JPH11174249A - Polyamide acid varnish for optical waveguide and production of optical waveguide - Google Patents

Polyamide acid varnish for optical waveguide and production of optical waveguide

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JPH11174249A
JPH11174249A JP34769297A JP34769297A JPH11174249A JP H11174249 A JPH11174249 A JP H11174249A JP 34769297 A JP34769297 A JP 34769297A JP 34769297 A JP34769297 A JP 34769297A JP H11174249 A JPH11174249 A JP H11174249A
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JP
Japan
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polyamic acid
optical waveguide
group
bis
varnish
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Application number
JP34769297A
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Japanese (ja)
Inventor
Iwao Fukuchi
巌 福地
Yutaka Honda
裕 本田
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the production of defects such as voids when a polyimide is used as a material for an optical waveguide by using a specified polymide acid varnish. SOLUTION: This polyamide acid varnish for an optical wceguide contains a polyamide acid having an atomic group expressed by the formula and having the weight average mol.wt. (Mw) of 160000 to 250000. In the formula, Ar<1> and Ar<2> are each independently bivalent aromatic groups or bivalent aromatic groups having substituents, R<1> , R<2> and R<3> are each independently hydrogen or univalent org. groups, Y is hydrogen or univalent functional group, and (n) is an integer of 2 to 10. As for Ar<1> , Ar<2> , they are each phenydiyl, naphthalenediyl, biphenyldiyl, or their substituted groups or their position isomers. As for R<1> , R<2> and R<3> , not only hydrogen atoms but satd. hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl groups can be used and they may have substitutents.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路用ポリア
ミド酸ワニス及び光導波路の製造方法に関する。
The present invention relates to a polyamic acid varnish for an optical waveguide and a method for producing the optical waveguide.

【0002】[0002]

【従来の技術】オプトエレクトロニクスICにおける光
導波路として、従来、LiNbO3、LiTaO3、PL
ZT、Sr2Nb27等の無機材料が用いられている。
しかしこれらの材料は、潮解性や低い被破壊しきい値、
さらには高誘電率のために応答速度が遅く、適用できる
周波数帯域が限定される。無機材料に対して有機高分子
材料は、通常は潮解性がなく、被破壊しきい値が高い等
の点で優れるが、一般には配向性がなく、このままでは
電気光学効果を利用した光スイッチや変調素子等の材料
として用いることができない。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical waveguide in an optoelectronic IC, LiNbO 3 , LiTaO 3 , PL
Inorganic materials such as ZT and Sr 2 Nb 2 O 7 are used.
However, these materials have deliquescence, low destruction thresholds,
Furthermore, the response speed is slow due to the high dielectric constant, and the applicable frequency band is limited. Organic polymer materials are generally superior to inorganic materials in that they do not have deliquescence and have a high destruction threshold.However, they generally have no orientation, and as they are, optical switches and devices that use the electro-optical effect can be used. It cannot be used as a material for a modulation element or the like.

【0003】配向性のない有機高分子材料に対しては、
加熱しながら直流電場を印加して配向させる手法、すな
わちポーリング(配向)処理により電気光学効果を発現
させる手法が知られていて利用されるが、ポーリング後
に常温に戻して放置(又は使用)すると配向が失われ、
電気光学効果が消失する等の問題を抱えている。従来か
ら検討されている有機高分子材料の主なものは、ポリメ
チルメタクリレートである。
For an organic polymer material having no orientation,
A method of applying a DC electric field while heating to orient, that is, a method of expressing an electro-optical effect by poling (orientation) processing is known and used. Is lost,
There are problems such as the disappearance of the electro-optic effect. A major organic polymer material that has been conventionally studied is polymethyl methacrylate.

【0004】ポリイミドは、250℃以上の温度に対す
る耐熱性を有し、かつ種々の有機溶媒に耐える等の特徴
があるため、高温の製造プロセスを必要をする半導体装
置の層間絶縁膜、表面保護膜、接合材や回路形成用基板
等に広く用いられている。またフッ素を含むポリイミド
は、上記特徴に加え誘電率が低くなることや光の透過性
が向上することから高速信号処理用の演算処理装置の基
板や光学装置の光伝送材料(特開平3−72528号公
報)に用いられる。
Polyimide has heat resistance to temperatures of 250 ° C. or higher and is resistant to various organic solvents. Therefore, polyimide has an interlayer insulating film and a surface protective film of a semiconductor device requiring a high-temperature manufacturing process. Widely used for bonding materials, circuit forming substrates, and the like. In addition, polyimide containing fluorine has a low dielectric constant and an improved light transmittance in addition to the above-mentioned characteristics. Therefore, a light-transmitting material for a substrate of an arithmetic processing unit for high-speed signal processing or an optical device (Japanese Patent Laid-Open No. 3-72528). Gazette).

【0005】また、ポリイミドと非線形材料とを組み合
わせて光スイッチ機能や光変調機能をもつアクティブ光
導波路用材料の研究開発も近年は注目されている。更
に、非線形色素を有するポリイミドは、ポリマ中の非線
形色素の双極子を電場で配向させた後の耐熱性が高いこ
とも報告されている(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,2711-
2712, 1994)。
In recent years, research and development of active optical waveguide materials having an optical switching function and an optical modulation function by combining a polyimide and a nonlinear material have also attracted attention. Furthermore, it has been reported that polyimide having a non-linear dye has high heat resistance after the dipole of the non-linear dye in the polymer is oriented by an electric field (J. Chem. Soc., Chem. Commun., 2711-).
2712, 1994).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】光導波路を作製する場
合のポリイミド膜の形成は、ポリイミドがほとんどの溶
媒に対して不溶であるために、ポリイミドの前駆体であ
るポリアミド酸(これを有機溶媒に溶かしたポリアミド
酸ワニス)が一般に使われている。すなわち、基板(例
えば、シリコンウェハ)上にポリアミド酸ワニスをスピ
ンコート等で塗布し、溶媒を比較的低温のプレキュア処
理で揮発させ、その後昇温によりキュア(イミド化)さ
せる方法である。このとき、プレキュアする過程でボイ
ドが発生しやすい問題がある。ボイドが発生すると膜に
欠損を生じ、その部分で光伝送が妨げられる。また、ボ
イドの周囲に歪みやクラックが生じて光伝送損失の増大
が起こり、導波路としての機能が損なわれる。また、表
面状態が不均一となるためにポーリングの際の電気的短
絡の原因となる。これらは、光導波路に特有の問題であ
る。本発明の目的は、ポリイミドを光導波路用材料とし
て用いる場合に、ボイド等の欠陥を発生しない光導波路
の製造方法及びそれに適したポリアミド酸ワニスを提供
して、上記問題を解消することである。
When an optical waveguide is produced, a polyimide film is formed by using a polyamic acid (which is a precursor of polyimide) in an organic solvent because polyimide is insoluble in most solvents. Melted polyamic acid varnish) is commonly used. That is, this is a method in which a polyamic acid varnish is applied on a substrate (for example, a silicon wafer) by spin coating or the like, the solvent is volatilized by a relatively low-temperature pre-curing process, and then the temperature is raised (imidation). At this time, there is a problem that voids are easily generated during the pre-curing process. When a void is generated, a defect occurs in the film, and light transmission is hindered at that portion. In addition, distortion and cracks are generated around the voids to increase optical transmission loss, thereby impairing the function as a waveguide. In addition, since the surface state becomes non-uniform, it causes an electric short circuit at the time of poling. These are problems specific to optical waveguides. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical waveguide which does not generate defects such as voids when polyimide is used as a material for an optical waveguide, and a polyamic acid varnish suitable for the method, thereby solving the above-mentioned problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、シリコン
ウェハ等の基板上にポリアミド酸ワニスをスピンコート
等で塗布し、比較的低温のプレキュア(半硬化)処理で
溶媒を揮発させる際にボイドを発生させない(したがっ
て、キュア(硬化)後もボイドがない)方法を種々検討
している過程で、用いるポリアミド酸ワニスの重量平均
分子量(Mw)が重要な因子であること、更にはこれを
加熱(クッキングともいう。)処理して予めそのMwを
最適範囲に調整することが重要であることを見出し、本
発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors apply a polyamic acid varnish onto a substrate such as a silicon wafer by spin coating or the like, and apply a varnish at a relatively low temperature in a pre-curing (semi-curing) process to evaporate the solvent. In the course of studying various methods that do not generate voids (hence, no voids after curing (curing)), the weight average molecular weight (Mw) of the polyamic acid varnish used is an important factor. It has been found that it is important to adjust the Mw to an optimum range by heating (also called cooking) in advance, and the present invention has been completed.

【0008】すなわち、本発明は、先ず、下記の一般式
(I)
That is, the present invention firstly provides the following general formula (I)

【化3】 で表される原子団をもち、重量平均分子量(Mw)が1
6万以上25万以下であるポリアミド酸を含んでなる光
導波路用ポリアミド酸ワニスを提供する。
Embedded image Having a weight average molecular weight (Mw) of 1
Provided is a polyamic acid varnish for an optical waveguide, which comprises 60,000 or more and 250,000 or less polyamic acid.

【0009】式(I)中、Ar1及びAr2は、それぞれ
独立に選ばれる2価の芳香族基または置換基を有する2
価の芳香族基を示し、R1、R2及びR3は、それぞれ独
立に選ばれる水素または1価の有機基を示し、Yは水素
または一価の官能基を示し、nは2〜10の整数を示
す。
In the formula (I), Ar 1 and Ar 2 each independently represent a divalent aromatic group or a divalent aromatic group having a substituent.
R 1 , R 2 and R 3 each independently represent hydrogen or a monovalent organic group, Y represents hydrogen or a monovalent functional group, and n represents 2 to 10 Indicates an integer.

【0010】ここで、Ar1及びAr2としては、フェニ
ルジイル、ナフタレンジイル、ビフェニルジイル、チオ
フェンジイル、ベンゾ[b]チオフェンジイル、ナフト
[2,3−b]チオフェンジイル、チアスレンジイル、
フランジイル、ピランジイル、ベンゾ[b]フランジイ
ル、イソベンゾフランジイル、クロメンジイル、クサン
テンジイル、フェノクサチンジイル、2H−ピロールジ
イル、ピロールジイル、イミダゾールジイル、ピラゾー
ルジイル、ピリジンジイル、ピラジンジイル、ピリミジ
ンジイル、ピリダジンジイル、インドリジンジイル、イ
ソインドールジイル、3H−インドールジイル、インド
ールジイル、1H−インダゾールジイル、プリンジイ
ル、4H−キノリジンジイル、イソキノリンジイル、キ
ノリンジイル、フタラジンジイル、ナフチリジンジイ
ル、キノオキサリンジイル、キナゾリンジイル、シノリ
ンジイル、プテリジンジイル、4aH−カルバゾーリジ
イル、カルバゾールジイル、β−カルボリンジイル、フ
ェナンスリジンジイル、アクリジンジイル、ペリミジン
ジイル、フェナンスロリンジイル、フェナジンジイル、
フェナルサジンジイル、イソチアゾールジイル、フェノ
チアジンジイル、イソオキサゾールジイル、フラザンジ
イル、フェノキサジンジイル、イソクロマンジイル、ク
ロマンジイル、ピロリジンジイル、ピロリンジイル、イ
ミダゾリジンジイル、イミダゾリンジイル、ピラゾリジ
ンジイル、ピラゾリンジイル、ピペリジンジイル、ピペ
ラジンジイル、インドリンジイル、イソインドリンジイ
ル、キヌクリジンジイル、および、モルホリンジイル等
と、その置換体、あるいはそれらの位置異性体などがあ
る。
Here, Ar 1 and Ar 2 are phenyldiyl, naphthalenediyl, biphenyldiyl, thiophendiyl, benzo [b] thiophendiyl, naphtho [2,3-b] thiophendiyl, thiaslendiyl,
Furandiyl, pyrandiyl, benzo [b] furandiyl, isobenzofurandiyl, chromendiyl, xanthendiyl, phenoxatindiyl, 2H-pyrrolediyl, pyrrolediyl, imidazolediyl, pyrazolediyl, pyridinediyl, pyrazinediyl, pyrimidinediyl, pyridazinediyl, indolizinediyl , Isoindolediyl, 3H-indolediyl, indolediyl, 1H-indazolediyl, purindiyl, 4H-quinolidindiyl, isoquinolindiyl, quinolindiyl, phthalazinediyl, naphthyridindiyl, quinoxalindiyl, quinazolindiyl, cinolinindiyl, pteridinediyl, 4aH-carbadiyl Zolidiyl, carbazolediyl, β-carbolinediyl, phenanthridindiyl, Kurijinjiiru, Perimijinjiiru, phenanthryl Ro phosphorus diyl, Fenajinjiiru,
Fenalsazindiyl, isothiazoldiyl, phenothiazinediyl, isoxazolediyl, furazanediyl, phenoxazinediyl, isochromandiyl, chromandiyl, pyrrolidinediyl, pyrrolindiyl, imidazolidindiyl, imidazolindiyl, pyrazolidindiyl, pyrazolindiyl, piperidindiyl , Piperazinediyl, indolinediyl, isoindolinediyl, quinuclidinediyl, morpholinediyl and the like, and their substituted or positional isomers.

【0011】R1、R2及びR3としては、水素原子の
他、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル等の
飽和炭化水素基、シクロペンチル、シクロヘキシル等の
飽和環状炭化水素基、ビニル、アリル、シクロペンテニ
ル、シクロヘキセニル、ベンジル、トリフェニルメチル
等の不飽和炭化水素基、トリフルオロメチル、ペンタフ
ルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル等のパーフルオ
ロアルキル等、あるいは、それらの異性基等がある。
As R 1 , R 2 and R 3 , in addition to a hydrogen atom, saturated hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl and pentyl, saturated cyclic hydrocarbon groups such as cyclopentyl and cyclohexyl, vinyl, allyl, Examples include unsaturated hydrocarbon groups such as cyclopentenyl, cyclohexenyl, benzyl, and triphenylmethyl; perfluoroalkyls such as trifluoromethyl, pentafluoroethyl, and heptafluoropropyl; and isomers thereof.

【0012】Yとしては、水素、および、アルキルアミ
ノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリ
ールアミノ基、アルキルアリールアミノ基、アルキル
基、アルケニル基、アルキルスルフィド基、アリールス
ルフィド基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、水
酸基およびチオール基等の電子供与基の他、ニトロ基、
ニトロソ基、アルキニル基、アシル基、ホルミル基、ア
リール基、アルキルスルホキシド基、アリールスルホキ
シド基、アルキルスルホン基、アリールスルホン基、ハ
ロゲン基等があり、これらは置換基を有していてもよ
い。
Y represents hydrogen, an alkylamino group, a dialkylamino group, an arylamino group, a diarylamino group, an alkylarylamino group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkylsulfide group, an arylsulfide group, an alkyloxy group, In addition to electron donating groups such as an aryloxy group, a hydroxyl group and a thiol group, a nitro group,
There are a nitroso group, an alkynyl group, an acyl group, a formyl group, an aryl group, an alkylsulfoxide group, an arylsulfoxide group, an alkylsulfone group, an arylsulfone group, a halogen group, and the like, which may have a substituent.

【0013】また、本発明は、(a)基板上にポリアミ
ド酸の層を形成させる工程、(b)前記ポリアミド酸を
プレキュアする工程、及び(c)キュアする工程、を経
て製造される光導波路に用いられるポリアミド酸ワニス
であって、予め、前記ポリアミド酸について「その重量
平均分子量(Mw)」対「プレキュア時のボイド発生
数」の関係を調べて前記ボイド発生数を最少にするMw
範囲を求めておき、使用するポリアミド酸のMwを前記
Mw範囲内に調整させた光導波路用ポリアミド酸ワニス
に関する。
The present invention also provides an optical waveguide manufactured through (a) a step of forming a polyamic acid layer on a substrate, (b) a step of precuring the polyamic acid, and (c) a step of curing. A varnish for minimizing the number of voids by examining the relationship between the "weight average molecular weight (Mw)" and the "number of voids generated during precuring" of the polyamic acid in advance.
The present invention relates to a polyamic acid varnish for an optical waveguide in which a range is determined, and the Mw of the polyamic acid used is adjusted to fall within the Mw range.

【0014】更に、本発明は、(a)基板上にポリアミ
ド酸の層を形成させる工程、(b)前記ポリアミド酸を
プレキュアする工程、及び(c)キュアする工程、を有
する光導波路の製造方法において、予め、使用するポリ
アミド酸について「その重量平均分子量(Mw)」対
「プレキュア時のボイド発生数」の関係を調べて前記ボ
イド発生数を最少にするMw範囲を求めておき、使用す
るポリアミド酸のMwを前記Mw範囲内に調整する光導
波路の製造方法にも関する。なお、本明細書においてポ
リアミド酸とは、ポリアミド酸のほかにポリアミド酸が
部分的に環化(ポリイミド化)したポリイミド前駆体を
含む意味で用いる。
Further, the present invention provides a method of manufacturing an optical waveguide, comprising: (a) forming a polyamic acid layer on a substrate; (b) precuring the polyamic acid; and (c) curing. In the above, the relationship between “the weight average molecular weight (Mw)” and “the number of voids generated during pre-curing” for the polyamic acid to be used is determined in advance to determine the Mw range that minimizes the number of voids, The present invention also relates to a method for manufacturing an optical waveguide in which the Mw of an acid is adjusted to fall within the Mw range. In this specification, the term "polyamic acid" is used to mean, in addition to polyamic acid, a polyimide precursor in which polyamic acid is partially cyclized (polyimide).

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】前記した光導波路の製造方法にお
いて用いられるポリアミド酸は、有機溶媒中でテトラカ
ルボン酸二無水物とジアミンを等モル又はほぼ等モルで
反応させて得られるものが使用できる。ここで、テトラ
カルボン酸二無水物としては、例えば、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、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン
酸二無水物、3−トリフルオロメチル−1,2,4,5
−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,6−ビス
(トリフルオロメチルメチル)−1,2,4,5−ベン
ゼンテトラカルボン酸二無水物、3,6−ジフルオロ−
1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、
2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、1,4,5,8−テトラフルオロ−2,3,6,7
−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,
7−テトラフルオロ−1,4,5,8−ナフタレンテト
ラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサ
ンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロ
ブタンテトラカルボン酸二無水物、
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyamic acid used in the above-mentioned method for producing an optical waveguide can be obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride with a diamine in an organic solvent in an equimolar or almost equimolar manner. . Here, as the tetracarboxylic dianhydride, for example, 2,2-bis
(3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3-trifluoromethyl-1,2,4,5
-Benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,6-bis (trifluoromethylmethyl) -1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,6-difluoro-
1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride,
2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-tetrafluoro-2,3,6,7
-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6
7-tetrafluoro-1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride Anhydrous,

【0016】ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)二
無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エ−テ
ル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ス
ルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)ケトン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)メタン二無水物、ビス[(3,4−ジカルボキシ
フェニル)ジメチルシリル]エ−テル二無水物、2,2
−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無
水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
−1,1,3,3−テトラフルオロプロパン二無水物、
1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ベンゼ
ン二無水物、
Bis (3,4-dicarboxyphenyl) dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, (3,4-dicarboxyphenyl) ketone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis [(3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilyl] ether dianhydride, 2,2
-Bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl)
-1,1,3,3-tetrafluoropropane dianhydride,
1,4-bis (3,4-dicarboxyphenyl) benzene dianhydride,

【0017】2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキ
シフェニルオキシ)フェニル]ドデカン二無水物、2,
2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェニルオキ
シ)フェニル]トリデカン二無水物、1,4−ビス
(3,4−ジカルボキシフェニルオキシ)ベンゼン二無
水物、2,3,5,6−テトラフルオロ−1,4−ビス
(3,4−ジカルボキシ−2,5,6−トリフルオロフ
ェニルオキシ)ベンゼン二無水物、ビス(3,4−ジカ
ルボキシ)シクロヘキシル二無水物、ビス(1,2−ジ
カルボキシエチル)二無水物、アルカンジオ−ルビス
(トリメリット酸無水物)等がある。これらの酸二無水
物は、2種類以上を混合して用いてもよい。なお、アル
カンジオ−ルビス(トリメリット酸無水物)は、アルカ
ンの炭素数が2〜12であるものが好ましい。
2,2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenyloxy) phenyl] dodecane dianhydride;
2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenyloxy) phenyl] tridecane dianhydride, 1,4-bis (3,4-dicarboxyphenyloxy) benzene dianhydride, 2,3,5,6 -Tetrafluoro-1,4-bis (3,4-dicarboxy-2,5,6-trifluorophenyloxy) benzene dianhydride, bis (3,4-dicarboxy) cyclohexyl dianhydride, bis (1 , 2-dicarboxyethyl) dianhydride, alkandio-bis (trimellitic anhydride) and the like. These acid dianhydrides may be used as a mixture of two or more kinds. The alkanediol bis (trimellitic anhydride) preferably has 2 to 12 carbon atoms.

【0018】光学用途に使用する場合、水素(好ましく
はすべての水素)をフッ素または重水素で置換したもの
の方が光伝送損失が小さく好ましい。
For use in optical applications, those obtained by replacing hydrogen (preferably all hydrogen) by fluorine or deuterium are preferable because of their small optical transmission loss.

【0019】使用できるジアミンとしては、例えば、
4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル、
4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメ
チル)ビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジ
フルオロビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−
ジメチルビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−
ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4’−ジ
アミノ−3,3’−ジフルオロビフェニル、4,4’−
ジアミノ−2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,
4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、
4,4’−ジアミノ−2,2’,3,3’,5,5’,
6,6’−オクタフルオロビフェニル、
Examples of the diamine that can be used include:
4,4′-diamino-2,2′-dimethylbiphenyl,
4,4'-diamino-2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-difluorobiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-
Dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-
Bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-difluorobiphenyl, 4,4'-
Diamino-2,2'-dihydroxybiphenyl, 4,
4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl,
4,4′-diamino-2,2 ′, 3,3 ′, 5,5 ′,
6,6′-octafluorobiphenyl,

【0020】ビス(4−ジアミノフェニル)エ−テル、
ビス(4−ジアミノフェニル)チオエ−テル、ビス(4
−ジアミノフェニル)スルホン、ビス(4−ジアミノフ
ェニル)メタン、ビス(3−ジアミノフェニル)エ−テ
ル、ビス(3−ジアミノフェニル)チオエ−テル、ビス
(3−ジアミノフェニル)スルホン、ビス(3−ジアミ
ノフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ジアミノフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(4−ジアミノフェニ
ル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(3−ジアミノフェニル)−1,1,
1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス[(4−ジアミノフェニルオキシ)メチル]プロパ
ン、2,2−ビス[4−(4−ジアミノフェニルオキ
シ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−ジ
アミノフェニルオキシ)フェニル]プロパン、
Bis (4-diaminophenyl) ether,
Bis (4-diaminophenyl) thioether, bis (4
-Diaminophenyl) sulfone, bis (4-diaminophenyl) methane, bis (3-diaminophenyl) ether, bis (3-diaminophenyl) thioether, bis (3-diaminophenyl) sulfone, bis (3- Diaminophenyl) methane, 2,2-bis (4-diaminophenyl) propane, 2,2-bis (4-diaminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2- Bis (3-diaminophenyl) -1,1,
1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [(4-diaminophenyloxy) methyl] propane, 2,2-bis [4- (4-diaminophenyloxy) phenyl] propane, 2, 2-bis [4- (3-diaminophenyloxy) phenyl] propane,

【0021】ビス[1,2,5,6−テトラフルオロ−
4−(4−ジアミノフェニルオキシ)フェニル]、2,
2−ビス(4−ジアミノフェニルオキシ)フェニル−
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(3−ジアミノフェニルオキシ)フェニル
−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(4−ジアミノ−2−トリフルオロメチル
フェニルオキシ)フェニル−1,1,1,3,3,3−
ヘキサフルオロプロパン、アルカンジオ−ル[ビス(4
−アミノフェニル)エ−テル]、および、アルカンジオ
−ル[ビス(3−アミノフェニル)エ−テル]がある。
これらのジアミンは、2種類以上を混合して用いてもよ
い。また、ジアミンは対応するジイソシアネ−トであっ
ても良い。アルカンジオールは、アルカンの炭素数が2
〜12であることが好ましい。
Bis [1,2,5,6-tetrafluoro-
4- (4-diaminophenyloxy) phenyl], 2,
2-bis (4-diaminophenyloxy) phenyl-
1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane,
2,2-bis (3-diaminophenyloxy) phenyl-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane,
2,2-bis (4-diamino-2-trifluoromethylphenyloxy) phenyl-1,1,1,3,3,3-
Hexafluoropropane, alkanediol [bis (4
-Aminophenyl) ether], and alkandioles [bis (3-aminophenyl) ether].
These diamines may be used as a mixture of two or more kinds. Also, the diamine may be the corresponding diisocyanate. Alkane diols have an alkane carbon number of 2
It is preferably from 12 to 12.

【0022】ジアミンの一部として、シリコンジアミン
を使用してもよい。シリコンジアミンとしては、1,3
−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,1−テトラフ
ェニルジシロキサン、1,3−ビス(3−アミノプロピ
ル)−1,1,1−テトラメチルジシロキサン、1,3
−ビス(4−アミノブチル)−1,1,1−テトラメチ
ルジシロキサン等がある。光学用途に使用する場合、水
素(好ましくはすべての水素)をフッ素または重水素で
置換したものの方が、光伝送損失が小さいため好まし
い。
As part of the diamine, silicon diamine may be used. 1,3 as silicon diamine
-Bis (3-aminopropyl) -1,1,1-tetraphenyldisiloxane, 1,3-bis (3-aminopropyl) -1,1,1-tetramethyldisiloxane, 1,3
-Bis (4-aminobutyl) -1,1,1-tetramethyldisiloxane and the like. For use in optical applications, hydrogen (preferably all hydrogen) replaced with fluorine or deuterium is preferred because of its small optical transmission loss.

【0023】本発明の製造方法におけるポリアミド酸と
して、複数種類のポリアミド酸を含むポリアミド酸を用
いてもよい。
As the polyamic acid in the production method of the present invention, a polyamic acid containing plural kinds of polyamic acids may be used.

【0024】ポリアミド酸として非線形光学色素が結合
したポリアミド酸を使用することもできる。非線形色素
が結合したポリアミド酸の製造は、原料テトラカルボン
酸二無水物としてその分子内に非線形光学色素の原子団
を有するテトラカルボン酸二無水物を用いるか、又は原
料ジアミンとしてその分子内に非線形光学色素の原子団
を有するジアミンを用いることで、行なうことができ
る。
As the polyamic acid, a polyamic acid to which a nonlinear optical dye is bonded can be used. The production of polyamic acid to which a non-linear dye is bound is performed by using a tetracarboxylic dianhydride having an atomic group of a non-linear optical dye in the molecule as a raw material tetracarboxylic dianhydride or a non-linear in the molecule as a raw material diamine This can be performed by using a diamine having an atomic group of an optical dye.

【0025】分子内に非線形光学色素の原子団を有する
ジアミンとしては、例えば、次の一般式(II)
As the diamine having an atomic group of a nonlinear optical dye in the molecule, for example, the following general formula (II)

【化4】 で表されるジアミンがあり、このジアミンを用いれば一
般式(II)の原子団をもつポリアミド酸を合成できる。
ここで、式(II)中、Ar1、Ar2、R1、R2、R3
Y、及びnは、式(I)中における意味と同じであり、
Ar3は、3価の芳香族基または置換基を有する3価の
芳香族基で、芳香環の種類は前記Ar1及びAr2と同様
である。非線形光学色素として、他の種々の公知の非線
形光学色素を用いることができる。
Embedded image And a polyamic acid having an atomic group represented by the general formula (II) can be synthesized by using this diamine.
Here, in the formula (II), Ar 1 , Ar 2 , R 1 , R 2 , R 3 ,
Y and n have the same meanings as in formula (I),
Ar 3 is a trivalent aromatic group or a trivalent aromatic group having a substituent, and the type of the aromatic ring is the same as that of Ar 1 and Ar 2 . As the nonlinear optical dye, various other known nonlinear optical dyes can be used.

【0026】本発明において、「プレキュア時のボイド
発生数」は、基板上にポリアミド酸の層を形成させ、溶
媒が揮散する程度に加熱(例えば、100℃のホットプ
レ−ト上で2分間処理)した後、肉眼で観察してカウン
トする。肉眼観察では直径約0.05mm以上の大きさ
のボイドを認識することができる。また、ポリアミド酸
の「重量平均分子量(Mw)」は、Mw既知のポリスチ
レンを標準物質とするゲル濾過クロマトグラフィ−(G
PC)で求めることができる。
In the present invention, the "number of voids generated during pre-curing" means that a polyamic acid layer is formed on a substrate and heated to such an extent that the solvent volatilizes (for example, treatment on a hot plate at 100 ° C. for 2 minutes). After that, observe and count with the naked eye. In the naked eye observation, a void having a diameter of about 0.05 mm or more can be recognized. The “weight average molecular weight (Mw)” of the polyamic acid is determined by gel filtration chromatography (G
PC).

【0027】前記ポリアミド酸の製造反応の溶媒として
は、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、N−メチル−2−ピロリジノン等のアミ
ド系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン、ジグライム等のエーテル系溶媒、ベンゼン、
トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒等、又これらの混
合物を用いることができ、中でもアミド系溶媒かエーテ
ル系溶媒が好ましい。製造反応の温度は、80℃以下、
好ましくは0〜50℃である。反応が進行するにつれ反
応液の粘度が徐々に上昇し、ポリアミド酸が生成する。
反応温度、反応時間、基質(原料)使用量等の反応条件
を選ぶことでポリアミド酸の分子量を適宜、調整するこ
とができる。
Solvents for the polyamic acid production reaction include amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidinone, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diglyme and the like. Ether solvents, benzene,
Aromatic solvents such as toluene and xylene, and mixtures thereof can be used, and among them, amide solvents and ether solvents are preferable. The temperature of the production reaction is 80 ° C. or less,
Preferably it is 0-50 degreeC. As the reaction proceeds, the viscosity of the reaction solution gradually increases, and polyamic acid is generated.
The molecular weight of the polyamic acid can be appropriately adjusted by selecting the reaction conditions such as the reaction temperature, the reaction time, and the amount of the substrate (raw material) used.

【0028】本発明の光導波路用ポリアミド酸ワニスに
含まれる一般式(I)で表される原子団をもつポリアミ
ド酸は、複数種類のポリアミド酸を含むもの又は共重合
体であってもよい。2種類のポリアミド酸、例えば、非
線形光学色素がポリマにペンダント型で結合している第
1のポリアミド酸と、非線形光学色素を含まない第2の
ポリアミド酸(前記2種類のポリアミド酸混合物の重量
平均分子量は25万を越えるものが好ましい)とを混合
し、重量平均分子量が最適な範囲となるまで加熱(クッ
キング処理ともいう)して得ることができる。
The polyamic acid having an atomic group represented by the general formula (I) contained in the polyamic acid varnish for an optical waveguide of the present invention may be a polyamic acid containing a plurality of types of polyamic acids or a copolymer. Two types of polyamic acids, for example, a first polyamic acid in which a non-linear optical dye is pendantly bonded to a polymer and a second polyamic acid containing no non-linear optical dye (weight average of the two types of polyamic acid mixture) And a mixture having a molecular weight of preferably more than 250,000) and heating (also referred to as a cooking process) until the weight average molecular weight falls within an optimum range.

【0029】上記の混合や加熱の際に使用できる溶媒
は、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、N−メチル−2−ピロリジノン等のアミ
ド系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン、ジグライム等のエーテル系溶媒、ベンゼン、
トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒等、又これらの混
合溶媒で、中でもアミド系溶媒かエーテル系溶媒が好ま
しい。加熱の温度は、アミド結合の開裂・再結合反応の
起きやすい30℃以上が好ましい。また、上記の加熱で
は、異なる構成単位どうしのポリアミド酸が系中でなる
べく均等に存在するように混合することが好ましい。
Solvents that can be used for the above mixing and heating include amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidinone, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, and the like. Ether solvents such as diglyme, benzene,
Aromatic solvents such as toluene and xylene, and mixed solvents thereof, among which amide solvents and ether solvents are preferable. The heating temperature is preferably 30 ° C. or higher, where the amide bond cleavage / recombination reaction is likely to occur. In the above-mentioned heating, it is preferable to mix the polyamic acids of different structural units so as to exist as uniformly as possible in the system.

【0030】一般式(I)で表される原子団をもつポリ
アミド酸が、重量平均分子量(Mw)16万以上25万以
下の範囲を外れたものであると、基板上にスピンコート
等で塗布し溶媒をプレキュアで揮発させる際にボイドが
発生しやすくなる。また、ポリアミド酸の分散度は好ま
しくは4以下である。
When the polyamic acid having the atomic group represented by the general formula (I) is out of the range of 160,000 to 250,000, the weight average molecular weight (Mw) is coated on a substrate by spin coating or the like. When the solvent is volatilized by pre-cure, voids are easily generated. Further, the degree of dispersion of the polyamic acid is preferably 4 or less.

【0031】本発明の光導波路用ポリアミド酸ワニス
は、マッハツェンダー型導波路等の光導波路に使用され
る。そこで、図1によりマッハツェンダー型導波路の作
製プロセスを説明する。シリコンウェハ101(a)の
表面にアルミニウム系金属膜102aを形成し(b)、
この表面にレジスト103を塗布し、露光、現像してパ
ターン化した後(c)、金属膜102aをエッチング
し、レジストを剥離して、下部電極102を形成する
(d)。下部電極102を覆うように、ウェハ101表
面にポリアミド酸(P1)溶液をスピンコート等で塗布
し、加熱硬化させてポリイミド層104aを形成する
(e)。このポリイミド層104a表面にレジストを塗
布し、所定のパターンで露光し、現像した後(f)、ポ
リイミド層104aをエッチングし、レジストを剥離し
て、マッハツェンダー型導波路のコアパターンに相当す
る部位に凹部を有する下部クラッド層104bを形成す
る(g)。
The polyamide acid varnish for an optical waveguide of the present invention is used for an optical waveguide such as a Mach-Zehnder type waveguide. Therefore, a manufacturing process of the Mach-Zehnder waveguide will be described with reference to FIG. Forming an aluminum-based metal film 102a on the surface of the silicon wafer 101 (a) (b),
After a resist 103 is applied to this surface, exposed and developed for patterning (c), the metal film 102a is etched and the resist is peeled off to form a lower electrode 102 (d). A polyamic acid (P 1 ) solution is applied to the surface of the wafer 101 by spin coating or the like so as to cover the lower electrode 102, and is cured by heating to form a polyimide layer 104a (e). A resist is applied to the surface of the polyimide layer 104a, exposed in a predetermined pattern, and developed (f). Then, the polyimide layer 104a is etched, the resist is peeled off, and a portion corresponding to the core pattern of the Mach-Zehnder waveguide is formed. To form a lower cladding layer 104b having a concave portion (g).

【0032】次に、前記凹部を覆うように、下部クラッ
ド層104b表面に他の種類のポリアミド酸(P2)溶
液をスピンコートし、加熱硬化させてポリイミド層10
6aを形成させた後(h)、ポリイミド層106a表面
を、下部クラッド層104bが露出するまで研削する。
これにより、マッハツェンダー型導波路のコアパターン
のコア106が形成される(i)。このコア106を覆
うように、前記ポリアミド酸(P1)溶液をスピンコート
して加熱硬化させて上部クラッド層を形成し、すでに形
成されている下部クラッド層104bと一体化させる
(j)。これにより、コア106表面がクラッド層10
4で覆われる。クラッド層104表面にアルミニウム系
金属膜107aを形成させ(k)、この表面にレジスト
103を塗布し、露光、現像してパターン化し(l)、
金属膜107aをエッチングし、レジストを剥離して、
上部電極107を形成する(m)。上部電極107を覆
うように、クラッド層表面を樹脂で被覆してカバーコー
ト層108とする(n)。
Next, another type of polyamic acid (P 2 ) solution is spin-coated on the surface of the lower cladding layer 104b so as to cover the concave portion, and is heated and cured to form a polyimide layer 10b.
After the formation of 6a (h), the surface of the polyimide layer 106a is ground until the lower cladding layer 104b is exposed.
Thereby, the core 106 of the core pattern of the Mach-Zehnder waveguide is formed (i). The polyamic acid (P 1 ) solution is spin-coated and heat-cured so as to cover the core 106 to form an upper clad layer, which is integrated with the already formed lower clad layer 104b (j). As a result, the surface of the core 106 is
Covered with 4. An aluminum-based metal film 107a is formed on the surface of the cladding layer 104 (k), a resist 103 is applied to the surface, and is exposed and developed to be patterned (l).
Etching the metal film 107a, removing the resist,
The upper electrode 107 is formed (m). The surface of the cladding layer is covered with a resin so as to cover the upper electrode 107 to form a cover coat layer 108 (n).

【0033】得られたウェハをポーリング処理した後、
保護膜層をスピンコートし、加熱硬化させた後、ダイシ
ングし、保護膜を剥離すると、マッハツェンダー型導波
路スイッチが得られる。導波路は通常、幅5〜15μ
m、高さ1〜4μmに形成され、パターン間隔は2〜3
μm程度である。
After polling the obtained wafer,
After spin-coating the protective film layer, curing by heating, dicing, and peeling off the protective film, a Mach-Zehnder waveguide switch is obtained. Waveguides are typically 5 to 15 microns wide
m, height 1-4 μm, pattern interval 2-3
It is about μm.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 合成例1 第1のポリアミド酸の合成(1) 50ml容四つ口フラスコ中に、次式(III)The present invention will be described below with reference to examples. Synthesis Example 1 Synthesis of First Polyamic Acid (1) In a 50 ml four-necked flask, the following formula (III) was added.

【0035】[0035]

【化5】 Embedded image

【0036】で表される非線形光学色素系ジアミン50
0mg(0.83mmol)を量り取り、窒素気流中ジ
グライム5.25mlに溶解した。次いで、0℃で次式
(IV)
The nonlinear optical dye-based diamine 50 represented by
0 mg (0.83 mmol) was weighed and dissolved in 5.25 ml of diglyme in a nitrogen stream. Then, at 0 ° C., the following formula (IV)

【0037】[0037]

【化6】 Embedded image

【0038】で表される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3
69mg(1.0倍当量)を加え、0℃で2時間、つづ
いて室温で4時間、撹拌してポリアミド酸ワニス(第1
のポリアミド酸:A1とする。)を得た。
2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -hexafluoropropane dianhydride 3
69 mg (1.0 equivalent) was added, and the mixture was stirred at 0 ° C. for 2 hours, then at room temperature for 4 hours, and stirred with polyamic acid varnish (1st
Polyamic acid: and A 1. ).

【0039】合成例2 第1のポリアミド酸の合成
(2) 反応温度及び時間を室温で6時間としたほかは合成例1
と同様に行ない、ポリアミド酸ワニス(第1のポリアミ
ド酸:A2とする。)を得た。
Synthesis Example 2 Synthesis of First Polyamic Acid (2) Synthesis Example 1 except that the reaction temperature and time were changed to 6 hours at room temperature.
Similarly performed as polyamic acid varnish: was obtained (first polyamic acid and A 2.).

【0040】合成例3 第1のポリアミド酸の合成
(3) 反応温度及び時間を40℃で6時間としたほかは合成例
1と同様に行ない、ポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A3とする。)を得た。
Synthesis Example 3 Synthesis of First Polyamic Acid (3) The same procedure as in Synthesis Example 1 was carried out except that the reaction temperature and the time were set at 40 ° C. for 6 hours, and a polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 3 ).

【0041】合成例4 第1のポリアミド酸の合成
(4) 反応温度及び時間を50℃で6時間としたほかは合成例
1と同様に行ない、ポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A4とする。)を得た。
Synthesis Example 4 Synthesis of First Polyamic Acid (4) The procedure of Synthesis Example 1 was repeated except that the reaction temperature and time were changed to 50 ° C. for 6 hours, and a polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 4 ).

【0042】合成例5 第2のポリアミド酸の合成 4,4’−ジアミノジフェニルエーテル46.60g
(0.23mol)を量り取り、窒素雰囲気下にN,N
−ジメチルアセトアミド850gに溶解した。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103.40g(0.23mol)
を加え、室温で6時間撹拌し、ポリアミド酸ワニス(第
2のポリアミド酸:Bとする)を得た。
Synthesis Example 5 Synthesis of second polyamic acid 46.60 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether
(0.23 mol) in a nitrogen atmosphere.
-Dissolved in 850 g of dimethylacetamide. 2,2-
Bis (3,4-dicarboxyphenyl) -hexafluoropropane dianhydride 103.40 g (0.23 mol)
Was added and stirred at room temperature for 6 hours to obtain a polyamic acid varnish (second polyamic acid: B).

【0043】以上のポリアミド酸A1、A2、A3、A4
びBの平均分子量は、以下の通りであった。表1中、M
wは重量平均分子量、Mnは数平均分子量、Mw/Mn
は分散度を示す。また、分子量はゲル浸透クロマトグラ
フによる方法(ポリスチレン換算)により求めた値であ
る。
The average molecular weights of the above polyamic acids A 1 , A 2 , A 3 , A 4 and B were as follows. In Table 1, M
w is the weight average molecular weight, Mn is the number average molecular weight, Mw / Mn
Indicates the degree of dispersion. The molecular weight is a value determined by a method using gel permeation chromatography (in terms of polystyrene).

【0044】[0044]

【表1】 表1 ポリアミド酸の物性 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ポリアミド酸 Mw(万) Mn(万) Mw/Mn ───────────────────────────── A1 19.2 6.2 3.12 A2 17.7 5.7 3.09 A3 12.9 5.1 2.58 A4 7.5 3.6 2.08 B 45.1 12.9 3.48 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━Table 1 Physical properties of polyamic acid ポ リ ア ミ ド Polyamic acid Mw (million) Mn (million) Mw / Mn─────────────────────────────A 1 19.2 6.2 3.12 A 2 17.7 5.7 3.09 A 3 12.9 5.1 2.58 A 4 7.5 3.6 2.08 B 45.1 12.9 3.48 ━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━

【0045】実施例1 No.1 合成例1で得られたポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A1)965mlに合成例5で得られたポリア
ミド酸ワニス(第2のポリアミド酸:B)1.35gを
加え、室温で2時間撹拌した後、80℃でMw=20.
3万(この時の分散度は2.77)になるまで撹拌し
た。反応物をフィルター(φ=0.22μm)を用いて
加圧ろ過しポリアミド酸ワニスを得た。
Example 1 1. To 965 ml of the polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 1 ) obtained in Synthesis Example 1, 1.35 g of the polyamic acid varnish (second polyamic acid: B) obtained in Synthesis Example 5 was added, and the mixture was added at room temperature. After stirring for 2 hours, Mw = 20.
The mixture was stirred until 30,000 (the dispersity at this time was 2.77). The reaction product was filtered under pressure using a filter (φ = 0.22 μm) to obtain a polyamic acid varnish.

【0046】No.2 合成例2で得られたポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A2)965mlに合成例5で得られたポリア
ミド酸ワニス(第2のポリアミド酸:B)1.35gを
加え、室温で2時間撹拌した後、80℃でMw=21.
3万(この時の分散度は2.95)になるまで撹拌し
た。反応物をフィルター(φ=0.22μm)を用いて
加圧ろ過しポリアミド酸ワニスを得た。
No. 2. To 965 ml of the polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 2 ) obtained in Synthesis Example 2, 1.35 g of the polyamic acid varnish (second polyamic acid: B) obtained in Synthesis Example 5 was added, and the mixture was added at room temperature. After stirring for 2 hours, Mw = 21.
The mixture was stirred until it reached 30,000 (the dispersity at this time was 2.95). The reaction product was filtered under pressure using a filter (φ = 0.22 μm) to obtain a polyamic acid varnish.

【0047】No.3 合成例3で得られたポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A3)965mlに合成例5で得られたポリア
ミド酸ワニス(第2のポリアミド酸:B)1.35gを
加え、室温で2時間撹拌した後、80℃でMw=21.
0万(この時の分散度は2.95)になるまで撹拌し
た。反応物をフィルター(φ=0.22μm)を用いて
加圧ろ過しポリアミド酸ワニスを得た。
No. 3. To 965 ml of the polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 3 ) obtained in Synthesis Example 3, 1.35 g of the polyamic acid varnish (second polyamic acid: B) obtained in Synthesis Example 5 was added, and the mixture was added at room temperature. After stirring for 2 hours, Mw = 21.
The mixture was stirred until it reached 0,000 (the dispersity at this time was 2.95). The reaction product was filtered under pressure using a filter (φ = 0.22 μm) to obtain a polyamic acid varnish.

【0048】No.4 合成例4で得られたポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A4)965mlに合成例5で得られたポリア
ミド酸ワニス(第2のポリアミド酸:B)1.35gを
加え、室温で2時間撹拌した後、80℃でMw=19.
4万(この時の分散度は3.18)になるまで撹拌し
た。反応物をフィルター(φ=0.22μm)を用いて
加圧ろ過しポリアミド酸ワニスを得た。
No. 4. To 965 ml of the polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 4 ) obtained in Synthesis Example 4, 1.35 g of the polyamic acid varnish (second polyamic acid: B) obtained in Synthesis Example 5 was added, and the mixture was added at room temperature. After stirring for 2 hours, Mw = 19.
The mixture was stirred until it reached 40,000 (the dispersity at this time was 3.18). The reaction product was filtered under pressure using a filter (φ = 0.22 μm) to obtain a polyamic acid varnish.

【0049】No.5 合成例2で得られたポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A2)965mlに合成例5で得られたポリア
ミド酸ワニス(第2のポリアミド酸:B)1.35gを
加え、室温で2時間撹拌した後、80℃でMw=27.
2万(この時の分散度は3.34)になるまで撹拌し
た。反応物をフィルター(φ=0.22μm)を用いて
加圧ろ過しポリアミド酸ワニスを得た。
No. 5. To 965 ml of the polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 2 ) obtained in Synthesis Example 2, 1.35 g of the polyamic acid varnish (second polyamic acid: B) obtained in Synthesis Example 5 was added, and the mixture was added at room temperature. After stirring for 2 hours, Mw = 27.
The mixture was stirred until it reached 20,000 (the dispersity at this time was 3.34). The reaction product was filtered under pressure using a filter (φ = 0.22 μm) to obtain a polyamic acid varnish.

【0050】No.6 合成例3で得られたポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A3)965mlに合成例5で得られたポリア
ミド酸ワニス(第2のポリアミド酸:B)1.35gを
加え、室温で2時間撹拌した後、80℃でMw=27.
5万(この時の分散度は3.37)になるまで撹拌し
た。反応物をフィルター(φ=0.22μm)を用いて
加圧ろ過しポリアミド酸ワニスを得た。
No. 6. To 965 ml of the polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 3 ) obtained in Synthesis Example 3, 1.35 g of the polyamic acid varnish (second polyamic acid: B) obtained in Synthesis Example 5 was added, and the mixture was added at room temperature. After stirring for 2 hours, Mw = 27.
The mixture was stirred until 50,000 (the dispersity at this time was 3.37). The reaction product was filtered under pressure using a filter (φ = 0.22 μm) to obtain a polyamic acid varnish.

【0051】No.7 合成例4で得られたポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A4)965mlに合成例5で得られたポリア
ミド酸ワニス(第2のポリアミド酸:B)1.35gを
加え、室温で2時間撹拌した後、80℃でMw=29.
0万(この時の分散度は3.97)になるまで撹拌し
た。反応物をフィルター(φ=0.22μm)を用いて
加圧ろ過しポリアミド酸ワニスを得た。
No. 7. To 965 ml of the polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 4 ) obtained in Synthesis Example 4, 1.35 g of the polyamic acid varnish (second polyamic acid: B) obtained in Synthesis Example 5 was added, and the mixture was added at room temperature. After stirring for 2 hours, Mw = 29.
The mixture was stirred until it reached 0,000 (the dispersity at this time was 3.97). The reaction product was filtered under pressure using a filter (φ = 0.22 μm) to obtain a polyamic acid varnish.

【0052】No.8 合成例4で得られたポリアミド酸ワニス(第1のポリア
ミド酸:A4)965mlに合成例5で得られたポリア
ミド酸ワニス(第2のポリアミド酸:B)1.35gを
加え、室温で2時間撹拌した後、80℃でMw=14.
9万(この時の分散度は2.52)になるまで撹拌し
た。反応物をフィルター(φ=0.22μm)を用いて
加圧ろ過しポリアミド酸ワニスを得た。
No. 8. To 965 ml of the polyamic acid varnish (first polyamic acid: A 4 ) obtained in Synthesis Example 4, 1.35 g of the polyamic acid varnish (second polyamic acid: B) obtained in Synthesis Example 5 was added, and the mixture was added at room temperature. After stirring for 2 hours, Mw = 14.
The mixture was stirred until 90,000 (the degree of dispersion at this time was 2.52). The reaction product was filtered under pressure using a filter (φ = 0.22 μm) to obtain a polyamic acid varnish.

【0053】評価試験 No.1〜8で得られたポリアミド酸ワニスを9cm2
のシリコンウエハ上にスピンコート(1000rpmで
30秒)し、ホットプレート上、100℃で2分間、プ
レキュアした。得られた膜のボイド数(1cm2あたり
の数)を測定した結果を表2に示した。表2は、使用し
たポリアミド酸についてはボイド発生数を最少にするM
w範囲は16万〜25万であることを示している。
Evaluation Test No. 9 cm 2 of the polyamic acid varnish obtained in 1 to 8
Was spin-coated (at 1000 rpm for 30 seconds) on a silicon wafer and precured on a hot plate at 100 ° C. for 2 minutes. Table 2 shows the results of measuring the number of voids (number per 1 cm 2 ) of the obtained film. Table 2 shows that for the polyamic acids used, the M
The w range indicates 160,000 to 250,000.

【0054】[0054]

【表2】 表2 評価試験結果 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ポリアミド酸ワニス〈Mw〉 ボイド数(1cm2あたりの数) ──────────────────────────────── No.1〈20.3万〉 0.10 No.2〈21.3万〉 0.00 No.3〈21.0万〉 0.22 No.4〈19.4万〉 0.22 No.5〈27.2万〉 3.35 No.6〈27.5万〉 4.45 No.7〈29.0万〉 1.37 No.8〈14.9万〉 1.09 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━Table 2 Evaluation test results 結果 Polyamide varnish <Mw> Number of voids ( (Number per 1 cm 2 ) No No. 1 <203,000> 0.10 No. 1 2 <213,000> 0.00 No. 3 <210,000> 0.22 No. 3 4 <194,000> 0.22 No. 4 5 <272,000> 3.35 No. 5 6 <275,000> 4.45 No. 6 7 <2900,000> 1.37 No. 8 <149,000> 1.09 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【0055】[0055]

【発明の効果】請求項1又は2の光導波路用ポリアミド
酸ワニスは、シリコンウェハ等の基板上に塗布されプレ
キュアする過程で、ボイドを発生する危険が少なく、伝
送損失の少ないポリイミド膜を形成できる。そのため、
上記の光導波路用ポリアミド酸ワニスを用いて作製され
た光導波路は信頼性が高い。請求項3〜7の製造法によ
り、ボイドのない光導波路を製造できる。
According to the present invention, the polyamide acid varnish for an optical waveguide is formed on a substrate such as a silicon wafer and is preliminarily cured, so that there is little danger of generating voids and a polyimide film having a small transmission loss can be formed. . for that reason,
An optical waveguide manufactured using the above-mentioned polyamide acid varnish for an optical waveguide has high reliability. According to the manufacturing method of claims 3 to 7, a void-free optical waveguide can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】マッハツェンダー型光導波路の作製プロセスを
説明する断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a Mach-Zehnder optical waveguide.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101:シリコンウェハ 102:下部電極 102a:金属膜 103:レジスト 104、104a:ポリイミド層 104b:下部ク
ラッド層 105:レジスト 106:コアパターン 106a:ポリイ
ミド層 107:上部電極 107a:金属膜 108:カバーコート層
101: silicon wafer 102: lower electrode 102a: metal film 103: resist 104, 104a: polyimide layer 104b: lower cladding layer 105: resist 106: core pattern 106a: polyimide layer 107: upper electrode 107a: metal film 108: cover coat layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記の一般式(I) 【化1】 〔式(I)中、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に選ば
れる2価の芳香族基または置換基を有する2価の芳香族
基を示し、 R1、R2及びR3は、それぞれ独立に水素または1価の
有機基を示し、 Yは水素または1価の官能基を示し、 nは2〜10の整数を示す。〕で表される原子団をも
ち、重量平均分子量(Mw)が16万以上25万以下で
あるポリアミド酸を含んでなる光導波路用ポリアミド酸
ワニス。
(1) The following general formula (I): [In the formula (I), Ar 1 and Ar 2 each independently represent a divalent aromatic group or a divalent aromatic group having a substituent, and R 1 , R 2 and R 3 each represent Independently represents hydrogen or a monovalent organic group, Y represents hydrogen or a monovalent functional group, and n represents an integer of 2 to 10. And a weight average molecular weight (Mw) of 160,000 or more and 250,000 or less.
【請求項2】(a)基板上にポリアミド酸の層を形成さ
せる工程、(b)前記ポリアミド酸をプレキュアする工
程、及び(c)キュアする工程、を経て製造される光導
波路に用いられるポリアミド酸ワニスであって、予め、
前記ポリアミド酸について「その重量平均分子量(M
w)」対「プレキュア時のボイド発生数」の関係を調べ
て前記ボイド発生数を最少にするMw範囲を求めてお
き、使用するポリアミド酸のMwを前記Mw範囲内に調
整させた光導波路用ポリアミド酸ワニス。
2. A polyamide used for an optical waveguide manufactured through (a) a step of forming a layer of polyamic acid on a substrate, (b) a step of precuring the polyamic acid, and (c) a step of curing. An acid varnish,
Regarding the polyamic acid, its weight average molecular weight (M
w) vs. the number of voids generated during pre-curing to determine the Mw range in which the number of voids is minimized, and to adjust the Mw of the polyamic acid to be used within the Mw range. Polyamic acid varnish.
【請求項3】(a)基板上にポリアミド酸の層を形成さ
せる工程、(b)前記ポリアミド酸をプレキュアする工
程、及び(c)キュアする工程、を有する光導波路の製
造方法において、予め、使用するポリアミド酸について
「その重量平均分子量(Mw)」対「プレキュア時のボ
イド発生数」の関係を調べて前記ボイド発生数を最少に
するMw範囲を求めておき、使用するポリアミド酸のM
wを前記Mw範囲内に調整する、光導波路の製造方法。
3. A method of manufacturing an optical waveguide, comprising: (a) forming a polyamic acid layer on a substrate; (b) precuring the polyamic acid; and (c) curing. The relationship between "weight average molecular weight (Mw)" and "the number of voids generated during pre-curing" of the polyamic acid to be used is examined to determine the Mw range for minimizing the number of voids, and the Mw of the polyamic acid to be used is determined.
A method for manufacturing an optical waveguide, wherein w is adjusted to fall within the Mw range.
【請求項4】使用するポリアミド酸が複数種類のポリア
ミド酸を含むポリアミド酸である、請求項2の製造方
法。
4. The method according to claim 2, wherein the polyamic acid used is a polyamic acid containing a plurality of types of polyamic acids.
【請求項5】使用するポリアミド酸が非線形光学色素の
結合したポリアミド酸である、請求項2又は3の製造方
法。
5. The method according to claim 2, wherein the polyamic acid used is a polyamic acid to which a nonlinear optical dye is bonded.
【請求項6】非線形光学色素が、下記の一般式(I) 【化2】 〔式(I)中、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に2価
の芳香族基または置換基を有する2価の芳香族基を示
し、 R1、R2及びR3は、それぞれ独立に水素または1価の
有機基を示し、 Yは水素または一価の官能基を示し、 nは2〜10の整数を示す。〕で表される原子団を有す
る色素である、請求項4の製造方法。 【請求項6】調整する手段が加熱である、請求項2〜5
のいずれかの製造方法。
6. The non-linear optical dye is represented by the following general formula (I): [In the formula (I), Ar 1 and Ar 2 each independently represent a divalent aromatic group or a divalent aromatic group having a substituent, and R 1 , R 2 and R 3 each independently represent Y represents hydrogen or a monovalent organic group, Y represents hydrogen or a monovalent functional group, and n represents an integer of 2 to 10. The method according to claim 4, which is a dye having an atomic group represented by the formula: 6. The method according to claim 2, wherein the adjusting means is heating.
Manufacturing method.
JP34769297A 1997-12-17 1997-12-17 Polyamide acid varnish for optical waveguide and production of optical waveguide Pending JPH11174249A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006501523A (en) * 2002-10-03 2006-01-12 ルーメラ・コーポレーション Polymer microstructure and method of manufacturing polymer waveguide

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