WO2006035766A1 - 光導波路の製造方法 - Google Patents

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WO2006035766A1
WO2006035766A1 PCT/JP2005/017732 JP2005017732W WO2006035766A1 WO 2006035766 A1 WO2006035766 A1 WO 2006035766A1 JP 2005017732 W JP2005017732 W JP 2005017732W WO 2006035766 A1 WO2006035766 A1 WO 2006035766A1
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optical waveguide
core
layer
laser processing
clad
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PCT/JP2005/017732
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Inventor
Genji Imai
Original Assignee
Kansai Paint Co., Ltd.
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation
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    • G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide using laser processing.
  • optical waveguides have attracted attention as optical transmission media because of the demand for large capacity and high speed information processing in optical communication systems and computers.
  • a typical example of such an optical waveguide is a quartz-based waveguide, but there are problems such as requiring a special manufacturing apparatus and a long manufacturing time.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-195081 is an optical waveguide composed of a lower clad layer, a core portion, and an upper clad layer, and at least one of the lower clad layer and the core portion is formed using a dry film.
  • a method for forming an optical waveguide is disclosed.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 10-307226 discloses that a core material, which has a refractive index higher than that of a polymer clad substrate when cured, is injected in a monomer state into a groove formed on the surface of the polymer clad substrate.
  • a method for producing a polymer optical waveguide for curing a core material in a state a method for injecting a core material in a monomer state after forming a coating layer on the inner wall surface of a groove on the surface of a polymer clad substrate is disclosed. Yes.
  • a through hole or a non-through hole is provided in a layer constituting the optical waveguide.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 6-3538 discloses that a carbon dioxide laser is used when forming a through hole in a substrate constituting an embedded optical waveguide formed of an inorganic material.
  • the manufacture of optical waveguides using organic materials such as various types of resin can simplify the manufacturing apparatus and the manufacturing process compared to the silica-based waveguide described above and the manufacturing method thereof. There is an advantage that finer processing is possible. However, there is a limit to reducing the number of processes when patterning the resin layer using photolithography with a resist. Depending on the type and quality of the optical waveguide, the manufacturing process can be further simplified. It was desired to provide technology that can achieve this. In addition, a method of providing a through hole or a non-through hole in an optical waveguide in which at least one of a core part and a clad part is made of an organic material has become necessary.
  • a first object of the present invention is to provide a technique capable of further simplifying a manufacturing process in manufacturing an optical waveguide.
  • a second object of the present invention is to provide a technique capable of accurately providing a through hole or a non-through hole in an optical waveguide using an organic material.
  • a first aspect of the present invention is a method of manufacturing an optical waveguide having a core portion and a cladding portion. In the manufacturing process of at least one of the core portion and the cladding portion, laser processing for removing an organic material is performed. It is a manufacturing method of an optical waveguide characterized by including processing.
  • the laser processing is performed by irradiating a predetermined portion of an organic material layer for forming a core portion or a clad portion provided on the substrate with a laser, so that the organic material in the irradiation portion is applied to the substrate. It is preferable that the treatment is performed by removing the material from the substrate and imparting a predetermined shape to the core or cladding.
  • the processing step for obtaining the shape of the core portion or the clad portion includes laser processing, and a process using conventional photolithography for patterning of these portions.
  • the optical waveguide can be manufactured in a simpler process.
  • the second aspect of the present invention provides an optical waveguide having a core portion and a cladding portion, at least one of which is made of an organic material, and at least one of a through hole and a non-through hole.
  • at least one of the through hole and the non-through hole is formed by laser processing.
  • the laser processing is performed by irradiating a predetermined portion of the core portion and the Z or clad portion formed with the organic material force to remove the organic material in the irradiated portion to remove a through hole or a non-hole.
  • a treatment for forming a through hole is preferable.
  • at least one of the core part and the clad part also has organic material force.
  • Laser processing is used to form a through hole or a non-through hole in the optical waveguide. Holes or non-through holes can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the first present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of the first invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the first present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of the first present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an embodiment of the second invention.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the second embodiment of the present invention.
  • the laser processing machine used in the present invention is a machine that can form a core or a clad portion of an optical waveguide and irradiate the material with a laser to obtain a shape of a desired size. If there is no particular limitation, it can be used.
  • the type of laser, irradiation conditions, and the like may be appropriately selected according to the material used for the core portion and the clad portion. In particular, it is preferable to use laser light having an oscillation wavelength of 400 nm or less for this laser processing.
  • Laser light used for laser processing is CO laser in the infrared region (wavelength 9.3-10.
  • YAG laser (wavelength of fundamental wave: 1.06 m), YAG, YLF, YAP, YVO laser (wavelength of third harmonic: 355 nm, ArF wavelength: 193 nm) in the ultraviolet region are currently processed
  • Laser processing using wavelengths in the infrared region is thermal processing or pyrolytic processing compared to machining in metal drills, and laser processing using wavelengths in the ultraviolet region is called photolytic processing using photochemical reactions. .
  • lasers in the ultraviolet or vacuum ultraviolet region are particularly preferred for processing fine patterns of 30 / zm or less.
  • laser processing machines There are two types of laser processing machines, which are broadly divided in view of processing method power. That is, laser groups that can narrow the beam shape from several ⁇ to several tens of ⁇ , such as carbon dioxide laser and YAG laser, and excimer lasers that cannot narrow the beam. A group of nitrogen lasers.
  • X It is possible to scan a laser beam in an area of about 30 mm, and it is possible to process a large area at high speed by using a pattern recognition system equipped with a CCD camera together with a mechanism that moves the XY stage. is there. In this case, it is not necessary to prepare an exposure mask for beam scanning.
  • the beam shape can be freely changed by using a metal mask which does not necessarily need to be circular. For excimer lasers that cannot be focused to a very small beam, it is necessary to accurately align a metal mask with through holes in the bump pattern of the substrate.
  • a large area can be processed by using a mechanism that moves the XY stage.
  • the light intensity, the number of pulses, the spot diameter, etc. in each pulse can be adjusted, so that the layer to be processed can reach a predetermined depth. Removal is also possible.
  • a through hole or a non-through hole formed by laser processing can be filled with an inorganic material or an organic material depending on the application.
  • a thermally conductive material By filling the hole with a thermally conductive material, a function such as heat dissipation can be imparted to the site where the hole is provided.
  • the branched structure of the optical waveguide can also be obtained by forming the non-through hole up to the core portion and filling the core portion with a material capable of forming the core portion.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the first invention.
  • a layer 2 serving as a lower cladding part and a layer 3 serving as a core part are sequentially laminated on a substrate 1.
  • laser irradiation 5 capable of removing a predetermined portion of layers 2 and 3 is performed by laser processing power.
  • a groove having a predetermined width shown in FIG. 1 (d) is formed, and a laminated structure of the lower cladding part 2 and the core part 3 is obtained between the grooves.
  • the side surface of this laminated structure is a cut surface in laser processing.
  • an upper cladding layer 4 covering the laminated structure on the substrate 1 is formed to complete the optical waveguide.
  • a material force that can use the substrate 1 as a lower clad part is also formed, and a core part and an upper clad part may be formed in the same manner as described above to form an optical waveguide.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the first invention.
  • a layer 2 serving as a lower cladding part, a layer 3 serving as a core part, and a layer 4 serving as an upper cladding part are sequentially laminated on the substrate 1.
  • laser irradiation 5 capable of removing predetermined portions of the laser processing mechanical layers 2 and 3 is performed.
  • a groove having a predetermined width shown in FIG. 2 (d) is formed, and a laminated structure of the lower clad part 2, the core part 3 and the upper clad part 4 is obtained between the grooves.
  • the side surface of this laminated structure is a cut surface in laser processing.
  • a layer 6 serving as a side cladding portion covering the laminated structure on the substrate 1 is formed to complete the optical waveguide.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the first invention.
  • a layer 2 serving as a lower clad portion and a layer 3 serving as a core portion are sequentially laminated on a substrate 1.
  • laser irradiation 5 capable of selectively removing only a predetermined portion of the layer 2 is performed with the laser processing power.
  • a groove having a predetermined width shown in FIG. 3 (d) is formed, and a laminated structure of the lower clad portion 2 and the core portion 3 is obtained between the grooves.
  • the side surface of the core part 2 in this laminated structure is a cut surface in laser processing.
  • a layer 4 serving as an upper clad portion covering the laminated structure on the substrate 1 is formed to complete the optical waveguide.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the first invention.
  • a layer 2 serving as a lower clad part and a layer 6 serving as a side clad part are sequentially laminated on a substrate 1.
  • laser irradiation 5 that can selectively remove only a predetermined amount of the layer 6 from the laser processing machine is performed.
  • a groove 3a having a predetermined width shown in FIG. 4 (d) is formed.
  • the surface of the side clad portion becomes a cut surface in laser processing.
  • the groove 3a is filled with a material for forming the core portion 3, and the portion above the side cladding portion 6 above the layer 3b is removed by a method such as polishing.
  • the upper cladding portion 4 is provided to complete the optical waveguide.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a third embodiment of the first invention.
  • the layer 3 serving as the core portion is laminated on the substrate la.
  • laser irradiation 5 capable of removing a predetermined portion of the laser processing mechanical layer 3 is performed.
  • FIG. 5 (c) grooves having a predetermined width shown in FIG. 5 (c) are formed, and the core portion 3 is obtained between the grooves.
  • the side surface of the core portion 3 in the laminated structure is a cut surface in laser processing.
  • transfer is performed on the layer 2 serving as the lower cladding on the substrate lb.
  • the layer 4 serving as the upper clad portion covering the core portion 3 is formed to complete the optical waveguide.
  • FIG. 7B shows a through-hole 7 penetrating between two opposing surfaces of the embedded optical waveguide having the core portion 3 in the lower cladding portion 2 and the upper cladding portion 4, that is, from the upper surface to the lower surface.
  • FIG. The through-hole 7 is formed by processing by laser irradiation from the upper surface in a state where the optical waveguide structure shown in FIG. 7 (a) is completed. Note that even if the optical waveguide is an embedded optical waveguide formed on the substrate 1 as shown in FIG. 7 (c), the through hole at that time is formed as shown in FIG. 7 (d). .
  • FIGS. 9 (a) and 9 (b) are diagrams showing a structure in which non-through holes are provided by laser irradiation on the optical waveguide having the structure of FIG. 7 (c). is there.
  • the position of light irradiation from the laser processing machine in forming the through hole or the non-through hole in the optical waveguide can be controlled by an irradiation position control means provided in the laser processing machine.
  • an optical waveguide structure having a core portion and a cladding portion has already been completed at the time of forming a through hole or a non-through hole, so that the refractive index is high!
  • a dummy core portion for alignment between the optical waveguide and the laser processing machine is formed in a portion that does not affect the function of the optical waveguide at a position where the positional relationship with the core portion of the optical waveguide is specified,
  • the dummy core portion may be detected and used for alignment between the optical waveguide and the laser processing machine.
  • the optical waveguide can be formed using an organic material for at least one of the core part and the clad part.
  • a layer 2 of a thermosetting resin composition for forming a lower clad portion is formed on a substrate 1, and a layer 3 made of a photosensitive resin composition is formed thereon.
  • FIG. 7 (c) having two surfaces (upper surface and lower surface) facing each other by forming an upper clad portion 4 covering the obtained core portion 3 by forming a core portion 3 by light irradiation and development after installation.
  • An optical waveguide having the following structure can be obtained.
  • an optical waveguide having the configuration of FIG. 7 (a) can be obtained.
  • the method of manufacturing the optical waveguide in which the through hole or the non-through hole is provided by laser processing is not limited to the above method, and various known methods can be used.
  • a groove is provided in a layer to be a lower cladding part, and a material to be a core part is filled in the groove and then covered with an upper cladding layer, or a spot position is specified in a layer made of a photobleaching material.
  • a method of providing a core by irradiating with a laser can also be used.
  • the optical waveguide to be laser processed has at least the clad portion of the core portion and the clad portion formed with an organic material force.
  • the clad portion is formed of an organic material, it is more preferable to form both the core portion and the organic material force in consideration of the manufacturing process and the characteristics of the optical waveguide.
  • the substrate 1 for forming the optical waveguide is an optical waveguide substrate. It is preferable to use a material that has all the mechanical strength and physical properties and is not cut under the conditions of laser treatment in the formation of the core and the clad. For example,
  • a metal, glass, ceramic, a resin board, etc. can be used.
  • the workability with a laser is sufficient.
  • Various material forces can be selected in consideration. Further, when the clad part is formed with different material forces, it is sufficient if the clad part having a higher refractive index than the core part can be formed.
  • At least one of the core part and the clad part is formed of resin, for example, as a material for forming at least one of them, thermoplastic resin, curable resin, etc. ⁇ ⁇ can be used.
  • thermoplastic resins include acrylic resins, epoxy resins, silicone resins, polycarbonate resins, siloxane resins, polyimide resins, polyurethane resins, oxetane resins.
  • Fat polyethersulfone-based resin, polysulfide-based resin, polyetherimide-based resin, polysulfone-based resin, polyetherketone-based resin, polyamide-based resin S, polyethylene-based resin S, polypropylene Series ⁇ S, polyethylene terephthalate (PET) series, phenol novolac series resin, ethylene butyl alcohol copolymer, ethylene acetate butyl copolymer, polystyrene series resin, fluorinated series resin, polybutylene terephthalate series resin
  • Polyacetal resin polyether-tolyl resin, polyamide resin, polyolefin Bromide copolymer, Aramido system ⁇ , liquid crystal polymers, Porie Teruketon system ⁇ , like Shi
  • the curable resin examples include a thermosetting resin, a room temperature curable resin, and an active energy ray curable resin. In addition, it has the properties of both thermosetting and active energy ray curable, and later for lj.
  • an active energy ray-curable resin When used, it can be used as a layer made of a cured product by irradiating the entire surface of an uncured or semi-cured layer as necessary.
  • thermosetting resin for example, a combination of a heat-reactive functional group in a base resin and a curing agent having a functional group that reacts with the functional group by heat, an N-methylol group, N Alkoxy Any self-crosslinking type such as a methylol group can be used.
  • the combination of the reactive functional groups by heat include a carboxyl group and an epoxy group (oxysilane group), a carboxylic acid anhydride and an epoxy group (oxysilane group), an amino group and an epoxy group (oxysilane group), and a carboxyl group.
  • room temperature curable resin examples include an oxidative curable unsaturated resin and an isocyanate curable resin.
  • the active energy ray-curable resin two or more ring-opening polymerizable functional group-containing compounds are essential components in the molecule, and those containing an active energy ray polymerization initiator as necessary. It is particularly preferable to use an unsaturated compound, an unsaturated resin and, if necessary, an active energy ray polymerization initiator. In addition, the same negative active energy linear resin as described below can be used.
  • the film formed from the resin becomes insoluble in the developer by curing the film part irradiated with energy rays such as ultraviolet rays, visible light, and heat rays.
  • energy rays such as ultraviolet rays, visible light, and heat rays.
  • a core layer can be formed, and conventionally known ones can be used without particular limitation.
  • two or more ring-opening polymerizable functional group-containing compounds are essential components in the molecule, and if necessary, those containing an active energy linear polymerization initiator, polymerizable unsaturated compounds, It is particularly preferable to use an unsaturated resin and, if necessary, an active energy ray polymerization initiator.
  • the film formed from the resin has a solubility in a developer due to decomposition of the film part irradiated with energy rays such as ultraviolet rays, visible rays, and heat rays.
  • energy rays such as ultraviolet rays, visible rays, and heat rays.
  • a known material can be used without particular limitation.
  • the positive type energy sensitive linear resin for example, a quinone diazide sulfonic acid is bonded to a substrate resin such as an acrylic resin having an ion forming group.
  • a substrate resin such as an acrylic resin having an ion forming group.
  • quinonediazide group is photolyzed by light irradiated
  • a naphthoquinonediazide photosensitive composition using a reaction that forms indenecarboxylic acid via ketene; forms a crosslinked coating that is insoluble in an alkaline developer or acidic developer by heating, and is further exposed to an acid group by irradiation with light.
  • a positive photosensitive composition utilizing a mechanism in which the bridge structure is cut by a photoacid generator that generates water and the irradiated part becomes soluble in an alkaline developer or an acidic developer JP-A-6-295064, Representative examples include JP-A-6-308733, JP-A-6-313134, JP-A-6-313135, JP-A-6-313136, JP-A-7-146552, and the like. I can get lost.
  • the photoacid generator is a compound that generates an acid upon exposure.
  • the generated acid is used as a catalyst to decompose the resin, and those having a conventional force can be used.
  • a positive heat-sensitive resin composition having a conventionally known strength for example, a heat-sensitive resin, an ether bond-containing olefinic unsaturated compound, and a thermal acid generator. Things can be used. Examples of this include those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-187326.
  • thermoplastic resins can be suitably used as the lower cladding layer and the upper cladding layer, and the curable resin can be used. Those that can be patterned by development or the like can be suitably used for forming the core portion.
  • a suitable amount of methyl ethyl ketone solvent is placed in a flask equipped with a reflux, and 39.4 g of dimethylolbutanoic acid having two hydroxyl groups and one carboxyl group in one molecule is contained in one molecule.
  • 7.6 g of 1,6-hexanediol having 2 hydroxyl groups, 6.7 g of neopentyl glycol having 2 hydroxyl groups in one molecule, and toluene diisosodium having 2 isocyanate groups in the molecule 46.3 g of cyanate and 500 ppm of dibutyltin dilaurate as a reaction catalyst were added, and the temperature was raised to 75 ° C while stirring. After raising the temperature by 75 ° C, As a result of reaction while stirring for 12 hours, the objective carboxyl group-containing urethane compound A-1 was obtained.
  • a suitable amount of methyl ethyl ketone solvent is placed in a flask equipped with a refluxer, and 35.7 g of dimethylolbutanoic acid having two hydroxyl groups and one carboxyl group in one molecule is contained in one molecule.
  • the mixture was added and heated to 75 ° C with stirring. After the temperature was raised at 75 ° C., the reaction was carried out with stirring for 12 hours while maintaining this temperature. As a result, the target carboxyl group-containing urethane compound A-2 was obtained.
  • this solution was applied onto a polyethylene terephthalate film (film thickness 25 ⁇ m) with a knife edge coater, and then dried at 80 ° C. for 30 minutes to dry a curable dry film with a film thickness of 30 ⁇ m.
  • D—1 was obtained.
  • this solution was applied on a polyethylene terephthalate film (film thickness 25 ⁇ m) with a knife edge coater, and then dried at 80 ° C for 30 minutes, so that the curable dry film with a film thickness of 80 m D-3 Got.
  • this solution was applied onto a polyethylene terephthalate film (film thickness 25 ⁇ m) with a knife edge coater, and then dried at 80 ° C for 30 minutes, so that the curable dry film with a film thickness of 30 m D-3 Got.
  • dry film D-2 was transferred onto the surface of the silicon substrate by atmospheric pressure hot roll pressing (temperature: 100 ° C), and an ultraviolet ray with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 was applied for 10 seconds. After the irradiation, a lower clad layer having a thickness of 20 m was obtained by thermosetting at 150 ° C. for 30 minutes using a hot plate. The refractive index of the lower cladding layer after hardening was measured at 850 nm using an Abbe refractometer.
  • the dry film D-1 was transferred onto the lower clad layer by atmospheric pressure roll thermocompression bonding (temperature: 100 ° C), and then ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOmWZcm 2 were applied. Irradiated for 100 seconds.
  • the refractive index of this core layer was 1.520 as a result of measurement using an Abbe refractometer at a wavelength of 850 °.
  • a pulsed Nd: YAG laser was applied to a 40 ⁇ m thick two-layer structure consisting of a cladding layer and a core layer formed using dry films D-2 and D-1, respectively. Processing was performed. The processing conditions are a wavelength of 355 nm, a pulse energy of 3. lmj, a pulse width of 4.3 ns, and a repetition rate of 10 Hz.
  • the laser beam was fixed, and the processed substrate was moved on a vertical stage with positioning accuracy of 5 ⁇ m.
  • Processing material Using the third harmonic (355nm) of YAG laser, the resin part was scanned so that the resin part had a width of 30 / zm. Also, at this stage, the core Z lower cladding structure with a rectangular cross section with a line width of 30 m is formed with high accuracy. confirmed.
  • the over clad solution OC-1 was applied with a knife edge coater. After that, after irradiating with ultraviolet rays having a wavelength of 365 ⁇ m and an illuminance of lOOmWZcm 2 for 10 seconds, the substrate was baked at 150 ° C for 60 minutes to obtain an optical waveguide.
  • the refractive index after curing of the upper clad layer was 1.497 as a result of measurement at a wavelength of 850 nm using an Abbe refractometer.
  • the obtained optical waveguide had the structure shown in Fig. 1 (e).
  • the waveguide transmission loss was determined by the cutback method by measuring the amount of light that was incident on the light with a wavelength of 850 nm and exiting the other end, and found to be 0.4 dBZcm. It was.
  • the dry film D-3 was replaced with the atmospheric pressure hot roll press method (temperature 100 ° C) instead of the over clad solution OC-1. Transcribed. After that, after irradiating with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 for 10 seconds, post-baking was performed at 150 ° C. for 60 minutes to obtain an optical waveguide.
  • the refractive index after curing of the upper clad layer was 1.497 as a result of measurement using an Abbe refractometer at a wavelength of 850 nm.
  • the obtained optical waveguide had the structure shown in Fig. 1 (e).
  • a lower clad layer was formed on the substrate in the same manner as in Example 1-1.
  • dry film D-4 was further transferred by atmospheric pressure hot roll pressing (temperature 100 ° C), and ultraviolet light with a wavelength of 365 nm and an illuminance of 100 mW / cm 2 was applied for 10 seconds.
  • post-baking was performed at 150 ° C for 60 minutes to form a layer for the side cladding.
  • This side cladding layer was laser processed under the same conditions as in Example 11 to obtain a width of 30 / ⁇ ⁇ and a depth of Grooves were formed in a rectangular line with a length of 30 m, and the bottom surface of the lower cladding layer was exposed on the bottom. Further, the liquid core forming liquid LC-1 is filled into the line-shaped groove by a knife edge coater, irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 for 10 seconds, and then heated by heating at 150 ° C. for 30 minutes. Curing was performed to form the core, and the structure shown in Fig. 4 (e) was obtained.
  • the core part that protrudes from the upper part is removed by polishing to form a surface on which the upper surface of the side cladding part is exposed, and then the dry film D-3 is transferred by a normal pressure hot roll pressure bonding method (temperature 100 ° C). Then, after irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 for 10 seconds, post-baking was performed at 150 ° C. for 60 minutes to obtain an optical waveguide.
  • the obtained optical waveguide has the structure shown in Fig. 4 (f).
  • the waveguide transmission loss of the obtained optical waveguide was determined by the cutback method in the same manner as in Example 1-1, and found to be 0.4 dB / cm.
  • dry film D-2 was transferred onto the surface of the silicon substrate by atmospheric pressure hot roll pressing (temperature: 100 ° C), and an ultraviolet ray with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 was applied for 10 seconds. After irradiation, a lower clad layer with a thickness of 20 m was obtained by thermosetting using a hot plate at 150 ° C for 30 minutes. The refractive index of the lower cladding layer after hardening was measured at 850 nm using an Abbe refractometer.
  • the dry film D-1 was transferred onto the lower clad layer by atmospheric pressure roll thermocompression bonding (temperature: 100 ° C), and then ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOmWZcm 2 were applied. Irradiated for 100 seconds.
  • the refractive index of this core layer was 1.520 as a result of measurement using an Abbe refractometer at a wavelength of 850 °.
  • the core layer was subjected to laser processing using a pulsed Nd: YAG laser.
  • the processing conditions are the same as in Example 1-1.
  • the overclad solution OC-1 is It was applied with an effect coater. After that, ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 were irradiated for 10 seconds, and then post-baked at 150 ° C. for 60 minutes to obtain an optical waveguide.
  • the refractive index after curing of the upper clad layer was 1.497 as a result of measurement using an Abbe refractometer at a wavelength of 85 Onm.
  • the obtained optical waveguide had the structure shown in Fig. 3 (e).
  • dry film D-2 was transferred onto the surface of the silicon substrate by atmospheric pressure hot roll pressing (temperature: 100 ° C), and an ultraviolet ray with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 was applied for 10 seconds. After irradiation, a lower clad layer having a thickness of 20 m was obtained by thermosetting at 150 ° C. for 30 minutes using a hot plate. The refractive index after curing of the lower clad layer was 1.497 as a result of measurement using an Abbe refractometer at a wavelength of 850 nm.
  • the dry film D-1 was transferred onto the lower clad layer by atmospheric pressure roll thermocompression bonding (temperature: 100 ° C), and then ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOmWZcm 2 were applied. Irradiated for 100 seconds.
  • the refractive index of this core layer was 1.520 as a result of measurement using an Abbe refractometer at a wavelength of 850 °.
  • the dry film D-3 was transferred by a normal pressure hot-hole pressure bonding method (temperature 100 ° C.). Thereafter, ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 were irradiated for 10 seconds, and then post-baked at 150 ° C. for 60 minutes. As a result, a three-layer structure consisting of a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer as shown in Fig. 2 (b) was obtained.
  • dry film D-2 was transferred onto the surface of the silicon substrate by atmospheric pressure hot roll pressing (temperature: 100 ° C), and an ultraviolet ray with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 was applied for 10 seconds. After the irradiation, a lower clad layer having a thickness of 20 m was obtained by thermosetting at 150 ° C. for 30 minutes using a hot plate. On the other hand, the curable resin layer (film thickness: 30 m) of dry film D-4 was subjected to laser treatment under the same conditions as in Example 11 to obtain a wire with a width of 30 m and a height of 30 m A pattern was formed.
  • a dry film having this linear pattern is laminated on the surface of the lower clad layer provided on the silicon substrate from the linear pattern side, and subjected to a normal pressure hot roll pressing method (temperature 100 ° C).
  • the linear pattern was transferred to the surface of the silicon substrate.
  • ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm and an illuminance of 10 OmWZcm 2 were irradiated for 10 seconds, and then post-baked at 150 ° C. for 60 minutes to obtain a core part.
  • Example 1-1 an upper waveguide layer was laminated in the same manner as in Example 1-1 to obtain an optical waveguide.
  • the waveguide transmission loss of the obtained optical waveguide was determined by the cutback method in the same manner as in Example 1-1, it was 0.4 dBZcm.
  • Example 2-1 formation of waveguide
  • Dry film D-2 is applied to the surface of the silicon substrate at normal pressure to form the lower cladding layer.
  • Transferred by hot-roll pressure bonding method (temperature: 100 ° C), irradiated with ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm and illuminance of 100 mW / cm 2 for 10 seconds, and then heat-cured using a hot plate at 150 ° C for 30 minutes
  • a lower cladding layer having a thickness of 20 m was obtained.
  • the refractive index of the lower cladding layer after hardening was measured at 850 nm using an Abbe refractometer.
  • the dry film D-1 was transferred onto the lower clad layer by the normal pressure roll thermocompression method (temperature: 100 ° C), and then transferred to the transferred dry film D-1.
  • a photomask having a line pattern of 30 m in width ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an illuminance of 10 mW / cm 2 were irradiated for 100 seconds to cure a predetermined portion of the dry film in a line shape.
  • the substrate having the dry film irradiated with ultraviolet rays was immersed in a developing solution having a power of 1.5 wt% aqueous sodium carbonate (temperature 35 ° C.) to dissolve the unexposed portion of the dry film. In this way, a core portion having a line pattern having a width of 30 m was formed.
  • the refractive index of the core portion was 1.520 as a result of measurement using an Abbe refractometer at a wavelength of 850 nm.
  • the over clad liquid OC-1 was applied with a knife edge coater. Thereafter, ultraviolet light having a wavelength of 365 nm and an illuminance of 100 m WZcm 2 was irradiated for 10 seconds, and then post-baked at 150 ° C. for 60 minutes to obtain an optical waveguide.
  • the refractive index after curing of the upper clad layer was 1.497 as a result of measurement using an Abbe refractometer at a wavelength of 850 nm.
  • the obtained optical waveguide had the structure shown in Fig. 7 (c).
  • Laser processing is performed on the substrate having the optical waveguide described above using a pulsed Nd: YAG laser. Processing conditions are wavelength 355nm, pulse energy 3.lmj, pulse width 4.3n s, 10 Hz repetition rate.
  • the laser beam was fixed and the processed substrate was moved on an XY stage with a positioning accuracy of 5 m.
  • the moving speed of the work material was 81 ⁇ m / sec, and the condensing shape was a circle of 15 ⁇ .
  • the base film of the dry film D-2 is used as the substrate, and after forming the optical waveguide in the same manner as in Example 21, drilling is performed to reach the base film, and then the base film is peeled off.
  • the structure shown in Fig. 7 (b) was fabricated.
  • Example 2-5 filling of through hole with conductive member
  • Metal paste (eg, Harima Kasei NP series) was filled into the through holes of the optical waveguides obtained in Examples 1 and 2 by screen printing.
  • the through-hole filled with the metal paste has a separate member on the upper surface of the substrate having the optical waveguide when the substrate having the optical waveguide is sandwiched between different circuit boards or semiconductor substrates on the upper and lower sides thereof to form a laminated structure. It is possible to ensure electrical continuity with another member on the lower surface, or to function as a passage ensuring thermal conductivity.
  • An optical waveguide was formed in the same manner as in Examples 2-1 (1) to (3). Next, laser processing is performed under the same conditions as in Example 2-1, and a hole (non-through hole) reaching the upper surface of the core portion is formed in a predetermined portion of the upper cladding layer, and the structure shown in FIG. An optical waveguide having Further
  • UV irradiation with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmW Zcm 2 was applied for 30 seconds, and then heated at 120 ° C for 30 minutes using a hot plate. By curing, a branched structure in which the optical waveguide branches upward with respect to the core portion was formed.
  • a lower cladding layer and a core layer were formed on the surface of the silicon substrate in the same manner as in Examples 2-1 (1) and (2).
  • the curable dry film D-3 for optical waveguide is transferred onto the upper surface of the lower clad layer having the core portion by a normal pressure hot roll pressing method (temperature: 100 ° C), and 120 ° using a hot plate. C, pre-beta for 30 minutes.
  • ultraviolet light with a wavelength of 365 nm and an illuminance of lOOmWZcm 2 was irradiated for 10 seconds and post-baked at 150 ° C for 30 minutes to create an optical waveguide structure with the structure shown in Fig. 7 (c).

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Abstract

　コア部３とクラッド部２，４とを有する光導波路の製造方法において、コア部３及びクラッド部２，４の少なくとも一方の形成工程に、有機材料の除去のためのレーザー加工処理が含まれることを特徴とする光導波路の製造方法；及び、コア部３とクラッド部２，４とを有し、これらの少なくとも一方が有機材料から形成されている光導波路に、貫通穴及び非貫通穴の少なくとも一方を設けた光導波路ユニットの製造方法において、貫通穴及び非貫通穴の少なくとも一方をレーザー加工処理により形成することを特徴とする光導波路の製造方法が開示される。

Description

明 細 書
光導波路の製造方法
技術分野
[0001] 本発明はレーザー加工を利用した光導波路の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、光通信システムやコンピュータにおける情報処理の大容量ィ匕および高速ィ匕 の要求から、光の伝送媒体として光導波路が注目されている。このような光導波路と しては、石英系導波路が代表的であるが、特殊な製造装置が必要であるとともに、製 造時間が長くかかるなどの問題があった。
[0003] そこで、各種の榭脂材料を用いて光導波路を製造するための技術開発が盛んに行 なわれている。例えば、特開 2003— 195081号公報〖こは、下部クラッド層、コア部分 および上部クラッド層からなる光導波路であって、下部クラッド層およびコア部分の少 なくとも 1つをドライフィルムを用いて形成することを特徴とする光導波路の形成方法 が開示されている。また、特開平 10— 307226号公報には、高分子クラッド基板表面 に形成された溝部の中に、硬化させると高分子クラッド基板より屈折率が高くなるコア 材料をモノマー状態で注入した後、モノマー状態のコア材料を硬化させる高分子光 導波路の製造方法において、高分子クラッド基板表面の溝部の内部壁面にコーティ ング層を形成した後に、モノマー状態のコア材料を注入する製造方法が開示されて いる。
[0004] 一方、光導波路をレーザー発振器と組み合わせた光送受信モジュールなどを構成 する場合、光導波路を構成する層に貫通穴や非貫通穴を設けることが行なわれて 、 る。例えば、特開平 6— 3538号公報には、無機材料から形成された埋め込み型光 導波路を構成する基板に貫通穴を形成する際に炭酸ガスレーザーを用いることが開 示されている。
発明の開示
[0005] 各種榭脂などの有機材料を用いた光導波路の製造は、先に述べた石英系導波路 及びその製造方法に比べて、製造装置や製造工程の簡易を図ることができ、また、 より微細な加工が可能となる、といった利点がある。し力しながら、榭脂層をレジストを 用いたフォトリソグラフィーを用いてパターユングする際のプロセス数の低減には限界 があり、光導波路の種類や品質に応じて、更に、製造工程の簡易化を達成できる技 術の提供が望まれていた。また、コア部及びクラッド部の少なくとも一方が有機材料 で形成された光導波路に貫通穴または非貫通穴を設ける方法も必要となってきてい る。
[0006] 本発明の第一の目的は、光導波路の製造における製造工程を更に簡易化できる 技術を提供することにある。
[0007] 本発明の第二の目的は、有機材料を用いた光導波路に貫通穴または非貫通穴を 精度良く設けることのできる技術を提供することにある。
[0008] 第一の本発明は、コア部とクラッド部とを有する光導波路の製造方法において、前 記コア部及び前記クラッド部の少なくとも一方の形成工程に、有機材料の除去のため のレーザー加工処理が含まれることを特徴とする光導波路の製造方法である。
[0009] ここで、レーザー加工処理は、基板上に設けられたコア部またはクラッド部を形成す るための有機材料層の所定部にレーザーを照射して、照射部の有機材料を該基板 上から除去して、該コア部またはクラッド部に所定の形状を付与する処理であることが 好ましい。
[0010] 第一の本発明によれば、コア部またはクラッド部の形状を得るための処理工程がレ 一ザ一加工処理を含み、これらの部分のパターンユングに従来のフォトリソグラフィー を用いたプロセスの使用を省略でき、より簡易化工程での光導波路の製造が可能と なる。
[0011] 第二の本発明は、コア部とクラッド部とを有し、これらの少なくとも一方が有機材料か ら形成されている光導波路に、貫通穴及び非貫通穴の少なくとも一方を設けた光導 波路ユニットの製造方法において、前記貫通穴及び非貫通穴の少なくとも一方をレ 一ザ一加工処理により形成することを特徴とする光導波路の製造方法である。
[0012] ここで、レーザー加工処理は、有機材料力 形成されているコア部および Zまたは クラッド部の所定部にレーザーを照射して、照射部の有機材料を除去して貫通穴ま たは非貫通穴を形成する処理であることが好ましい。 [0013] 第二の本発明によれば、コア部及びクラッド部の少なくとも一方が有機材料力もなる 光導波路への貫通穴または非貫通穴の形成にレーザー加工処理を用いるので位置 及び形状精度良く貫通穴及または非貫通穴を設けることが可能となる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]第 1の本発明の実施形態を説明するための図である。
[図 2]第 1の本発明の実施形態を説明するための図である。
[図 3]第 1の本発明の実施形態を説明するための図である。
[図 4]第 1の本発明の実施形態を説明するための図である。
[図 5]第 1の本発明の実施形態を説明するための図である。
[図 6]第 1の本発明の実施形態を説明するための図である。
[図 7]第 2の本発明の実施形態を説明するための図である。
[図 8]第 2の本発明の実施形態を説明するための図である。
[図 9]第 2の本発明の実施形態を説明するための図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 本発明において用いられるレーザー加工機としては、光導波路のコア部またはクラ ッド部を構成して 、る材料にレーザーを照射して、所望のサイズの形状を得ることが できるものであれば特に制限なく使用できる。レーザーの種類や照射条件などは、コ ァ部ゃクラッド部に用いた材料に応じて適宜選択すればよい。特に、このレーザー加 ェ処理には、発振波長が 400nm以下のレーザー光を用いることが好まし 、。
[0016] レーザー加工に用いるレーザー光は赤外線領域の COレーザー（波長 9. 3-10.
2
6 m)、 YAGレーザー（基本波の波長 1. 06 m)、紫外線領域の YAG、 YLF、 Y AP、 YVOレーザー（第 3高調波の波長 355nm、 ArFの波長 193nm)が現在加工
4
機のレーザー光として利用されている。赤外線領域の波長を利用したレーザー加工 は金属ドリルにおける機械加工に対し、熱加工や熱分解加工であり、紫外線領域の 波長を利用したレーザー加工は光化学反応を利用した光分解加工と呼ばれている。 特に、 30 /z m以下の微小なパターンの加工には、紫外線あるいは真空紫外線領域 のレーザー光が特に好まし 、。
[0017] 赤外線領域に発振波長のレーザー光を用いた加工法では、有機化合物の除去が 熱による溶融による場合が主であるため、表面の盛り上がりや加工断面の荒れが生 じる場合がある。紫外線あるいは真空紫外線領域に発振波長を有するレーザー光の 場合、熱による溶融ではなく有機化合物の結合を切断し除去するアブレーシヨン効 果が主となり、加工断面および表面が良好である。
[0018] レーザー加工機は、加工方式力も見て大きく分けて 2種類ある。すなわち、炭酸ガ スレーザーや YAGレーザーのように数 μ ΐη φから数 10 μ ΐη φの大きさにビーム形状 を絞ることができるレーザーのグループと、ビームを絞ることができな 、エキシマレー ザ一や窒素レーザー等のグループである。
[0019] ビームを絞ることができるレーザー光では、ガルバノミラーを動かすことにより 30mm
X 30mm程度の領域でレーザービームを走査することが可能であり、 CCDカメラを 搭載したパターン認識システムを用いて XYステージを動かす機構を併用することに より高速に大きな面積を処理することが可能である。この場合、ビーム走査をするた め、露光マスクを用意する必要がない。また、ビームの形状は必ずしも円形である必 要はなぐ金属製マスクを用いることによりビーム形状を自由に変えることもできる。微 小ビームに絞ることのできないエキシマレーザーでは、基板のバンプパターンに貫通 孔を有する金属製マスクを正確に位置合わせする必要がある。また、 XYステージを 動かす機構を併用することにより大きな面積を処理することができる。
[0020] また、レーザー光のパルス照射可能な力卩工機を用いることで、各パルスでの光強度 、 ノ ルス数、スポット径などを調節することで、加工すべき層の所定深さまでの除去も 可能である。
[0021] レーザー加工により開けた貫通穴や非貫通穴には、その用途に応じて無機材料や 有機材料を充填することができる。例えば、穴内に熱伝導性の材料を充填することで 、放熱などの機能を穴を設けた部位に付与することができる。また、貫通穴に金属等 の導電性の材料を充填し、一方の開口側と他方の開口側とを導通させる構造を得る こともできる。更に、非貫通穴をコア部まで形成し、そこにコア部を形成し得る材料を 充填することで、光導波路の分岐構造を得ることもできる。
[0022] 以下、第 1の本発明の好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。な お、各実施形態における光導波路を構成する上部クラッド部、下部クラッド部及びコ ァ部などは、コア部の屈折率力^ラッド部よりも高く光導波路として機能できるようにこ れらの材料が選択される。
[0023] (第 1の実施形態）
図 1は、第 1の本発明の第 1の実施形態を説明するための図である。この方法では 、図 1 (a)及び (b)に示すように、基板 1上に下部クラッド部となる層 2とコア部となる層 3を順次積層する。次に、図 1 (c)に示すように、レーザー加工機力も層 2及び 3の所 定部を除去可能なレーザー照射 5を行う。このレーザー加工によって、図 1 (d)に示 す所定幅の溝を形成し、溝の間に下部クラッド部 2及びコア部 3の積層構造を得る。 この積層構造の側面はレーザー加工での切断面となっている。次に、図 1 (e)に示す ように、基板 1上の積層構造を覆う上部クラッド層 4を形成して光導波路を完成する。
[0024] また、図 6に示すように、基板 1を下部クラッド部として利用できる材料力も形成し、 上記と同様にしてコア部及び上部クラッド部を形成して光導波路としてもよい。
[0025] (第 2の実施形態）
図 2は、第 1の本発明の第 2の実施形態を説明するための図である。この方法では 、図 2 (a)及び (b)に示すように、基板 1上に下部クラッド部となる層 2、コア部となる層 3、上部クラッド部となる層 4を順次積層する。次に、図 2 (c)に示すように、レーザー 加工機力 層 2及び 3の所定部を除去可能なレーザー照射 5を行う。このレーザー加 ェによって、図 2 (d)に示す所定幅の溝を形成し、溝の間に下部クラッド部 2、コア部 3及び上部クラッド部 4の積層構造を得る。この積層構造の側面はレーザー加工での 切断面となっている。次に、図 2 (e)に示すように、基板 1上の積層構造を覆う側面ク ラッド部となる層 6を形成して光導波路を完成する。
[0026] (第 3の実施形態）
図 3は、第 1の本発明の第 3の実施形態を説明するための図である。この方法では 、図 3 (a)及び (b)に示すように、基板 1上に下部クラッド部となる層 2及びコア部とな る層 3を順次積層する。次に、図 3 (c)に示すように、レーザー加工機力も層 2の所定 部のみを選択的に除去可能なレーザー照射 5を行う。このレーザー加工によって、図 3 (d)に示す所定幅の溝を形成し、溝の間に下部クラッド部 2とコア部 3の積層構造を 得る。この積層構造におけるコア部 2の側面はレーザー加工での切断面となって 、る 。次に、図 3 (e)に示すように、基板 1上の積層構造を覆う上部クラッド部となる層 4を 形成して光導波路を完成する。
[0027] (第 4の実施形態）
図 4は、第 1の本発明の第 4の実施形態を説明するための図である。この方法では 、図 4 (a)及び (b)に示すように、基板 1上に下部クラッド部となる層 2及び側面クラッド 部となる層 6を順次積層する。次に、図 4 (c)に示すように、レーザー加工機から層 6 の所定分のみを選択的に除去可能なレーザー照射 5を行う。このレーザー加工によ つて、図 4 (d)に示す所定幅の溝 3aを形成する。ここで、側面クラッド部の表面がレー ザ一加工での切断面となる。次に、図 4 (e)に示すように、溝 3a内にコア部 3を形成す る材料を充填し、側面クラッド部 6より層 3bの上の部分を研磨などの方法で除去して から、図 4 (f)に示すように、上部クラッド部 4を設けて光導波路を完成する。
[0028] (第 5の実施形態）
図 5は、第 1の本発明の第 3の実施形態を説明するための図である。この方法では 、図 5 (a)に示すように、基板 la上にコア部となる層 3を積層する。次に、図 5 (b)に示 すように、レーザー加工機力 層 3の所定部を除去可能なレーザー照射 5を行う。こ のレーザー加工によって、図 5 (c)に示す所定幅の溝を形成し、溝の間にコア部 3を 得る。更に、このコア部 3を、この積層構造におけるコア部 3の側面はレーザー加工で の切断面となっている。次に、図 5 (d)に示すように、基板 lb上の下部クラッドとなる 層 2上に転写する。更に、図 5 (e)に示すように、コア部 3を覆う上部クラッド部となる層 4を形成して光導波路を完成する。
[0029] 次に、第 2の本発明の好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
[0030] 図 7 (b)は下部クラッド部 2及び上部クラッド部 4中にコア部 3を設けた埋め込み型光 導波路の対向する 2面間、すなわち上面から下面に貫通する貫通穴 7を設けた構造 を示す図である。この貫通穴 7は、図 7 (a)に示す光導波路構造を完成させた状態で 上面からレーザー照射による加工によって形成したものである。なお、光導波路は図 7 (c)に示すように基板 1上に埋め込み型光導波路を構成したものであってもよぐそ の際の貫通穴は図 7 (d)に示すように形成される。
[0031] 図 8 (a)及び (b)は図 7 (a)の構造の光導波路に対してレーザー照射によって非貫 通穴 8を設けた構造を示す図であり、図 9 (a)及び (b)は図 7 (c)の構造の光導波路 に対してレーザー照射によって非貫通穴を設けた構造を示す図である。
[0032] 光導波路への貫通穴または非貫通穴の形成におけるレーザー加工機からの光照 射位置はレーザー加工機に設けられた照射位置制御手段によって制御することがで きる。第 2の本発明の方法では、貫通穴または非貫通穴の形成時にはコア部とクラッ ド部とを有する光導波路構造がすでに完成されて!、るので、屈折率の高!、コア部の 位置を光学的に検知する方法を用いることで、コア部に対して穴形成部位を正確に 設定することができる。あるいは、光導波路とレーザー加工機との位置合せ用のダミ 一のコア部を、光導波路の有するコア部との位置関係を特定した位置で光導波路の 機能に影響しない部分に形成しておき、このダミーコア部を光検知して光導波路とレ 一ザ一加工機との位置合せに利用してもよい。
[0033] 光導波路の形成はコア部及びクラッド部の少なくとも一方に有機材料を用いて行な うことができる。例えば、図 9に示すように基板 1上に下部クラッド部を形成するための 熱硬化性榭脂組成物の層 2を形成し、その上に感光性榭脂組成物カゝらなる層 3を設 けてから光照射及び現像処理によってコア部 3を形成し、得られたコア部 3を覆う上 部クラッド部 4を形成して対向する 2面 (上面及び下面)を有する図 7 (c)の構成を有 する光導波路を得ることができる。また、基板 1として下部クラッド部 2の機能を有する ものを用いることで、図 7 (a)の構成の光導波路を得ることができる。
[0034] 第 2の本発明にお 、て貫通穴または非貫通穴をレーザー加工処理により設ける光 導波路の製造方法は上記の方法に限定されず、種々の公知の方法が利用できる。 例えば、下部クラッド部となる層に溝を設け、溝内にコア部となる材料を充填してから 上部クラッド層でこれを覆う方法や、フォトブリーチング材料からなる層にスポット位置 を特定してレーザー照射することでコア部を設ける方法なども利用できる。
[0035] 第 2の本発明にお 、ては、レーザー加工処理される光導波路は、コア部とクラッド部 のうちの少なくともクラッド部が有機材料力も形成されていることが好ましい。クラッド 部を有機材料で形成した場合には、コア部も有機材料力も形成することが、製造ェ 程や光導波路の特性などを考慮した場合に更に好ましい。
[0036] 本発明において、光導波路を形成するための基板 1としては、光導波路の基板とし ての機械的強度や物性を有し、かつコア部ゃクラッド部の形成におけるレーザー加 ェ処理条件下にお 、て切断されな 、材料で構成されて 、るものが好ま 、。例えば
、金属、ガラス、セラミック、榭脂板などを用いることができる。
[0037] クラッド部あるいはコア部を形成するための材料としては、光導波路における所望と する光伝導性を満たすコア部あるいはクラッド部を形成できるものであればよぐレー ザ一での加工性を考慮して各種の材料力も選択することができる。また、クラッド部を 異なる材料力 形成する場合は、コア部よりの屈折率が高いクラッド部を形成できるも のであればよい。
[0038] コア部及びクラッド部の少なくとも一方を榭脂で形成する場合は、例えば、これらの うちの少なくとも一方を形成するための材料として、熱可塑性榭脂、硬化性榭脂など 従来力 公知の榭脂を用いることができる。
[0039] 熱可塑性榭脂としては、例えば、アクリル系榭脂、エポキシ系榭脂、シリコーン系榭 脂、ポリカーボネート系榭脂、シロキサン系榭脂、ポリイミド系榭脂、ポリウレタン系榭 脂、ォキセタン系榭脂、ポリエーテルスルホン系榭脂、ポリフエ-ルサルファイド系榭 脂、ポリエーテルイミド系榭脂、ポリスルホン系榭脂、ポリエーテルケトン系榭脂、ポリ アミド系榭 S旨、ポリエチレン系榭 S旨、ポリプロピレン系榭 S旨、ポリエチレンテレフタレー ト（PET)系榭脂、フエノールノボラック系榭脂、エチレンビュルアルコール共重合体、 エチレン 酢酸ビュル共重合体、ポリスチレン系榭脂、フッ素系榭脂、ポリブチレンテ レフタレート系樹脂、ポリアセタール系榭脂、ポリエーテル-トリル系榭脂、ポリアミド 系榭脂、ポリオレフイン'マレイミド共重合体、ァラミド系榭脂、液晶ポリマー、ポリエー テルケトン系榭脂、シアナ一ト系榭脂などが挙げられる。
[0040] 硬化性榭脂としては、熱硬化性榭脂、常温硬化性榭脂、活性エネルギー線硬化性 榭脂などが挙げられる。また、熱硬化性と活性エネルギー線硬化性の両方の性質を 有するちのち禾 lj用でさる。
[0041] 活性エネルギー線硬化性榭脂を使用する場合には、必要に応じて未硬化や半硬 化の層に全面照射させて、硬化物からなる層として用いることができる。
[0042] 熱硬化性榭脂として、例えば、基体榭脂中の熱反応性官能基と該官能基と熱によ り反応する官能基を有する硬化剤との組合せや、 N—メチロール基や N アルコキシ メチロール基などの自己架橋タイプのいずれにおいても使用することができる。上記 した熱による反応性官能基の組合わせとしては、例えば、カルボキシル基とエポキシ 基 (ォキシラン基）、カルボン酸無水物とエポキシ基 (ォキシラン基）、ァミノ基とェポキ シ基（ォキシラン基）、カルボキシル基と水酸基、カルボン酸無水物と水酸基、ブロッ ク化されたイソシァネート基と水酸基、イソシァネート基とアミノ基などが挙げられる他 、書籍：「架橋システムの開発と応用技術」（技術情報協会出版)に記載の硬化系で あれば、いずれでも構わない。
[0043] 常温硬化性榭脂として、例えば、酸化硬化型不飽和榭脂、イソシァネート硬化型榭 脂などが挙げられる。
[0044] 活性エネルギー線硬化性榭脂として、分子中に 2個以上の開環重合可能な官能基 含有化合物を必須成分とし、必要に応じて活性エネルギー線重合開始剤を含有す るものや重合性不飽和化合物や不飽和榭脂及び必要に応じて活性エネルギー線重 合開始剤を含有するものを使用することが特に好ましい。また、下記するネガ型活性 エネルギー線性榭脂と同じものが使用できる。
[0045] ネガ型活性エネルギー線性榭脂としては、該榭脂から形成される被膜が、紫外線、 可視光線や熱線等のエネルギー線が照射された被膜箇所が硬化することにより現像 液に不溶性となり、それによりコア層を形成することができるものであり、従来から公知 のものを特に制限なしに使用することができる。具体的には、例えば、分子中に 2個 以上の開環重合可能な官能基含有化合物を必須成分とし、必要に応じて活性エネ ルギ一線重合開始剤を含有するものや重合性不飽和化合物や不飽和榭脂及び必 要に応じて活性エネルギー線重合開始剤を含有するものを使用することが特に好ま しい。
[0046] ポジ型活性エネルギー線性榭脂としては、該榭脂から形成される被膜が、紫外線、 可視光線や熱線等のエネルギー線が照射された被膜箇所が分解することにより現像 液による溶解性が異なり、それによりコア層などを形成することができるものであれば 、従来力 公知のものを特に制限なしに使用することができる。
[0047] ポジ型感エネルギー線性榭脂として、ポジ型感光性榭脂としては、例えば、イオン 形成基を有するアクリル榭脂等の基体榭脂にキノンジアジドスルホン酸類をスルホン 酸エステル結合を介して結合させた榭脂を主成分とする組成物（特開昭 61— 2062 93号公報、特開平 7— 133449号公報等参照）、即ち照射光によりキノンジアジド基 が光分解してケテンを経由してインデンカルボン酸を形成する反応を利用したナフト キノンジアジド感光系組成物;加熱によりアルカリ性現像液や酸性現像液に対して不 溶性の架橋被膜を形成し、更に光線照射により酸基を発生する光酸発生剤により架 橋構造が切断されて照射部がアルカリ性現像液や酸性現像液に対して可溶性となる メカニズムを利用したポジ型感光性組成物（特開平 6— 295064号公報、特開平 6— 308733号公報、特開平 6— 313134号公報、特開平 6— 313135号公報、特開平 6— 313136号公報、特開平 7— 146552号公報等参照）等が代表的なものとして挙 げられる。
[0048] 光酸発生剤は、露光により酸を発生する化合物であり、この発生した酸を触媒とし て、榭脂を分解させるものであり、従来力も公知のものを使用することができる。
[0049] ポジ型感熱性榭脂としては、従来力も公知のもの、例えば、感熱用榭脂、エーテル 結合含有ォレフィン性不飽和化合物及び熱酸発生剤を含有してなるポジ型感熱性 榭脂組成物が使用できる。このものとしては、例えば、特開 2000— 187326号公報 のものが挙げられる。
[0050] なお、これらの榭脂はそれを用いる部分に応じてその特性を選択すればよぐ例え ば、熱可塑性榭脂は下部クラッド層や上部クラッド層として好適に利用でき、硬化性 榭脂で現像処理などによってパターンィ匕が可能なものはコア部の形成に好適に利用 できる。
実施例
[0051] (ウレタンィ匕合物 (A—1)の合成例）
還流器の付 ヽたフラスコにメチルェチルケトン溶媒を適当量入れ、その中に 1分子 中に 2個の水酸基及び 1個のカルボキシル基を有するジメチロールブタン酸を 39. 4 g、 1分子中に 2個の水酸基を有する 1, 6—へキサンジオールを 7. 6g、 1分子中に 2 個の水酸基を有するネオペンチルグリコールを 6. 7g、分子中に 2個のイソシァネート 基を有するトルエンジイソシァネートを 46. 3g、反応触媒としてジブチルスズジラウレ ート 500ppmを添カ卩し、攪拌しながら 75°Cまで昇温した。 75°C昇温後、この温度を 保ちながら、 12時間攪拌しながら反応させた結果、 目的とするカルボキシル基含有 ウレタンィ匕合物 A— 1を得た。
[0052] (ウレタンィ匕合物 (A— 2)の合成例）
還流器の付 ヽたフラスコにメチルェチルケトン溶媒を適当量入れ、その中に 1分子 中に 2個の水酸基及び 1個のカルボキシル基を有するジメチロールブタン酸を 35. 7 g、 1分子中に 2個の水酸基を有する 1, 6—へキサンジオールを 13. 8g、分子中に 2 個のイソシァネート基を有するトリメチルへキサメチレンジイソシァネートを 50. 5g、反 応触媒としてジブチルスズジラウレート 500ppmを添加し、攪拌しながら、 75°Cまで 昇温した。 75°C昇温後、この温度を保ちながら、 12時間攪拌しながら反応させた結 果、 目的とするカルボキシル基含有ウレタンィ匕合物 A— 2を得た。
[0053] (ドライフィルム D— 1の調製）
上述したカルボキシル基含有ウレタンィ匕合物 A— 1の 61. 5重量部、重合性不飽和 化合物であるァロニックス 8100 (東亜合成株式会社製、商品名） 12. 3重量部、トリメ チロールプロパントリアタリレート 6. 1重量部、架橋剤としてェピコート EP— 828EL (ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名） 19. 5重量部、光重合開始剤である I rgcure907 (チバスぺシャリティ ·ケミカルズ社製） 0. 6重量部を、メチルェチルケトン 溶媒中に添加、混合し、均一な溶液を得た。続いて、本溶液をポリエチレンテレフタ レートフィルム（膜厚 25 μ m)上にナイフエッジコーターで塗布した後、 80°Cで 30分 間乾燥することで膜厚 30 μ mの硬化性のドライフィルム D— 1を得た。
[0054] (ドライフィルム D— 2の調製）
上述したカルボキシル基含有ウレタンィ匕合物 A— 2の 71. 7重量部、架橋剤として 水添ビルフエノール Aジグリシジルエーテル（粘度： 2200mPa' s (25°C)、エポキシ 当量： 216gZeq) 27. 6重量部、光酸発生剤である N— (トリフルォロメチルスルホ- ルォキシ）— 1, 8—ナフタレンジカルボキシイミド (熱分解温度： 140°C) 0. 7重量部 を、メチルェチルケトン溶媒中に添加'混合し、均一な溶液を得た。続いて、本溶液を ポリエチレンテレフタレートフィルム（膜厚 25 μ m)上にナイフエッジコーターで塗布し た後、 80°Cで 30分間乾燥することで膜厚 10 mの硬化性のドライフィルム D— 2を [0055] (ドライフィルム D— 3の調製）
上述したカルボキシル基含有ウレタンィ匕合物 A— 2の 71. 7重量部、架橋剤として 水添ビルフエノール Aジグリシジルエーテル（粘度： 2200mPa' s (25°C)、エポキシ 当量： 216gZeq) 27. 6重量部、光酸発生剤である N— (トリフルォロメチルスルホ- ルォキシ）— 1, 8 ナフタレンジカルボキシイミド (熱分解温度： 140°C) 0. 7重量部 を、メチルェチルケトン溶媒中に添加'混合し、均一な溶液を得た。続いて、本溶液を ポリエチレンテレフタレートフィルム（膜厚 25 μ m)上にナイフエッジコーターで塗布し た後、 80°Cで 30分間乾燥することで膜厚 80 mの硬化性のドライフィルム D— 3を 得た。
[0056] (ドライフィルム D— 4の調製）
上述したカルボキシル基含有ウレタンィ匕合物 A— 2の 71. 7重量部、架橋剤として 水添ビルフエノール Aジグリシジルエーテル（粘度： 2200mPa' s (25°C)、エポキシ 当量： 216gZeq) 27. 6重量部、光酸発生剤である N— (トリフルォロメチルスルホ- ルォキシ）— 1, 8 ナフタレンジカルボキシイミド (熱分解温度： 140°C) 0. 7重量部 を、メチルェチルケトン溶媒中に添加'混合し、均一な溶液を得た。続いて、本溶液を ポリエチレンテレフタレートフィルム（膜厚 25 μ m)上にナイフエッジコーターで塗布し た後、 80°Cで 30分間乾燥することで膜厚 30 mの硬化性のドライフィルム D— 3を 得た。
[0057] (オーバークラッド液 OC— 1の調製）
上述したカルボキシル基含有ウレタンィ匕合物 A— 2の 71. 7重量部、架橋剤として 水添ビルフエノール Aジグリシジルエーテル（粘度： 2200mPa' s (25°C)、エポキシ 当量： 216gZeq) 27. 6重量部、光酸発生剤である N— (トリフルォロメチルスルホ- ルォキシ）— 1, 8 ナフタレンジカルボキシイミド (熱分解温度： 140°C) 0. 7重量部 を、メチルェチルケトン溶媒中に添加'混合し、均一な溶液を得た。
[0058] (液状コア形成液 LC 1の調製）
上述したカルボキシル基含有ウレタンィ匕合物 A— 1の 61. 5重量部、重合性不飽和 化合物であるァロニックス 8100 (東亜合成株式会社製、商品名） 12. 3重量部、トリメ チロールプロパントリアタリレート 6. 1重量部、架橋剤としてェピコート EP— 828EL (ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名） 19. 5重量部、光重合開始剤である I rgacure907 (チバスべシャリティ'ケミカルズ社製） 0. 6重量部を、メチルェチルケト ン溶媒中に添加'混合し、均一な溶液を得た。
[0059] (液状コア形成液 LC 2の調製）
重合性不飽和化合物であるトリメチロールプロパントリアタリレート 90重量部に対し て光重合開始剤である Irgacure907 (チバスぺシャリティ'ケミカルズ社製） 10重量 部を混合し、均一な溶液を得た。
[0060] 以下、第 1の発明の実施例について記載する。
[0061] 実施例 1 1 (導波路の形成）
(1)下部クラッド層の形成
下部クラッド層を形成するため、ドライフィルム D— 2をシリコン基板の表面上に常圧 熱ロール圧着法（温度： 100°C)にて転写し、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫 外線を 10秒間照射した後、ホットプレートを用いて 150°C、 30分間の条件で熱硬化 させることにより、膜厚 20 mの下部クラッド層を得た。なお、この下部クラッド層の硬 化後の屈折率を、アッベ屈折率計を用い、波長 850nmで測定した結果、 1. 497で めつに。
[0062] (2)コア層の形成
次に、コア層形成のため、ドライフィルム D—1を下部クラッド層の上に常圧ロール熱 圧着法（温度： 100°C)にて転写したのち、波長 365nm、照度 lOmWZcm2の紫外 線を 100秒間照射した。なお、このコア層の屈折率を、アッベ屈折率計を用いて、波 長 850應で測定した結果、 1. 520であった。
[0063] その後、ドライフィルム D— 2及び D— 1を用いてそれぞれ形成したクラッド層及びコ ァ層からなる厚さ 40 μ mの 2層構造に対してパルス Nd:YAGレーザを用いてレーザ 一加工を行なった。加工条件は波長 355nm、パルスエネルギー 3. lmj、パルス幅 4 . 3ns、繰り返し数 10Hzである。レーザビームは固定し、加工基板は位置決め精度 5 μ mの ΧΥステージで移動させた。加工材料 YAGレーザの第 3高調波（355nm)を 用いて榭脂部が幅 30 /z mになるようにチヤネノレカ卩ェした。また、この段階で、ライン 幅 30 mの断面が矩形状のコア Z下部クラッド構造が精度良く形成されていることも 確認した。
[0064] (3)上部クラッド層の形成
上記の基板上に形成したコア Z下部クラッド構造に上部クラッド層を積層するため、 オーバークラッド液 OC— 1をナイフエッジコーターにて塗布した。その後、波長 365η m、照度 lOOmWZcm2の紫外線を 10秒照射した後、 150°C、 60分間の条件でボス トべイクを行い、光導波路を得た。なお、この上部クラッド層の硬化後の屈折率を、ァ ッべ屈折率計を用い、波長 850nmで測定した結果、 1. 497であった。また得られた 光導波路は図 1 (e)に示す構造であった。結果、上記方法において、コアの高さ、コ ァの幅ともに 30 ± 3 mの矩形形状が形成された。また、得られた光導波路につい て、波長 850nmの光を一端力も入射させ、もう一端力も出射する光量を測定すること により、導波路伝送損失をカットバック法で求めたところ、 0. 4dBZcmであった。
[0065] 実施例 1 2 (導波路の形成）
実施例 1—1と同様にして基板上にコア Z下部クラッド構造を形成した後、オーバー クラッド液 OC— 1に代えてドライフィルム D— 3を常圧熱ロール圧着法 (温度 100°C) にて転写した。その後、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫外線を 10秒照射した 後、 150°C、 60分間の条件でポストべイクを行い、光導波路を得た。なお、この上部 クラッド層の硬化後の屈折率を、アッベ屈折率計を用い、波長 850nmで測定した結 果、 1. 497であった。また、得られた光導波路は図 1 (e)に示す構造であった。結果 、上記方法において、コアの高さ、コアの幅ともに 30 ± 3 mの矩形形状が形成され た。また、得られた光導波路について、波長 850nmの光を一端力も入射させ、もう一 端から出射する光量を測定することにより、導波路伝送損失をカットバック法で求めた ところ、 0. 4dBZcmであった。
[0066] 実施例 1 3 (光導波路の形成）
実施例 1—1と同様にして基板上に下部クラッド層を形成した。次に、基板上の下部 クラッド層上に、更にドライフィルム D— 4を常圧熱ロール圧着法 (温度 100°C)にて転 写して、波長 365nm、照度 100mW/cm2の紫外線を 10秒照射した後、 150°C、 60 分間の条件でポストべイクを行い、側面クラッド部用の層を形成した。この側面クラッ ド部用の層に実施例 1 1と同様の条件でのレーザー加工を行ない、幅 30 /ζ πι、深 さ 30 mの矩形のライン状に伸び、底面に下部クラッド層の上面が露出する溝を形 成した。更にこのライン状の溝内に液状コア形成液 LC— 1をナイフエッジコーターに より充填し、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫外線を 10秒照射した後、 150°C 、 30分間加熱することにより熱硬化させてコア部となる部分を形成し、図 4 (e)に示す 構造を得た。更に、上部にはみ出したコア部をポリツシングにより除去し、側面クラッド 部の上面が露出する面を形成してから、ドライフィルム D— 3を常圧熱ロール圧着法（ 温度 100°C)にて転写して、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫外線を 10秒照 射した後、 150°C、 60分間の条件でポストべイクを行い、光導波路を得た。得られた 光導波路は図 4 (f)の構造を有する。得られた光導波路の導波路伝送損失を実施例 1—1と同様にしてカットバック法により求めたところ 0. 4dB/cmであった。
[0067] 実施例 1 4 (光導波路の形成）
(1)下部クラッド層の形成
下部クラッド層を形成するため、ドライフィルム D— 2をシリコン基板の表面上に常圧 熱ロール圧着法（温度： 100°C)にて転写し、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫 外線を 10秒間照射した後、ホットプレートを用いて 150°C、 30分間の条件で熱硬化 させることにより、膜厚 20 mの下部クラッド層を得た。なお、この下部クラッド層の硬 化後の屈折率を、アッベ屈折率計を用い、波長 850nmで測定した結果、 1. 497で めつに。
[0068] (2)コア層の形成
次に、コア層形成のため、ドライフィルム D—1を下部クラッド層の上に常圧ロール熱 圧着法（温度： 100°C)にて転写したのち、波長 365nm、照度 lOmWZcm2の紫外 線を 100秒間照射した。なお、このコア層の屈折率を、アッベ屈折率計を用いて、波 長 850應で測定した結果、 1. 520であった。
[0069] その後、コア層に対してパルス Nd:YAGレーザを用いてレーザー加工を行なった 。加工条件は実施例 1—1と同様である。また、この段階で、ライン幅 30 /z mの断面 が矩形状のコア部が精度良く形成されていることも確認した。
[0070] (3)上部クラッド層の形成
上記のコア部上に上部クラッド層を積層するため、オーバークラッド液 OC— 1をナ イフェッジコ一ターにて塗布した。その後、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫外 線を 10秒照射した後、 150°C、 60分間の条件でポストべイクを行い、光導波路を得 た。なお、この上部クラッド層の硬化後の屈折率を、アッベ屈折率計を用い、波長 85 Onmで測定した結果、 1. 497であった。また、得られた光導波路は図 3 (e)に示す構 造であった。結果、上記方法において、コアの高さ、コアの幅ともに 30± 3 /ζ πιの矩 形形状が形成された。また、得られた光導波路について、波長 850nmの光を一端か ら入射させ、もう一端から出射する光量を測定することにより、導波路伝送損失をカツ トバック法で求めたところ、 0. 4dBZcmであった。
[0071] 実施例 1 5 (導波路の形成）
(1)下部クラッド層の形成
下部クラッド層を形成するため、ドライフィルム D— 2をシリコン基板の表面上に常圧 熱ロール圧着法（温度： 100°C)にて転写し、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫 外線を 10秒間照射した後、ホットプレートを用いて 150°C、 30分間の条件で 熱硬化させることにより、膜厚 20 mの下部クラッド層を得た。なお、この下部クラッド 層の硬化後の屈折率を、アッベ屈折率計を用い、波長 850nmで測定した結果、 1. 497であった。
[0072] (2)コア層の形成
次に、コア層形成のため、ドライフィルム D—1を下部クラッド層の上に常圧ロール熱 圧着法（温度： 100°C)にて転写したのち、波長 365nm、照度 lOmWZcm2の紫外 線を 100秒間照射した。なお、このコア層の屈折率を、アッベ屈折率計を用いて、波 長 850應で測定した結果、 1. 520であった。
[0073] (3)上部クラッド層の形成
上記のコア層上に上部クラッド層を積層するため、ドライフィルム D— 3を常圧熱口 ール圧着法 (温度 100°C)にて転写した。その後、波長 365nm、照度 lOOmWZcm 2の紫外線を 10秒照射した後、 150°C、 60分間の条件でポストべイクを行った。その 結果、図 2 (b)に示すような下部クラッド層、コア層及び上部クラッド層からなる 3層構 造を得た。
[0074] (4)レーザー加工及び最上部クラッド層の被覆 上記の 3層構造に対して、実施例 1 1と同様の条件でのレーザー加工を行なって 、幅 30 mの線状のパターンを得た後、その全面にオーバークラッド液 OC—1をナ イフェッジコ一ターにて塗布した。その後、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫外 線を 10秒照射した後、 150°C、 60分間の条件でポストべイクを行い、光導波路を得 た。得られた光導波路は図 2 (e)に示す構造を有する。結果、上記方法において、コ ァの高さ、コアの幅ともに 30 ± 3 /z mの矩形形状が形成された。また、得られた光導 波路について、波長 850nmの光を一端力も入射させ、もう一端から出射する光量を 測定することにより、導波路伝送損失をカットバック法で求めたところ、 0. 4dB/cm であった。
[0075] 実施例 1 6 (光導波路の形成）
下部クラッド層を形成するため、ドライフィルム D— 2をシリコン基板の表面上に常圧 熱ロール圧着法（温度： 100°C)にて転写し、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫 外線を 10秒間照射した後、ホットプレートを用いて 150°C、 30分間の条件で熱硬化 させることにより、膜厚 20 mの下部クラッド層を得た。一方、ドライフィルム D— 4の 硬化性榭脂層 (膜厚： 30 m)に対して、実施例 1 1と同様の条件でのレーザー加 ェを行い、幅 30 m、高さ 30 mの線状のパターンを形成した。
[0076] 次に、この線状パターンを有するドライフィルムを、線状パターンの側から、シリコン 基板上に設けた下部クラッド層表面に積層し、常圧熱ロール圧着法 (温度 100°C)に て線状のパターンをシリコン基板の表面に転写した。その後、波長 365nm、照度 10 OmWZcm2の紫外線を 10秒照射した後、 150°C、 60分間の条件でポストべイクを行 い、コア部を得た。
[0077] 更に、実施例 1— 1と同様にして上部クラッド層を積層して光導波路を得た。得られ た光導波路の導波路伝送損失を実施例 1—1と同様にしてカットバック法により求め たところ 0. 4dBZcmであった。
[0078] 次に、第 2の発明の実施例について記載する。
[0079] 実施例 2— 1 (導波路の形成）
(1)下部クラッド層の形成
下部クラッド層を形成するため、ドライフィルム D— 2をシリコン基板の表面上に常圧 熱ロール圧着法（温度： 100°C)にて転写し、波長 365nm、照度 100mW/cm2の紫 外線を 10秒間照射した後、ホットプレートを用いて 150°C、 30分間の条件で熱硬化 させることにより、膜厚 20 mの下部クラッド層を得た。なお、この下部クラッド層の硬 化後の屈折率を、アッベ屈折率計を用い、波長 850nmで測定した結果、 1. 497で めつに。
[0080] (2)コア層の形成
次に、コア層形成のため、ドライフィルム D—1を下部クラッド層の上に常圧ロール熱 圧着法 (温度： 100°C)にて転写した後、この転写されたドライフィルム D— 1に幅 30 mのライン状のパターンを有するフォトマスクを介して、波長 365nm、照度 10mW /cm2の紫外線を 100秒間照射して、ドライフィルムの所定部をライン状に紫外線硬 化させた。次に、紫外線照射したドライフィルムを有する基板を 1. 5重量％炭酸ナトリ ゥム水溶液 (温度 35°C)力 なる現像液中に浸漬して、ドライフィルムの未露光部を 溶解させた。こうして、幅 30 mのライン状パターンを有するコア部を形成した。なお 、このコア部分の屈折率を、アッベ屈折率計を用いて、波長 850nmで測定した結果 、 1. 520であった。
[0081] (3)上部クラッド層の形成
上記の基板上に形成したコア上に上部クラッド層を積層するため、オーバークラッド 液 OC—1をナイフエッジコーターにて塗布した。その後、波長 365nm、照度 100m WZcm2の紫外線を 10秒照射した後、 150°C、 60分間の条件でポストべイクを行い 、光導波路を得た。なお、この上部クラッド層の硬化後の屈折率を、アッベ屈折率計 を用い、波長 850nmで測定した結果、 1. 497であった。また、得られた光導波路は 図 7 (c)に示す構造であった。結果、上記方法において、コアの高さ、コアの幅ともに 30 ± 3 mの矩形形状が形成された。また、得られた光導波路について波長 850η mの光を一端力 入射させ、もう一端力 出射する光量を測定することにより、導波路 伝送損失をカットバック法で求めたところ、 0. 4dBZcmであった。
[0082] (4)貫通穴の形成
上記の光導波路を有する基板に、パルス Nd:YAGレーザーを用いてレーザー加 ェを行なって。加工条件は波長 355nm、パルスエネルギー 3. lmj、パルス幅 4. 3n s、繰り返し数 10Hzである。レーザービームは固定し、加工基板は位置決め精度 5 mの XYステージで移動させた。加工材料移動速度は 81 μ m/sec,集光形状は 15 πι φの円形であった。
[0083] YAGレーザーの第 3高調波（355nm)を用いて直径 30 μ mの貫通穴になるように 穴開け加工し、図 7 (d)に示す構造を作製した。
[0084] 実施例 2— 2 (光導波路の形成）
シリコン基板に代えてドライフィルム D— 2のベースフィルムを基板として実施例 2—
1と同様な方法で光導波路を形成した後、穴開け加工することで図 7 (d)に示す構造 を作製した。
[0085] 実施例 2— 3 (光導波路の形成）
シリコン基板に代えて、ドライフィルム D— 2のベースフィルムを基板として実施例 2 1と同様な方法で光導波路を形成した後、ベースフオルムまで達すよう穴開け加工 した後、ベースフィルムを剥離することで図 7 (b)に示す構造を作製した。
[0086] 実施例 2— 4 (光導波路の形成）
剥離可能な基板上に実施例 2— 1と同様な方法で光導波路を形成した後、基板ま で達するよう穴開け加工した後、基板を剥離することで図 7 (b)に示す構造を作製し た。
[0087] 実施例 2— 5 (貫通穴への導電性部材の充填）
実施例 1及び 2で得られた光導波路の貫通穴に、金属ペースト (例:ハリマ化成 N Pシリーズ)をスクリーン印刷にて充填した。この金属ペーストが充填された貫通穴は 、光導波路を有する基板をその上下で別の回路基板や半導体基板などで挟み込ん で積層構造を形成する際の光導波路を有する基板の上面にある別部材と下面にあ る別部材との間での導通を確保する、あるいは、熱伝導性を確保する通路として機能 させることがでさる。
[0088] 実施例 2— 6 (光導波路分岐構造の形成）
実施例 2—1の（1)〜（3)と同様にして、光導波路を形成した。次に、実施例 2—1と 同様の条件によりレーザー加工を行なって、上部クラッド層の所定部分にコア部の上 面に達する穴 (非貫通穴)を開けて図 8 (b)に示す構造を有する光導波路を得た。更 に、この非貫通穴に液状コア形成液 LC— 2を充填後、波長 365nm、照度 lOOmW Zcm2の紫外線を 30秒間照射した後、ホットプレートを用いて 120°C、 30分間の条 件で熱硬化させることにより、コア部に対して上方に光導波路が分岐する分岐構造を 形成した。
[0089] 実施例 2— 7 (導波路の形成）
実施例 2—1の（1)及び（2)と同様にして、シリコン基板表面上に下部クラッド層及 びコア層を形成した。次に、コア部分を有する下部クラッド層の上面に、光導波路用 硬化性ドライフィルム D— 3を常圧熱ロール圧着法 (温度： 100°C)にて転写し、ホット プレートを用いて 120°C、 30分の条件でプリベータした。その後、波長 365nm、照度 lOOmWZcm2の紫外線を 10秒照射し、 150°C、 30分の条件でポストべイクを行つ て、図 7 (c)に示す構造の光導波路構造を作成した。
[0090] 更に、実施例 2—1の（4)と同様にして貫通穴を形成し、図 7 (d)に示す構造を得た

Claims

請求の範囲
[1] コア部とクラッド部とを有する光導波路の製造方法にぉ 、て、前記コア部及び前記 クラッド部の少なくとも一方の形成工程に、有機材料の除去のためのレーザー加工 処理が含まれることを特徴とする光導波路の製造方法。
[2] 前記レーザー加工処理が、基板上に設けられたコア部またはクラッド部を形成する ための有機材料層の所定部にレーザーを照射して、照射部の有機材料を該基板上 から除去して、該コア部またはクラッド部に所定の形状を付与する請求項 1に記載の 光導波路の製造方法。
[3] 前記レーザー加工処理が、発振波長が 400nm以下のレーザー光を用いる処理で ある請求項 1に記載の光導波路の製造方法。
[4] 前記レーザー加工処理が、有機材料を構成する有機化合物の結合を切断し除去 するアブレーシヨン効果を主とする処理である請求項 1に記載の光導波路の製造方 法。
[5] 有機材料が、熱可塑性榭脂または硬化性榭脂である請求項 1に記載の光導波路 の製造方法。
[6] コア部とクラッド部とを有し、これらの少なくとも一方が有機材料力 形成されている 光導波路に、貫通穴及び非貫通穴の少なくとも一方を設けた光導波路ユニットの製 造方法において、前記貫通穴及び非貫通穴の少なくとも一方をレーザー加工処理 により形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
[7] 前記レーザー加工処理が、有機材料力 形成されているコア部および Zまたはクラ ッド部の所定部にレーザーを照射して、照射部の有機材料を除去して貫通穴または 非貫通穴を形成する請求項 6に記載の光導波路の製造方法。
[8] 前記レーザー加工処理が、有機材料を構成する有機化合物の結合を切断し除去 するアブレーシヨン効果を主とする処理である請求項 1に記載の光導波路の製造方 法。
[9] 前記レーザー加工処理が、発振波長が 400nm以下のレーザー光を用いる処理で ある請求項 4に記載の光導波路の製造方法。
[10] 有機材料が、熱可塑性榭脂または硬化性榭脂である請求項 1に記載の光導波路 の製造方法。
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