリマーなどで生成させることができる。第二被
覆層は、塗布及び平坦化の容易さのために、一般的には
ポリマーから生成されるであろう。
【００９５】例として、ポリマー導波管は前に例示した
ようなＥｐｉｒｅｚ ＳＵ８でよく、そして第一及び第
二被覆層は前に議論したようなエポキシ官能化されたＰ
ＭＭＡでよい；エポキシ官能化されたＰＭＭＡはエポキ
シ基のために所望の熱安定性を示し、Ｅｐｉｒｅｚ Ｓ
Ｕ８より低い屈折率を有しそしてＰＭＭＡの良好な光学
的透明性を保留する。
【００９６】図３ｅ）は、図３ｄ）中に示されるような
第一ポリマー被覆層２１０が図３ｄ）中に示されるよう
な第二ポリマー被覆層２３０と本質的に同じであり、そ
の結果として、図２ｆ）の“保護”層１７０と機能にお
いて類似である本質的に均一なポリマー被覆層２４０を
与える、ポリマー被覆の概念を図示する。その他の番号
は図３ｄ）中と同じ意味を有する。
【００９７】当業者には明らかであろうように、支持体
は光学的に不透明でよくまたは導波管要素のそれよりも
高い屈折率を有してもよい。
【００９８】本発明のプロセスは、お互いに１２μｍだ
け離れた６μｍ幅の導波管を生成させるために成功裏に
実施された。各々が平行でかつ上から見たときに長方形
である３つの導波管（分離；導波管の間、１２μｍ）を
考えると、１．３μｍでの光は中央の導波管中に導入さ
れた。それはこの導波管を出ることが見い出された。隣
の導波管から出る光のないことは、これらの導波管が光
学的情報の低い混線及び良好な閉じ込めを示すことに関
して高品質のものであることを立証した。約２μｍまで
の狭い幅のポリマー導波管を容易に達成することができ
ると信じられるが、これは、感光性ポリマーではなくて
利用可能なフォトリトグラフの装置によって主に決定さ
れる。当業者が認識するであろうように、より大きな幅
は、得るのがずっと簡単である。
【００９９】テストは、本発明の導波管が：低い伝搬損
失を示し；非常に高い分解能及び非常に高いアスペクト
比を有してリトグラフ的にパターン化でき；４００〜
２，０００ｎｍの波長範囲にわたって光学的に透明であ
り；安定に留まる光学的に誘発された屈折率変化を有
し；２００℃より高い温度では無視できるようになる、
露光及び未露光領域の間の屈折率の差を有し；非常に滑
らかである側壁、即ち、導波管のための低い伝搬損失の
ために必要な特性を有し；低い損失（λ＝１．３μｍで
＜０．３ｄＢ／ｃｍ）（この数字は、当該技術の最善の
現状のＴｉ：ＬｉＯ3導波管の数字（≦０．１ｄＢ／ｃ
ｍ）と好ましく比較される）を示し；２３５℃までλ＝
１．３μｍで光学的に透明であり；そして酸素の非存在
下で処理することによって〜２７０℃まで拡張すること
ができる光学的劣化温度を有する；ことを立証した。
【０１００】本発明に従って得られる数個の主な利点は
以下の通りである：ポリマー光学導波管を、露光領域及
び未露光領域の間の屈折率における正味の差を与えるリ
トグラフの露光技術によって、ポリマー状物質、もっと
も好ましくは感光性エポキシ樹脂中に直接生成させるこ
とができる；この屈折率の差は熱的に安定化することが
できそしてこのプロセスを繰り返して単一のポリマー状
物質を使用して完全に取り囲まれたまたは埋められた導
波管を生成させることができる；このプロセスはガラ
ス、セラミック、シリコンなどを含む任意の担体の上の
導波管構造体を生成させるために使用することができ
る；そして固定する温度を変えることによって屈折率の
差を制御すること及びリトグラフィー条件を変えること
によってポリマー導波管のサイズを制御することを使用
して多重または単一モードのポリマー導波管構造体を生
成させることができる。
【０１０１】このように本発明を一般的に説明してきた
が、本発明を実施する現在のところ好ましい最良の方式
を例示する以下の非限定的な実施例を提供する。
【０１０２】
【実施例】
実施例１ この実施例は、前に説明した一般的実施態様を使用して
図１中に図示されるようなポリマー導波管の生成を示
す。
【０１０３】その上に４μｍの厚さのＳｉＯ2層を有す
る通常のシリコン基体を、光開始剤として５重量％のＵ
ＶＥ１０１４（エポキシ重量を基にして）を含むジグリ
ム（溶液重量を基にして固体として７８重量％エポキ
シ）中のＥｐｉｒｅｚ ＳＵ８の５０μｍの厚さのフィ
ルムによってドクタ−ブレ−ドでコ−トした（ＳｉＯ2
をコ−トした）。
【０１０４】次に、この組立体を、周囲の圧力で空気中
で３０分間９０℃でベ−クし、そして次に６５０ｍＪ／
ｃｍ2のエネルギーフル−エンシ−（ｆｌｕｅｎｃｙ）
で３６５ｎｍの中間ＵＶを用いて通常のネガのフォトマ
スクを通して露光した。
【０１０５】生成した露光領域は５０μｍ幅、５０μｍ
厚さであり、そして露光領域の中心と中心の間隔は２５
０μｍであった。
【０１０６】この組立体を、この段階で空気中で１５分
間９０℃で熱的に固定して、露光された領域を完全に橋
かけした。
【０１０７】露光された領域の熱的固定に続いて、プロ
ピレングリコールメチルエーテルアセテート中への浸漬
によって未露光領域を現像した（除去した）。撹拌の程
度に依存して、２〜５分の種々の接触時間が成功裏に使
用され（より激しい撹拌は、より短い現像時間に導い
た）、これによって図１中に示されるようなポリマー導
波管が生成された。
【０１０８】実施例２ この実施例は、前に説明した埋め込みポリマー導波管実
施態様を使用して図２中に図示されるようなポリマー導
波管の生成を示す。
【０１０９】基体は、再びその上に４μｍの厚さのＳｉ
Ｏ2層を有するシリコンであった（ＳｉＯ2はコートする
かまたは熱的に成長させた）。
【０１１０】ポリマー物質は、それを、この実施例にお
いてはジグリムによって重量で１：１で希釈した以外は
実施例１におけるものと同じであった。光開始剤は、再
びＵＶＥ１０１４（エポキシ重量を基にして５重量％）
であった。それを、３，０００ＲＰＭでのスピンコーテ
ィングによって５μｍの厚さにコートした。
【０１１１】次に、この組立体を、常圧で空気中で１５
分間、９０℃でベークして溶媒を追い出した。
【０１１２】次に、６５０ｍＪ／ｃｍ2のエネルギーフ
ル−エンシ−で３６５ｎｍの中間ＵＶによるフラッド露
光を実施し、引き続いて窒素パージ下で１５０℃で１０
分間、熱的固定を行った。
【０１１３】次に、前に使用したのと同じポリマー物質
を、前に使用したのと同じ条件でスピンコートして６μ
ｍ厚さのフィルムを生成させ、そしてネガのフォトマス
クを通して像状露光して、６μｍ幅及び５μｍ厚さで１
２μｍの露光領域の間の中心と中心の分離を有する露光
された領域を生成させた。露光条件は、フラッド露光に
関するものと同じであった。次に、前に使用した条件で
熱的固定を実施した。次に、前に使用したポリマー物質
を使用して前に与えられた条件で最上層をスピンコート
して、６μｍの厚さの最上層を生成させた。次に、前に
与えられたのと同じ条件でフラッド露光を実施し、引き
続いて前に与えられたのと同じ条件で熱的固定を行っ
て、露光及び未露光領域の間の△ｎが０．００５である
所望の埋め込まれたポリマー導波管を生成させた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (ａ)〜(ｅ)は本発明に従ってポリマー光学導
波管を製造するためのプロセス順序の図式的な説明図で
ある。
【図２】 (ａ)〜(ｆ)は本発明に従ってポリマー光学導
波管を製造するためのプロセス順序の図式的な説明図で
ある。
【図３】 (ａ)〜(ｅ)は本発明に従う種々のポリマー導
波管の断面図である。
【符号の説明】
１０、１００、２００ 基体 ２０、２１０、２３０、２４０ 被覆層 ３０、１１０、１２０ コーティング層 ４０、１４０ 露光領域 ５０、１５０ 未露光領域 １６０ 最上層 １７０ 感光性ポリマー層 ２２０ ポリマー導波管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 1/04 6/13 // Ｃ０８Ｇ 59/20 ＮＨＱ (72)発明者 ドニス・ジヨージ・フラジエロ アメリカ合衆国コネチカツト州（06877) リツジフイールド．タツコラトレイル51 (72)発明者 ジエフリー・ドナルド・ジエローム アメリカ合衆国コネチカツト州（06062) プレインビル．ヘミングウエイストリート 30 (72)発明者 モデスト・マイクル・オプリスコ アメリカ合衆国ニユーヨーク州（10598) マホパツク．センターロード アール・ア ール12 (72)発明者 アルバート・スピース アメリカ合衆国ニユーヨーク州（10703) ヨンカーズ．グリーンベイルアベニユー93 (72)発明者 ジーニン・マデリン・トレホエラ アメリカ合衆国ニユーヨーク州（10566) ピークスキル．テイラーアベニユー４

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 異なる屈折率の予め選択された範囲を有
    するエポキシ基を含むポリマー状物質の層から成る構造
    体。
  2. 【請求項２】 異なる重合度及び異なる屈折率の予め選
    択された範囲を有するエポキシ基を含むポリマー状物質
    から成る構造体。
  3. 【請求項３】 エポキシ基を含む該ポリマー状物質が、
    １分子あたり平均で６〜８のエポキシ基を有する完全に
    エポキシ化されたビスフェノールＡ−ホルムアルデヒド
    ノボラックである、請求項１記載の構造体。
  4. 【請求項４】 エポキシ基を含む該ポリマー状物質が、
    １分子あたり平均で６〜８のエポキシ基を有する完全に
    エポキシ化されたビスフェノールＡ−ホルムアルデヒド
    ノボラックである、請求項２記載の構造体。
  5. 【請求項５】 エポキシ基を含みそして第二の屈折率を
    有するポリマー状物質の露光されかつ熱的に橋かけされ
    た母体中に埋め込まれた、エポキシ基を含み第一の屈折
    率を有する未露光でかつ熱的に橋かけされた同じポリマ
    ー状物質から成る構造体。
  6. 【請求項６】 エポキシ基を含む該ポリマー状物質が、
    １分子あたり平均で６〜８のエポキシ基を有する完全に
    エポキシ化されたビスフェノールＡ−ホルムアルデヒド
    ノボラックである、請求項５記載の構造体。
  7. 【請求項７】 予め決められた屈折率を示すエポキシ基
    を含む露光されかつ熱的に橋かけされたポリマー状導波
    管の個別の部分をその上に有する支持体から成るポリマ
    ー状導波管構造体。
  8. 【請求項８】 エポキシ基を含む該ポリマー状物質が、
    １分子あたり平均で６〜８のエポキシ基を有する完全に
    エポキシ化されたビスフェノールＡ−ホルムアルデヒド
    ノボラックである、請求項７記載の構造体。
  9. 【請求項９】 エポキシ基を含みそして第二の屈折率を
    有するポリマー状物質の露光されかつ熱的に橋かけされ
    た母体中に埋め込まれた、エポキシ基を含み第一の屈折
    率を有する未露光でかつ熱的に橋かけされた同じポリマ
    ー状物質から成るポリマー状導波管構造体。
  10. 【請求項１０】 エポキシ基を含む該ポリマー状物質
    が、１分子あたり平均で６〜８のエポキシ基を有する完
    全にエポキシ化されたビスフェノールＡ−ホルムアルデ
    ヒドノボラックである、請求項９記載の構造体。
  11. 【請求項１１】 異なる屈折率の予め選択された範囲を
    有するエポキシ基を含むポリマー状物質の層から成る光
    学導波管構造体を製造する方法であって、エポキシ基を
    含むポリマー状物質を支持体の上に供給すること及び該
    物質の屈折率を選択的に改変することから成る方法。
  12. 【請求項１２】 該予め選択された範囲が重合度におい
    てもまた異なる、請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 屈折率の選択的改変が、像状露光及び
    ポリマー状物質の露光された領域の熱的な橋かけによ
    る、請求項１１記載の方法。
  14. 【請求項１４】 該ポリマー状物質が、１分子あたり平
    均で６〜８のエポキシ基を有する完全にエポキシ化され
    たビスフェノールＡ−ホルムアルデヒドノボラックであ
    る、請求項１１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 エポキシ基を含むポリマー状物質の層
    を基体に付与すること、ポリマー状物質の生成する層を
    像状に露光させること、露光された領域を橋かけするこ
    と及び未露光領域を除去することから成り、残りの像状
    に露光された領域が光学導波管である、光学導波管構造
    体を製造する方法。
  16. 【請求項１６】 該ポリマー状物質が、１分子あたり平
    均で６〜８のエポキシ基を有する完全にエポキシ化され
    たビスフェノールＡ−ホルムアルデヒドノボラックであ
    る、請求項１５記載の方法。
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