光導波路の製造方法
【課題】感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法において、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を提供する。
【解決手段】下部クラッド層を形成する工程と、前記下部クラッド層の表面上にコア材料からなるコア層を形成する工程と、前記コア層の表面上に上部クラッド層を形成する工程と、前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成して、下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程と、を含む。
【解決手段】下部クラッド層を形成する工程と、前記下部クラッド層の表面上にコア材料からなるコア層を形成する工程と、前記コア層の表面上に上部クラッド層を形成する工程と、前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成して、下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路の製造方法に関し、より詳しくは、可撓性を有する光配線基板や光電気複合配線基板等において好適に用いることができる光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高性能化や高機能化が急速に進んでいることに伴い、電子機器における伝送情報の大容量化や高速化が要求されており、電子機器内部の高集積化や信号の高周波化が進行している。一方、このように電子回路の高集積化や電気信号の高周波化が進行することにより、電気信号のクロストークやノイズが発生すること、特性インピーダンスが調整困難となること、高周波領域において損失が発生することといった問題が生じるが、これらの問題を電気信号による情報伝送に関する技術により改善することが困難であった。そこで、これらの問題を解決し得る情報伝送の手法として、光導波路を用いた光による情報伝送が検討されている。
【０００３】
また、携帯用機器や小型機器といった電子機器においては、各種部品が密に配置されているので、部品間の狭い隙間を縫うようにして配線しなければならない。そのため、配線基板としては可撓性を有する配線基板が広く用いられており、このような可撓性を有する光配線基板や光電気複合配線基板等において好適に用いることができる光導波路が要求されている。
【０００４】
このような光導波路として、例えば、国際公開第２００８／００７６７３号（特許文献１）には、光導波路の材料として特定のシロキサン変性ポリイミド樹脂を用いた光導波路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／００７６７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような光導波路においては、光導波路のパターンを形成するためにコア材料として感光性を有するものを用いる必要があった。そして、このような場合、不飽和結合を有するモノマーやその硬化物といった光硬化成分とコア材料中のシロキサン変性ポリイミド樹脂とが相分離構造を取ってしまい、形成されるコアの透明性が悪くなり、光導波路の光伝送能力が不十分となるという点で特許文献１に記載のような光導波路は未だ必ずしも十分なものではなかった。
【０００７】
これらの問題を解決するために、例えば、未公開の先行出願である特願２００９−０３３６８６２号には、感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法であって、
前記現像液に対する溶解性を有するコア材料からなるコア層を形成する工程と、
前記コア層の表面上に、感光性を有しており且つ光照射前において前記現像液に対する溶解性を有するクラッド材料からなるクラッド層を形成する工程と、
前記クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされたクラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層のパターンを形成して、コアと前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程と、
を含む光導波路の製造方法が提案されている。そして、この提案によれば、十分な光伝送能力を有する光導波路を製造することが可能となることが記載されている。
【０００８】
しかしながら、このような方法によれば、十分な光伝送能力を有する光導波路を製造することはできるものの、コア層のパターンを形成する際に生ずるサイドエッチング（エッチングの際にコア層に垂直な方向だけでなく、コア層の平面方向にもエッチングが進行する現象のことをいう）やアンダーカット（レジストマスクの下にエッチング液が回り込みエッチングが進行する現象のことをいう）の影響を受けやすくなるために、パターン形成されるテーパー形状のコアのテーパー角度（コアと下部クラッドとの境界面に対するコア側面の斜面の傾斜角度のことをいう）が小さくなり、光導波路のパターン形成精度を高くすることが困難な傾向にあることが分かった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能な光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、下部クラッド層の表面上にコア層及び上部クラッド層を形成し、その後、前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上記クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成することにより、コア材料として感光性を有さないものを用いた場合においてもコア層のパターンを形成することが可能となり、以下説明するように、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の光導波路の製造方法は、感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法であって、
前記現像液に対する溶解性を有する第１のクラッド材料からなる下部クラッド層を形成する工程と、
前記下部クラッド層の表面上に、前記現像液に対する溶解性を有するコア材料からなるコア層を形成する工程と、
前記コア層の表面上に、感光性を有しており且つ光照射前において前記現像液に対する溶解性を有する第２のクラッド材料からなる上部クラッド層を形成する工程と、
前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成して、下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
【００１２】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、前記第２のクラッド材料がシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体、不飽和結合を有するモノマー及び光重合開始剤を含有するものであるが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の光導波路の製造方法においては、前記コア材料がシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体を含有するものであることが好ましい。また、前記コア材料は光重合開始剤を実質的に含有しないものであることが好ましい。さらに、前記コア材料は不飽和結合を有するモノマーを含有するものであってもよいが、このような場合には、前記モノマーの含有量が前記シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して１〜３０質量部の範囲内であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、前記現像液が炭酸ナトリウム水溶液であることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の光導波路の製造方法においては、前記上部クラッド層の厚みが１〜４０μｍであり、且つ前記下部クラッド層の厚みが５〜４０μｍであることが好ましい。
【００１６】
なお、本発明の光導波路の製造方法によれば、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能となる。すなわち、本発明の光導波路の製造方法によれば、コア材料として感光性を有さないものを用いた場合においてもコア層のパターンを形成することが可能となるため、本発明に用いるコア材料は、感光性を付与するための不飽和結合を有するモノマーや光重合開始剤を含有する必要がない。そして、光硬化される前記不飽和結合を有するモノマーや前記光重合開始剤による重合物等とコア材料中のシロキサン変性ポリイミド樹脂とが相分離構造を取ることによってコアの透明性は悪化するが、本発明に用いるコア材料においては、前記不飽和結合を有するモノマーや前記光重合開始剤の含有量を従来の製造方法におけるコア材料と比較して飛躍的に少なくすることができる。そのため、本発明の光導波路の製造方法により得られる光導波路のコアは、透明性に優れ、十分な光伝送能力を有するものとなる。
【００１７】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして現像液によりコア層のパターンだけでなく下部クラッド層のパターンを形成しており、コア層のパターンのみを形成する場合と比較して余剰のエッチング液が少なくなることから、レジストマスクの下に余剰のエッチング液が回り込むことにより生ずるアンダーカットを抑制することができる。また、コア層のパターンのみを形成する場合にはコアと下部クラッドとの境界面近傍はエッチングしにくい箇所であるためにコアのテーパー角度が小さくなる傾向にあるのに対し、本発明のようにコア層のパターンだけでなく下部クラッド層のパターンを形成する場合にはエッチングしにくくなる箇所が下部クラッドと基板との境界面近傍となるためにパターン形成がされるコアのテーパー角度への影響はない。このように本発明の光導波路の製造方法によれば、パターン形成されるテーパー形状のコアのテーパー角度を大きくできるため、本発明の光導波路の製造方法により得られる光導波路のコアは、十分に高いパターン形成精度を有するものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能な光導波路の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】基板上に下部クラッド層を形成した状態を示す模式図である。
【図２】図１に示す下部クラッド層上にコア層を形成した状態を示す模式図である。
【図３】図２に示すコア層上に上部クラッド層を形成した状態を示す模式図である。
【図４】図３に示す上部クラッド層の所定箇所に紫外線を光照射した状態を示す模式図である。
【図５】下部クラッドと、下部クラッドに形成されたコアと、コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を示す模式図である。
【図６】図５に示す光導波路におけるコア近傍を示す拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００２１】
本発明の光導波路の製造方法は、感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法であって、
前記現像液に対する溶解性を有する第１のクラッド材料からなる下部クラッド層を形成する工程（第１の工程）と、
前記下部クラッド層の表面上に、前記現像液に対する溶解性を有するコア材料からなるコア層を形成する工程（第２の工程）と、
前記コア層の表面上に、感光性を有しており且つ光照射前において前記現像液に対する溶解性を有する第２のクラッド材料からなる上部クラッド層を形成する工程（第３の工程）と、
前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成して、下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程（第４の工程）と、
を含むことを特徴とする方法である。
【００２２】
先ず、本発明の光導波路の製造方法に用いる第１及び第２のクラッド材料並びにコア材料について説明する。
【００２３】
本発明に用いる第２のクラッド材料は、感光性を有し、且つ光照射前において光導波路のパターンを形成する際に用いる現像液に対する溶解性を有するものである。なお、感光性とは、特定の光が照射されることにより反応を開始して光硬化する性質のことをいう。そして、前記第２のクラッド材料は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体、不飽和結合を有するモノマー及び光重合開始剤を含有するものであることが好ましい。
【００２４】
本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂は、下記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位を有するシロキサン変性ポリイミド樹脂であることが好ましい。また、本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体は、加熱処理又は脱水処理を施すことにより脱水閉環反応せしめることによって下記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位を有するシロキサン変性ポリイミド樹脂となる前駆体であることが好ましい。
【００２５】
【化１】
【００２６】
【化２】
【００２７】
前記一般式（１）及び（２）において、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ下記一般式（３）で表される４価の芳香族基を示し、Ａｒ３は下記一般式（４）又は下記一般式（５）で表される２価の芳香族基を示す。また、Ｒ３は炭素数２〜６の２価の炭化水素基を示すが、好ましくは炭素数２〜６のアルキレン基である。さらに、Ｒ４は炭素数１〜６の１価の炭化水素基を示すが、好ましくはメチル基又はフェニル基である。また、ｍは１〜５０（好ましくは５〜３０）の整数を示す。ｍが１未満では低弾性率化（屈曲特性）が不十分であり、他方、５０を超えるとテトラカルボン酸二無水物との反応性が低下し、重合物の分子量が低下するため、屈曲特性が低下する。ここで、一つの繰り返し単位中に複数のＲ３、Ｒ４が存在する場合には、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。また、一分子中に複数の繰り返し単位が存在する場合、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ３〜Ｒ４は、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００２８】
【化３】
【００２９】
【化４】
【００３０】
【化５】
【００３１】
前記一般式（３）、（４）及び（５）において、Ｘ及びＹは、それぞれ単結合、又は炭素数１〜１５の２価の炭化水素基、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、ＳＯ２及びＣＯＮＨからなる群から選択される２価の基を示すが、Ｘは単結合、又は炭素数１〜１５の２価の炭化水素基、Ｏ、ＣＯからなる群から選択される２価の基であることが好ましい。また、Ｙは単結合又はＯ、ＣＯ及びＳＯ２からなる群から選択される２価の基であることが好ましい。また、２価の炭化水素基としては、炭素数１〜６のアルキレン基（アルキリデン基を含む）、フェニレン基が挙げられる。さらに、Ｒ１は炭素数１〜６の１価の炭化水素基を示すが、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基又はフェニル基であることが好ましく、炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基又はフェニル基であることがより好ましい。また、前記一般式（４）及び（５）において、ｎは０〜４の整数を示すが、ｎは０〜２であることが好ましく、０であることがより好ましい。上記のように前記一般式（１）においては、Ａｒ３は前記一般式（４）で表される２価の芳香族基であっても、前記一般式（５）で表される２価の芳香族基であってもよく、一分子中又は複数の分子中にその両者を有してもよい。
【００３２】
本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂の製造方法は特に限定されないが、例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸類とジアミンとの反応によって合成することができる。
【００３３】
前記Ａｒ１及びＡｒ２は前記一般式（３）で表される４価の基であるが、ポリイミド樹脂は通常、芳香族テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸類とジアミンとの反応によって合成されるので、Ａｒ１及びＡｒ２は芳香族テトラカルボン酸類の残基ということができる。また、前記一般式（１）において、Ａｒ３で表される２価の芳香族基は、ジアミンの残基ということができる。さらに、前記一般式（２）で表される位置にＲ３が形成されるシロキサン構造を含む２価の基は、ジアミンの残基ということができる。
【００３４】
芳香族テトラカルボン酸類としては、合成によりＡｒ１又はＡｒ２が形成される芳香族テトラカルボン酸類を用いることができる。このような芳香族テトラカルボン酸類としては、例えば、２，２’，３，３’−、２，３，３’，４’−又は３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３’，３，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、２，３’，３，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、３，３’’，４，４’’−、２，３，３’’，４’’−又は２，２’’，３，３’’−ｐ−テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェニル）−プロパン二無水物、ビス（２，３−又は３．４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、１，１−ビス（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物が挙げられる。
【００３５】
本発明においては、合成によりＡｒ１又はＡｒ２が形成される芳香族テトラカルボン酸類と共に、他のテトラカルボン酸類を使用することもできる。他のテトラカルボン酸類を使用する場合、その使用量は、使用する芳香族テトラカルボン酸類に対して５０モル％以下とすることが好ましく、２０モル％以下とすることがより好ましい。
【００３６】
このような他のテトラカルボン酸類としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、２，３，５，６−シクロヘキサン二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチル−１，２，３，５，６，７−ヘキサヒドロナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、２，６−又は２，７−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−（又は１，４，５，８−）テトラクロロナフタレン−１，４，５，８−（又は２，３，６，７−）テトラカルボン酸二無水物、２，３，８，９−、３，４，９，１０−、４，５，１０，１１−又は５，６，１１，１２−ペリレン−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、４，４−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルメタン二無水物、１，２，７，８−、１，２，６，７−又は１，２，９，１０−フェナンスレン−テトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
【００３７】
ジアミンとしては、合成により前記一般式（５）又は前記一般式（４）で表されるＡｒ３が形成されるジアミン、並びに合成により前記一般式（２）で表される位置にＲ３が形成されるシロキサン構造を含むジアミンを用いることができる。
【００３８】
合成により前記一般式（５）で表されるＡｒ３が形成されるジアミンとしては、例えば、２，２−ビス−［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス−［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［１−（４−アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［１−（３−アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）］ベンゾフェノン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）］ベンゾフェノン、ビス［４，４'−（４−アミノフェノキシ）］ベンズアニリド、ビス［４，４'−（３−アミノフェノキシ）］ベンズアニリド、９，９−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］フルオレン、９，９−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］フルオレンが挙げられる。
【００３９】
合成により前記一般式（４）で表されるＡｒ３が形成されるジアミンとしては、例えば、４，４'−メチレンジ−ｏ−トルイジン、４，４'−メチレンジ−２，６−キシリジン、４，４'−メチレン−２，６−ジエチルアニリン、４，４'−ジアミノジフェニルプロパン、３，３'−ジアミノジフェニルプロパン、４，４'−ジアミノジフェニルエタン、３，３'−ジアミノジフェニルエタン、４，４'−ジアミノジフェニルメタン、３，３'−ジアミノジフェニルメタン、４，４'−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３'−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４'−ジアミノジフェニルスルホン、３，３'−ジアミノジフェニルスルホン、４，４'−ジアミノジフェニルエーテル、３，３−ジアミノジフェニルエーテル、３，４'−ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、３，３'−ジアミノビフェニル、３，３'−ジメチル−４，４'−ジアミノビフェニル、３，３'−ジメトキシベンジジン、４，４''−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、３，３''−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、２，２’−ジビニル−４，４’−ジアミノ−ビフェニル、９，９−ビス（４−アミノフェノキシ）−９Ｈ−フルオレンが挙げられる。これらの中でも、２，２’−ジビニル−４，４’−ジアミノビフェニル（ＤＶＤＡＢＰ）、９，９−ビス（４-アミノフェノキシ）−９Ｈ−フルオレン（ＢＡＦＬ）を用いることが好ましい。
【００４０】
合成により前記一般式（２）で表される位置にＲ３が形成されるシロキサン構造を含むジアミンとしては、例えば、ω，ω'−ビス（２−アミノエチル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω'−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω'−ビス（４−アミノフェニル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω'−ビス（３−アミノプロピル）ポリジフェニルシロキサン、ω，ω'−ビス（３−アミノプロピル）ポリメチルフェニルシロキサンが挙げられる。このようなジアミンは市販されており、例えば、商品名Ｆ-８０１０（信越化学工業社製）が挙げられる。
【００４１】
本発明においては、前記ジアミンと共に、他の芳香族ジアミンを使用することもできる。他の芳香族ジアミンを使用する場合、その使用量は、使用するジアミンに対して５０モル％以下とすることが好ましく、２０モル％以下とすることがより好ましい。
【００４２】
このような他の芳香族ジアミンとしては、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノピリジン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４'−［１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスアニリン、４，４'−［１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスアニリン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（２−メチル−４−アミノペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（１，１−ジメチル−５−アミノペンチル）ベンゼン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、２，４−ビス（β−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、２，４−ジアミノトルエン、ｍ−キシレン−２，５−ジアミン、ｐ−キシレン−２，５−ジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、２，６−ジアミノピリジン、２，５−ジアミノピリジン、２，５−ジアミノ−１，３，４−オキサジアゾール、ピペラジンが挙げられる。
【００４３】
本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂は、前記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位を有するものであるが、前記一般式（１）で表される繰り返し単位の全繰り返し単位に対するモル比ｑは０．０１〜０．９５であることが好ましく、０．１〜０．６であることがより好ましい。また、前記一般式（２）で表される繰り返し単位の全繰り返し単位に対するモル比ｐは０．０５〜０．９９であることが好ましく、０．４〜０．９であることがより好ましい。このような繰り返し単位のモル比は、シロキサン変性ポリイミド樹脂が前記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位のみからなる場合であっても、他の繰り返し単位を有する場合であっても上記範囲内にあることが好ましい。なお、他の繰り返し単位を有する場合は、ｐ＋ｑの値は０．５以上であることが好ましく、０．８以上であることがより好ましい。また、ｐ／（ｐ＋ｑ）の値は０．４〜０．９の範囲内であることが好ましい。
【００４４】
本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂においては、その成形物の弾性率が０．２〜３．０ＧＰａの範囲内であることが好ましく、０．３〜３．０ＧＰａの範囲内であることがより好ましい。また、その成形物のガラス転移点（Ｔｇ）は８０℃以上であることが好ましく、１００〜３００℃の範囲内であることがより好ましい。
【００４５】
また、本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂は、前記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位を有するシロキサン変性ポリイミド樹脂となる前駆体を加熱処理又は脱水処理を施すことにより脱水閉環反応せしめることによって得られるものであることが好ましい。このような前駆体としては、下記一般式（６）及び（７）で表される繰り返し単位を有するシロキサン変性ポリアミック酸樹脂が挙げられる。
【００４６】
【化６】
【００４７】
【化７】
【００４８】
前記一般式（６）及び（７）において、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ３、Ｒ４、ｐ及びｑは、前記一般式（１）及び（２）におけるＡｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ３、Ｒ４、ｐ及びｑと同様の意味を示す。前記一般式（６）及び（７）においては、シロキサン変性ポリアミック酸樹脂に光重合性を付与するという観点から、前記一般式（６）中のＡｒ３中のＲ１又は前記一般式（７）中のＲ４の一部がアルケニル基であることが好ましい。アルケニル基としては、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｒ６−で表される基が挙げられる。Ｒ６は単結合、炭素数１〜６のアルキレン基又はフェニレン基を示すが、反応性の観点から、単結合であることがより好ましい。
【００４９】
前記第２のクラッド材料に用いる不飽和結合を有するモノマーは特に限定されないが、反応性の観点からアクリレートモノマーであることが好ましい。このようなアクリレートモノマーとしては、例えば、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、２−メトキシエトキシエチルアクリレート、２−エトキシエトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、グリシジルアクリレート、アリルアクリレート、エトキシアクリレート、メトキシアクリレート、Ｎ，Ｎ'−ジメチルアミノエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、ジシクロペンタジエニルアクリレート、ジシクロペンタジエンエトキシアクリレート等のモノアクリレート；ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール２００ジアクリレート、ポリエチレングリコール４００ジアクリレート、ポリエチレングリコール６００ジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ビス（アクリロキシエトキシ）ビスフェノールＡ、ビス（アクリロキシエトキシ）テトラブロモビスフェノールＡ、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート等の多官能アクリレートが挙げられる。これらのアクリレートモノマーは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００５０】
前記第２のクラッド材料に用いる前記不飽和結合を有するモノマーの含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜５５質量部の範囲となる量であることが好ましく、１０〜５０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、上部クラッド層の感光性が不十分となることにより光導波路のパターンを形成しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、光硬化による収縮が大きくなるためにフィルムカールが大きくなる傾向にある。
【００５１】
前記第２のクラッド材料に用いる光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２，２−ジメトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、チオキサソン、２−クロロチオキサソン、２−メチルチオキサソン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメート、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、１，２−オクタンジオン−１−［４−（フェニルチオ）−２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］（チバ・ジャパン社製の「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ−０１」）、エタノン−１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−［ｏ−アセチルオキシム］（チバ・ジャパン社製の「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ−０２」）が挙げられる。これらの光重合開始剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。本発明に用いる第２のクラッド材料における前記光重合開始剤の含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜２０質量部の範囲となる量であることが好ましく、１〜１０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、上部クラッド層の感光性が不十分となることにより光導波路のパターンを形成しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、上部クラッド層の光透過性が悪化するために上部クラッド層底部に光が届きにくくなり、底部の光硬化が不十分となる傾向にある。
【００５２】
本発明に用いる第２のクラッド材料は、前記シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体、前記不飽和結合を有するモノマー及び前記光重合開始剤の他に、増感剤を含有していてもよい。このような増感剤としてはベンゾフェノン等の種々の芳香族化合物が挙げられる。また、このような増感剤を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、０．０１〜２質量部の範囲となる量であることが好ましく、０．０５〜０．５質量部の範囲となる量であることがより好ましい。
【００５３】
本発明に用いる第２のクラッド材料は、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の樹脂を含有していてもよい。エポキシ樹脂としては、１分子中にエポキシ基を複数有するものであれば特に限定されるものではなく、市販されている液体エポキシ樹脂や固体エポキシ樹脂を適宜使用することができる。前記エポキシ樹脂としては、例えば、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、このようなエポキシ樹脂を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、４０質量部以下となる量であることが好ましく、２０質量部以下となる量であることがより好ましい。
【００５４】
本発明に用いる第２のクラッド材料には、必要に応じて、光伝送能力を阻害しない範囲でシリカ等の無機フィラーを含有していてもよい。
【００５５】
本発明に用いるコア材料は、光導波路のパターンを形成する際に用いる現像液に対する溶解性を有するものである。そして、前記コア材料は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体を含有するものであることが好ましい。前記コア材料に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体としては、前記第２のクラッド材料に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体と同様のものを使用することができる。一方、本発明においてはコア材料に感光性が要求されないことから、前記コア材料は光重合開始剤を実質的に含有しないものであることが好ましい。なお、コア材料が光重合開始剤を実質的に含有しないとは、コア材料中に光重合開始剤を添加しないことをいい、不純物としては含有していてもよいが、その含有量はシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して０．０１質量部以下であることをいう。
【００５６】
本発明に用いるコア材料は、不飽和結合を有するモノマーを含有していてもよい。このような不飽和結合を有するモノマーとしては、前記第２のクラッド材料に用いる不飽和結合を有するモノマーと同様のものを使用することができる。また、このような不飽和結合を有するモノマーを使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜３０質量部の範囲となる量であることが好ましく、３〜１０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、現像時にコアを溶解させるのに必要な時間が長くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる光導波路における光伝送能力が不足する傾向にある。
【００５７】
本発明に用いるコア材料は、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の樹脂を含有していてもよい。前記エポキシ樹脂としては、前記第２のクラッド材料に用いるエポキシ樹脂と同様のものを使用することができる。また、このようなエポキシ樹脂を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、４０質量部以下となる量であることが好ましく、２０質量部以下となる量であることがより好ましい。
【００５８】
本発明に用いるコア材料は、必要に応じて、光伝送能力を阻害しない範囲で無機フィラーを含有していてもよい。前記無機フィラーとしては、前記第２のクラッド材料に用いる無機フィラーと同様のものを使用することができる。
【００５９】
本発明に用いる第１のクラッド材料は、光導波路のパターンを形成する際に用いる現像液に対する溶解性を有するものである。そして、前記第１のクラッド材料は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体を含有するものであることが好ましい。前記第１のクラッド材料に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体としては、前記第２のクラッド材料に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体と同様のものを使用することができる。一方、本発明においては第１のクラッド材料に感光性が要求されないことから、前記第１のクラッド材料は光重合開始剤及び増感剤を含有しないものであってもよいが、前記第２のクラッド材料同様に光重合開始剤及び増感剤を含有するものであってもよい。前記光重合開始剤及び前記増感剤としては、前記第２のクラッド材料に用いる光重合開始剤及び増感剤と同様のものをそれぞれ使用することができる。また、前記光重合開始剤を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜２０質量部の範囲となる量であることが好ましく、１〜１０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。さらに、前記増感剤を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、０．０１〜２質量部の範囲となる量であることが好ましく、０．０５〜０．５質量部の範囲となる量であることがより好ましい。
【００６０】
本発明に用いる第１のクラッド材料は、必要に応じて、不飽和結合を有するモノマーを含有していてもよい。このような不飽和結合を有するモノマーとしては、前記第２のクラッド材料に用いる不飽和結合を有するモノマーと同様のものを使用することができる。また、このような不飽和結合を有するモノマーを使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜５５質量部の範囲となる量であることが好ましく、１０〜５０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、現像時に下部クラッドを溶解させるのに必要な時間が長くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、硬化による収縮が大きくなるためにフィルムカールが大きくなる傾向にある。
【００６１】
本発明に用いる第１のクラッド材料は、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の樹脂を含有していてもよい。前記エポキシ樹脂としては、前記第２のクラッド材料に用いるエポキシ樹脂と同様のものを使用することができる。また、このようなエポキシ樹脂を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、４０質量部以下となる量であることが好ましく、２０質量部以下となる量であることがより好ましい。
【００６２】
本発明に用いる第１のクラッド材料は、必要に応じて、光伝送能力を阻害しない範囲で無機フィラーを含有していてもよい。前記無機フィラーとしては、前記第２のクラッド材料に用いる無機フィラーと同様のものを使用することができる。
【００６３】
前記第１及び第２のクラッド材料並びに前記コア材料は、前記第１及び第２のクラッド材料並びに前記コア材料を固形分として含有する溶液として使用してもよい。このように溶液として使用する場合には、各種有機溶剤等により粘度等を調整することができる。このような有機溶剤としては、例えば、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライム）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライム）、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ペグミア）、乳酸エチルが挙げられる。これらの有機溶剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、このように溶液として使用する場合、前記有機溶剤の使用量は、前記クラッド材料又は前記コア材料の固形分１００質量部に対して、１０〜４００質量部の範囲となる量であることが好ましい。なお、本明細書において、有機溶剤を１０質量部以上含み常温で液状を示す樹脂組成物の溶液のことをワニスという。また、前記クラッド材料及び前記コア材料をワニスとして使用する場合には、前記ワニスに、必要に応じて、チクソトロピー材、消泡剤等を添加してもよい。
【００６４】
以上、本発明の光導波路の製造方法に用いる第１及び第２のクラッド材料並びにコア材料について説明したが、以下、図面を参照しながら、本発明の光導波路の製造方法について説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６５】
第１の工程においては、前記第１のクラッド材料からなる下部クラッド層を形成する。図１は、基板上に下部クラッドを形成した状態を示す模式図である。図１に示すように、基板１の表面上に下部クラッド層２が形成されている。基板１としては、銅張り積層板、銅箔、ＳＵＳ箔等の金属板；ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム等の樹脂フィルムを使用することができる。また、下部クラッド層２は、前記第１のクラッド材料を用いて基材１の表面上に形成することができる。下部クラッド層２の形成方法としては、（i）原料ワニスをキャストする方法、（ii）フィルム状態のものをラミネートする方法を採用することができる。原料ワニスをキャストする方法を採用する場合においては、乾燥温度を８０〜１４０℃の範囲内とし、乾燥時間を５〜２０分間の範囲内とすることが好ましい。また、下部クラッド層２の厚みは通常５〜４０μｍであり、５〜３５μｍであることがより好ましく、５〜３０μｍであることが特に好ましい。下部クラッド層２の厚みが前記下限未満では、得られる光導波路のパターン形成精度が不十分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる光導波路の総厚みが厚くなるために、得られる光導波路を用いた光配線基板の可撓性が低下する傾向にある。
【００６６】
第２の工程においては、図２に示すように、下部クラッド層２の表面上に、前記コア材料からなるコア層３を形成する。図２は、下部クラッド層の表面上にコア層を形成した状態を示す模式図である。コア層３の形成方法としては、（i）原料ワニスをキャストする方法、（ii）フィルム状態のものをラミネートする方法を採用することができる。原料ワニスをキャストする方法を採用する場合においては、乾燥温度を８０〜１４０℃の範囲内とし、乾燥時間を５〜２０分間の範囲内とすることが好ましい。また、コア層３の厚みは１０〜８０μｍの範囲内とすることが好ましく、４５〜６０μｍでの範囲内とすることがより好ましい。コア層３の厚みが前記下限未満では、得られる光導波路における光伝送能力が不足する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、コア層のパターンを形成しにくくなる傾向にある。
【００６７】
第３の工程においては、コア層３の表面上に、前記第２のクラッド材料からなる上部クラッド層４を形成する。図３は、図２に示すコア層上に上部クラッド層を形成した状態を示す模式図である。上部クラッド層４の形成方法としては、（i）原料ワニスをキャストする方法、（ii）フィルム状態のものをラミネートする方法を採用することができる。原料ワニスをキャストする方法を採用する場合においては、乾燥温度を８０〜１４０℃の範囲内とし、乾燥時間を５〜２０分間の範囲内とすることが好ましい。また、上部クラッド層４の厚みは１〜４０μｍの範囲内とすることが好ましく、１〜２５μｍの範囲内とすることがより好ましい。上部クラッド層４の厚みが前記下限未満では、現像液に対する耐性が不十分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、コアのパターン形状が悪化する傾向にある。
【００６８】
第４の工程においては、先ず、上部クラッド層４の所定箇所に光照射する。図４は、図３に示すクラッド層の所定箇所に紫外線を光照射した状態を示す模式図である。図４に示すように、フォトマスク５を用いて上部クラッド層４の所定箇所に紫外線を光照射することにより、上部クラッド層４の所定箇所が光により硬化して現像液に対して溶解性を有さない光硬化後のクラッド６となる。このように光照射をする方法としては、図４に示すようにフォトマスク５を用いて所定箇所に光照射する方法を採用してもよいが、所定箇所にレーザー光で直接照射する方法を採用してもよい。照射する光としては紫外線、電子線等が挙げられる。また、紫外線又は電子線を照射する装置としては、例えば、メタルハライド灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、パルス型キセノン灯が挙げられる。紫外線又は電子線の照射条件はランプの種類等に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、照射露光量は通常５０〜２０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。
【００６９】
第４の工程においては、次に、現像液により前記上部クラッド層の光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成する。図５は、下部クラッドと、下部クラッド上に形成されたコアと、コア上に形成された上部クラッドとが形成された光導波路を示す模式図である。第４の工程においては、上部クラッド層４のうち光照射されていない箇所は前記現像液により溶解し、一方、光照射により光硬化後のクラッド６となった箇所については前記現像液により溶解しないために、上部クラッド層４のパターンが形成されて上部クラッド１１が形成される。そして、このように上部クラッド１１がパターン形成されることによってコア層３の一部が露出し、その露出した箇所が前記現像液に溶解することによりコア層３及び下部クラッド層２のパターンが形成され、コア１０及び下部クラッド１２が形成される。前記現像液としては、前記コア材料及び前記第１のクラッド材料並びに光照射前の前記第２のクラッド材料を溶解せしめることができるものを使用する必要がある。前記現像液の成分としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ性化合物；トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等の有機アルカリ性化合物が挙げられる。これらのアルカリ性化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、前記現像液中のアルカリ性化合物の濃度は０．５〜５質量％の範囲内とすることが好ましい。これらの現像液の中でも、作業性の観点から、炭酸ナトリウム１質量％水溶液を用いることが好ましい。現像の条件としては、上部及び下部クラッド層やコア層の厚み、現像液の種類等に応じて適宜設定することができる。このようにして光導波路のパターンを形成することにより、下部クラッド１２と、下部クラッド１２上に形成されたコア１０と、コア１０上に形成された上部クラッド１１が形成された光導波路を得ることができる。なお、光導波路のパターンを形成した後に、例えば温度１２０〜２２０℃にて１〜１２０分間の熱処理を施してもよい。
【００７０】
本発明の光導波路の製造方法は、前記第１の工程、前記第２の工程、前記第３の工程及び前記第４の工程を含む方法である。本発明の光導波路の製造方法によれば、前述したように、コア材料として感光性を有さないものを用いた場合においてもコア層のパターンを形成することが可能である。そのため、コア材料中におけるコアの透明性が悪化する原因となる成分を減じることが可能となり、十分な光伝送能力を有する光導波路を製造することが可能となる。また、本発明の光導波路の製造方法においては、パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして現像液によりコア層のパターンだけでなく下部クラッド層のパターンを形成している。そのため、本発明の光導波路の製造方法によれば、前述したように、パターン形成されるテーパー形状のコアのテーパー角度を大きくでき、十分に高いパターン形成精度を達成することができる。
【００７１】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、パターンが形成された光導波路を覆うように、オーバークラッドを形成してもよい。このようなオーバークラッドは、適宜公知の光導波路に使用される材料を用いて形成することができる。また、このようなオーバークラッドの形成方法としては、（i）原料ワニスをキャストする方法、（ii）フィルム状態のものをラミネートする方法を採用することができる。また、オーバークラッドを形成する場合には、その厚みは１５〜１６０μｍの範囲とすることが好ましい。また、オーバークラッドを形成するための材料としては、フレキシブルな光導波路を形成するという観点から、前記第１のクラッド材料又は前記第２のクラッド材料を用いることが好ましい。さらに、本発明の光導波路の製造方法により得られる光導波路においては、コア（コア材）の屈折率及び上部クラッド、下部クラッド及びオーバークラッド（クラッド材）の屈折率がそれぞれ１．４５〜１．６５の範囲内であることが好ましい。また、コア材の屈折率とクラッド材の屈折率との差の絶対値は０．０１以上であることが好ましく、０．０２以上であることがより好ましい。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、光導波路におけるコアのパターン形成精度は以下の方法により評価した。また、実施例及び比較例においては、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン、不飽和結合を有するモノマー、光重合開始剤、有機溶剤としてそれぞれ以下のものを用いた。
【００７３】
（i）光導波路におけるコアのパターン形成精度の評価方法
光導波路におけるコアの断面形状を観察し、コアのエッチングファクターを測定することによりコアのパターン形成精度を評価した。すなわち、先ず、光導波路におけるコアの断面形状を観察した。図６は、図５に示す光導波路におけるコア近傍を示す拡大模式図である。そして、上部クラッドとコアとの境界面におけるコアの端部から下部クラッドとコアとの境界面におけるコアの端部までのコアの幅方向の距離Ｘ、並びにコアの厚みＹを測定した（図６参照）。なお、測定はそれぞれ２以上の箇所について行い、その平均値を算出した。次いで、得られた測定値から下記関係式（Ｆ１）：
（エッチングファクター）＝ Ｙ／Ｘ ・・・（Ｆ１）
を用いて演算することによりコアのエッチングファクターを算出することができる。なお、コアのエッチングファクターの値が大きいほど、コアのパターン形成精度が高くなる。
【００７４】
（ii）実施例及び比較例で用いた材料
ＢＰＤＡ：３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ＢＴＤＡ：３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
ＯＤＰＡ：３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物
ＢＡＦＬ：９，９−ビス（４−アミノフェノキシ）−９Ｈ−フルオレン
ＤＶＤＡＢＰ：２，２’−ジビニル−４，４’−ジアミノビフェニル
ＫＦ−８０１０：数平均分子量約８５０のポリジメチルシロキサンジアミン（信越化学工業社製、商品名「ＫＦ−８０１０」）
ＤＭＡｃ：ジメチルアセトアミド
ＮＭＰ：Ｎ−メチル−２−ピロリドン
ＰＥＴ−３０：ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物（日本化薬社製、商品名「ＰＥＴ−３０」）
ＯＸＥ−０１：光重合開始剤（チバ・ジャパン社製、商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ−０１」）
ＯＸＥ−０２：光重合開始剤（チバ・ジャパン社製、商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ−０２」）。
【００７５】
（調製例１）
窒素注入管を装備した反応器中で４９．８ｇ（０．０６ｍｏｌ）のＫＦ−８０１０、６．９９ｇ（０．０２ｍｏｌ）のＢＡＦＬ及び４．７３ｇ（０．０２ｍｏｌ）のＤＶＤＡＢＰを、１０８ｇのＮＭＰ及び１０８ｇのジグライムの混合溶液に溶解させ、反応器を氷冷した。これに３１．０ｇ（０．１ｍｏｌ）のＯＤＰＡを、窒素雰囲気下で２０分かけて滴下した。滴下終了後、反応器内の温度を室温（２５℃）に戻し、窒素雰囲気下で５時間攪拌することによってシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液を得た。得られたシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液（溶媒：混合溶媒（質量比）ＮＭＰ／ジグライム＝１／１、樹脂濃度：３０質量％）の２５℃における粘度を、Ｅ型粘度計を用いて測定したところ２５００ｃＰａ・ｓであった。さらに、得られたシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液１００質量部に対して、１０質量部のＰＥＴ−３０を添加してコア材料（Ａ−１）を得た。
【００７６】
（調製例２）
シロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液１００質量部に対して、４５質量部のＰＥＴ−３０及び５質量部のＯＸＥ−０１を添加した以外は調製例１と同様にしてコア材料（Ａ−２）を得た。
【００７７】
（調製例３）
窒素注入管を装備した反応器中で６８．０ｇ（０．０８ｍｏｌ）のＫＦ−８０１０及び４．７３ｇ（０．０２ｍｏｌ）のＤＶＤＡＢＰを、１６８ｇのＮＭＰ及び７２ｇのジグライムの混合溶液に溶解させ、反応器を氷冷した。これに２５．８ｇ（０．０２ｍｏｌ）のＢＰＤＡ及び５．８８ｇ（０．０８ｍｏｌ）のＢＴＤＡを、窒素雰囲気下で２０分かけて滴下した。滴下終了後、反応器内の温度を室温（２５℃）に戻し、窒素雰囲気下で５時間攪拌することによってシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液を得た。得られたシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液（溶媒：混合溶媒（質量比：ＮＭＰ／ジグライム＝７／３）、樹脂濃度：３０質量％）の２５℃における粘度を、Ｅ型粘度計を用いて測定したところ４０００ｃＰａ・ｓであった。さらに、得られたシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液１００質量部に対して、４５質量部のＰＥＴ−３０及び５質量部のＯＸＥ−０２を添加してクラッド材料（Ｂ−１）を得た。
【００７８】
（作製例１）
ＰＥＴ基板の表面上に調製例１で得られたコア材料（Ａ−１）をバーコーターにて塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥した後、露光機（ハイテック社製、ランプ：高圧水銀灯）を用いてフィルムに１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させた後に、ＰＥＴ基板から剥離して厚みが２０μｍのフィルムを作製した。得られたフィルムの波長８５０ｎｍにおける屈折率を屈折率測定装置（メトリコン社製、商品名「モデル２０１０ プリズムカプラ」）を用いて測定したところ、１．５４５であった。また、得られたフィルムについて、引張試験機（島津製作所製、商品名「Ａｕｔｏｇｒａｇｈ ＡＧ−５００Ａ」）を用いて動的粘弾性測定を行い、得られたフィルムの弾性率及びＴｇを測定したところ、弾性率は０．３５ＧＰａであり、Ｔｇは１０５℃であった。
【００７９】
（作製例２）
コア材料（Ａ−１）に代えてコア材料（Ａ−２）を用いた以外は作製例１と同様にして厚みが２０μｍのフィルムを作製した。得られたフィルムの波長８５０ｎｍにおける屈折率、弾性率及びＴｇを作製例１と同様の方法で測定したところ、屈折率は１．５４５であり、弾性率は０．５０ＧＰａであり、Ｔｇは１１５℃であった。
【００８０】
（作製例３）
ＰＥＴ基板の表面上に調製例３で得られたクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥した後、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させた後に、ＰＥＴ基板から剥離して厚みが２０μｍのフィルムを作製した。得られたフィルムの波長８５０ｎｍにおける屈折率、弾性率及びＴｇを作製例１と同様の方法で測定したところ、屈折率は１．５２０であり、弾性率は０．３０ＧＰａであり、Ｔｇは１３０℃であった。
【００８１】
（実施例１）
ＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥させて、ＰＥＴ基板上に厚みが２０μｍの下部クラッド層が形成された下部クラッド層付き基板を得た。
【００８２】
次に、他のＰＥＴ基板の表面上にコア材料（Ａ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが５０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からコア材料（Ａ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターで下部クラッド層付き基板の下部クラッド層の表面上に積層してコア層付き基板を得た。その後、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターでコア層付き基板のコア層の表面上に積層して積層体（パターン形成前の光導波路）を得た。
【００８３】
そして、得られた積層体に対し、所定のマスクパターンが形成されているフォトマスクを介し、露光機（ハイテック社製、ランプ：高圧水銀灯）を用いて、６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、その後、未露光部を１質量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて、温度３０℃にて１５０〜２００秒間の現像を行うことにより除去し、さらに、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、パターン形成された光導波路を得た。得られた光導波路におけるコアの厚み及び幅はそれぞれ５０μｍであり、また、コアのエッチングファクターは１．９９であってコアのパターン形成精度が十分に高いものであった。なお、前記コア材料及び前記クラッド材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、上部クラッド、下部クラッド及びコアをパターニングし配線形成した後に加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００８４】
次いで、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが７０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムをパターン形成された光導波路の表面上に、真空ラミネーターにて積層し、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化してオーバークラッド付き光導波路を得た。また、得られたオーバークラッド付き光導波路における光伝送損失を測定したところ、光伝送損失は０．１８ｄＢ／ｃｍであり、十分な光伝送能力を有することが確認された。
【００８５】
なお、光伝送損失はＪＩＳ Ｃ ６８２３の「光ファイバー損失試験方法」に記載のカットバック法に準拠した方法で、以下に示すようにして測定した。すなわち、光源として、波長８５０ｎｍ、照度１ｍＷ／ｃｍ２のＶＣＳＥＬを用い、モードスクランブラーを通して口径φ５０μｍのＧＩファイバーにて光導波路に入射させ、出射光は口径φ２００μｍのＰＣＳファイバーを用いて受光した。そして、検出は赤外線用フォトダイオードを用いて行なった。
【００８６】
（比較例１）
ＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥した後、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、ＰＥＴ基板上に厚みが２０μｍの下部クラッド層が形成された下部クラッド層付き基板を得た。なお、前記クラッド材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、このように加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００８７】
次に、他のＰＥＴ基板の表面上にコア材料（Ａ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが５０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からコア材料（Ａ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターで下部クラッド層付き基板の下部クラッド層の表面上に積層してコア層付き基板を得た。その後、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターでコア層付き基板のコア層の表面上に積層して積層体（パターン形成前の光導波路）を得た。
【００８８】
そして、得られた積層体に対し、所定のマスクパターンが形成されているフォトマスクを介し、露光機（ハイテック社製、ランプ：高圧水銀灯）を用いて、６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、その後、未露光部を１質量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて、温度３０℃にて１５０〜２００秒間の現像を行うことにより除去し、さらに、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、パターン形成された光導波路を得た。得られた光導波路におけるコアの厚み及び幅はそれぞれ５０μｍであり、また、コアのエッチングファクターは０．８９であった。なお、前記コア材料及び前記クラッド材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、上部クラッド及びコアをパターニングし配線形成した後に加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００８９】
次いで、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが７０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムをパターン形成された光導波路の表面上に、真空ラミネーターにて積層し、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化してオーバークラッド付き光導波路を得た。また、得られたオーバークラッド付き光導波路における光伝送損失を実施例１と同様の方法で測定したところ、光伝送損失は０．２０ｄＢ／ｃｍであることが確認された。
【００９０】
（比較例２）
ＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥した後、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、ＰＥＴ基板上に厚みが２０μｍの下部クラッド層を形成された下部クラッド層付き基板を得た。なお、前記クラッド材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、このように加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００９１】
次に、他のＰＥＴ基板の表面上にコア材料（Ａ−２）をバーコーターにて乾燥後の厚みが５０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からコア材料（Ａ−２）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターで下部クラッド付き基板の下部クラッドの表面上に積層してコア層付き基板を得た。
【００９２】
そして、得られたコア層付き基板に対し、所定のマスクパターンを形成されているフォトマスクを介し、露光機（ハイテック社製、ランプ：高圧水銀灯）を用いて、１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、その後、未露光部を１質量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて、温度３０℃にて１５０〜２００秒間の現像を行うことにより除去し、さらに、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、パターン形成された光導波路を得た。得られた光導波路におけるコアの厚み及び幅はそれぞれ５０μｍであり、パターニング性は良好であった。なお、前記コア材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、コアをパターニングし配線形成した後に加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００９３】
次いで、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが７０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムをパターン形成された光導波路の表面上に、真空ラミネーターにて積層し、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化してオーバークラッド付き光導波路を得た。また、得られたオーバークラッド付き光導波路における光伝送損失を実施例１と同様の方法で測定したところ、光伝送損失は１．００ｄＢ／ｃｍであり、光伝送能力が不十分なものであった。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上説明したように、本発明によれば、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能な光導波路の製造方法を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００９５】
１…基板、２…下部クラッド層、３…コア層、４…クラッド層、５…フォトマスク、６…光硬化後のクラッド、１０…コア、１１…上部クラッド、１２…下部クラッド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路の製造方法に関し、より詳しくは、可撓性を有する光配線基板や光電気複合配線基板等において好適に用いることができる光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高性能化や高機能化が急速に進んでいることに伴い、電子機器における伝送情報の大容量化や高速化が要求されており、電子機器内部の高集積化や信号の高周波化が進行している。一方、このように電子回路の高集積化や電気信号の高周波化が進行することにより、電気信号のクロストークやノイズが発生すること、特性インピーダンスが調整困難となること、高周波領域において損失が発生することといった問題が生じるが、これらの問題を電気信号による情報伝送に関する技術により改善することが困難であった。そこで、これらの問題を解決し得る情報伝送の手法として、光導波路を用いた光による情報伝送が検討されている。
【０００３】
また、携帯用機器や小型機器といった電子機器においては、各種部品が密に配置されているので、部品間の狭い隙間を縫うようにして配線しなければならない。そのため、配線基板としては可撓性を有する配線基板が広く用いられており、このような可撓性を有する光配線基板や光電気複合配線基板等において好適に用いることができる光導波路が要求されている。
【０００４】
このような光導波路として、例えば、国際公開第２００８／００７６７３号（特許文献１）には、光導波路の材料として特定のシロキサン変性ポリイミド樹脂を用いた光導波路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／００７６７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような光導波路においては、光導波路のパターンを形成するためにコア材料として感光性を有するものを用いる必要があった。そして、このような場合、不飽和結合を有するモノマーやその硬化物といった光硬化成分とコア材料中のシロキサン変性ポリイミド樹脂とが相分離構造を取ってしまい、形成されるコアの透明性が悪くなり、光導波路の光伝送能力が不十分となるという点で特許文献１に記載のような光導波路は未だ必ずしも十分なものではなかった。
【０００７】
これらの問題を解決するために、例えば、未公開の先行出願である特願２００９−０３３６８６２号には、感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法であって、
前記現像液に対する溶解性を有するコア材料からなるコア層を形成する工程と、
前記コア層の表面上に、感光性を有しており且つ光照射前において前記現像液に対する溶解性を有するクラッド材料からなるクラッド層を形成する工程と、
前記クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされたクラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層のパターンを形成して、コアと前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程と、
を含む光導波路の製造方法が提案されている。そして、この提案によれば、十分な光伝送能力を有する光導波路を製造することが可能となることが記載されている。
【０００８】
しかしながら、このような方法によれば、十分な光伝送能力を有する光導波路を製造することはできるものの、コア層のパターンを形成する際に生ずるサイドエッチング（エッチングの際にコア層に垂直な方向だけでなく、コア層の平面方向にもエッチングが進行する現象のことをいう）やアンダーカット（レジストマスクの下にエッチング液が回り込みエッチングが進行する現象のことをいう）の影響を受けやすくなるために、パターン形成されるテーパー形状のコアのテーパー角度（コアと下部クラッドとの境界面に対するコア側面の斜面の傾斜角度のことをいう）が小さくなり、光導波路のパターン形成精度を高くすることが困難な傾向にあることが分かった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能な光導波路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、下部クラッド層の表面上にコア層及び上部クラッド層を形成し、その後、前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上記クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成することにより、コア材料として感光性を有さないものを用いた場合においてもコア層のパターンを形成することが可能となり、以下説明するように、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の光導波路の製造方法は、感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法であって、
前記現像液に対する溶解性を有する第１のクラッド材料からなる下部クラッド層を形成する工程と、
前記下部クラッド層の表面上に、前記現像液に対する溶解性を有するコア材料からなるコア層を形成する工程と、
前記コア層の表面上に、感光性を有しており且つ光照射前において前記現像液に対する溶解性を有する第２のクラッド材料からなる上部クラッド層を形成する工程と、
前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成して、下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
【００１２】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、前記第２のクラッド材料がシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体、不飽和結合を有するモノマー及び光重合開始剤を含有するものであるが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の光導波路の製造方法においては、前記コア材料がシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体を含有するものであることが好ましい。また、前記コア材料は光重合開始剤を実質的に含有しないものであることが好ましい。さらに、前記コア材料は不飽和結合を有するモノマーを含有するものであってもよいが、このような場合には、前記モノマーの含有量が前記シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して１〜３０質量部の範囲内であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、前記現像液が炭酸ナトリウム水溶液であることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の光導波路の製造方法においては、前記上部クラッド層の厚みが１〜４０μｍであり、且つ前記下部クラッド層の厚みが５〜４０μｍであることが好ましい。
【００１６】
なお、本発明の光導波路の製造方法によれば、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能となる。すなわち、本発明の光導波路の製造方法によれば、コア材料として感光性を有さないものを用いた場合においてもコア層のパターンを形成することが可能となるため、本発明に用いるコア材料は、感光性を付与するための不飽和結合を有するモノマーや光重合開始剤を含有する必要がない。そして、光硬化される前記不飽和結合を有するモノマーや前記光重合開始剤による重合物等とコア材料中のシロキサン変性ポリイミド樹脂とが相分離構造を取ることによってコアの透明性は悪化するが、本発明に用いるコア材料においては、前記不飽和結合を有するモノマーや前記光重合開始剤の含有量を従来の製造方法におけるコア材料と比較して飛躍的に少なくすることができる。そのため、本発明の光導波路の製造方法により得られる光導波路のコアは、透明性に優れ、十分な光伝送能力を有するものとなる。
【００１７】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして現像液によりコア層のパターンだけでなく下部クラッド層のパターンを形成しており、コア層のパターンのみを形成する場合と比較して余剰のエッチング液が少なくなることから、レジストマスクの下に余剰のエッチング液が回り込むことにより生ずるアンダーカットを抑制することができる。また、コア層のパターンのみを形成する場合にはコアと下部クラッドとの境界面近傍はエッチングしにくい箇所であるためにコアのテーパー角度が小さくなる傾向にあるのに対し、本発明のようにコア層のパターンだけでなく下部クラッド層のパターンを形成する場合にはエッチングしにくくなる箇所が下部クラッドと基板との境界面近傍となるためにパターン形成がされるコアのテーパー角度への影響はない。このように本発明の光導波路の製造方法によれば、パターン形成されるテーパー形状のコアのテーパー角度を大きくできるため、本発明の光導波路の製造方法により得られる光導波路のコアは、十分に高いパターン形成精度を有するものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能な光導波路の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】基板上に下部クラッド層を形成した状態を示す模式図である。
【図２】図１に示す下部クラッド層上にコア層を形成した状態を示す模式図である。
【図３】図２に示すコア層上に上部クラッド層を形成した状態を示す模式図である。
【図４】図３に示す上部クラッド層の所定箇所に紫外線を光照射した状態を示す模式図である。
【図５】下部クラッドと、下部クラッドに形成されたコアと、コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を示す模式図である。
【図６】図５に示す光導波路におけるコア近傍を示す拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００２１】
本発明の光導波路の製造方法は、感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法であって、
前記現像液に対する溶解性を有する第１のクラッド材料からなる下部クラッド層を形成する工程（第１の工程）と、
前記下部クラッド層の表面上に、前記現像液に対する溶解性を有するコア材料からなるコア層を形成する工程（第２の工程）と、
前記コア層の表面上に、感光性を有しており且つ光照射前において前記現像液に対する溶解性を有する第２のクラッド材料からなる上部クラッド層を形成する工程（第３の工程）と、
前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成して、下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程（第４の工程）と、
を含むことを特徴とする方法である。
【００２２】
先ず、本発明の光導波路の製造方法に用いる第１及び第２のクラッド材料並びにコア材料について説明する。
【００２３】
本発明に用いる第２のクラッド材料は、感光性を有し、且つ光照射前において光導波路のパターンを形成する際に用いる現像液に対する溶解性を有するものである。なお、感光性とは、特定の光が照射されることにより反応を開始して光硬化する性質のことをいう。そして、前記第２のクラッド材料は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体、不飽和結合を有するモノマー及び光重合開始剤を含有するものであることが好ましい。
【００２４】
本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂は、下記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位を有するシロキサン変性ポリイミド樹脂であることが好ましい。また、本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体は、加熱処理又は脱水処理を施すことにより脱水閉環反応せしめることによって下記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位を有するシロキサン変性ポリイミド樹脂となる前駆体であることが好ましい。
【００２５】
【化１】
【００２６】
【化２】
【００２７】
前記一般式（１）及び（２）において、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ下記一般式（３）で表される４価の芳香族基を示し、Ａｒ３は下記一般式（４）又は下記一般式（５）で表される２価の芳香族基を示す。また、Ｒ３は炭素数２〜６の２価の炭化水素基を示すが、好ましくは炭素数２〜６のアルキレン基である。さらに、Ｒ４は炭素数１〜６の１価の炭化水素基を示すが、好ましくはメチル基又はフェニル基である。また、ｍは１〜５０（好ましくは５〜３０）の整数を示す。ｍが１未満では低弾性率化（屈曲特性）が不十分であり、他方、５０を超えるとテトラカルボン酸二無水物との反応性が低下し、重合物の分子量が低下するため、屈曲特性が低下する。ここで、一つの繰り返し単位中に複数のＲ３、Ｒ４が存在する場合には、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。また、一分子中に複数の繰り返し単位が存在する場合、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ３〜Ｒ４は、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００２８】
【化３】
【００２９】
【化４】
【００３０】
【化５】
【００３１】
前記一般式（３）、（４）及び（５）において、Ｘ及びＹは、それぞれ単結合、又は炭素数１〜１５の２価の炭化水素基、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、ＳＯ２及びＣＯＮＨからなる群から選択される２価の基を示すが、Ｘは単結合、又は炭素数１〜１５の２価の炭化水素基、Ｏ、ＣＯからなる群から選択される２価の基であることが好ましい。また、Ｙは単結合又はＯ、ＣＯ及びＳＯ２からなる群から選択される２価の基であることが好ましい。また、２価の炭化水素基としては、炭素数１〜６のアルキレン基（アルキリデン基を含む）、フェニレン基が挙げられる。さらに、Ｒ１は炭素数１〜６の１価の炭化水素基を示すが、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基又はフェニル基であることが好ましく、炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基又はフェニル基であることがより好ましい。また、前記一般式（４）及び（５）において、ｎは０〜４の整数を示すが、ｎは０〜２であることが好ましく、０であることがより好ましい。上記のように前記一般式（１）においては、Ａｒ３は前記一般式（４）で表される２価の芳香族基であっても、前記一般式（５）で表される２価の芳香族基であってもよく、一分子中又は複数の分子中にその両者を有してもよい。
【００３２】
本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂の製造方法は特に限定されないが、例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸類とジアミンとの反応によって合成することができる。
【００３３】
前記Ａｒ１及びＡｒ２は前記一般式（３）で表される４価の基であるが、ポリイミド樹脂は通常、芳香族テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸類とジアミンとの反応によって合成されるので、Ａｒ１及びＡｒ２は芳香族テトラカルボン酸類の残基ということができる。また、前記一般式（１）において、Ａｒ３で表される２価の芳香族基は、ジアミンの残基ということができる。さらに、前記一般式（２）で表される位置にＲ３が形成されるシロキサン構造を含む２価の基は、ジアミンの残基ということができる。
【００３４】
芳香族テトラカルボン酸類としては、合成によりＡｒ１又はＡｒ２が形成される芳香族テトラカルボン酸類を用いることができる。このような芳香族テトラカルボン酸類としては、例えば、２，２’，３，３’−、２，３，３’，４’−又は３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３’，３，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、２，３’，３，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、３，３’’，４，４’’−、２，３，３’’，４’’−又は２，２’’，３，３’’−ｐ−テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェニル）−プロパン二無水物、ビス（２，３−又は３．４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、１，１−ビス（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物が挙げられる。
【００３５】
本発明においては、合成によりＡｒ１又はＡｒ２が形成される芳香族テトラカルボン酸類と共に、他のテトラカルボン酸類を使用することもできる。他のテトラカルボン酸類を使用する場合、その使用量は、使用する芳香族テトラカルボン酸類に対して５０モル％以下とすることが好ましく、２０モル％以下とすることがより好ましい。
【００３６】
このような他のテトラカルボン酸類としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、２，３，５，６−シクロヘキサン二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチル−１，２，３，５，６，７−ヘキサヒドロナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、２，６−又は２，７−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−（又は１，４，５，８−）テトラクロロナフタレン−１，４，５，８−（又は２，３，６，７−）テトラカルボン酸二無水物、２，３，８，９−、３，４，９，１０−、４，５，１０，１１−又は５，６，１１，１２−ペリレン−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、４，４−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルメタン二無水物、１，２，７，８−、１，２，６，７−又は１，２，９，１０−フェナンスレン−テトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
【００３７】
ジアミンとしては、合成により前記一般式（５）又は前記一般式（４）で表されるＡｒ３が形成されるジアミン、並びに合成により前記一般式（２）で表される位置にＲ３が形成されるシロキサン構造を含むジアミンを用いることができる。
【００３８】
合成により前記一般式（５）で表されるＡｒ３が形成されるジアミンとしては、例えば、２，２−ビス−［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス−［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［１−（４−アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［１−（３−アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）］ベンゾフェノン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）］ベンゾフェノン、ビス［４，４'−（４−アミノフェノキシ）］ベンズアニリド、ビス［４，４'−（３−アミノフェノキシ）］ベンズアニリド、９，９−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］フルオレン、９，９−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］フルオレンが挙げられる。
【００３９】
合成により前記一般式（４）で表されるＡｒ３が形成されるジアミンとしては、例えば、４，４'−メチレンジ−ｏ−トルイジン、４，４'−メチレンジ−２，６−キシリジン、４，４'−メチレン−２，６−ジエチルアニリン、４，４'−ジアミノジフェニルプロパン、３，３'−ジアミノジフェニルプロパン、４，４'−ジアミノジフェニルエタン、３，３'−ジアミノジフェニルエタン、４，４'−ジアミノジフェニルメタン、３，３'−ジアミノジフェニルメタン、４，４'−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３'−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４'−ジアミノジフェニルスルホン、３，３'−ジアミノジフェニルスルホン、４，４'−ジアミノジフェニルエーテル、３，３−ジアミノジフェニルエーテル、３，４'−ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、３，３'−ジアミノビフェニル、３，３'−ジメチル−４，４'−ジアミノビフェニル、３，３'−ジメトキシベンジジン、４，４''−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、３，３''−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、２，２’−ジビニル−４，４’−ジアミノ−ビフェニル、９，９−ビス（４−アミノフェノキシ）−９Ｈ−フルオレンが挙げられる。これらの中でも、２，２’−ジビニル−４，４’−ジアミノビフェニル（ＤＶＤＡＢＰ）、９，９−ビス（４-アミノフェノキシ）−９Ｈ−フルオレン（ＢＡＦＬ）を用いることが好ましい。
【００４０】
合成により前記一般式（２）で表される位置にＲ３が形成されるシロキサン構造を含むジアミンとしては、例えば、ω，ω'−ビス（２−アミノエチル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω'−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω'−ビス（４−アミノフェニル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω'−ビス（３−アミノプロピル）ポリジフェニルシロキサン、ω，ω'−ビス（３−アミノプロピル）ポリメチルフェニルシロキサンが挙げられる。このようなジアミンは市販されており、例えば、商品名Ｆ-８０１０（信越化学工業社製）が挙げられる。
【００４１】
本発明においては、前記ジアミンと共に、他の芳香族ジアミンを使用することもできる。他の芳香族ジアミンを使用する場合、その使用量は、使用するジアミンに対して５０モル％以下とすることが好ましく、２０モル％以下とすることがより好ましい。
【００４２】
このような他の芳香族ジアミンとしては、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノピリジン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４'−［１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスアニリン、４，４'−［１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスアニリン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（２−メチル−４−アミノペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（１，１−ジメチル−５−アミノペンチル）ベンゼン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、２，４−ビス（β−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、２，４−ジアミノトルエン、ｍ−キシレン−２，５−ジアミン、ｐ−キシレン−２，５−ジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、２，６−ジアミノピリジン、２，５−ジアミノピリジン、２，５−ジアミノ−１，３，４−オキサジアゾール、ピペラジンが挙げられる。
【００４３】
本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂は、前記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位を有するものであるが、前記一般式（１）で表される繰り返し単位の全繰り返し単位に対するモル比ｑは０．０１〜０．９５であることが好ましく、０．１〜０．６であることがより好ましい。また、前記一般式（２）で表される繰り返し単位の全繰り返し単位に対するモル比ｐは０．０５〜０．９９であることが好ましく、０．４〜０．９であることがより好ましい。このような繰り返し単位のモル比は、シロキサン変性ポリイミド樹脂が前記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位のみからなる場合であっても、他の繰り返し単位を有する場合であっても上記範囲内にあることが好ましい。なお、他の繰り返し単位を有する場合は、ｐ＋ｑの値は０．５以上であることが好ましく、０．８以上であることがより好ましい。また、ｐ／（ｐ＋ｑ）の値は０．４〜０．９の範囲内であることが好ましい。
【００４４】
本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂においては、その成形物の弾性率が０．２〜３．０ＧＰａの範囲内であることが好ましく、０．３〜３．０ＧＰａの範囲内であることがより好ましい。また、その成形物のガラス転移点（Ｔｇ）は８０℃以上であることが好ましく、１００〜３００℃の範囲内であることがより好ましい。
【００４５】
また、本発明に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂は、前記一般式（１）及び（２）で表される繰り返し単位を有するシロキサン変性ポリイミド樹脂となる前駆体を加熱処理又は脱水処理を施すことにより脱水閉環反応せしめることによって得られるものであることが好ましい。このような前駆体としては、下記一般式（６）及び（７）で表される繰り返し単位を有するシロキサン変性ポリアミック酸樹脂が挙げられる。
【００４６】
【化６】
【００４７】
【化７】
【００４８】
前記一般式（６）及び（７）において、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ３、Ｒ４、ｐ及びｑは、前記一般式（１）及び（２）におけるＡｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ３、Ｒ４、ｐ及びｑと同様の意味を示す。前記一般式（６）及び（７）においては、シロキサン変性ポリアミック酸樹脂に光重合性を付与するという観点から、前記一般式（６）中のＡｒ３中のＲ１又は前記一般式（７）中のＲ４の一部がアルケニル基であることが好ましい。アルケニル基としては、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｒ６−で表される基が挙げられる。Ｒ６は単結合、炭素数１〜６のアルキレン基又はフェニレン基を示すが、反応性の観点から、単結合であることがより好ましい。
【００４９】
前記第２のクラッド材料に用いる不飽和結合を有するモノマーは特に限定されないが、反応性の観点からアクリレートモノマーであることが好ましい。このようなアクリレートモノマーとしては、例えば、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、２−メトキシエトキシエチルアクリレート、２−エトキシエトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、グリシジルアクリレート、アリルアクリレート、エトキシアクリレート、メトキシアクリレート、Ｎ，Ｎ'−ジメチルアミノエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、ジシクロペンタジエニルアクリレート、ジシクロペンタジエンエトキシアクリレート等のモノアクリレート；ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール２００ジアクリレート、ポリエチレングリコール４００ジアクリレート、ポリエチレングリコール６００ジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ビス（アクリロキシエトキシ）ビスフェノールＡ、ビス（アクリロキシエトキシ）テトラブロモビスフェノールＡ、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート等の多官能アクリレートが挙げられる。これらのアクリレートモノマーは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００５０】
前記第２のクラッド材料に用いる前記不飽和結合を有するモノマーの含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜５５質量部の範囲となる量であることが好ましく、１０〜５０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、上部クラッド層の感光性が不十分となることにより光導波路のパターンを形成しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、光硬化による収縮が大きくなるためにフィルムカールが大きくなる傾向にある。
【００５１】
前記第２のクラッド材料に用いる光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２，２−ジメトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、チオキサソン、２−クロロチオキサソン、２−メチルチオキサソン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメート、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、１，２−オクタンジオン−１−［４−（フェニルチオ）−２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］（チバ・ジャパン社製の「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ−０１」）、エタノン−１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−［ｏ−アセチルオキシム］（チバ・ジャパン社製の「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ−０２」）が挙げられる。これらの光重合開始剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。本発明に用いる第２のクラッド材料における前記光重合開始剤の含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜２０質量部の範囲となる量であることが好ましく、１〜１０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、上部クラッド層の感光性が不十分となることにより光導波路のパターンを形成しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、上部クラッド層の光透過性が悪化するために上部クラッド層底部に光が届きにくくなり、底部の光硬化が不十分となる傾向にある。
【００５２】
本発明に用いる第２のクラッド材料は、前記シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体、前記不飽和結合を有するモノマー及び前記光重合開始剤の他に、増感剤を含有していてもよい。このような増感剤としてはベンゾフェノン等の種々の芳香族化合物が挙げられる。また、このような増感剤を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、０．０１〜２質量部の範囲となる量であることが好ましく、０．０５〜０．５質量部の範囲となる量であることがより好ましい。
【００５３】
本発明に用いる第２のクラッド材料は、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の樹脂を含有していてもよい。エポキシ樹脂としては、１分子中にエポキシ基を複数有するものであれば特に限定されるものではなく、市販されている液体エポキシ樹脂や固体エポキシ樹脂を適宜使用することができる。前記エポキシ樹脂としては、例えば、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、このようなエポキシ樹脂を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、４０質量部以下となる量であることが好ましく、２０質量部以下となる量であることがより好ましい。
【００５４】
本発明に用いる第２のクラッド材料には、必要に応じて、光伝送能力を阻害しない範囲でシリカ等の無機フィラーを含有していてもよい。
【００５５】
本発明に用いるコア材料は、光導波路のパターンを形成する際に用いる現像液に対する溶解性を有するものである。そして、前記コア材料は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体を含有するものであることが好ましい。前記コア材料に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体としては、前記第２のクラッド材料に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体と同様のものを使用することができる。一方、本発明においてはコア材料に感光性が要求されないことから、前記コア材料は光重合開始剤を実質的に含有しないものであることが好ましい。なお、コア材料が光重合開始剤を実質的に含有しないとは、コア材料中に光重合開始剤を添加しないことをいい、不純物としては含有していてもよいが、その含有量はシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して０．０１質量部以下であることをいう。
【００５６】
本発明に用いるコア材料は、不飽和結合を有するモノマーを含有していてもよい。このような不飽和結合を有するモノマーとしては、前記第２のクラッド材料に用いる不飽和結合を有するモノマーと同様のものを使用することができる。また、このような不飽和結合を有するモノマーを使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜３０質量部の範囲となる量であることが好ましく、３〜１０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、現像時にコアを溶解させるのに必要な時間が長くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる光導波路における光伝送能力が不足する傾向にある。
【００５７】
本発明に用いるコア材料は、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の樹脂を含有していてもよい。前記エポキシ樹脂としては、前記第２のクラッド材料に用いるエポキシ樹脂と同様のものを使用することができる。また、このようなエポキシ樹脂を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、４０質量部以下となる量であることが好ましく、２０質量部以下となる量であることがより好ましい。
【００５８】
本発明に用いるコア材料は、必要に応じて、光伝送能力を阻害しない範囲で無機フィラーを含有していてもよい。前記無機フィラーとしては、前記第２のクラッド材料に用いる無機フィラーと同様のものを使用することができる。
【００５９】
本発明に用いる第１のクラッド材料は、光導波路のパターンを形成する際に用いる現像液に対する溶解性を有するものである。そして、前記第１のクラッド材料は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体を含有するものであることが好ましい。前記第１のクラッド材料に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体としては、前記第２のクラッド材料に用いるシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体と同様のものを使用することができる。一方、本発明においては第１のクラッド材料に感光性が要求されないことから、前記第１のクラッド材料は光重合開始剤及び増感剤を含有しないものであってもよいが、前記第２のクラッド材料同様に光重合開始剤及び増感剤を含有するものであってもよい。前記光重合開始剤及び前記増感剤としては、前記第２のクラッド材料に用いる光重合開始剤及び増感剤と同様のものをそれぞれ使用することができる。また、前記光重合開始剤を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜２０質量部の範囲となる量であることが好ましく、１〜１０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。さらに、前記増感剤を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、０．０１〜２質量部の範囲となる量であることが好ましく、０．０５〜０．５質量部の範囲となる量であることがより好ましい。
【００６０】
本発明に用いる第１のクラッド材料は、必要に応じて、不飽和結合を有するモノマーを含有していてもよい。このような不飽和結合を有するモノマーとしては、前記第２のクラッド材料に用いる不飽和結合を有するモノマーと同様のものを使用することができる。また、このような不飽和結合を有するモノマーを使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、１〜５５質量部の範囲となる量であることが好ましく、１０〜５０質量部の範囲となる量であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、現像時に下部クラッドを溶解させるのに必要な時間が長くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、硬化による収縮が大きくなるためにフィルムカールが大きくなる傾向にある。
【００６１】
本発明に用いる第１のクラッド材料は、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の樹脂を含有していてもよい。前記エポキシ樹脂としては、前記第２のクラッド材料に用いるエポキシ樹脂と同様のものを使用することができる。また、このようなエポキシ樹脂を使用する場合には、その含有量は、シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して、４０質量部以下となる量であることが好ましく、２０質量部以下となる量であることがより好ましい。
【００６２】
本発明に用いる第１のクラッド材料は、必要に応じて、光伝送能力を阻害しない範囲で無機フィラーを含有していてもよい。前記無機フィラーとしては、前記第２のクラッド材料に用いる無機フィラーと同様のものを使用することができる。
【００６３】
前記第１及び第２のクラッド材料並びに前記コア材料は、前記第１及び第２のクラッド材料並びに前記コア材料を固形分として含有する溶液として使用してもよい。このように溶液として使用する場合には、各種有機溶剤等により粘度等を調整することができる。このような有機溶剤としては、例えば、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライム）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライム）、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ペグミア）、乳酸エチルが挙げられる。これらの有機溶剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、このように溶液として使用する場合、前記有機溶剤の使用量は、前記クラッド材料又は前記コア材料の固形分１００質量部に対して、１０〜４００質量部の範囲となる量であることが好ましい。なお、本明細書において、有機溶剤を１０質量部以上含み常温で液状を示す樹脂組成物の溶液のことをワニスという。また、前記クラッド材料及び前記コア材料をワニスとして使用する場合には、前記ワニスに、必要に応じて、チクソトロピー材、消泡剤等を添加してもよい。
【００６４】
以上、本発明の光導波路の製造方法に用いる第１及び第２のクラッド材料並びにコア材料について説明したが、以下、図面を参照しながら、本発明の光導波路の製造方法について説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６５】
第１の工程においては、前記第１のクラッド材料からなる下部クラッド層を形成する。図１は、基板上に下部クラッドを形成した状態を示す模式図である。図１に示すように、基板１の表面上に下部クラッド層２が形成されている。基板１としては、銅張り積層板、銅箔、ＳＵＳ箔等の金属板；ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム等の樹脂フィルムを使用することができる。また、下部クラッド層２は、前記第１のクラッド材料を用いて基材１の表面上に形成することができる。下部クラッド層２の形成方法としては、（i）原料ワニスをキャストする方法、（ii）フィルム状態のものをラミネートする方法を採用することができる。原料ワニスをキャストする方法を採用する場合においては、乾燥温度を８０〜１４０℃の範囲内とし、乾燥時間を５〜２０分間の範囲内とすることが好ましい。また、下部クラッド層２の厚みは通常５〜４０μｍであり、５〜３５μｍであることがより好ましく、５〜３０μｍであることが特に好ましい。下部クラッド層２の厚みが前記下限未満では、得られる光導波路のパターン形成精度が不十分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる光導波路の総厚みが厚くなるために、得られる光導波路を用いた光配線基板の可撓性が低下する傾向にある。
【００６６】
第２の工程においては、図２に示すように、下部クラッド層２の表面上に、前記コア材料からなるコア層３を形成する。図２は、下部クラッド層の表面上にコア層を形成した状態を示す模式図である。コア層３の形成方法としては、（i）原料ワニスをキャストする方法、（ii）フィルム状態のものをラミネートする方法を採用することができる。原料ワニスをキャストする方法を採用する場合においては、乾燥温度を８０〜１４０℃の範囲内とし、乾燥時間を５〜２０分間の範囲内とすることが好ましい。また、コア層３の厚みは１０〜８０μｍの範囲内とすることが好ましく、４５〜６０μｍでの範囲内とすることがより好ましい。コア層３の厚みが前記下限未満では、得られる光導波路における光伝送能力が不足する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、コア層のパターンを形成しにくくなる傾向にある。
【００６７】
第３の工程においては、コア層３の表面上に、前記第２のクラッド材料からなる上部クラッド層４を形成する。図３は、図２に示すコア層上に上部クラッド層を形成した状態を示す模式図である。上部クラッド層４の形成方法としては、（i）原料ワニスをキャストする方法、（ii）フィルム状態のものをラミネートする方法を採用することができる。原料ワニスをキャストする方法を採用する場合においては、乾燥温度を８０〜１４０℃の範囲内とし、乾燥時間を５〜２０分間の範囲内とすることが好ましい。また、上部クラッド層４の厚みは１〜４０μｍの範囲内とすることが好ましく、１〜２５μｍの範囲内とすることがより好ましい。上部クラッド層４の厚みが前記下限未満では、現像液に対する耐性が不十分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、コアのパターン形状が悪化する傾向にある。
【００６８】
第４の工程においては、先ず、上部クラッド層４の所定箇所に光照射する。図４は、図３に示すクラッド層の所定箇所に紫外線を光照射した状態を示す模式図である。図４に示すように、フォトマスク５を用いて上部クラッド層４の所定箇所に紫外線を光照射することにより、上部クラッド層４の所定箇所が光により硬化して現像液に対して溶解性を有さない光硬化後のクラッド６となる。このように光照射をする方法としては、図４に示すようにフォトマスク５を用いて所定箇所に光照射する方法を採用してもよいが、所定箇所にレーザー光で直接照射する方法を採用してもよい。照射する光としては紫外線、電子線等が挙げられる。また、紫外線又は電子線を照射する装置としては、例えば、メタルハライド灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、パルス型キセノン灯が挙げられる。紫外線又は電子線の照射条件はランプの種類等に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、照射露光量は通常５０〜２０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。
【００６９】
第４の工程においては、次に、現像液により前記上部クラッド層の光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成する。図５は、下部クラッドと、下部クラッド上に形成されたコアと、コア上に形成された上部クラッドとが形成された光導波路を示す模式図である。第４の工程においては、上部クラッド層４のうち光照射されていない箇所は前記現像液により溶解し、一方、光照射により光硬化後のクラッド６となった箇所については前記現像液により溶解しないために、上部クラッド層４のパターンが形成されて上部クラッド１１が形成される。そして、このように上部クラッド１１がパターン形成されることによってコア層３の一部が露出し、その露出した箇所が前記現像液に溶解することによりコア層３及び下部クラッド層２のパターンが形成され、コア１０及び下部クラッド１２が形成される。前記現像液としては、前記コア材料及び前記第１のクラッド材料並びに光照射前の前記第２のクラッド材料を溶解せしめることができるものを使用する必要がある。前記現像液の成分としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ性化合物；トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等の有機アルカリ性化合物が挙げられる。これらのアルカリ性化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、前記現像液中のアルカリ性化合物の濃度は０．５〜５質量％の範囲内とすることが好ましい。これらの現像液の中でも、作業性の観点から、炭酸ナトリウム１質量％水溶液を用いることが好ましい。現像の条件としては、上部及び下部クラッド層やコア層の厚み、現像液の種類等に応じて適宜設定することができる。このようにして光導波路のパターンを形成することにより、下部クラッド１２と、下部クラッド１２上に形成されたコア１０と、コア１０上に形成された上部クラッド１１が形成された光導波路を得ることができる。なお、光導波路のパターンを形成した後に、例えば温度１２０〜２２０℃にて１〜１２０分間の熱処理を施してもよい。
【００７０】
本発明の光導波路の製造方法は、前記第１の工程、前記第２の工程、前記第３の工程及び前記第４の工程を含む方法である。本発明の光導波路の製造方法によれば、前述したように、コア材料として感光性を有さないものを用いた場合においてもコア層のパターンを形成することが可能である。そのため、コア材料中におけるコアの透明性が悪化する原因となる成分を減じることが可能となり、十分な光伝送能力を有する光導波路を製造することが可能となる。また、本発明の光導波路の製造方法においては、パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして現像液によりコア層のパターンだけでなく下部クラッド層のパターンを形成している。そのため、本発明の光導波路の製造方法によれば、前述したように、パターン形成されるテーパー形状のコアのテーパー角度を大きくでき、十分に高いパターン形成精度を達成することができる。
【００７１】
また、本発明の光導波路の製造方法においては、パターンが形成された光導波路を覆うように、オーバークラッドを形成してもよい。このようなオーバークラッドは、適宜公知の光導波路に使用される材料を用いて形成することができる。また、このようなオーバークラッドの形成方法としては、（i）原料ワニスをキャストする方法、（ii）フィルム状態のものをラミネートする方法を採用することができる。また、オーバークラッドを形成する場合には、その厚みは１５〜１６０μｍの範囲とすることが好ましい。また、オーバークラッドを形成するための材料としては、フレキシブルな光導波路を形成するという観点から、前記第１のクラッド材料又は前記第２のクラッド材料を用いることが好ましい。さらに、本発明の光導波路の製造方法により得られる光導波路においては、コア（コア材）の屈折率及び上部クラッド、下部クラッド及びオーバークラッド（クラッド材）の屈折率がそれぞれ１．４５〜１．６５の範囲内であることが好ましい。また、コア材の屈折率とクラッド材の屈折率との差の絶対値は０．０１以上であることが好ましく、０．０２以上であることがより好ましい。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、光導波路におけるコアのパターン形成精度は以下の方法により評価した。また、実施例及び比較例においては、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン、不飽和結合を有するモノマー、光重合開始剤、有機溶剤としてそれぞれ以下のものを用いた。
【００７３】
（i）光導波路におけるコアのパターン形成精度の評価方法
光導波路におけるコアの断面形状を観察し、コアのエッチングファクターを測定することによりコアのパターン形成精度を評価した。すなわち、先ず、光導波路におけるコアの断面形状を観察した。図６は、図５に示す光導波路におけるコア近傍を示す拡大模式図である。そして、上部クラッドとコアとの境界面におけるコアの端部から下部クラッドとコアとの境界面におけるコアの端部までのコアの幅方向の距離Ｘ、並びにコアの厚みＹを測定した（図６参照）。なお、測定はそれぞれ２以上の箇所について行い、その平均値を算出した。次いで、得られた測定値から下記関係式（Ｆ１）：
（エッチングファクター）＝ Ｙ／Ｘ ・・・（Ｆ１）
を用いて演算することによりコアのエッチングファクターを算出することができる。なお、コアのエッチングファクターの値が大きいほど、コアのパターン形成精度が高くなる。
【００７４】
（ii）実施例及び比較例で用いた材料
ＢＰＤＡ：３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ＢＴＤＡ：３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
ＯＤＰＡ：３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物
ＢＡＦＬ：９，９−ビス（４−アミノフェノキシ）−９Ｈ−フルオレン
ＤＶＤＡＢＰ：２，２’−ジビニル−４，４’−ジアミノビフェニル
ＫＦ−８０１０：数平均分子量約８５０のポリジメチルシロキサンジアミン（信越化学工業社製、商品名「ＫＦ−８０１０」）
ＤＭＡｃ：ジメチルアセトアミド
ＮＭＰ：Ｎ−メチル−２−ピロリドン
ＰＥＴ−３０：ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物（日本化薬社製、商品名「ＰＥＴ−３０」）
ＯＸＥ−０１：光重合開始剤（チバ・ジャパン社製、商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ−０１」）
ＯＸＥ−０２：光重合開始剤（チバ・ジャパン社製、商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ−０２」）。
【００７５】
（調製例１）
窒素注入管を装備した反応器中で４９．８ｇ（０．０６ｍｏｌ）のＫＦ−８０１０、６．９９ｇ（０．０２ｍｏｌ）のＢＡＦＬ及び４．７３ｇ（０．０２ｍｏｌ）のＤＶＤＡＢＰを、１０８ｇのＮＭＰ及び１０８ｇのジグライムの混合溶液に溶解させ、反応器を氷冷した。これに３１．０ｇ（０．１ｍｏｌ）のＯＤＰＡを、窒素雰囲気下で２０分かけて滴下した。滴下終了後、反応器内の温度を室温（２５℃）に戻し、窒素雰囲気下で５時間攪拌することによってシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液を得た。得られたシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液（溶媒：混合溶媒（質量比）ＮＭＰ／ジグライム＝１／１、樹脂濃度：３０質量％）の２５℃における粘度を、Ｅ型粘度計を用いて測定したところ２５００ｃＰａ・ｓであった。さらに、得られたシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液１００質量部に対して、１０質量部のＰＥＴ−３０を添加してコア材料（Ａ−１）を得た。
【００７６】
（調製例２）
シロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液１００質量部に対して、４５質量部のＰＥＴ−３０及び５質量部のＯＸＥ−０１を添加した以外は調製例１と同様にしてコア材料（Ａ−２）を得た。
【００７７】
（調製例３）
窒素注入管を装備した反応器中で６８．０ｇ（０．０８ｍｏｌ）のＫＦ−８０１０及び４．７３ｇ（０．０２ｍｏｌ）のＤＶＤＡＢＰを、１６８ｇのＮＭＰ及び７２ｇのジグライムの混合溶液に溶解させ、反応器を氷冷した。これに２５．８ｇ（０．０２ｍｏｌ）のＢＰＤＡ及び５．８８ｇ（０．０８ｍｏｌ）のＢＴＤＡを、窒素雰囲気下で２０分かけて滴下した。滴下終了後、反応器内の温度を室温（２５℃）に戻し、窒素雰囲気下で５時間攪拌することによってシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液を得た。得られたシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液（溶媒：混合溶媒（質量比：ＮＭＰ／ジグライム＝７／３）、樹脂濃度：３０質量％）の２５℃における粘度を、Ｅ型粘度計を用いて測定したところ４０００ｃＰａ・ｓであった。さらに、得られたシロキサン変性ポリアミック酸樹脂溶液１００質量部に対して、４５質量部のＰＥＴ−３０及び５質量部のＯＸＥ−０２を添加してクラッド材料（Ｂ−１）を得た。
【００７８】
（作製例１）
ＰＥＴ基板の表面上に調製例１で得られたコア材料（Ａ−１）をバーコーターにて塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥した後、露光機（ハイテック社製、ランプ：高圧水銀灯）を用いてフィルムに１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させた後に、ＰＥＴ基板から剥離して厚みが２０μｍのフィルムを作製した。得られたフィルムの波長８５０ｎｍにおける屈折率を屈折率測定装置（メトリコン社製、商品名「モデル２０１０ プリズムカプラ」）を用いて測定したところ、１．５４５であった。また、得られたフィルムについて、引張試験機（島津製作所製、商品名「Ａｕｔｏｇｒａｇｈ ＡＧ−５００Ａ」）を用いて動的粘弾性測定を行い、得られたフィルムの弾性率及びＴｇを測定したところ、弾性率は０．３５ＧＰａであり、Ｔｇは１０５℃であった。
【００７９】
（作製例２）
コア材料（Ａ−１）に代えてコア材料（Ａ−２）を用いた以外は作製例１と同様にして厚みが２０μｍのフィルムを作製した。得られたフィルムの波長８５０ｎｍにおける屈折率、弾性率及びＴｇを作製例１と同様の方法で測定したところ、屈折率は１．５４５であり、弾性率は０．５０ＧＰａであり、Ｔｇは１１５℃であった。
【００８０】
（作製例３）
ＰＥＴ基板の表面上に調製例３で得られたクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥した後、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させた後に、ＰＥＴ基板から剥離して厚みが２０μｍのフィルムを作製した。得られたフィルムの波長８５０ｎｍにおける屈折率、弾性率及びＴｇを作製例１と同様の方法で測定したところ、屈折率は１．５２０であり、弾性率は０．３０ＧＰａであり、Ｔｇは１３０℃であった。
【００８１】
（実施例１）
ＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥させて、ＰＥＴ基板上に厚みが２０μｍの下部クラッド層が形成された下部クラッド層付き基板を得た。
【００８２】
次に、他のＰＥＴ基板の表面上にコア材料（Ａ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが５０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からコア材料（Ａ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターで下部クラッド層付き基板の下部クラッド層の表面上に積層してコア層付き基板を得た。その後、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターでコア層付き基板のコア層の表面上に積層して積層体（パターン形成前の光導波路）を得た。
【００８３】
そして、得られた積層体に対し、所定のマスクパターンが形成されているフォトマスクを介し、露光機（ハイテック社製、ランプ：高圧水銀灯）を用いて、６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、その後、未露光部を１質量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて、温度３０℃にて１５０〜２００秒間の現像を行うことにより除去し、さらに、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、パターン形成された光導波路を得た。得られた光導波路におけるコアの厚み及び幅はそれぞれ５０μｍであり、また、コアのエッチングファクターは１．９９であってコアのパターン形成精度が十分に高いものであった。なお、前記コア材料及び前記クラッド材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、上部クラッド、下部クラッド及びコアをパターニングし配線形成した後に加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００８４】
次いで、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが７０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムをパターン形成された光導波路の表面上に、真空ラミネーターにて積層し、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化してオーバークラッド付き光導波路を得た。また、得られたオーバークラッド付き光導波路における光伝送損失を測定したところ、光伝送損失は０．１８ｄＢ／ｃｍであり、十分な光伝送能力を有することが確認された。
【００８５】
なお、光伝送損失はＪＩＳ Ｃ ６８２３の「光ファイバー損失試験方法」に記載のカットバック法に準拠した方法で、以下に示すようにして測定した。すなわち、光源として、波長８５０ｎｍ、照度１ｍＷ／ｃｍ２のＶＣＳＥＬを用い、モードスクランブラーを通して口径φ５０μｍのＧＩファイバーにて光導波路に入射させ、出射光は口径φ２００μｍのＰＣＳファイバーを用いて受光した。そして、検出は赤外線用フォトダイオードを用いて行なった。
【００８６】
（比較例１）
ＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥した後、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、ＰＥＴ基板上に厚みが２０μｍの下部クラッド層が形成された下部クラッド層付き基板を得た。なお、前記クラッド材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、このように加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００８７】
次に、他のＰＥＴ基板の表面上にコア材料（Ａ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが５０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からコア材料（Ａ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターで下部クラッド層付き基板の下部クラッド層の表面上に積層してコア層付き基板を得た。その後、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターでコア層付き基板のコア層の表面上に積層して積層体（パターン形成前の光導波路）を得た。
【００８８】
そして、得られた積層体に対し、所定のマスクパターンが形成されているフォトマスクを介し、露光機（ハイテック社製、ランプ：高圧水銀灯）を用いて、６００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、その後、未露光部を１質量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて、温度３０℃にて１５０〜２００秒間の現像を行うことにより除去し、さらに、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、パターン形成された光導波路を得た。得られた光導波路におけるコアの厚み及び幅はそれぞれ５０μｍであり、また、コアのエッチングファクターは０．８９であった。なお、前記コア材料及び前記クラッド材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、上部クラッド及びコアをパターニングし配線形成した後に加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００８９】
次いで、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが７０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムをパターン形成された光導波路の表面上に、真空ラミネーターにて積層し、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化してオーバークラッド付き光導波路を得た。また、得られたオーバークラッド付き光導波路における光伝送損失を実施例１と同様の方法で測定したところ、光伝送損失は０．２０ｄＢ／ｃｍであることが確認された。
【００９０】
（比較例２）
ＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥した後、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、ＰＥＴ基板上に厚みが２０μｍの下部クラッド層を形成された下部クラッド層付き基板を得た。なお、前記クラッド材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、このように加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００９１】
次に、他のＰＥＴ基板の表面上にコア材料（Ａ−２）をバーコーターにて乾燥後の厚みが５０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からコア材料（Ａ−２）フィルムを剥離して、そのフィルムを真空ラミネーターで下部クラッド付き基板の下部クラッドの表面上に積層してコア層付き基板を得た。
【００９２】
そして、得られたコア層付き基板に対し、所定のマスクパターンを形成されているフォトマスクを介し、露光機（ハイテック社製、ランプ：高圧水銀灯）を用いて、１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、その後、未露光部を１質量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて、温度３０℃にて１５０〜２００秒間の現像を行うことにより除去し、さらに、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化させて、パターン形成された光導波路を得た。得られた光導波路におけるコアの厚み及び幅はそれぞれ５０μｍであり、パターニング性は良好であった。なお、前記コア材料はシロキサン変性ポリイミド樹脂の前駆体（ポリアミック酸）であるが、コアをパターニングし配線形成した後に加熱硬化することによりシロキサン変性ポリイミド樹脂となっている。
【００９３】
次いで、他のＰＥＴ基板の表面上にクラッド材料（Ｂ−１）をバーコーターにて乾燥後の厚みが７０μｍとなるように塗布し、温度１００℃にて１０分間乾燥してフィルム状にした後に、ＰＥＴ基板からクラッド材料（Ｂ−１）フィルムを剥離して、そのフィルムをパターン形成された光導波路の表面上に、真空ラミネーターにて積層し、温度１８０℃にて１時間の熱処理により硬化してオーバークラッド付き光導波路を得た。また、得られたオーバークラッド付き光導波路における光伝送損失を実施例１と同様の方法で測定したところ、光伝送損失は１．００ｄＢ／ｃｍであり、光伝送能力が不十分なものであった。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上説明したように、本発明によれば、十分な光伝送能力及び十分に高いパターン形成精度を有する光導波路を製造することが可能な光導波路の製造方法を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００９５】
１…基板、２…下部クラッド層、３…コア層、４…クラッド層、５…フォトマスク、６…光硬化後のクラッド、１０…コア、１１…上部クラッド、１２…下部クラッド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法であって、
前記現像液に対する溶解性を有する第１のクラッド材料からなる下部クラッド層を形成する工程と、
前記下部クラッド層の表面上に、前記現像液に対する溶解性を有するコア材料からなるコア層を形成する工程と、
前記コア層の表面上に、感光性を有しており且つ光照射前において前記現像液に対する溶解性を有する第２のクラッド材料からなる上部クラッド層を形成する工程と、
前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成して、下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程と、
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記第２のクラッド材料がシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体、不飽和結合を有するモノマー及び光重合開始剤を含有するものであることを特徴とする請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記コア材料がシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体を含有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記コア材料が光重合開始剤を実質的に含有しないものであることを特徴とする請求項３に記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記コア材料が不飽和結合を有するモノマーを更に含有するものであり、且つ前記モノマーの含有量が前記シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して１〜３０質量部の範囲内であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記現像液が炭酸ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記上部クラッド層の厚みが１〜４０μｍであり、且つ前記下部クラッド層の厚みが５〜４０μｍであることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１】
感光性を有する樹脂層の所定箇所に光照射した後に光照射されていない箇所を現像液で除去するフォトリソグラフィーにより光導波路のパターンを形成する光導波路の製造方法であって、
前記現像液に対する溶解性を有する第１のクラッド材料からなる下部クラッド層を形成する工程と、
前記下部クラッド層の表面上に、前記現像液に対する溶解性を有するコア材料からなるコア層を形成する工程と、
前記コア層の表面上に、感光性を有しており且つ光照射前において前記現像液に対する溶解性を有する第２のクラッド材料からなる上部クラッド層を形成する工程と、
前記上部クラッド層の所定箇所に光照射した後に、前記現像液により光照射されていない箇所を除去して前記上部クラッド層のパターンを形成すると共に、該パターン形成がされた上部クラッド層をレジストマスクとして前記現像液により前記コア層及び前記下部クラッド層のパターンを形成して、下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コア上に形成された上部クラッドとを備える光導波路を得る工程と、
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記第２のクラッド材料がシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体、不飽和結合を有するモノマー及び光重合開始剤を含有するものであることを特徴とする請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記コア材料がシロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体を含有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記コア材料が光重合開始剤を実質的に含有しないものであることを特徴とする請求項３に記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記コア材料が不飽和結合を有するモノマーを更に含有するものであり、且つ前記モノマーの含有量が前記シロキサン変性ポリイミド樹脂又はその前駆体１００質量部に対して１〜３０質量部の範囲内であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記現像液が炭酸ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記上部クラッド層の厚みが１〜４０μｍであり、且つ前記下部クラッド層の厚みが５〜４０μｍであることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の光導波路の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７５７６２（Ｐ２０１１−７５７６２Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２６２３１（Ｐ２００９−２２６２３１）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００６６４４）新日鐵化学株式会社 (747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００６６４４）新日鐵化学株式会社 (747)
【Ｆターム（参考）】
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