光導波路の製造方法
【課題】光導波路を構成する下部クラッド層及び／又はコア層の膜厚を容易に制御できる光導波路の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、下部クラッド層２，３、コア層４、上部クラッド層６を順に積層する光導波路の製造方法であって、下部クラッド層２，３、コア層４、上部クラッド層６の少なくともいずれかの層が複数層からなり、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、一括現像して、下部クラッド層２，３、コア層４、上部クラッド層６の少なくともいずれかの層を複数層に形成する光導波路の製造方法である。
【解決手段】本発明は、下部クラッド層２，３、コア層４、上部クラッド層６を順に積層する光導波路の製造方法であって、下部クラッド層２，３、コア層４、上部クラッド層６の少なくともいずれかの層が複数層からなり、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、一括現像して、下部クラッド層２，３、コア層４、上部クラッド層６の少なくともいずれかの層を複数層に形成する光導波路の製造方法である。
【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、特に、光導波路を構成する下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の膜厚を容易に制御できる光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、光伝送路として、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路が用いられている。
また、光導波路は、光学製品のデバイスとして用いられる際、他の光学素子、例えば光ファイバと接続して用いられることがあり（例えば、特許文献１）、このため、光導波路と光学素子と接続する際の位置合わせトレランスの確保や位置ずれの防止のために、光導波路を構成する層の膜厚を制御できることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４２１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、光導波路を構成する下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の膜厚を容易に制御できる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】
【０００５】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を複数層とし、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、パターン化された複数層としてから、一括現像することにより、上記課題を解決することを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の発明を提供するものである。
（１）下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の少なくともいずれかの層が複数層からなり、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、パターン化された複数層としてから、一括現像して、前記下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の少なくともいずれかの層を複数層に形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
（２）基板上に、前記下部クラッド層を積層する前記（１）に記載の光導波路の製造方法。
（３）前記下部クラッド層及び／又はコア層の一部を複数層にすることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の光導波路の製造方法。
（４）前記現像後の複数層が、各層で幅が異なり、段差を有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
（５）前記下部クラッド層が第１下部クラッド層と第２下部クラッド層とからなり、前記第１下部クラッド層をパターン露光し、前記パターン露光された第１下部クラッド層上に、前記第２下部クラッド層を積層し、前記第２下部クラッド層をパターン露光又は、前記第１下部クラッド層及び前記第２下部クラッド層を同時にパターン露光し、前記第１下部クラッド層及び前記第２下部クラッド層の未硬化部分を現像することによって除去することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
（６）前記コア層が第１コア層と第２コア層とからなり、前記下部クラッド層上に第１コア層を形成した後に前記第１コア層をパターン露光し、前記パターン露光された第１コア層上に、前記第２コア層を積層し、前記第２コア層をパターン露光又は、前記第１コア層及び前記第２コア層を同時にパターン露光し、前記第１コア層及び前記第２コア層の未硬化部分を現像することによって除去することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
（７）前記パターン露光により形成された第１下部クラッド層硬化部よりも第２下部クラッド層硬化部の横幅を小さくすることを特徴とする前記（５）に記載の光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光導波路の製造方法によると、光導波路を構成する下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の膜厚を容易に制御でき、しかも複数層の下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を一括して形成できるため製造効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の光導波路の製造方法を説明する図である。
【図２】本発明の光導波路の製造方法を説明する別の図である。
【図３】本発明の製造方法により得られた光導波路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の光導波路の製造方法は、図１〜３に示すように、下部クラッド層２（及び３）、コア層４（及び５）、上部クラッド層６（及び７）を順に積層する光導波路の製造方法であって、下部クラッド層２（及び３）、コア層４（及び５）、上部クラッド層６（及び７）の少なくともいずれかの層が複数層からなり、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、パターン化された複数層としてから、一括現像して、前記下部クラッド層２（及び３）、コア層４（及び５）、上部クラッド層６（及び７）の少なくともいずれかの層を複数層に形成する。
図１、２に示すように、下部クラッド層２，３及び／又はコア層４，５の一部を複数層にする方法であっても良い。
前記現像後の複数層が、各層で幅が異なり、段差を有するように形成しても良い。
【０００９】
図１に示すように、基板１上に第１下部クラッド層２を積層し、露光することによって、第１下部クラッド層硬化部２１及び第１下部クラッド層未硬化部２２とを形成し、その後に、第１下部クラッド層２上に第２下部クラッド層３を積層し、露光することによって、第２下部クラッド層硬化部３１及び第２下部クラッド層未硬化部３２とを形成し、現像によって第１下部クラッド層未硬化部２２及び第２下部クラッド層未硬化部３２を除去することによって得られる第１下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３は、第１下部クラッドパターン２３の横幅が、第２下部クラッドパターン３３の横幅以上であれば好ましい。こうすることによって、多段の下部クラッド層を形成する場合でも、各層の膜厚を制御することが可能となる。
【００１０】
また、図２に示すように、下部クラッド層２上に第１コア層４を積層し、露光することによって、第１コア層硬化部４１及び第１コア層未硬化部４２とを形成し、その後に、第１コア層４上に第２コア層５を積層し、露光することによって、第２コア層硬化部５１及び第２コア層未硬化部５２とを形成する。このとき、例えば、露光部が硬化するネガ型のコア層形成用樹脂を用いると、図２のように、第２コア層硬化部５１を形成すると同時に、第１コア層未硬化部４２を第２コア層硬化部５１と同一パターンの第１コア層硬化部４１とすることができる。これにより、現像によって第１コア層未硬化部４２及び第２コア層未硬化部５２を除去することによって得られる第１コアパターン４３及び第２コアパターン５３は、第１コアパターン４３のみからなる単層のコアパターンと第１コアパターン４３と第２コアパターン５３の２層からなるコアパターンが得られ、それぞれ幅及び高さが異なっていても良い。こうすることによって、異なる高さのコアパターンを膜厚の精度良く形成することができる。
ポジ型のコア層形成用樹脂を用いる場合には、第１コア層４を露光する際に、第１コア層硬化部４１（未露光部）を形成すると同時に、第２コア層硬化部５１を形成する部分に、第２コア層硬化部５１よりも大きい横幅の第１コア層硬化部４１（未露光部）を形成し、その後、第２コア層５を積層し、第２コア層硬化部５１（未露光部）及び第１コア層硬化部４１（未露光部）を形成するとできる。
【００１１】
また、上述の第１及び第２下部クラッドパターンの形成方法は、第１及び第２コアパターンの形成方法にも適用でき、第１及び第２コアパターンの形成方法は、第１及び第２下部クラッドパターンの形成方法にも適用できる。また、第１及び第２下部クラッドパターンの形成方法と、第１及び第２コアパターンの形成方法を併用しても良い。併用することによって第１及び第２下部クラッドパターン（又は、第１及び第２コアパターン）一方の側壁が垂直な片側階段構造のパターンとすることも可能である。
しかしながら、上述の第１及び第２クラッドパターンの形成方法を用いる場合は、ネガ型のクラッド層又はコア層形成用樹脂材料である必要があり、上述の第１及び第２コアパターンの形成方法は、ネガ型のクラッド層又はコア層形成用樹脂材料でもポジ型のクラッド層又はコア層形成用樹脂材料であってもよい。
また、上部クラッド層にも上述の第１及び第２下部クラッドパターンの形成方法、並びに第１及び第２コアパターンの形成方法を適用することができる。
【００１２】
本発明の光導波路の製造方法の具体例として、下部クラッド層を段付き２層とした図１の例を用いて説明する。以下、ネガ型のクラッド層形成用樹脂を用いた例を示す。
基板１上に、第１下部クラッド層２を積層し、パターン露光することによって、第１下部クラッド層硬化部２１と第１下部クラッド層未硬化部２２からなる層を形成し［工程（１−ａ）］、その上に、第２下部クラッド層３を積層し、パターン露光することによって、第２下部クラッド層硬化部３１と第２下部クラッド層未硬化部３２からなる層を形成し［工程（１−ｂ）］、一括現像することにより、基板１上に第１下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３を形成する［工程（１−ｃ）］。ここで、第１下部クラッド層硬化部２２よりも第２下部クラッド層硬化部３２の横幅を小さくすることにより、第１下部クラッドパターン２３の方が第２下部クラッドパターン層２３より横幅を大きくして、段差を設けることができる。また、露光により、第２下部クラッド層硬化部３１を形成する際に、第１下部クラッド層未硬化部２２を第１下部クラッド層露光部２１とすることもできる。
次に、第１下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３を覆うように、コア層４を積層し、パターン露光することによって、コア層硬化部４１とコア層未硬化部４２からなる層を形成し［工程（１−ｄ）］、露光、現像することにより、コアパターン４３を形成する［工程（１−ｅ）］。その後、第１下部クラッドパターン２３、第２下部クラッドパターン３３及びコアパターン４３を覆うように、上部クラッド層６を形成して光導波路を得る［工程（１−ｆ）］。
また、本例示では、２層の下部クラッド層を用いたが、工程（１−ｂ）のあとに、更に下部クラッド層を積層し、パターン露光を行う工程を１回以上行うことにより、３層以上の下部クラッド層としても良い。
【００１３】
次に、コア層を２層とした図２の例を用いて説明する。以下、ネガ型のコア層形成用樹脂を用いた例を示す。
基板１上に、下部クラッド層２を形成し［工程（２−ａ）］、該下部クラッド層２上に第１コア層４を積層し、パターン露光することによって、第１コア層硬化部４１と第１コア層未硬化部４２からなる層を形成し［工程（２−ｂ）］、さらにその上に、第２コア層５を積層し、パターン露光することによって、同一パターン形状の第１コア層硬化部４１及び第２コア層硬化部５１とを形成し［工程（２−ｃ）］、現像することにより、第１コアパターン４３の単層からなるコアパターンと、第１コアパターン４３及び第２コアパターン５３の２層からなるコアパターンを一括形成する［工程（２−ｄ）］。その後、下部クラッド層２及び第１コアパターン４３及び第２コアパターン５３を覆うように、上部クラッド層６を形成して光導波路を得る。
また、本例示では、２層のコア層を用いたが、工程（２−ｃ）のあとに、更にコア層を積層し、パターン露光を行う工程を１回以上行うことにより、３層以上のコア層としても良い。
【００１４】
また、図１及び２の製造方法を組み合わせて、図３に示すような、基板１上に設けられた第１下部クラッド層２に、第２下部クラッドパターン３３及び第１コアパターン４３を形成し、第２下部クラッドパターン３３上に第１コアパターン４３及び第２コアパターン５３を形成し、それらを覆うように上部クラッド層６を形成し、さらにその上に上部クラッド層７を設け、高さ方向に千鳥配線を形成可能にすることもできる。こうすることによって同一平面状にコアパターンを形成するよりも、隣接するコアパターン同士の直線距離が大きくなり、光ファイバや各種光学素子の実装が容易となる。このとき、上部クラッド層を、下部クラッド層形成工程とほぼ同様に、上部クラッド層６を積層後、露光によって全面硬化させ、その後、上部クラッド層７を積層し、上部クラッド層７をパターン露光・現像することによって、全てのコアパターン上部に形成される上部クラッド層の厚みを揃えることもできる。
【００１５】
以下、本発明の光導波路を構成する各層について説明する。
（クラッド層形成用樹脂及びクラッド層形成用樹脂フィルム）
以下、本発明で使用される下部クラッド層２，３、上部クラッド層６，７について説明する。
この下部クラッド層及び上部クラッド層としては、クラッド層形成用樹脂又はクラッド層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
【００１６】
本発明で用いるクラッド層形成用樹脂としては、コア層より低屈折率で、光又は光と熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。
本発明においては、クラッド層の形成方法は特に限定されず、例えば、クラッド層形成用樹脂の塗布又はクラッド層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すれば良い。
【００１７】
下部クラッド層及び上部クラッド層の厚さに関しては、乾燥後の厚さで、５〜５００μｍの範囲が好ましい。５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、下部クラッド層及び上部クラッド層の厚さは、さらに１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
また、コア層を埋め込むために、上部クラッド層の厚さは、コア層を埋め込める厚さの上部クラッドを適宜用いれば良く、コア層の厚さ以上に厚くすることが好ましい。
【００１８】
（コア層形成用樹脂及びコア層形成用樹脂フィルム）
以下、本発明で使用されるコア層４，５について説明する。
このコア層としては、コア層形成用樹脂又はコア層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
コア層形成用樹脂は、クラッド層より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコア層を形成し得る樹脂組成物を用いることができる。
本発明においては、コア層の形成方法は特に限定されず、例えば、コア層形成用樹脂の塗布又はコア層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すれば良い。
【００１９】
コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層１０の厚さが、通常は１０〜１００μｍとなるように調整される。該フィルムの厚さが１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、さらに３０〜７０μｍの範囲であることが好ましい。
また、クラッド層形成用樹脂フィルム及びコア層形成用樹脂フィルムはキャリアフィルム上に形成すると良い。キャリアフィルムの種類としては、柔軟性及び強靭性のあるキャリアフィルムとして、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドが好適に挙げられる。キャリアフィルムの厚さは、５〜２００μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると、キャリアフィルムとしての強度が得やすいという利点があり、２００μｍ以下であると、コア層及びクラッド層のパターン形成時のマスクとのギャップが小さくなり、より微細なパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、キャリアフィルムの厚さは１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましく、１５〜５０μｍであることが特に好ましい。
【００２０】
（基板）
基板１の材質としては、特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、電気配線板などが挙げられる。
基板１として柔軟性及び強靭性のある基板、例えば、前記クラッド層形成用樹脂フィルム及びコア層形成用樹脂フィルムのキャリアフィルムを基板として用いることで、フレキシブルな光導波路としてもよい。
【００２１】
また、基板１と下部クラッド層２，上部クラッド層６，７に密着性が無い場合には、その間に接着層を設けても良い。
接着層の種類としては特に限定されないが、両面テープ、ＵＶまたは熱硬化性接着剤、プリプレグ、ビルドアップ材、電気配線板製造用途に使用される種々の接着剤が好適に挙げられる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
実施例１（光導波路の製造：図１の製造方法）
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
［（Ａ）ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（A−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
[重量平均分子量の測定］
（A−１）の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー（株）製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成工業（株）製「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
［酸価の測定］
Ａ−２の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価はＡ−２溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
［クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）ベースポリマーとして、前記Ａ−１溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン（株）製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋（株）製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂組成物を、ＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製「コスモシャインＡ４１００」、厚み５０μｍ）の非処理面上に、前記塗工機を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製「ピューレックスＡ３１」、厚み２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用した第１下部クラッド層及び第２下部クラッド層の厚みに付いては、実施例中に記載する。また、第１下部クラッド層及び第２下部クラッド層の硬化後の膜厚と塗工後の膜厚は同一であった。本実施例で用いた上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚についても実施例中に記載する。実施例中に記載する上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は乾燥後の膜厚とする。
【００２３】
［コア層形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成株式会社製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスＢを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績株式会社製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例おいて使用したコア層形成用樹脂フィルム厚みに付いては、実施例中に記載する。実施例中に記載するコア層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗布乾燥後の膜厚とする。
【００２４】
［光導波路の作製］
第１下部クラッド層２として、上記で得られたクラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した厚さ１０μｍのクラッド層形成フィルムを、基板１である厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（商品名；ユーピレックスRN）に、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Pａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度7０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。その後、支持フィルム越しに、５０ｍｍ×３００μｍのネガ型フォトマスクを介して、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．２５Ｊ／ｃｍ2照射し、支持フィルムを剥離した［工程（１−ａ）］。次いで、第２下部クラッド層３として、上記と同じ１０μｍのクラッド層形成用樹脂フィルムを、保護フィルムを剥離して積層し、上記の紫外線露光機を用いて、４５ｍｍ×１５０μｍの開口部を有するネガ型フォトマスクを介して紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．２５Ｊ／ｃｍ2照射し、支持フィルムを剥離した［工程（１−ｂ）］。次に、１％炭酸カリウム水溶液を用いて第1下部クラッド層未硬化部２２及び第２下部クラッド層未硬化部３２を一括現像し、第1下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３を形成した［工程（１−ｃ）］。
次に、第１下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３を覆うように、保護フィルムを剥離した厚さ７０μｍの上記コア層形成用樹脂フィルムを、上の熱板に厚さ２ｍｍのSUS板を装着した平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Pａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度7０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、コア層４の表面を平坦化した［工程（１−ｄ）］。
次に、コア層４を形成するための形状を有するネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．６Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、コア層４を現像した。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、大きさ４４ｍｍ×５０μｍ、厚さ５０μｍ（第２下部クラッドパターン３３上の厚み）のコア層４を形成した［工程（１−ｅ）］。
次いで、上部クラッド層６として厚さ８０μｍの上記クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートした。さらに、紫外線（波長３６５ｎｍ）を４Ｊ／ｃｍ2照射後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱処理することによって、厚さ１２μｍ（コア層４上の厚み）の上部クラッド層６を形成し、光導波路を作製した［工程（１−ｆ）］。
【００２５】
実施例２（光導波路の製造：図２の製造方法）
実施例１において、基板１上に第１下部クラッド層２をパターニングせずに硬化した後に、厚さ４０μｍの第１コア層をロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件でラミネート形成した。その後、５０ｍｍ×４０μｍ（２５０μｍピッチ、２本）の開口部を有するネガ型フォトマスクを介して、上記の紫外線露光機を用い、０．６Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。次いで、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、厚み１０μｍの第２コア層５を上記のロールラミネータを用いて形成し、５０ｍｍ×５０μｍ（２５０μｍピッチ、２本）の開口部を有するネガ型フォトマスクを介して、上記の紫外線露光機を用い、０．６Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、コア層４を現像した。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、断面形状が、４０μｍ×４０μｍのコアパターンと、５０μｍ×５０μｍのコアパターンとが交互に整列したコアパターンを形成した。
その後、実施例１と同様に上部クラッド層を形成し、光導波路とした（工程２−（ｅ））。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上詳細に説明したように、本発明の光導波路の製造方法によると、光導波路を構成する下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の膜厚を容易に制御でき、しかも複数層の下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を一括形成できるため製造効率がよく、低コストで光導波路を製造できる。
このため、光導波路と光学素子と接続する際の位置合わせトレランスの確保や位置ずれの防止ができる光導波路の形成方法として極めて実用性が高い。
【符号の説明】
【００２７】
１：基板
２：第１下部クラッド層（下部クラッド層）
２１：第１下部クラッド層硬化部
２２：第１下部クラッド層未硬化部
２３：第１下部クラッドパターン
３：第２下部クラッド層
３１：第２下部クラッド層硬化部
３２：第２下部クラッド層未硬化部
３３：第２下部クラッドパターン
４：第１コア層（コア層）
４１：第１コア層硬化部（コア層硬化部）
４２：第１コア層未硬化部（コア層未硬化部）
４３：第１コアパターン（コアパターン）
５：第２コア層
５１：第２コア層硬化部
５２：第２コア層未硬化部
５３：第２コアパターン
６：第１上部クラッド層（上部クラッド層）
７：第２上部クラッド層
【技術分野】
【０００１】
本発明は光導波路の製造方法に関し、特に、光導波路を構成する下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の膜厚を容易に制御できる光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、光伝送路として、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路が用いられている。
また、光導波路は、光学製品のデバイスとして用いられる際、他の光学素子、例えば光ファイバと接続して用いられることがあり（例えば、特許文献１）、このため、光導波路と光学素子と接続する際の位置合わせトレランスの確保や位置ずれの防止のために、光導波路を構成する層の膜厚を制御できることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４２１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、光導波路を構成する下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の膜厚を容易に制御できる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】
【０００５】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を複数層とし、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、パターン化された複数層としてから、一括現像することにより、上記課題を解決することを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の発明を提供するものである。
（１）下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の少なくともいずれかの層が複数層からなり、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、パターン化された複数層としてから、一括現像して、前記下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の少なくともいずれかの層を複数層に形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
（２）基板上に、前記下部クラッド層を積層する前記（１）に記載の光導波路の製造方法。
（３）前記下部クラッド層及び／又はコア層の一部を複数層にすることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の光導波路の製造方法。
（４）前記現像後の複数層が、各層で幅が異なり、段差を有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
（５）前記下部クラッド層が第１下部クラッド層と第２下部クラッド層とからなり、前記第１下部クラッド層をパターン露光し、前記パターン露光された第１下部クラッド層上に、前記第２下部クラッド層を積層し、前記第２下部クラッド層をパターン露光又は、前記第１下部クラッド層及び前記第２下部クラッド層を同時にパターン露光し、前記第１下部クラッド層及び前記第２下部クラッド層の未硬化部分を現像することによって除去することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
（６）前記コア層が第１コア層と第２コア層とからなり、前記下部クラッド層上に第１コア層を形成した後に前記第１コア層をパターン露光し、前記パターン露光された第１コア層上に、前記第２コア層を積層し、前記第２コア層をパターン露光又は、前記第１コア層及び前記第２コア層を同時にパターン露光し、前記第１コア層及び前記第２コア層の未硬化部分を現像することによって除去することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
（７）前記パターン露光により形成された第１下部クラッド層硬化部よりも第２下部クラッド層硬化部の横幅を小さくすることを特徴とする前記（５）に記載の光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光導波路の製造方法によると、光導波路を構成する下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の膜厚を容易に制御でき、しかも複数層の下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を一括して形成できるため製造効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の光導波路の製造方法を説明する図である。
【図２】本発明の光導波路の製造方法を説明する別の図である。
【図３】本発明の製造方法により得られた光導波路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の光導波路の製造方法は、図１〜３に示すように、下部クラッド層２（及び３）、コア層４（及び５）、上部クラッド層６（及び７）を順に積層する光導波路の製造方法であって、下部クラッド層２（及び３）、コア層４（及び５）、上部クラッド層６（及び７）の少なくともいずれかの層が複数層からなり、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、パターン化された複数層としてから、一括現像して、前記下部クラッド層２（及び３）、コア層４（及び５）、上部クラッド層６（及び７）の少なくともいずれかの層を複数層に形成する。
図１、２に示すように、下部クラッド層２，３及び／又はコア層４，５の一部を複数層にする方法であっても良い。
前記現像後の複数層が、各層で幅が異なり、段差を有するように形成しても良い。
【０００９】
図１に示すように、基板１上に第１下部クラッド層２を積層し、露光することによって、第１下部クラッド層硬化部２１及び第１下部クラッド層未硬化部２２とを形成し、その後に、第１下部クラッド層２上に第２下部クラッド層３を積層し、露光することによって、第２下部クラッド層硬化部３１及び第２下部クラッド層未硬化部３２とを形成し、現像によって第１下部クラッド層未硬化部２２及び第２下部クラッド層未硬化部３２を除去することによって得られる第１下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３は、第１下部クラッドパターン２３の横幅が、第２下部クラッドパターン３３の横幅以上であれば好ましい。こうすることによって、多段の下部クラッド層を形成する場合でも、各層の膜厚を制御することが可能となる。
【００１０】
また、図２に示すように、下部クラッド層２上に第１コア層４を積層し、露光することによって、第１コア層硬化部４１及び第１コア層未硬化部４２とを形成し、その後に、第１コア層４上に第２コア層５を積層し、露光することによって、第２コア層硬化部５１及び第２コア層未硬化部５２とを形成する。このとき、例えば、露光部が硬化するネガ型のコア層形成用樹脂を用いると、図２のように、第２コア層硬化部５１を形成すると同時に、第１コア層未硬化部４２を第２コア層硬化部５１と同一パターンの第１コア層硬化部４１とすることができる。これにより、現像によって第１コア層未硬化部４２及び第２コア層未硬化部５２を除去することによって得られる第１コアパターン４３及び第２コアパターン５３は、第１コアパターン４３のみからなる単層のコアパターンと第１コアパターン４３と第２コアパターン５３の２層からなるコアパターンが得られ、それぞれ幅及び高さが異なっていても良い。こうすることによって、異なる高さのコアパターンを膜厚の精度良く形成することができる。
ポジ型のコア層形成用樹脂を用いる場合には、第１コア層４を露光する際に、第１コア層硬化部４１（未露光部）を形成すると同時に、第２コア層硬化部５１を形成する部分に、第２コア層硬化部５１よりも大きい横幅の第１コア層硬化部４１（未露光部）を形成し、その後、第２コア層５を積層し、第２コア層硬化部５１（未露光部）及び第１コア層硬化部４１（未露光部）を形成するとできる。
【００１１】
また、上述の第１及び第２下部クラッドパターンの形成方法は、第１及び第２コアパターンの形成方法にも適用でき、第１及び第２コアパターンの形成方法は、第１及び第２下部クラッドパターンの形成方法にも適用できる。また、第１及び第２下部クラッドパターンの形成方法と、第１及び第２コアパターンの形成方法を併用しても良い。併用することによって第１及び第２下部クラッドパターン（又は、第１及び第２コアパターン）一方の側壁が垂直な片側階段構造のパターンとすることも可能である。
しかしながら、上述の第１及び第２クラッドパターンの形成方法を用いる場合は、ネガ型のクラッド層又はコア層形成用樹脂材料である必要があり、上述の第１及び第２コアパターンの形成方法は、ネガ型のクラッド層又はコア層形成用樹脂材料でもポジ型のクラッド層又はコア層形成用樹脂材料であってもよい。
また、上部クラッド層にも上述の第１及び第２下部クラッドパターンの形成方法、並びに第１及び第２コアパターンの形成方法を適用することができる。
【００１２】
本発明の光導波路の製造方法の具体例として、下部クラッド層を段付き２層とした図１の例を用いて説明する。以下、ネガ型のクラッド層形成用樹脂を用いた例を示す。
基板１上に、第１下部クラッド層２を積層し、パターン露光することによって、第１下部クラッド層硬化部２１と第１下部クラッド層未硬化部２２からなる層を形成し［工程（１−ａ）］、その上に、第２下部クラッド層３を積層し、パターン露光することによって、第２下部クラッド層硬化部３１と第２下部クラッド層未硬化部３２からなる層を形成し［工程（１−ｂ）］、一括現像することにより、基板１上に第１下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３を形成する［工程（１−ｃ）］。ここで、第１下部クラッド層硬化部２２よりも第２下部クラッド層硬化部３２の横幅を小さくすることにより、第１下部クラッドパターン２３の方が第２下部クラッドパターン層２３より横幅を大きくして、段差を設けることができる。また、露光により、第２下部クラッド層硬化部３１を形成する際に、第１下部クラッド層未硬化部２２を第１下部クラッド層露光部２１とすることもできる。
次に、第１下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３を覆うように、コア層４を積層し、パターン露光することによって、コア層硬化部４１とコア層未硬化部４２からなる層を形成し［工程（１−ｄ）］、露光、現像することにより、コアパターン４３を形成する［工程（１−ｅ）］。その後、第１下部クラッドパターン２３、第２下部クラッドパターン３３及びコアパターン４３を覆うように、上部クラッド層６を形成して光導波路を得る［工程（１−ｆ）］。
また、本例示では、２層の下部クラッド層を用いたが、工程（１−ｂ）のあとに、更に下部クラッド層を積層し、パターン露光を行う工程を１回以上行うことにより、３層以上の下部クラッド層としても良い。
【００１３】
次に、コア層を２層とした図２の例を用いて説明する。以下、ネガ型のコア層形成用樹脂を用いた例を示す。
基板１上に、下部クラッド層２を形成し［工程（２−ａ）］、該下部クラッド層２上に第１コア層４を積層し、パターン露光することによって、第１コア層硬化部４１と第１コア層未硬化部４２からなる層を形成し［工程（２−ｂ）］、さらにその上に、第２コア層５を積層し、パターン露光することによって、同一パターン形状の第１コア層硬化部４１及び第２コア層硬化部５１とを形成し［工程（２−ｃ）］、現像することにより、第１コアパターン４３の単層からなるコアパターンと、第１コアパターン４３及び第２コアパターン５３の２層からなるコアパターンを一括形成する［工程（２−ｄ）］。その後、下部クラッド層２及び第１コアパターン４３及び第２コアパターン５３を覆うように、上部クラッド層６を形成して光導波路を得る。
また、本例示では、２層のコア層を用いたが、工程（２−ｃ）のあとに、更にコア層を積層し、パターン露光を行う工程を１回以上行うことにより、３層以上のコア層としても良い。
【００１４】
また、図１及び２の製造方法を組み合わせて、図３に示すような、基板１上に設けられた第１下部クラッド層２に、第２下部クラッドパターン３３及び第１コアパターン４３を形成し、第２下部クラッドパターン３３上に第１コアパターン４３及び第２コアパターン５３を形成し、それらを覆うように上部クラッド層６を形成し、さらにその上に上部クラッド層７を設け、高さ方向に千鳥配線を形成可能にすることもできる。こうすることによって同一平面状にコアパターンを形成するよりも、隣接するコアパターン同士の直線距離が大きくなり、光ファイバや各種光学素子の実装が容易となる。このとき、上部クラッド層を、下部クラッド層形成工程とほぼ同様に、上部クラッド層６を積層後、露光によって全面硬化させ、その後、上部クラッド層７を積層し、上部クラッド層７をパターン露光・現像することによって、全てのコアパターン上部に形成される上部クラッド層の厚みを揃えることもできる。
【００１５】
以下、本発明の光導波路を構成する各層について説明する。
（クラッド層形成用樹脂及びクラッド層形成用樹脂フィルム）
以下、本発明で使用される下部クラッド層２，３、上部クラッド層６，７について説明する。
この下部クラッド層及び上部クラッド層としては、クラッド層形成用樹脂又はクラッド層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
【００１６】
本発明で用いるクラッド層形成用樹脂としては、コア層より低屈折率で、光又は光と熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。
本発明においては、クラッド層の形成方法は特に限定されず、例えば、クラッド層形成用樹脂の塗布又はクラッド層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すれば良い。
【００１７】
下部クラッド層及び上部クラッド層の厚さに関しては、乾燥後の厚さで、５〜５００μｍの範囲が好ましい。５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、下部クラッド層及び上部クラッド層の厚さは、さらに１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
また、コア層を埋め込むために、上部クラッド層の厚さは、コア層を埋め込める厚さの上部クラッドを適宜用いれば良く、コア層の厚さ以上に厚くすることが好ましい。
【００１８】
（コア層形成用樹脂及びコア層形成用樹脂フィルム）
以下、本発明で使用されるコア層４，５について説明する。
このコア層としては、コア層形成用樹脂又はコア層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
コア層形成用樹脂は、クラッド層より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコア層を形成し得る樹脂組成物を用いることができる。
本発明においては、コア層の形成方法は特に限定されず、例えば、コア層形成用樹脂の塗布又はコア層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すれば良い。
【００１９】
コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層１０の厚さが、通常は１０〜１００μｍとなるように調整される。該フィルムの厚さが１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、さらに３０〜７０μｍの範囲であることが好ましい。
また、クラッド層形成用樹脂フィルム及びコア層形成用樹脂フィルムはキャリアフィルム上に形成すると良い。キャリアフィルムの種類としては、柔軟性及び強靭性のあるキャリアフィルムとして、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドが好適に挙げられる。キャリアフィルムの厚さは、５〜２００μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると、キャリアフィルムとしての強度が得やすいという利点があり、２００μｍ以下であると、コア層及びクラッド層のパターン形成時のマスクとのギャップが小さくなり、より微細なパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、キャリアフィルムの厚さは１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましく、１５〜５０μｍであることが特に好ましい。
【００２０】
（基板）
基板１の材質としては、特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、電気配線板などが挙げられる。
基板１として柔軟性及び強靭性のある基板、例えば、前記クラッド層形成用樹脂フィルム及びコア層形成用樹脂フィルムのキャリアフィルムを基板として用いることで、フレキシブルな光導波路としてもよい。
【００２１】
また、基板１と下部クラッド層２，上部クラッド層６，７に密着性が無い場合には、その間に接着層を設けても良い。
接着層の種類としては特に限定されないが、両面テープ、ＵＶまたは熱硬化性接着剤、プリプレグ、ビルドアップ材、電気配線板製造用途に使用される種々の接着剤が好適に挙げられる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
実施例１（光導波路の製造：図１の製造方法）
［クラッド層形成用樹脂フィルムの作製］
［（Ａ）ベースポリマー；（メタ）アクリルポリマー（Ａ−１）の作製］
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部及び乳酸メチル２３質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を６５℃に上昇させ、メチルメタクリレート４７質量部、ブチルアクリレート３３質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１６質量部、メタクリル酸１４質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４６質量部、及び乳酸メチル２３質量部の混合物を３時間かけて滴下後、６５℃で３時間撹拌し、さらに９５℃で１時間撹拌を続けて、（メタ）アクリルポリマー（A−１）溶液（固形分４５質量％）を得た。
[重量平均分子量の測定］
（A−１）の重量平均分子量（標準ポリスチレン換算）をＧＰＣ（東ソー（株）製「ＳＤ−８０２２」、「ＤＰ−８０２０」、及び「ＲＩ−８０２０」）を用いて測定した結果、３．９×１０4であった。なお、カラムは日立化成工業（株）製「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１５０−Ｓ」及び「Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ａ１６０−Ｓ」を使用した。
［酸価の測定］
Ａ−２の酸価を測定した結果、７９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。なお、酸価はＡ−２溶液を中和するのに要した０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
［クラッド層形成用樹脂ワニスの調合］
（Ａ）ベースポリマーとして、前記Ａ−１溶液（固形分４５質量％）８４質量部（固形分３８質量部）、（Ｂ）光硬化成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「Ｕ−２００ＡＸ」）３３質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート（新中村化学工業（株）製「ＵＡ−４２００」）１５質量部、（Ｃ）熱硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液（固形分７５質量％）（住化バイエルウレタン（株）製「スミジュールＢＬ３１７５」）２０質量部（固形分１５質量部）、（Ｄ）光重合開始剤として、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア２９５９」）１質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（チバ・ジャパン（株）製「イルガキュア８１９」）１質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３質量部を攪拌しながら混合した。孔径２μｍのポリフロンフィルタ（アドバンテック東洋（株）製「ＰＦ０２０」）を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスを得た。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂組成物を、ＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製「コスモシャインＡ４１００」、厚み５０μｍ）の非処理面上に、前記塗工機を用いて塗布し、１００℃で２０分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理ＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製「ピューレックスＡ３１」、厚み２５μｍ）を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例では使用した第１下部クラッド層及び第２下部クラッド層の厚みに付いては、実施例中に記載する。また、第１下部クラッド層及び第２下部クラッド層の硬化後の膜厚と塗工後の膜厚は同一であった。本実施例で用いた上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚についても実施例中に記載する。実施例中に記載する上部クラッド層形成用樹脂フィルムの膜厚は乾燥後の膜厚とする。
【００２３】
［コア層形成用樹脂フィルムの作製］
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成株式会社製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記製造例と同様の方法及び条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスＢを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績株式会社製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であり、本実施例おいて使用したコア層形成用樹脂フィルム厚みに付いては、実施例中に記載する。実施例中に記載するコア層形成用樹脂フィルムの膜厚は塗布乾燥後の膜厚とする。
【００２４】
［光導波路の作製］
第１下部クラッド層２として、上記で得られたクラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥離した厚さ１０μｍのクラッド層形成フィルムを、基板１である厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（商品名；ユーピレックスRN）に、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Pａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度7０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着した。その後、支持フィルム越しに、５０ｍｍ×３００μｍのネガ型フォトマスクを介して、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．２５Ｊ／ｃｍ2照射し、支持フィルムを剥離した［工程（１−ａ）］。次いで、第２下部クラッド層３として、上記と同じ１０μｍのクラッド層形成用樹脂フィルムを、保護フィルムを剥離して積層し、上記の紫外線露光機を用いて、４５ｍｍ×１５０μｍの開口部を有するネガ型フォトマスクを介して紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．２５Ｊ／ｃｍ2照射し、支持フィルムを剥離した［工程（１−ｂ）］。次に、１％炭酸カリウム水溶液を用いて第1下部クラッド層未硬化部２２及び第２下部クラッド層未硬化部３２を一括現像し、第1下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３を形成した［工程（１−ｃ）］。
次に、第１下部クラッドパターン２３及び第２下部クラッドパターン３３を覆うように、保護フィルムを剥離した厚さ７０μｍの上記コア層形成用樹脂フィルムを、上の熱板に厚さ２ｍｍのSUS板を装着した平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Pａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度7０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、コア層４の表面を平坦化した［工程（１−ｄ）］。
次に、コア層４を形成するための形状を有するネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．６Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、コア層４を現像した。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、大きさ４４ｍｍ×５０μｍ、厚さ５０μｍ（第２下部クラッドパターン３３上の厚み）のコア層４を形成した［工程（１−ｅ）］。
次いで、上部クラッド層６として厚さ８０μｍの上記クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートした。さらに、紫外線（波長３６５ｎｍ）を４Ｊ／ｃｍ2照射後、支持フィルムを剥離し、１７０℃で１時間加熱処理することによって、厚さ１２μｍ（コア層４上の厚み）の上部クラッド層６を形成し、光導波路を作製した［工程（１−ｆ）］。
【００２５】
実施例２（光導波路の製造：図２の製造方法）
実施例１において、基板１上に第１下部クラッド層２をパターニングせずに硬化した後に、厚さ４０μｍの第１コア層をロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件でラミネート形成した。その後、５０ｍｍ×４０μｍ（２５０μｍピッチ、２本）の開口部を有するネガ型フォトマスクを介して、上記の紫外線露光機を用い、０．６Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。次いで、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、厚み１０μｍの第２コア層５を上記のロールラミネータを用いて形成し、５０ｍｍ×５０μｍ（２５０μｍピッチ、２本）の開口部を有するネガ型フォトマスクを介して、上記の紫外線露光機を用い、０．６Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、キャリアフィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝８／２、質量比）を用いて、コア層４を現像した。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、断面形状が、４０μｍ×４０μｍのコアパターンと、５０μｍ×５０μｍのコアパターンとが交互に整列したコアパターンを形成した。
その後、実施例１と同様に上部クラッド層を形成し、光導波路とした（工程２−（ｅ））。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上詳細に説明したように、本発明の光導波路の製造方法によると、光導波路を構成する下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の膜厚を容易に制御でき、しかも複数層の下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を一括形成できるため製造効率がよく、低コストで光導波路を製造できる。
このため、光導波路と光学素子と接続する際の位置合わせトレランスの確保や位置ずれの防止ができる光導波路の形成方法として極めて実用性が高い。
【符号の説明】
【００２７】
１：基板
２：第１下部クラッド層（下部クラッド層）
２１：第１下部クラッド層硬化部
２２：第１下部クラッド層未硬化部
２３：第１下部クラッドパターン
３：第２下部クラッド層
３１：第２下部クラッド層硬化部
３２：第２下部クラッド層未硬化部
３３：第２下部クラッドパターン
４：第１コア層（コア層）
４１：第１コア層硬化部（コア層硬化部）
４２：第１コア層未硬化部（コア層未硬化部）
４３：第１コアパターン（コアパターン）
５：第２コア層
５１：第２コア層硬化部
５２：第２コア層未硬化部
５３：第２コアパターン
６：第１上部クラッド層（上部クラッド層）
７：第２上部クラッド層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を順に積層する光導波路の製造方法であって、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の少なくともいずれかの層が複数層からなり、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、パターン化された複数層としてから、一括現像して、前記下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の少なくともいずれかの層を複数層に形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
基板上に、前記下部クラッド層を積層する請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記下部クラッド層及び／又はコア層の一部を複数層にす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】
前記現像後の複数層が、各層で幅が異なり、段差を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記下部クラッド層が第１下部クラッド層と第２下部クラッド層とからなり、前記第１下部クラッド層をパターン露光し、前記パターン露光された第１下部クラッド層上に、前記第２下部クラッド層を積層し、前記第２下部クラッド層をパターン露光又は、前記第１下部クラッド層及び前記第２下部クラッド層を同時にパターン露光し、前記第１下部クラッド層及び前記第２下部クラッド層の未硬化部分を現像することによって除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記コア層が第１コア層と第２コア層とからなり、前記下部クラッド層上に第１コア層を形成した後に前記第１コア層をパターン露光し、前記パターン露光された第１コア層上に、前記第２コア層を積層し、前記第２コア層をパターン露光又は、前記第１コア層及び前記第２コア層を同時にパターン露光し、前記第１コア層及び前記第２コア層の未硬化部分を現像することによって除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記パターン露光により形成された第１下部クラッド層硬化部よりも第２下部クラッド層硬化部の横幅を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１】
下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を順に積層する光導波路の製造方法であって、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の少なくともいずれかの層が複数層からなり、前記複数層を構成する各層を積層するごとにパターン露光し、パターン化された複数層としてから、一括現像して、前記下部クラッド層、コア層、上部クラッド層の少なくともいずれかの層を複数層に形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
基板上に、前記下部クラッド層を積層する請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記下部クラッド層及び／又はコア層の一部を複数層にす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】
前記現像後の複数層が、各層で幅が異なり、段差を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記下部クラッド層が第１下部クラッド層と第２下部クラッド層とからなり、前記第１下部クラッド層をパターン露光し、前記パターン露光された第１下部クラッド層上に、前記第２下部クラッド層を積層し、前記第２下部クラッド層をパターン露光又は、前記第１下部クラッド層及び前記第２下部クラッド層を同時にパターン露光し、前記第１下部クラッド層及び前記第２下部クラッド層の未硬化部分を現像することによって除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記コア層が第１コア層と第２コア層とからなり、前記下部クラッド層上に第１コア層を形成した後に前記第１コア層をパターン露光し、前記パターン露光された第１コア層上に、前記第２コア層を積層し、前記第２コア層をパターン露光又は、前記第１コア層及び前記第２コア層を同時にパターン露光し、前記第１コア層及び前記第２コア層の未硬化部分を現像することによって除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記パターン露光により形成された第１下部クラッド層硬化部よりも第２下部クラッド層硬化部の横幅を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の光導波路の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６１４７４（Ｐ２０１３−６１４７４Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９６３９（Ｐ２０１１−１９９６３９）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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