TWI249045B

TWI249045B - Methods of forming waveguides and waveguides formed therefrom

Info

Publication number: TWI249045B
Application number: TW092133662A
Authority: TW
Inventors: James G Shelnut; Matthew L Moynihan; Omari Patterson
Original assignee: Shipley Co Llc
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2006-02-11
Also published as: US7024093B2; EP1434068A2; CN1523382A; US20040218889A1; TW200424578A; KR20040048312A; JP2004185000A; EP1434068A3

Description

1249045 政、發明說明： m 【發明所屬之技術領域】本發明大體而言係有關波導之領域，特別是，有關樺截面為圓形之光波導及形成該等光波導之方法。此外，本發明亦有關包含該等光波導之電子裝置及形成該等電置之方法。、【先前技術】 1 光在資料與通訊傳達上之重要性與日倶增。光纖纜線在許多應用上已取代習用之電纜。舉例而言，積體光路鲁 (optical integrated circuits，〇ICs)在印刷線路板上高頻寬光學連接之應用上愈加重要。光波導典型地包含核心材質及核心材質周圍的包覆層。光輻射在核心材質中傳導，及被折射率較核心材質為低之包覆層所容納。波導可個別使用或呈支撐於基板上之陣列，典型地係穿過基板表面傳送光輻射。波導常對光輻射執行被動功能，以特定方式修掷得自輸入信號之輸出信鲁魂。例如，分光元件（spHtters)將一個波導的光信號分成二或夕個波導，偶合元件（C〇Uplers)將得自二或多個波導的光信號加成較少數量之波導；及分波多工（“WDM”)結構通常係利用相位陣列設計或光栅，將輸入光信號分離成為光譜分立輸出波導。濾光片、偏光片、及隔離元件亦可併入波導β又η十中。或者’波導可含主動機能，其中係利用與第二個光或電信號相互作用而改變輸入信號。主動機能之實例包含放大及開關例如具有電光、熱光或聲光裝置。 5 92496 (修正版) 1249045 ^已有夕種製造平面波導之方法被提出。例如，有報告提出於基板上沉積大量;皮導材質，隨後在大量;皮導層上使用光阻劑進行標準微影及蝕刻圖案程序而形成波導核心。二了減y知序步驟數與降低成本，亦有報告提出使用光可 ”核心層形成波導。以該等製程形成的核心結構，其沿著波‘長度方向的橫截面大體而言為正方形或長方形。然由於波‘及通常與波導偶合的圓柱形光纖之間幾何上: 不搭配的結果，此等幾何圖案將造成不良的光學及插入損失特n尤其疋對多模態裝置而言，此幾何上之不搭配將於輸入及輸出偶合處造成額外的偶合損失。因此，為了改 f光學傳輸性質，同時減少由於光纖/波導偶合引致之插入才貝失，業界對於具有圓形，更佳為，其橫截面實質上為圓形的核心之波導之提供有所需求。

專在 Refi〇w and Burial 〇f Channei w睛㈣如 Formed in SoUGel Glass on Si Substrates^ IEEE PHOTONICS TECH. LTTRS·，Vol· 5, No· 9 (Sept· 1993)中揭示-種製造波導之方法，係利用於石夕基板上沉積平面雙層溶膠-凝膠玻璃薄膜，及餘刻該薄膜形成脊狀波導。接著使用爐内加熱法使核心及包覆層玻璃炫融，於核心與包覆層接合處產生平滑徑輻。相較於正方形或長方形波導，於迴輝㈣_d)波導可能提#改善的損失特性之同時，核心與包覆層之間的接合處並不理想，因為會引致核心擴散到基板外。

Strand等之美國專利案5,846,694揭示一種橫截面接 92496 (修正版） 6 1249045 近圓形的波導之製造方法。於該揭示之方法中，係將熔融波導材質潮化之相反材質（〇PP〇Site material)層圖案化形成波導之墊座（pedestals)。接著沉積波導材質並使用微影及蝕刻程序予以圖案化。加熱使波導前驅物迴銲成為座落於墊座上方、橫截面接近圓形的波導。此方法之缺點為墊座及波導之界定均需要多重步驟。因此，於光電子工業中，對於形成相較於已知正方形與長方形波導具有增進之光學與插入損失特性之光波導的改良方法，以及由其形成之波導均有所需求。同樣地，此項技藝中對於包含該等波導之電子裝置以及形成該等電子裝置之方法亦有所需求。【發明内容】經由本發明，令人驚奇地發現，可製備出比已知正方形與長方形平面波導具有改善的光傳輸性質及更低的插入損失之光波導。根據本發明之一態樣，係提供形成光波導之方法，該方法包括：（a)在基板上形成可攝像組成物（ph〇t〇definable composition)層；（b)使部分該層曝露於光化輻射；⑷使該曝光層顯影’形成波導核心、結構；及⑷加熱該波導核心結構一段時間至足以使該結構迴銲（refl〇w)之溫度，俾使其橫截面至少部分為圓形。根據本發明之又一態樣，係提供形成光波導之方法，该方法包括：（a)提供其表面具有折射率材質的包覆層之基板；（b)於部分該包覆層上，形成波導核心結構層；及 92496 (修正版) 7 1249045 加熱該波導核心結構一段時間至足以使該結構迴西度，俾使其橫截面至少部分為圓形；其中迴料構的^ 率比包覆層的折射率高。、根據本發明之又一態樣’係提供形成光波 =板去包括：⑷提供其表面具有第—折射率材覆声 =板，及⑻利用印製方式於部分該包覆層上，形= 射率南的第二折射率之波導核心結構層；t中麵錢紋之波導核心結構，其橫截面至少部分為圓开Γ ，本發明之又一態樣，係提供具有核心及包” 、波導，該等光波導係由所述方法形成。復曰之根據本發明之又一態樣電子裝置。係棱供包含-或多個波導之【貫施方式】以該等光波導形方：’由其形成之光波導及波導核心及包覆層組成物諸成分卜;:一組成物計之重量%表示。：: 子在任何溶劑的聚物、二聚物、三聚物、四聚 ;^物」一詞包含募或多個不同單體單元形成之聚合物二^「蓋均聚物及以二線型、分支鏈及環狀烧基。「 /烧基」一言「齒素」與「幽基」等詞包含氣：」氣—，碳環及化」係指氟化、氯化、漠化、及、屬及碘。因此 -詞係指-或多個。 -化。除非另有指明，截面為四邊形」意指大體而言為四個側邊形 92496 (修正版) 8 1249045 橫截面，例如，惟不限於，大體而言為長方形、大體而言為正方形、及大體而言為梯形之橫截面。該等橫截面形狀可具有圓形的左右上角。參照第1圖，「橫截面至少部分為圓形」意指於波導核心結構10與其下方的基板1間接觸點形成的α角小於90。，例如，小於80。、小於70。、小於 60 、小於45 °、小於30°、小於20。、小於1〇。、及於完全圓形橫截面情形下之〇。。核心結構於接近界定α角的接觸點上方通常為凹面，其橫截面大體而言為圓形或卵形。本文所用之「大體而言為圓形」一詞係指圓形或半圓形（semicircular 或 hemicyclical)°「hemicyclical」一詞係指曲線結構，例如具有平坦部分之圓形。麥照第2(a)至（f)圖敘述本發明，該等圖式係說明根據本發明一態樣之不同形成階段之光波導之橫截面。根據本發明此態樣之方法容許利用波導核心之直接成像製備光波導。根據本發明之光波導可製造成為個別波導或陣列波導。參照第2(a)圖，係提供基板1。適於支撐光波導之任何基板均可使用。適當之基板包含，惟不限於，製造電子裝置（例如印刷線路板及積體電路）所用之基板。特別適用之基板包含鍍銅板之層壓表面與銅表面、印刷線路板内層與外層、用於製造積體電路之晶圓例如石夕、石申化鎵、與石舞化銦荨晶圓、玻璃基板包含惟不限於液晶顯示器（“Lcd”）玻璃基板、介電覆層、氧化矽類、氮化矽類、氮氧化秒類、藍寳石類、環氧積層壓板、聚醯亞胺類、聚石夕氧烧類、包覆層等。 92496 (修正版) 9 1249045 1 士如圖所不，基板1包括單晶矽晶圓2及第一包覆層4， =寸疋材貝極大程度取決於擬形成之核心材質。於最終波導結構中，相較於核心材質，包覆層材質應具有較低之折射率。特別有用之波導包含折射率為13至169之包覆層。 0用作為包覆層之材質包括，例如，全文有關核心材質所 1之任何材質，及熟習此項技藝人士已知之其他材質。典，:地，第-包覆層的厚度為約U100微米，更： 10至50微米。妨t據本發明之態樣形成波導時，可使用下文有關被覆 =所述之任何技術被覆第—包覆層4。該第-包覆層 :的：：予以固化’例如光固化及/或熱固化。通常，熱固日士間^為、13()(:至3G(rc，係使用例如烤箱或熱板，進行似五心至一小時。除了熱處理外，附加地或替代地，曝^可使用1至2焦耳/平方公分之光化輻射，使波導大量 8 =第Μ)圖’係於基板1上沉積可攝像組成物層6。 t成波導核心的組成物須β 材-一一、斤射率比包覆材料高之核心含:有折射;Π.Γ至其二傳r 1 ^ 酸醋類、聚碳酸酯類、環氧化物、_ 二及心:乳燒類、原遽歸類、線型_樹脂、石夕酸可未經取代或經例如、__^=组成化合物。該等化合物 ”或或夕個幽素（例如氟）取代。 92496 (修正版) 10 1249045 可攝像組成物中亦可使用含雜化矽之材料。舉例而言，可使用例如審理中之美國專利申請案1〇/3〇7,904 (Attorney Docket No· DN 51203)中敘述之雜化矽倍半氧烷聚合物，其全部内容併入本文以資參考。此等矽倍半氧烷聚合物可含具式（RSiOu)之單元，R係指經取代或未經取代之有機側鏈基團，且不含羥基。R基團之實例包含經取代與未經取代之烷基及芳基基團。此等烷基基團可為具有，例如’ 1至20個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁基、第三戊基、· 第三辛基、癸基、十二基、鯨蠟基、硬脂基、環己基及2_ 乙基己基。芳基基團之實例包含具有6至2〇,典型地為6 至I5個碳原子者，例如苯基、甲苯基、卜萘基、2_萘基及 2·菲基。聚合物可為矽倍半氧烷均聚物，於此情形下，該矽倍半氧烷聚合物具式(RSi〇i5)n，其中R如上述，n為大於〇之偶數。石夕倍半氧烧均聚物之實例包含烧基石夕倍半氧烧類例如甲基石夕倍半氧烧、乙基石夕倍半氧烧、丙基石夕倍半鲁氧烧、正丁基石夕倍半氧烧、異丁基石夕倍半氧烧、第三丁基石夕倍^氧烧等’及芳基石夕倍半氧烧類例如苯基石夕倍半氧烷及甲苯基石夕倍半氧烧。或者，聚合物可為高次元聚合物之形式’為無規則或者欲段型。該等高次元聚合物可為，例二或多種不同石夕倍半氧烧單元之組合，各單元的比例 .·、、】1至99莫耳％不等。該石夕倍半氧燒聚合物可包含式 (R s1〇I.5)及（R2si〇i 5)等單元，其中r^r2不同且如上 R之敛述。該聚合物可為’例如，烧基/芳基石夕倍半 11 92496 (修正版） 1249045 含甲基㈣半氧燒與笨基㈣半氧燒矽倍+氧燒、乙基石夕倍半氧燒、次3曱基 ”基㈣半㈣合物例如; ^半氧烧之聚合物；或芳基石夕倍半：基秒倍半氧燒與甲苯基梦倍半氧燒之聚合物：二： =早兀之外’聚合物可視需要包含—或多錢等非r倍半氧炫單元可為，例如，具式二 ^早兀’其中R為經取代或未經取代之有機基團，例如烧 °甲基、乙基、丙基等，或芳基’例如苯基、甲苯基聚合物可替代地包含單一種如上文界定之石夕倍半氧二=及-或多個該等非石夕倍半氧院單元。側鏈基團上之如氣原Γ可被另一取代基基團，例如，氣、鹵素例俨=及乳、（CVC6)烧基、（Cl_c6)_ 烧基、（c]_c^ 二土、（CVC1()成基M基、（Ci_Ci。)燒氧幾基燒基羰氧基等取代。石夕倍半氧烧聚合物可含廣範圍之重複單元，例如，可二有至I50個重複單元，典型地為約10至35個重複單凡。典型地，聚合物之重均分子量（Mw)為約5〇〇至15,〇〇〇， ^特別為約1000至1〇,〇〇〇，又更特別為約1刪至5〇〇〇。处口物可進一步包含容許發生縮合聚合反應之二或多個官能性終端基團。該等終端基團可為，例如，羥基、烧氧基：乙氧基、丙氧基、#丙氧基、羧酯、胺基、醯胺基、裒氧基、亞胺基、羧酸、酸酐、烯烴、丙烯酸、縮醛、正 12 92496 (修正版) 1249045 I业乙二^及其組合。聚合物中之經基含量，以聚合物約2至5莫耳％。 4耳/°’例如約1至⑺莫耳％及讀像組成物巾亦可使用纽性料材料，例如，於二國么開中請案No.US2G()3_8244中敘述者，其全部内谷併入本文以資參考。 ^丨生成刀亦存在可攝像核心組成物中，以改變上述組^化合物曝露於光化_後之溶解性。於負作用型材質八^ I下舉例S，光活性成分催化組成化合物曝光部刀之偶合’俾使偶合部分不溶於水性顯影财。本發明可使用寬廣種類之光活性成分，包含，惟不限於，光酸產生劑及光鹼產生劑。其中，以光酸產生劑較佳。用於本發明之光酸產生劑可為曝露於光後釋放酸之任何化合物。適當之光酸產生劑為已知化合物，包含惟不限於，_化三啡類、鹵化噚二唑類、鑰鹽、磺化酯類、經取代之羥基醯亞胺類、經取代之羥基亞胺類、疊氮化物、萘醌類例如重氮萘醌類、重氮化合物、及其組合物。 ^ 特別有用之鹵化三畊類包含，例如，鹵化烷基三哄類如鹵甲基二畊類。S-三畊化合物為特定甲基_鹵甲基_s_ 二畊與特定醛類或醛衍生物之縮合反應產物。此等三畊化合物可根據揭示於美國專利案3,954,475及Wakabayashi et al·，aylklilLM—Lbe Chemical SomVtv nf 42? 2924-30 (1969)之方法予以製備。用於本發明之其他三畊型光酸產生劑揭示於例如，美國專利案5,366,846，其全部内】3 92496 (修正版) 1249045 容併入本文以資參考。帶有弱親核性陰離子之総_ 產生劑。此等陰離子之實例為別適用為本發明之光酸如，銻、錫、鐵、叙、紹、鐘^至七價金屬或非金屬（例銅、硼、石舞及石申）之齒素錯合险離錯、銳、鉻、給、惟不限於，週期表VA與B、IU盘。適虽的鎗鹽實㈣含，如二芳基-重氮鏺鹽及鐯鹽，例如：之重氮鍰鹽例 _ ^鹽例如峨鐵鹽、四賴及4鏺鹽、硫鐵鹽例如芳族硫鍚鹽、或石西鍚鹽。適當鎗鹽實例揭示於，例如，美國專利案 4,44^7 ; 4,6G3，1G1 ;及4,624,912，其全㈣容均併入本文以育簽考。其中，以硫鐵鹽例如六氟麟酸三苯基硫鐵類及其混合物較佳。於本發明中作為光酸產生劑用之續化㈣包含，例如，磺醯氧基酮類。適當之磺化酯類包含，惟不限於，曱苯磺酸安息香酯、《·(對甲苯磺醯氧基）乙酸第三丁基苯酯、曱苯磺酸2,6-二硝苄酯、及α_(對曱苯磺醯氧基）乙酸鲁第二丁酯。此等續化酯類揭示於，例如，journai of Photopolymer Science and Technnlopy v〇l. 4, No. 3,337·340 (1991)，其全部内容併入本文以資參考。可使用之經取代之羥基醯亞胺類包含，例如，正_三氟曱基磺醯氧基-2,3-二苯基馬來醯亞胺、及2-三氟曱基笨石黃醯氧基-2，3-二苯基馬來醯亞胺。適當之經取代之經基亞胺類包含，例如，2-(腈基-2-曱基亞苄基）-(5-羥基亞胺丁基確醯基）-噻吩。用於本發明之疊氮化物包含，例如，2,6-(4- 14 92496 (修正版) 1249045 豐氮亞卞基）環己酮。萘醌可包含，例如，2,3,4·三經二苯甲酮之2,1-重氮萘醒_4_續酸醋。重氮化合物中，可使用^ 雙（4-氯磺醯基苯基）_4_重氮_3,5_庚二鲷。，用於本發明之光驗產生劑可為曝露於光後釋放鹼之任何化合物。適當之光鹼產生劑包含，惟不限於，节基胺甲酸醋類、安息香胺甲酸酯類、〇_胺甲釀基經胺類、〇_胺甲醯基月5類、芳族續醯胺類、α内醯胺類、ν_(2•烯丙基乙烯=:胺類、芳基疊氮化合物，Ν_芳基甲醯胺類、及4_(鄰 -石、> 土苯基）二氫吡啶類、及其組合物。用於本發明之光活性成分之量，於負作用型材質之情形:，為曝露於光㈣射後足㈣切倍半氧㈣合物之 ^，俾使偶合部分不溶於水性顯影劑或溶劑顯影劑中之 =光活性成分於組成物中存在之量，典型地為q i至乃重1%，更典型為0.1至12重量％。本毛月組成物可視需要包含一或多種挽性劑，以賦盘該組成物形成之被覆層或其他產物所需量之撓性。例〃 3如轉t加撓性劑至用於形成相#厚的被覆層（例如3微米或 Η:处上之等級’形成裂縫的敏感性增加者)之組成物成物ΓΓ車乂為有利。雖然所選擇之特定挽性劑係取決於組成物之"他成分’惟典型的撓性劑材質包含，例如，聚矽减類及增塑劑例如長鏈醇酸樹脂類鍵中具有能與組成化合物偶合之二或多個基團。較寻基團包含》基、炫氧基、_、胺基、亞胺基、«、_、賴、㈣酸、祕、正酷^稀 92496 (修正版 15 1249045 醚、及心且合。彼等基團中，以經基特佳。聚石夕氧燒材質之貫例包含具有官能基終端之聚矽氧烷 =* -終端之聚二苯切氧絲及錢醇_終端、也為其中終端基僅由宫能基組成或= 例如’由33重量”基-三乙氧基錢、33 重里本基·三乙氧基-矽烷、及33重量％二甲基二乙氧基-矽烷反應形成者。撓性劑於組成物中存在：；，典型地為小於30重量％，更特別為小於20重量％。里可視需要存在本發明組成物中之其他添加劑包含，惟不限於，表面調平劑（例如得自D⑽Chemieal CGmpany之 SILWET L-7604石夕嗣系油）、濕潤劑、消泡劑、黏著促進 ^容劑等。^等添加劑為此項技藝中悉知用於塗覆組成物。般將祭知，核心組成物中可組合一種以上之添加劑。例如’濕潤劑可與搖溶劑組合。該等視需要之添加劑可自市面上多個來源購得，其用量取決於該特定添加劑及所· 效果，此為熟習此項技藝人士能力範圍所及。此等i他ς 加劑於心組成物中存在之量，典型地為小於5重量％:、、更特別為小於2.5重量〇/〇。添核心組成物可視需要含有一或多種有機交聯劑。交聯 =包含，例如，以三維方式連接組成物諸成分之物質。可 =組成成分反應之任何芳族或脂族交聯劑均適用於本發明1此等有機交聯劑將固化，與組成成分形成聚合網狀Χ物， :減少於顯影齊Π容液中之溶解性。此等有機交聯劑可為單版或？κ合物。熟習此項技藝人士將察知，交聯劑之組合可 92496(修正版) 16 1249045 成功地於本發明中使用。人铷？：月之有機交聯劑包含，惟不限於：含胺化、辦烯丙：基物質、含有至少兩個乙烯_基之化合物' 人芳族化合物、及其組合物。較佳之交聯劑匕括3胺化合物及含環氧基物質。 =本發明中作為交聯劑用之含胺化合物包含，惟不限體、蜜胺聚合物、烧醇甲基蜜胺、苯鳥翼胺樹 =發明中作為交聯劑用之含環氧基物質為具有一或夕固=乙燒環、利用開環可聚合之任何有機化合物。劑二成！之核心組成物可適當地只含單種有機交聯二胸亦1 口只含含胺之交聯劑’或可含兩種或多種不同的二:!"習此項技藝人士將察知’適當有機交聯劑濃度如⑽紅應性及組錢之特定制㈣素而不至5Λ1 時’交聯劑純絲中麵之量，典型地為0.1 20重曰。！％’更特別為〇.5至25重量°/❶，又更特別為1至 20重量％。 =可成像核心組成物可視需要含有—或多種溶劑。該 =财助於調配組成物及有助於將本發明組成物被覆於二上。可使用廣範圍之多種溶劑。適當溶劑包含，惟不二乙二醇醚類，例如乙二醇單甲醚、丙二醇單曱醚、 =二醇單甲_;醋類例如溶纖素乙酸甲酿、溶纖素乙酸 -曰、丙二醇單曱醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯、二

92496 (修 J 17 1249045 心旨類；碳酸酯類例如碳酸丙烯醋、卜丁醯内醋；酯類例 :礼酸乙酯、乙酸正戊酯與乙酸正丁酯；醇類例如正丙醇、 ”丙醇；酮類例如環己酮、甲基異丁基酮、二異丁酮盥孓庚酮；内醋類例如r-丁内醋與卜己内醋；鱗類例如二苯醚與甲苯醚’·烴類例如均三甲苯、甲苯與二甲苯；及雜環 m匆例如N-甲m各相、N，N_:甲基伸丙服；或其作匕合物。可攝像組成物可利用任何技術，例如，網版印刷、遮光塗覆、滾筒塗覆、溝槽塗覆、旋轉塗覆、泛濫塗覆、靜電贺霧、噴霧塗覆、或浸潰塗覆進行沉積。於喷霧塗覆组成物時，視需要可使用加熱之嘴霧搶。組成物濃度可利用黏度改質劑、搖溶劑、填料等予以調整，以符合各種施敷方法之需求。典型地，係被覆至層厚約i至200微米，更典型為約1至100微米，又更典型為2至8〇微米，再更典型為約5至64微米。、然後通常被覆之基板係經乾燥，以去除被覆層中之任何溶劑。乾燥可於，例如，烤箱例如紅外線烤箱、對· 孟烤箱、對流恒溫/傳導烤箱、真空烤箱中、或埶板上，以各種溫度及時間（視所選擇之特別溶劑及乾燥技術而定）進行。適當溫度為足以實質上去除存在的任何溶劑之任何溫度。典型地，可於自室溫（饥⑷听之任何溫度下進行乾燥，時間為5秒至120分鐘。於使用烤箱時，通常乾焊時間為H)至no分鐘’使用熱板則乾燥時間為1〇秒至1〇分鐘。 92496 (修正版) 18 1249045 參照第2(c)圖’乾燥後，即利用曝露於光化輕射，例如，透過光罩8，使可攝像組成物層6成像。適當之曝光技術包含，例如，接觸成像法、投影成像法、及雷射直接寫入成像法。曝光圖案界定波導的幾何學，其大7通常推不必然’長度為數公分至數米、寬度為數微米至數百微米。曝光後，典型地於40。i 17(rc之溫度下，使组成物部分固化。固化時間可不同，但通常為約3〇秒至約^小 =驟之目的在於進一步改變波導核心圖案相其㈣域的溶解度，使得其他區域可於顯影劑溶液中被^ 除而召下核心圖案。例如’於負作用型材質情圖案為於顯影劑中變得比未曝光區域難溶之曝光域= 於正作用型材質情形下，核心圖案為未曝光區域^使: 光區域的溶解度在顯影劑溶液中成為可溶。 *吏本

參照第2⑷圖’可將負作用型材質域或正作用質情形下之未曝先Q 顯影劑接觸予以移除，僅留;:5、、' ° ’利用與適當劑的特定種類將取決於光可成像::::構：。雖然顯影用水性系或溶劑系顯影劑。適當象如，驗金屬氯氧化物例如於水中之氨氧化納：;=例以及於水中之氫氧化四烷銨 :羊二，劑之使用濃度典型地為^此專顯影又更特別為0.26至〇.7Ν。心” W為0.15至1Ν，種已知界面活性劑，例船谷液可視需要包含一或多技藝中悉知之其他界面活^二醇、燒基石黃酸酉旨、及此項面錢劑。界面活性劍於顯影劑中存 92496 (修正版） 19 1249045 $之里典型地為〇·5至3重量％。適當的溶劑系顯影劑包合，例如，醇類例如乙醇、異丙醇；酮類例如丙酮、甲基異丁基酮；酯類例如乙酸乙酯、及丙二醇單甲醚乙酸酯。 $他適當溶劑為熟習此項技藝人士所悉知。顯影可於各種溫度例如室溫至約5 〇。[進行。激關拌下的顯影時間通常為十分鐘内，較佳為五分鐘内，更佳為兩分鐘内，又更佳為1分鐘内，再更佳為30秒内。核心結構U)的大小取決於多項因素，例如意指用途及才:."如，單模態或多模態。所形成之核心結構樺截面，地：四邊形’例如帶有一些可能的圓角之正方形或長其典型長與寬為2至200微米，單模態應用之典型為5至1G微米’多模態應用則為25至75微米。參照第2⑷圖’顯影後，使波導核心結構⑺進行提供 >部分為圓形的橫截面之有效程序。例如，使核心結構 =以改變其橫截面成為大體而言為半圓形之 :干步驟-段時間，其中核心結構1Q與基板^❼角^ ㈣為I:广驟可利用能將核心層加熱至所需迴銲溫度 (界疋為改雙核心騎㈣之溫度）之任何方式進行。迴鲜 Γ2ΓΓ1取：於核心結構之特定材質，惟典型地係於約至〇〇C，更典型為約13〇至18〇〇c之田氣或氬氣下，進行約10秒二 :對—烤箱'真空烤箱不挺拘泥於特定理論下，一般相信，核心材質完全固 92496 (修正版) 20 1249045 化珂之迴銲’使核心材質於晶圓溫度躍升期間玻璃轉移溫度（Tg)就地變化。 …參照第2⑴圖，於第-包覆層4及核心結構1G上形成第-包覆層12。第二包覆層12之適當材質包含，例如，上文有關第—包覆層所述之任何材f。第二包覆層η與第 -包覆層4之材質可相同或不同，然而，第一及第二包覆層之折射率必須大約相同。然後將第二包覆層熱固化及/ 或曝光，而提供波導結構。上文有關第—包覆層固化之敛述亦應用於第二包覆層。典型地，係將第二包覆層沉積至厚度為約1至1〇〇微米，更特別為約10至5〇微米。如此即形成根據本發明之光波導。根據本發明之進-步態樣例示於第3⑷至⑻圖，光敏組成物可沉積於基板上’其中係形成界定所形成波導的下部之多個通道。本發明之此態樣慮及橫截面較第2圖所示更圓之光波導，由於光纖與波導間較佳之幾何搭配，有進 v改D之光傳輸性負及更低的插入損失之潛力。除非另行詳述，否則上文有關第2圖之敘述亦應用於第3圖及其他圖式。再者，雖然未例示’惟有關第3圖具體實例所述通道之使用’可與任何其他方法及本文敘述之波導合應用。、 *如第3(b)圖所示，係於基板！上，例如，使用包括被覆光阻劑、曝光及|貞影等步驟之標準微影技術，形成韻刻罩5。參照第3⑷圖，接著對基板}之第—包覆層4進^ 餘刻，形成通道7，其巾將形絲⑽構。通道7的樺截 92496(修正版) 1249045 多種形狀’例如，半圓形、或半卵形。當形狀大體為+圓形時’可形成更圓的波導，而提供與光纖端面之 =子幾何格配。形成通道7之適當關技術於此項技藝中 :已♦ &括你J如’潮澄、乾燥技術或潮渔與乾燥钕刻技 =之、'且σ。特疋之蝕刻劑係取決於欲移除之材質，惟可包 ^ ’例如’氫氟酸、氧錢、及熟習此項技藝人士已知之 ,、他餘刻劑。接著自基板表面移除姓刻罩5，如第3⑷圖及上文所述，沉積光可成像層6。參照第3⑷圖，使 -亥光可成像層6曝露於光化輻射，顯影，於通道7之中與之=，產生波導核心結構1〇，如第3(f)圖所示。使波導核〜構1〇迴銲，俾使其橫截面形狀變圓，如第3(g)圖所不，並於第-包覆層4與波導核心結構之上沉積第二包覆層12，如第3(h)圖所示，因而產生根據本發明之光波導。根據本發明之進一步態樣，如第4至6圖所例示，可 :用直接光成像以外之方法將波導核心結構圖案化。於此情形下，可使用上述光可成像材質。然而，更典型地，可使用不含光活性成分之上述材質。除了彼等材質外之其他適當材質包含，例如，氧切類、氮切類、氮氧化石夕類、及經摻雜之玻璃。如第4(a)至⑷圖所示’可於核心層6上形成光阻層 14。然後透過光罩8，利用曝露於光化輻射，使該材質曰圖案化。接下來，於核心層6進行蝕刻(例如，使用異向：：學蝕刻法），以形成波導核心結構10。視所用特定材質及餘刻選擇性差異而^，以使用姓刻終止層（例如，氮化石夕， 92496 (修正版） 22 1249045 SOG，或介於包覆層4與核心層6之間之其他已知蝕刻終止層）為有利。此等蝕刻終止層及其用途為熟習此項技藝人士所悉知。參照第4(d)至（e)圖，然後如上文所述，使該波導核心結構迴銲並完成該波導。第5(a)至（d)圖說明利用網版印刷技術將波導核心結構圖案化之進一步例示技術。如第5(a)圖所示，使具有開孔 16之筛網20與基板！接觸。使用工具2〇(例如刮刀）將波 V核^材貝18塗敷於篩網上及開孔丨6内。然後移除篩網，留下波，核心結構1G’如第5(b)圖所示。參照第5⑷至⑷ 圖’接者如上文所述，使該波導核心結構迴焊並完成該波導。第6(a)至（g)圖說0月利用壓紋法將波導核心結構圖案# 之進-步例示技術。如第6(e)至⑷圖所示，減壓下，使歷 f染料28與波導核心層6及基板i接觸。移去染料28, =下波導核〜結構1()，如第6(e)圖所示。參照第6⑴至^ 圖’如上文所述，完成該波導心結構。择ι =本&明之進—步態樣，不需要迴銲步驟，可直接所需、圓形橫截面之光波導。此可經由例如凹版 :::轉印法噴墨印刷等技術完成。本發明之此態樣可而6 5形成核心結構之相同材質。視所用被覆技術而疋，於被覆之前，以▲田私符合的程度為有利。此2該材f之黏度至與特定技術相知識與能力範圍之内。黏度調整係在熟f此項技藝人士弟7⑷至（0圖說明利用嘴墨印刷法於不同階段形成的 92496 (修正版) 23 1249045 光波導之松戴面。如第7(b)圖所示’以噴墨式列印機22 將具圓形杈裁面的波導核心結構1〇直接印在基板丨表面。列印喷墨頭24橫越穿梭於基板表面，於基板表面沉積波導核心組成物26,形成核心結構。視需要地，可將波導結構加熱，以進一步調整橫截面之圓程度。參照第7(c)圖，如上文所述’完成該波導核心結構。根據本發卿成之光波導可於多項應用上使用，特別是用於製造光電裝置例士。’惟不限於，分光器、偶合器、濾光器、偏光器、隔離器、多工器例如分波多工結構、放大器、衰減器、開關等’或大規模製造電子裝置例如印刷線路板、積體電路、連線應科。本文㈣之電子詞擬涵蓋光電裝置，例如，上文# " ^ 上文敘述者，以及包含光電裝置之前述較大規模之裝置。本發明之光波導於多個波長下，具有極佳之透明性; 提供極佳之光學損失特性’因此’可用於，例如，60" =奈米。-般將察知，本發明光波導可有利地用於仏 =°因此，本發明之光波導特別適用於數據通訊及以惟該等實

下述貫例意在進—步說明本發明之各態樣例絕不擬對本發明範圍有所侷限。 … [實例]

實例I 將5 0重量％而-_ 基梦倍半氧⑽·；)、:99:=:4+9重量%苯基-甲 • 重里/〇八贶鱗酸三苯基硫鍚、 92496 (修正版) 24 1249045 及0·01重量％D〇WSILWETL-7604矽酮系油合併成為摻合物。於2000 rpm下，將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化矽之六吋矽晶圓上，於大氣中，在熱板上於9〇。〇軟烤 (soft-bake)2分鐘，至厚度為8微米。將界定所需波導之設汁圖（artwork)直接置於組成物上，此設計圖包括各種大小與形狀之形成波導（例如直線 '分支、及曲線形狀，長度介於2與14公分間、寬度為5至15微米）之圖案。對此架構施加800毫焦耳/平方公分光化輻射，隨後於9〇它，大氣中，進行2分鐘曝光後烘烤。接著將曝光後之晶圓浸於保持於37.8 C (100 F)之0·7Ν氫氧化鈉顯影劑溶液中3〇秒。然後於去離子水中清洗該晶圓並予以乾燥，接著，在熱板上於150 C加熱该晶圓1 〇分鐘。如此即可形成預期之圓柱形光波導。實例2 將33重量％丙二醇單甲醚乙酸酯、66 〇9重量％苯基-甲基矽倍半氧烷（50: 50)、及0·01重量％D〇w SILW^ L 7604矽酮系油合併成為摻合物。將此組成物網印於被覆一氧化矽之六吋矽晶圓上，於大氣中，在熱板上於9〇它軟烤2分鐘’至厚度為8微米。此程序中所用的篩網預先界定出配置波導之開孔（包括形成各種大小與形狀例如直線、分支、及曲線形狀，長度介於2與14公分間、寬度為 ^ 15微米的波導之圖案）。然後，在熱板上於15〇。〇二熱该晶圓10分鐘。如此即可形成預期之圓柱形光波導。 1M3 92496 (修正版) 25 1249045 將37重里％丙二醇單甲醚乙酸酯、53重量％苯基-甲

⑽2〇)、5重量％三氣甲基石黃酸三苯基硫 ^ 里％聚苯基石夕氧炫、及。.01重量％Dow SILWET 、4矽酮系油合併成為摻合物。於3000 rpm下，將此 =成物旋轉塗覆於被覆二氧切之六_晶圓上，於大氣者在熱板上於90¾軟烤2分鐘，至厚度為8微米。將如 ^ 所述之°又β十圖直接置於組成物上。對此架構施加500 毛焦耳/平方公分光化輻射，隨後於贼，大氣巾，進行2 分鐘曝光後烘烤。接著將曝光後之晶圓浸純持於抓之〇.顶虱氧化納顯影劑溶液中3〇秒。然後於去離子水中清洗》亥曰曰圓並予以乾燥，加熱該晶圓至15〇。匸1〇分鐘。如此即可形成預期之圓柱形光波導。實例4 將37重1 %乳酸乙酯；53重量％之45重量。乂苯基·三乙氧矽烧、45重量％甲基-三乙氧石夕烧、與1〇重量％二甲基_二乙氧矽烷之縮合反應產物；5重量％之33重量％苯基 •二乙氧矽烷、33重量〇/◦甲基-三乙氧矽烷、與34重量％二曱基-一乙氧石夕烧之縮合反應產物；4·99重量％ 2，心雙_(二氯曱基）-6-(4-乙氧乙氧基_丨_萘基）_三啡；及〇〇1重^一 D〇wSILWETL_7604矽酮系油合併成為摻合物。於3〇〇〇 rpm下，將此組成物旋轉塗覆於六吋晶圓上，於大氣中，在熱板上於90¾軟烤2分鐘，至厚度為8微米。將如實例 1所述之設計圖直接置於組成物上，對晶圓施加8〇〇毫焦耳/平方公分光化輻射。隨後於9(TC，大氣中，進行分鐘 92496 (修正版) 26 1249045 著將曝光後之晶圓浸於保持於37.8。。(1。。扒中π冼5亥曰曰圓並予以乾燥，加熱該晶圓至150它10八鐘。如此即可形成預期之圓柱形光波導。 ’η 實例5 將37重量％乳酸乙酯；53重量％之55 :氧錢，重量%甲基·三乙峨、與土一乙氧矽烷之縮合反應產物；5重量〇/❶聚二乙氧烷’ 4.99重置％六氟碌酸三苯基硫鐵；及〇別重量％’ ^^^鳩切_系油合併成為摻合物。將此组成物滾同主復於裱氧積層板（例如於製造印刷線路板時常用者厚度為15微米，然後於9〇。〇，在對流恒溫烤箱中風乾30分鐘。將如實例】所述之設計圖直接置於上，對該架構施加8〇〇毫隹耳/ 灿 9〇。毛…斗/十方a刀先化輻射，隨後於行曝光後烘烤％分鐘。接著將曝光之結中r〇i !_於37仰（10昨）之0.™氫氧化納顯影劑溶液 y…、、後於去離子水中清洗該積層板並予以乾燥， =恒溫烤箱中加熱所得波導至·C3G分鐘。如此可形成預期之圓柱形光波導。 ρτ 實例& 將38.95重量％丙二醇單甲醚乙酸酯；55重量％ :::本基-二乙氧矽烷、43重量％甲基-三乙氧矽烷、 ^ ~ 土-二乙氧矽烷之縮合反應產物；5重量％聚二本基矽乳烷;1.00重量%三氟甲基磺酸三苯基硫鍚;及〇.〇5 92496 (修正版） 27 1249045 重罝％ Dow SILWET L-7604矽酮系油合併成為摻合物。於 2500卬瓜下，將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化矽之六吋矽晶圓上，於大氣中，在熱板上於90°C軟烤2分鐘，至厚度為8微米。將如實例丨所述之設計圖直接置於組成物上，對此架構施加800毫焦耳/平方公分光化輻射，隨後於9〇 f，大氣中，進行2分鐘曝光後烘烤。接著將曝光後之曰圓浸於保持於^此⑽…之⑽氫氧化鈉顯影劑溶^曰二60秒。然後於去離子水中清洗該晶圓並予以乾燥。於大耽中，在熱板上加熱晶圓至18〇tl〇分鐘。如此即可形成預期之圓柱形光波導。將66重量％丙二醇單甲醚乙酸酯、21·7重量％苯乙烯馬來酸酐之異丁@旨、17重量0/〇2,2-二曱氧基I苯基苯乙酮4.1重1%季戊四醇三丙烯酸酯、與6.；[重量％乙氧基化之:羥甲基丙烷三丙烯酸酯合併成為摻合物。將此組成物滾靖k後於環氧積層板（例如於製造印刷線路板時常用厚度為15微米，然後於贼，在對流恒溫烤箱風乾/〇分鐘。將如實例i所述之設計圖直接置於組成物上，，對該架構施加200毫焦耳/平方公分光化輻射。接著將曝光之結構浸於保持於^(价⑼崩碳酸納顯影劑溶液中120秒。然後於去離子水中清洗該積層板並予以乾知’於對流恒溫烤箱中加熱所得波導至15〇t：3〇分鐘。如此即可形成預期之圓柱形光波導。 AJL.8 92496 (修正版) 28 1249045 將50重置％丙二醇單甲醚乙酸醋、4〇重量％酸性條件下由間甲苯勤與甲I縮合製備之線型紛搭樹脂、及1 〇重量 ο/。2，1·重氮蔡基酉昆-5_石黃酸氣與2,3,4-三經基二苯甲酮之反應產物合併成為摻合物。將此組成物滾筒塗覆於鑛銅之環氧積層板（例如於製造印刷線路板時 _米，然後於啊，在對流恒温烤箱:)風乾= 將如貝例1所述’惟具相反色調之設計圖（亦·即，該設計圖上:斤而波導為黑色）直接置於組成物上，對該架構施加〇〇毛焦耳/平方公分光化輕射。接著將曝光之結構浸於保_ 持於37.8C(100°F)之0.7Ν氫氧化納顯影劑溶液中j⑻ y :、、、:後於去離子水中清洗該積層板並予以乾燥，於對流恒溫烤箱中加熱所得波導至⑽。C3〇分鐘。如此即可形成預期之圓柱形光波導。 4JL9 將37重量％丙二醇單甲醚乙酸酯；53重量〇/〇之重量％，。基-三乙氧矽烷、19重量％三氟甲基·三乙氧矽烷、與修 :重量。/〇二甲基-二乙氧矽烷之縮合反應產物;5重量％聚二，基石夕氧烧；4·95重量％六氟磷酸三苯基硫銹；及〇〇5重里/〇 Dow SILWET L-7604矽酮系油合併成為摻合物。於 25〇a〇rpm下，將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化矽之六吋矽晶圓上，於大氣中，在熱板上於90°C軟烤2分鐘，至厚度為8微米。將如實例！所述之設計圖直接置於組成物上，對此架構施加800毫焦耳/平方公分光化輻射。隨後於卯 C，大氣中，進行2分鐘曝光後烘烤。接著將曝光後之晶 92496 (修正版) 29 1249045 f、浸於保持於37.8t:⑽。F)u.26N氫氧化四甲録顯影劑 /合液：60秒。然後於去離子水中清洗該晶圓並予以乾燥。於大氣中，在熱板上加熱晶圓至18〇t：1〇分鐘。如此形成預期之圓柱形光波導。實例10 旦將45重量％丙二醇單甲醚乙酸酯；45重量％之49重量基-三乙氧矽烷、49重量％甲基三乙氧矽烷、與2 重量％二甲基_二乙氧矽烷之縮合反應產物；5重量％喂二苯基石夕氧院；4.95重量％甲苯石黃酸安息香醋；及〇〇5重一量« % Dow SILWET L_難㈣系油合併成為接合物。於㈣〇啊下’將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化石夕之六对石夕晶圓上，於大氣中，在熱板上於9G°C軟烤2分鐘，至厚声: 8微米。將如實例μ述之設計圖直接置於組成物上，又對此架⑽加2_毫焦耳/平方公分光化輕射。隨後於9〇 C大孔中，進行2分鐘曝光後供烤。接著將曝光後之晶秒。然後於去離子水中清洗該晶圓並予以乾燥。於大乳中’在熱板上加熱晶圓s 150tl0分鐘。如預期之圓柱形光波導。 1 j f例11 —將41重量％丙二醇單甲醚乙酸酯；41重量。/。之65重量基-三乙氧矽烷、33重量％甲基-三乙氧矽烷、與2 重量％二甲基_二乙氧矽烷之縮合反應產物；1〇重量％六羥甲基-甲烷-蜜胺；4重量％聚二乙氧矽氧烷；3.95重量％三 92496 (修正版) 30 1249045 氟甲基續酸三苯基硫鐵；及g.Q5重量％Dqws議τ 电成二^_糸油合併成為摻合物。於2GGGrpm下，將此中成：：轉塗覆於被覆二氧化石夕之六偏圓上，於大氣 :，,熱板上於啊軟烤2分鐘，至厚度為8微米。將如 =所述之設計圖直接置於組成物上，對絲構施加綱 I、、、耳/平方公分光化輕射。隨後於901，大氣中，進行2 刀知曝光後烘烤。接著將曝光後之晶圓浸於保持於 GOOF)之〇.7NA氧化鈉顯影劑溶液中刈秒。然後於去離 :水中清洗該晶圓並予以乾燥。於大氣中’在熱板上加熱_ II至150 c 10 * & °如此即可形成預期之圓柱形光波實例12 將50重ι〇/〇丙二醇單甲醚乙酸酯、49·99重量％苯基_ 曱基石夕倍半氧烧（5〇 : 50)、及0·01重量％D〇W SILWET L-7604矽酮系油合併成為摻合物。於5〇〇〇下，將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化矽之六吋矽晶圓上，於大氣中，在熱板上於90°C軟烤2分鐘，至厚度為8微米。於25〇〇 _ rpm下，將正作用型光組劑旋轉塗覆於該晶圓上。界定所需波導之設計圖直接置於組成物上，該設計圖包括形成各種大小與形狀例如直線、分支、及曲線形狀，長度介於2 與14公分間、寬度為5至15微米的波導之圖案。對此架構施加400耄焦耳/平方公分光化輻射，隨後於9〇艽，大氣中，進行2分鐘曝光後烘烤。接著於〇·2Ν氫氧化鈉溶液中使光阻劑顯影，以顯現部分波導材質。利用反應性離子蝕刻法（RIE)去除所顯現之部分波導材質，並以2Ν氫氧化鈉 92496 (修正版) 1249045 溶液去除級劑。純於去離子水巾清洗該晶圓，乾斤接著在熱板上於15(^加熱1G分鐘。如此即可形成預^ 圓柱形光波導。、’之實例13 息覆Π)| 將50重量％丙二醇單甲醚乙酸酯、49.%重量％笨美甲基石夕倍半氧烧(50: 50)、及⑽重量％〇籍吼赠。 L-7604矽酮系油合併成為摻合物，形成第一包覆層組物山於2000 rpm下’將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化矽之六吋矽晶圓上’於大氣中，在熱板上於9〇t軟烤2分鐘，至厚度為7微米。接著，於大氣中，在熱板上於2〇〇tJ字組成物硬烤（hard-bake)lO分鐘。核心以核心層被覆第-包覆層，使用實例i敘述之組成物及私序使核心層圖案化及迴銲。 [覆⑵| 使用形成第一包覆層之相同組成物及程序，於圖案化核〜及第—包覆層之上形成第二包覆層組成物，惟於軟烤 /第U覆層的厚度為i 〇微来。如此即可形成預期之柱形光波導。實例14 撼⑴層將33重量％氏ϊ 内一％早甲醚乙酸酯、66.09重量％笨基_ 曱基石夕4口半氧燒（33 : 67)、及〇〇1重量％ D〇w silwet 92496 (修正版) 32 1249045 =:==物:形成第-包成之六吁石夕晶圓上，於大，、且物㈣塗覆於被覆二氧化石夕至厚度為7微米。接著乳於中大氣在中熱板/於Μ軟烤2分鐘，成物硬烤10分鐘。、就中，在熱板上於200t：將組核心使用實例2敘述之組成物以核心層被覆第一包覆層，及程序使核心層圖案化及迴銲。包覆（2)層使用形成第一包覆!_、 _心及第_ ~ ® θ 同、、且成物及程序，於圖案化核〜及第-包覆層之上形成後，第二包覆層的厚度為1()料1層、、且成物，惟於軟烤柱形光波導。办珉預期之囫實例15 包霜（U層將40重量％丙二醇單甲峻乙酸醋、55重量％苯基基石夕倍半氧烧（8〇:20)、4.99重量％聚苯基錢燒、及〇〇ι 重量％ Dow SILWET L_7604石夕酮系油合併成為捧合物，形成第-包覆層組成物。於则卿下，將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化矽之六吋矽晶圓上，於大氣中，在熱板上於90°C軟烤2分鐘，至厚度為7微米。然後於大氣中，在熱板上於200 C將組成物硬烤1 〇分鐘。核心以核心層被覆第一包覆層 ’使用貫例3敘述之組成物 (修正版) 33 1249045 及程序使核心層圖案化及迴鮮。包覆（2)層使用t成第-包覆層之相同組成物及程序，於圖案化核〜及第-包覆層之上形成第二包覆層組成物，惟於軟烤後，第二包覆層的厚度為1〇料半,,0 ^ ^ 7 A U倣木。如此即可形成預期之柱形光波導。實例16 包覆Π)層將4〇重量。/〇乳酸乙醋；54.99重量％之45重量％苯基_ 三乙氧矽烷、45重量％甲基-三乙氧矽烷、㈣重量％二甲基-二乙氧我之縮合反應產物；5重量％之Μ重量％苯基-二乙氧矽烷、33重量％甲基_三乙氧矽烷、與34重量％二甲基-二乙氧石夕院之縮合反應產物；及㈣重量％〇⑽ 机丽L-7604石夕嗣系油合併成為摻合物，形成第一包覆層組成物。於雇啊了，將此組成物旋轉塗覆於被覆- 氧”之六他圓上，於大氣中’在熱板上於9二 :为!里’至；度為7微米。然後於大氣中，在熱板上於2〇〇 °C將組成物硬烤1 〇分鐘。、核心使用貝例4敘述之組成物以核心層被覆第一包覆層及程序使核心層圖案化及迴銲包霜m層於圖案化惟於軟烤使用形成第一包覆層之相同組成物及程序核心及第-包覆層之上形成第二包覆層組^物 92496 (修正版) 34 1249045 後，第一包覆層的厚度為1 0微米。如此即可形成預杈形光波導。、’圓 iiM 17 將40重量％乳酸乙酯；54.99重量％之45重量％苯基· 三乙氧矽烷、45重量％曱基-三乙氧矽烷、與1〇重量％: 甲基-二乙氧矽烷之縮合反應產物；5重量％聚二乙氧矽燒；及0.01重量^⑽肌^丁！^^矽酮系油合併成羊為捧合物’形成第-包覆層組成物。將此組成物滾筒塗覆於環氧積層板（例如於製造印刷線路板時常用者）上，於大中，90°C，軟烤2分鐘，至厚度為7微米。然後於大乳 200°C，將組成物硬烤1〇分鐘。核心 5敘述之組成物以核心層被覆第一包覆層，使用實例及程序使核心層圖案化及迴銲。包覆（2)層使用形成第一巴復yf之 >日π ^上、a ㈢疋相冋組成物及程序，於圖案核心及第一包覆層之上形成第一七 /、乂弟一包覆層組成物，惟於軟

後’弟'一包覆層的厚度為1 〇料伞,L υ u未。如此即可形成預期之柱形光波導。實例18 包霜Π)層將39.95重量％丙二醇罡早曱醚乙酸酯、55重量〇/0之4Q 重量％苯基-三乙氧矽烷、49 夏里/〇甲基-二乙氧矽烷、盥. 92496 (修正版) 35 1249045 重里％_曱基_二乙氧矽烷之縮合反應產物；5重量％聚二苯基矽氧烷；及〇.〇5重量％ D〇w SILWET L 76〇4矽酮系油合併成為摻合物，形成第一包覆層組成物。於3000 rpm 下，將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化矽之六吋矽晶圓上，於大氣中，在熱板上於90。(：軟烤2分鐘，至厚度為7 微米。接著於大氣中，纟熱板上於20(TC將組成物硬烤10 分鐘。核心以核心層被覆第一包覆層，使用實例6敛述之組成物及程序使核心層圖案化及迴銲。包覆m層使用形成第-包覆層之相同組成物及程序，於圖案化核心及第-包覆層之上形成第二包覆層組成物，惟於軟烤後’第二包覆層的厚度為1G微米。如此即可形成預期之圓柱形光波導。實例19 包覆Π)層將66重量％丙二醇單甲喊乙酸酯、12重量％苯乙稀馬來，之異丁醋、1〇重量％季戊四醇三丙稀酸醋、與12 重夏％三羥甲基丙烷三丙烯酸酯合併成為摻合物，形成第 -包覆層組成物。將此組成物滾筒塗覆於環氧積層板（例如於製造印刷線路板時常用者）上，，於大氣中，9〇t，軟刀^里，至厚度為7微米。然後使★玄έ 欠從Θ組成物曝露於200毫隹耳/平方公分光化輻射，接著於大氣 a巩笮，200 c，硬烤60分 92496 (修正版） 36 1249045 鐘。核心以核心層被覆第一包覆層，使用實及程序使核心層圖案化及迴銲。 ’、处之、、且成物包覆⑵層使用形成第一包覆層之相同組核心及第-包覆層之上形成第二包覆，=，：圖案化柱形光波導。 U未如此即可形成預期之圓實例20 包覆Π)層將5 0重量％ % -亦含σσ 下由間甲苯紛與甲㈣Π = 3旨、30重量％酸性條件重氮咖應產物合併成為摻合物，妒成二3,4:二::基二本甲酮之反志物爷筒涂君认 /成弟一包復層組成物。將此組時常用、者)Γ 銅環氧積層板(例如於製造印刷線路板· 2分鐘，至厚度為于 =14二二’於大氣中，贼，軟烤焦耳/平方公分先化轄射，m該組中成物曝露於卿毫分鐘。接者於大虱中，200°C，硬烤60 核心以核心層被覆筮_ ^ ^ _ 匕设層，使用實例8敘述之組成物及私序使核^層圖案化及_。包覆m層 92496 (修正版) 37 1249045 =形包覆層之相同組成物及程序，於圖案化 Γ第:”!之上形成第二包覆層組成物，惟於軟烤 L光:;的厚度為10微米。如此即可形成預期之圓實例21 包覆Π)層 =重量％丙二醇單甲驗乙酸醋，重量%之79 f:二t一三乙氧石夕烧、19重量%三氟甲基-三乙氧我、 …S。_甲基_二乙氧錢之縮合反應產物；$重量％聚二苯基石夕氧炫；及〇.05重量％ Dow SILWET L_7604石夕酮糸油合併成為摻合物’形成第—包覆層組成物。於麵_ 下，將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧切之六时石夕晶圓上’於大氣中’在熱板上於9代軟烤2分鐘，至厚度為7 微米。接著於大氣中’在熱板上於鳩。c將組成物硬烤ι〇分鐘。核心以核心層被覆第一包覆層，使用實例9欽述之組成物及程序使核心層圖案化及迴銲。包覆m層使用幵y成第包復層之相同組成物及程序，於圖案化核心及第-包覆層之上形成第二包覆層組成物，惟於軟烤後，第二包覆層的厚度為1Q微米。如此即可形成預期之圓柱形光波導。實例22 924% (修正版) 38 1249045 包覆πΐ 將47重蕃〇/&_上 0丙一醇單曱醚乙酸酯；48.95重量％之49 重‘%°:二二，氧矽烷、49重量❶/巧基三乙氧矽烷、與2 # # 〇— 土-一乙氡石夕烷之縮合反應產物；4重量％聚二夕氧貌’及〇·05重量％DowSILWETL-7604石夕酮系油 &併成為摻合物’形成第—包覆層組成物。於3000^ 下，將此組成物旋轉塗覆於被覆二氧化石夕之六时石夕晶圓上，於大氣中’在熱板上於9Gt 微米。接著於大氣中，与虔為7 巩中在熱板上於20(TC將組成物硬烤1() 分鐘。核心以核心層被覆第一包覆層，使用實例及程序使核^層圖案化及迴銲。 d且成物包霜m層使用形成第一包覆JS > h m 4 H镇… 成物及程序，於圖案化核〜及第-包復層之上形成第二包覆層組成物，惟於軟烤· 後，第二包覆層的厚度為1 0外半子厌芍W被未。如此即可柱形光波導。 4預期之i 實例23 包霜Π)層將43重量％丙二醇單甲辦7允予早〒醚乙酸酯；42 95重重量％苯基-三乙氧矽烷、33重量％甲其-二r & 土-二乙氧石夕烧、盘2 重量％二曱基-二乙氧矽烷之縮合 /、、，倍D反應產物；10重量％六_ 曱基-曱烷-蜜胺；4重量％聚二乙氧里 w羊匕沉，及0·05重量％ 92496 (修正版) 39 1249045

=SILWET l-76G4 彳 K 覆二氧化砍之六时石夕晶圓上，於=且成物旋轉塗覆於被

妒们八々5「Γ 乳中’在熱板上於90°C 專人烤2分知，至厚度為7微米。接著於仏於200°C將組成物硬烤1〇分鐘。 ' “ 熱板上核心。以核心層被覆第一包覆層，使用實例n敘述及私序使核心層圖案化及迴銲。、、’ 包覆m層按=形ί第一包覆層之相同組成物及程序，於圖案化後，第二包覆層的厚度為1(Μ” ：層、、且成物，惟於軟烤柱形光波導。子又為10—。如此即可形成預期之圓 f例24 息覆Π)層將50重量％丙二醇單甲鍵乙酸醋、49別重量美_ 甲基矽倍半氧烷（2〇 ·· 8〇)、及土

)及 ϋ·01 重 Dow SILWET -7604矽酮系油合併成為摻合物，形成第一 ^=〇日〇啊下，將此組成物旋轉塗覆於被覆^氧且化石夕至;1日日圓上’於A氣中’在熱板上於啊軟烤2分鐘，成= °接^大氣中’在熱板上於2〇〇°C將組成物硬烤H)分鐘。於此層上被覆s〇G_終固化。曰儿了 Μ 核心 92496 (修正版) 40 1249045 以核心層被覆第一包覆層，使用實例12敘述之組成物·、及程序使核心層圖案化及迴銲。包覆m層使用元成弟一包覆層之相同組成物及程序，於圖宰化核心及弟包覆層之上形成第二包覆層組成物，惟於軟烤：後，第二包覆層的厚度為10微米。如此即可形成預期之圓柱形光波導。上文已參照具體實例詳細敘述本發明，對熟習此項技蟄人士而έ ’在不偏離本發明申請專利範圍之範疇下，所進行的各種改變與修飾及所用之對等物均明顯可知。【圖式簡單說明】茲簽照下文圖式敘述本發明，其中同樣的參照號碼代表同樣的特徵，及其中：第1圖說明根據本發明光波導之橫截面；第2(a)至（f)圖說明根據本發明之一態 1 成階段的光波導之橫截面；，、不门开/ 第3(a)至（h)圖說明根據本發明之又一態樣中，其不形成階段的光波導之橫截面； /、第4(a)至（e)圖說明根據本發明之又一態樣中，盆形成階段的光波導之橫截面；第5(a)至（d)圖說明根據本發明之又一態樣中，盆形成階段的光波導之橫截面；〜之又一態樣中，其不同第6(a)至（g)圖說明根據本發明形成階段的光波導之橫截面； 92496 (修正版) 41 1249045 其不同第⑷至（C)圖說明根據本發明之又一態樣中，形成階段的光波導之橫截面。 1 基板 4 第一包覆層 6 可攝像組成物層； 7 通道 10 波導核心結構 14 光阻層 18 波導核心材質 22 喷墨式列印機 26 波導核心組成物 2 單晶矽晶圓 5 餘刻罩光可成像層；波導核心層 8 光罩 12 第二包覆層 16 開孔 20 篩網 24 列印喷墨頭 28 壓紋染料 42 92496 (修正版)

Claims

1249045 弟9 2 1 3 3 6 6 2號專利申請案申请專利範圍修正本 (94年6月17曰） -種形成光波導之方法，該方法包括： (a)在基板上形成可攝像組成物層，其中，該 :攝像組成物包括選自經取代或未經取代之聚酿月女犬員^醜亞胺類、聚（甲基）丙烯酸酯類、聚胺基甲S夂S曰類、聚碳酸酯類、環氧化物、聚矽氧烷類、聚發倍半氧㈣、原㈣類、^g旨類、及溶耀一凝膠類之至少一種材質； ()使部分該層曝露於光化輻射； 2 (C)使該曝光層顯影，形成波導核心結構；及 ⑷加熱該波導核心結構—段時間至足以使該一 # k鋅之度，俾使其橫截面至少部分為圓形 -種形成光波導之方法’該方法包括：板；⑷提供其表面具有折射率材質的包覆層之基經取L)方、f I，包覆層上，形成選自經取代或未 4:p H醚胺類、聚醯亞胺類、聚(曱基)丙烯酸二J胺基甲酸8旨類、聚碳酸㈣、環氧 ;=類：聚”半氧燒類、原㈣類及溶膠_ 輸員之至少-種材質之波導核心結構層；及 (:)加熱該波導核心結構—段時間至足以使該、龢之度’俾使其橫截面至少部分為圓形; (修正本）92496 1249045 其中迴銲結構的折射率比 3·如申請專利範圍第2項之方：層的折射率高。構之形成係利用:於包覆層上沉亥波導核心結波導核心層；使該波導核心/二：攝像組成物之使該波導核心層顯影；其中^曝f於光化輻射；及分形成波導核心結構。、〜皮¥核心層之其餘部 4.如申請專利範圍第1或3項之方本“ 組成物包括具式（RSl〇i單之方法，其中該可攝像传妳π上單7^之聚合物，JL中R 5:Ί 經取代之有機側鏈基團。〃如申請專利範圍帛2項之方法構之形成係利用於該包覆 A γ ν玄〜、部分該波導核心…>儿積波導核心層;於層之…[/ 成蝕刻罩;及對該波導核心增之曝先部分進行蝕刻。申請專利範圍第2項之方法，其中該波導核心結之形成係於該基板上將該結構直接印製或壓紋。 •如申請專利範圍第！纟3、5或6項之任—項之方法，進一步包括於該波導核心結構及另一包覆層上形成第二包覆層。曰 8 ·如申請專利範圍第2、3、5或6項之任一項之方法，進一步包括於（b)之前，在該包覆層中形成通道，其中該通道界定該核心結構之下部。 9 · 一種光波導，係利用如申請專利範圍第1至8項之任一項之方法形成。 1 〇 · —種電子裝置，其包括一或多個如申請專利範圍 (修正本）92496 2 1249045 第9項之光波導。

3 (修正本）92496