高分子光導波路の製造方法
【課題】 ミラー面を有する高分子光導波路を好適な製造効率で簡易に製造することができる高分子光導波路の製造方法を提供する。
【解決手段】 高分子光導波路は、表面にコアパターン１２が凹設されたクラッド基部１１と、コアパターン１２の内部に形成されたコア１３と、コア１３を被覆するようにクラッド基部１１の表面に設けられたクラッド蓋部１４とを備えており、コアパターン１２の内面にはミラー面１５が設けられている。コアパターン１２及びミラー面１５は、スタンパを使用した加熱エンボス加工法によってクラッド基部１１に凹設される。このスタンパは、階調領域を有するマスキング部材を用い、フォトレジスト材料を露光及び現像することによって形成されている。
【解決手段】 高分子光導波路は、表面にコアパターン１２が凹設されたクラッド基部１１と、コアパターン１２の内部に形成されたコア１３と、コア１３を被覆するようにクラッド基部１１の表面に設けられたクラッド蓋部１４とを備えており、コアパターン１２の内面にはミラー面１５が設けられている。コアパターン１２及びミラー面１５は、スタンパを使用した加熱エンボス加工法によってクラッド基部１１に凹設される。このスタンパは、階調領域を有するマスキング部材を用い、フォトレジスト材料を露光及び現像することによって形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報通信において、例えば光回折路、光分波路及び光合波路、光分岐路及び光合成路、光スイッチ、光回路等のような光信号を伝搬するための高分子光導波路の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子光導波路は、コアと、同コアを取り囲むようにその周面を被覆するクラッドとを備えている。コアは透明な合成樹脂より形成されるとともに、クラッドはコアを形成する合成樹脂よりも屈折率の低い透明な合成樹脂より形成されている。この高分子光導波路に入射された光信号は、コアとクラッドとの境界面で繰り返し反射されながらコア内を伝搬される。また、コア内のみで光信号を伝搬させるに留まらず、光信号を高分子光導波路の外部へ出射したり、或いは光信号を外部から高分子光導波路の内部へ入射したりすべく、例えば特許文献１〜特許文献３に記載されるような、ミラー面を有する高分子光導波路も提供されている。このミラー面は、高分子光導波路のコアによって構成される光路、つまりはコアの延びる方向に対して所定角度（例えば４５゜）をなすように、コアとクラッドとの境界面を斜面状に形成することによって設けられたものである。そして、コア内を伝搬される光信号は、ミラー面でこれまでとは異なる方向へ反射されることにより、光路が変換されるようになっている。
【０００３】
上記特許文献１〜特許文献３には、前記ミラー面を形成すべく、様々な高分子光導波路の製造方法が提案されている。例えば特許文献１では、Ｖ字型ダイヤモンドブレードを用いたダイシング加工によって高分子光導波路の製造している。即ち、特許文献１の製造方法は、まずコア及びクラッドからなる構造体を形成した後、同構造体をダイシング加工で切断し、その切断面がミラー面となるように切断された構造体を組み合わせて高分子光導波路としている。特許文献２では、コア及びクラッドを形成した後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により端面をエッチングしてミラー面を形成している。
【０００４】
特許文献３では、成形型（スタンパ）を用いることにより、コア、クラッド及びミラー面を形成している。即ち、特許文献３の製造方法は、まずコアに対応する凹部又は凸部が設けられた成形型を成形した後、同成形型から凹部又は凸部の形状を型取りすることにより、コア及びクラッドを成形している。さらに、前記凹部又は凸部には、レーザー加工によってミラー面に応じた斜め面が設けられており、コア及びクラッドを成形する際にミラー面も成形されるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−１１４３６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５３７１号公報
【特許文献３】特開２００３−２４０９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１及び特許文献２の製造方法は、コア及びクラッドを製造した後に、ミラー面を形成するための加工を必要としており、製造効率が好適であるとは言い難いものであった。一方、特許文献３の製造方法は、成形型を用いたことにより、コア、クラッド及びミラー面の成形については、製造効率が好適である。しかし、特許文献３の製造方法においては、レーザー加工に係る装置が大がかりな上、非常に高価であり、製造コストの高騰を招きやすいことが挙げられる。特許文献１に係るダイシング加工においても、特許文献３の製造方法と同様の理由から製造コストの高騰を招きやすくなる。加えて、特許文献１〜３の製造方法には、ミラー面の形成に位置的な制限があるとともに、一つの光路上に傾斜方向の異なるミラー面（例えば光路に対して４５゜と−４５゜）を形成し難く、一の工程で形成可能なミラー面の傾斜方向にも制限があり、ミラー面に係る設計の自由度に劣るという問題もある。なお、各ミラー面を複数の工程で一つずつ加工するならば、一つの光路上に傾斜方向の異なるミラー面を形成することも可能ではあるが、しかしこの場合には製造効率の低下をも招くこととなる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、ミラー面を好適な製造効率で簡易に製造することができるとともに、ミラー面の形成に係る設計の自由度の向上を図ることができる高分子光導波路の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、表面にコアパターンが凹設された合成樹脂製のクラッド基部と、該コアパターンの内部に形成されたコアと、該コアを被覆すべく該クラッド基部の表面に設けられた合成樹脂製のクラッド蓋部とを備え、前記コアパターンの内面の一部を斜面状とすることで光路を変換するためのミラー面を設けた高分子光導波路の製造方法であって、前記コアパターンに応じた形状をなす転写パターンが設けられたスタンパを製造するスタンパ製造工程と、該スタンパを使用した加熱エンボス加工法で前記コアパターンを形成する転写工程と、前記コア及びクラッド蓋部を設ける導波路形成工程とを備え、前記スタンパ製造工程は、フォトレジスト材料製のフォトレジスト層をマスキング部材で被覆する被覆段階と、フォトレジスト層を露光及び現像して前記転写パターンを形成するパターン形成段階とを含み、該被覆段階では、前記マスキング部材として前記パターン形成段階の露光時に用いる光に対する遮光率を所定方向で徐々に変化させる階調領域が設けられたものを使用し、該階調領域により遮光率を徐々に変化させる方向は前記転写パターン及びコアパターンにより形成される前記コアが延びる方向となるように設定し、該パターン形成段階では前記ミラー面に応じた形状とすべく前記マスキング部材の前記階調領域を利用して前記転写パターンに斜面部を形成することを要旨とする。
【０００８】
上記発明によれば、転写工程ではスタンパを使用した加熱エンボス加工法を用いており、そのスタンパには転写パターン及び斜面部が形成されている。このため、クラッド基部の表面に加熱したスタンパを押圧し、転写パターン及び斜面部をクラッド基部の表面に転写するのみで、コアパターン及びミラー面が簡易且つ迅速に成形される。一方、スタンパの製造時においては、フォトレジスト材料と階調領域が設けられたマスキング部材とが使用される。このマスキング部材を使用して露光を行う場合、階調領域で光量が調整されることにより、フォトレジスト材料からなるフォトレジスト層は、階調領域と対応する箇所が斜面部となるように現像される。このため、大掛かりな装置や、長時間を要せずとも、光を照射するという極めて単純且つ簡易な作業で斜面部を形成することができる。また、ミラー面を形成することとなる斜面部は、フォトレジスト層の何れの位置にも形成することが可能であることから、ミラー面の形成に位置的な制限はない。さらに、遮光率を徐々に変化させる方向の設定を各斜面部毎に変更すれば、一つの光路上に傾斜方向の異なる複数のミラー面を設けることも可能となる。なお、遮光率を徐々に変化させる方向の設定の変更は、各階調領域毎に階調を変化させる方向を変更するという極めて単純且つ簡易な作業で対応することができる。従って、ミラー面の形成位置、傾斜方向等が制限されにくく、ミラー面の形成に係る設計の自由度の向上を図ることができるとともに、斜面部を有するスタンパ及びミラー面を有するコアパターンの双方ともに簡易に製造できることから、ミラー面を有する高分子光導波路を好適な製造効率で簡易に製造することができる。
【０００９】
請求項２に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１に記載の発明において、前記被覆段階で使用するフォトレジスト材料は、ネガ型のフォトレジスト材料であることを要旨とする。
【００１０】
上記発明によれば、ネガ型のフォトレジスト材料は、ポジ型のフォトレジスト材料に比べ、フォトレジスト材料に係る製造コストの高騰を抑えつつ、フォトレジスト層の厚み増加を図ることが可能である。このため、高分子光導波路のコア径の拡大を図るべく、フォトレジスト層の厚みを増す場合にも、好適な製造効率を維持することができる。なお、ポジ型のフォトレジスト材料でフォトレジスト層の厚み増加を図る場合、フォトレジスト材料の露光不足、露光過多等といった不具合の発生を抑制するには、ポジ型のフォトレジスト材料として、その露光にＸ線を用い、Ｘ線が照射された箇所が可溶化するＸ線可溶化型のものを使用することが好ましい。しかし、Ｘ線可溶化型のフォトレジスト材料を露光するためには、Ｘ線の照射に係る装置を使用する必要があり、このような装置は大がかりな上、非常に高価であり、製造コストの高騰を招きやすい。一方、ネガ型のフォトレジスト材料でフォトレジスト層の厚み増加を図る場合には、フォトレジスト材料として、その露光に紫外線を利用する紫外線硬化型のものを使用することが可能である。紫外線の照射に係る装置は、Ｘ線の照射に係る装置に比べ、構成が簡易であり、製造コストの高騰を抑えることが可能である。
【００１１】
請求項３に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記パターン形成段階の露光時に使用する光は、前記フォトレジスト層に対する吸光度が１以下となるものであることを要旨とする。
【００１２】
上記発明によれば、露光時におけるフォトレジスト材料の露光不足、露光過多等といった不具合の発生を好適に抑制することが可能となる。このため、フォトレジスト層の厚みを増しやすく、高分子光導波路のコア径の拡大を図ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の発明において、前記スタンパ製造工程は、前記転写パターンを型取りして複製パターンを得る型取り段階と、該複製パターンを使用して前記転写パターンを複製する複製段階とを含むことを要旨とする。
【００１４】
上記発明によれば、原版となる転写パターンを加熱エンボス加工に使用することなく保管することができるとともに、複製パターンから転写パターンを大量に複製することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ミラー面を有する高分子光導波路を簡易且つ好適な製造効率で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
まず、高分子光導波路の構成について説明する。なお、高分子光導波路は、光ファイバーのコネクタ、スプリッタ等のように、光信号を伝搬する際の光回折路、光分波路及び光合波路、光分岐路及び光合成路、光スイッチ、光回路等として使用されるものである。
【００１７】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、高分子光導波路は、クラッド基部１１と、同クラッド基部１１の表面に設けられた複数の凹部からなるコアパターン１２と、同コアパターン１２の内部に設けられたコア１３と、クラッド蓋部１４とを有している。クラッド基部１１は、フィルム、板材等から矩形状に形成されている。コアパターン１２は、スタンパを使用した加熱エンボス加工法によってクラッド基部１１の表面に凹設されている。コア１３は、コアパターン１２の内部を埋めるように、コアパターン１２に応じた形状に形成されている。クラッド蓋部１４は、薄板状に形成され、コア１３の露出部分を被覆するように、クラッド基部１１の表面に取着されている。
【００１８】
前記クラッド基部１１、コア１３及びクラッド蓋部１４は、光信号として使用される光を透過すべく、全て透明な合成樹脂から形成されている。クラッド基部１１及びクラッド蓋部１４に使用する合成樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の熱可塑性樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型ビニル樹脂等の紫外線硬化樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。クラッド基部１１においては、加熱エンボス加工法によるコアパターン１２の形成を容易に行うという観点から、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。一方、コア１３は、クラッド基部１１及びクラッド蓋部１４で使用する合成樹脂よりも屈折率の高い合成樹脂が使用される。コア１３に使用する合成樹脂の具体例として、クラッド基部１１及びクラッド蓋部１４の材料として前に挙げた熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、フッ素樹脂等の他、ポリイミド等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
【００１９】
ここで、クラッド基部１１、クラッド蓋部１４及びコア１３に使用する合成樹脂について、透明とは、高分子光導波路によって伝搬される光信号として使用される光の波長域で透明、つまりは光信号に使用する光を吸収しない色調であることを示す。従って、無色透明の合成樹脂に限らず、光信号に使用する光を吸収しなければ、有色透明の合成樹脂を使用してもよい。具体的に、光信号には４００〜１６００ｎｍの波長域の光が使用され、主に６５０ｎｍ、８５０ｎｍ、１３００ｎｍ及び１５５０ｎｍの波長域の光が用途に応じて選択して使用される。このため、クラッド基部１１、クラッド蓋部１４及びコア１３に使用する材料には、これらの波長域の光を吸収しない色調で透明な合成樹脂が使用される。
【００２０】
高分子光導波路は、その端部からコア１３に光信号が入射されると、同光信号をクラッド基部１１又はクラッド蓋部１４と、コア１３との境界面で反射させる。この反射が繰り返されることにより、光信号は鋸歯状の軌跡を描きながらコア１３内を進行し、高分子光導波路の内部を同コア１３の延びる方向へ伝搬される。ここで、本実施形態の光路とは、高分子光導波路による光信号の伝搬方向を示すものとする。そして、前述のようにコア１３内を伝搬される光信号の光路（図中で横向きの矢印方向）は、本実施形態ではコア１３の延びる方向と一致する。
【００２１】
当該高分子光導波路において、コア１３の延びる方向で両端部（光路の両端）には、クラッド基部１１とコア１３との境界面にミラー面１５がそれぞれ設けられている。各ミラー面１５は、光路に対して所定角度（本実施形態では４５゜）の斜面状をなしている。これらミラー面１５は、コアパターン１２の内面の一部である対向する一対の内側面を、クラッド蓋部１４へ向かうにつれ互いに離間するテーパ状とすることによって形成されたものである。また、ミラー面１５は、コアパターン１２を加熱エンボス加工法で成形する際、同コアパターン１２とともに前記スタンパを使用して成形される。
【００２２】
当該高分子光導波路内を伝搬される光信号は、ミラー面１５で反射方向を変えられることにより、その進行方向が変換される。即ち、高分子光導波路の外部から図中で下向きの矢印方向に入射される光信号は、一方のミラー面１５により、コア１３内を伝搬される光信号へと変換される。また、コア１３内を伝搬される光信号は、他方のミラー面１５により、高分子光導波路の外部へ図中で上向きの矢印方向に出射される光信号へと変換される。従って、ミラー面１５を設けた当該高分子光導波路は、光信号をコア１３内のみで伝搬することに限らず、クラッド蓋部１４を介して外部から光信号を入射することも、クラッド蓋部１４を介して外部へ光信号を出射することも可能である。
【００２３】
コアパターン１２において、ミラー面１５を含む内面の粗さは、光信号に使用する光の波長域の好ましくは１０分の１以下であり、より好ましくは２０分の１以下である。具体的には、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）が、好ましくは０．２μｍ以下であり、より好ましくは０．１μｍ以下である。Ｒａが０．２μｍを超える場合、コア１３内での進行時に前記境界面で光の乱反射が生じやすく、ノイズが発生する等して光信号を正確に伝搬することができなくなるおそれがある。なお、算術平均粗さ（Ｒａ）が小さくなるに従い、光の乱反射は生じにくくなり、光信号を正確に伝搬することができるようになる。しかし、算術平均粗さ（Ｒａ）を過剰に小さくすれば、製造の長時間化、煩雑化等を招き、製造コストが高騰することから、算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．０１μｍ以上である。
【００２４】
コア１３の径は、好ましくは３〜２０００μｍである。なお、本実施形態のコア１３の径は、前記光路に直交する面内におけるコア１３の一辺の長さで示す。すなわち、光ファイバーから高分子光導波路に光信号を入射したり、高分子光導波路から光ファイバーに光信号を出射したりする場合、結合損失を低減すべく、高分子光導波路のコア径を光ファイバーのコア径に対して最適化する必要がある。また、当該高分子光導波路は、光ファイバーを接続することを前提としており、その光ファイバーのコアの径は、一般に３〜２０００μｍである。そこで、種々の光ファイバーに対し、それぞれのコアの径と同程度に合わせることができるよう、コア１３の径を３〜２０００μｍとすることが好ましく、５０〜２０００μｍとすることがより好ましい。
【００２５】
次に、高分子光導波路を形成するためのスタンパについて説明する。図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、スタンパは、原版であるマスタスタンパ２１と、該マスタスタンパ２１から複製型３１を使用して複製された複製スタンパ４１とから構成されている。
【００２６】
まず、マスタスタンパ２１について説明する。マスタスタンパ２１は、マスキング部材としてのマスク基板２２と、同マスク基板２２の表面に設けられた転写パターン２３とを有している。転写パターン２３は、フォトレジスト材料を用い、前記コアパターン１２に応じた形状、換言すればコアパターン１２を逆転させた形状となるように形成されている。また、転写パターン２３には、前記ミラー面１５に応じた形状とすべく、斜面部２４が形成されている。従って、転写パターン２３及び斜面部２４と、コアパターン１２及びミラー面１５とは所謂ネガ・ポジの関係にある。
【００２７】
当該転写パターン２３及び斜面部２４は、それぞれの表面の荒れがコアパターン１２の内面及びミラー面１５に転写されるおそれがあることから、表面の粗さが前記光信号に使用する光の波長域の好ましくは１０分の１以下、より好ましくは２０分の１以下とされている。具体的には、当該表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、好ましくは０．２μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下とされている。Ｒａが０．２μｍを超える場合、前記コアパターン１２の内面又はミラー面１５のＲａが０．２μｍを超えてしまうおそれがある。なお、転写パターン２３及び斜面部２４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が小さくなるに従い、コアパターン１２の内面及びミラー面１５も平滑なものとなるが、Ｒａを過剰に小さくすれば、製造の長時間化、煩雑化等を招き、製造コストが高騰する。このため、転写パターン２３の表面及び斜面部２４の算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．０１μｍ以上である。
【００２８】
前記マスク基板２２は、ベース板２５と同ベース板２５の表面に設けられたマスキングパターン２６とから構成されている。ベース板２５は、前記転写パターン２３を形成すべくフォトレジスト材料の露光に使用する光を透過できるように、同露光に使用する光を吸収しない色調で透明な板材、例えばガラス板、合成樹脂板等から形成されている。このマスキングパターン２６は、露光に使用する光を遮蔽する遮光パターン２７と、露光に使用する光を透過させる透光パターン２８と、遮光パターン２７及び透光パターン２８の間に設けられた階調パターン２９とを備えている。
【００２９】
階調パターン２９は、露光に使用する光に対する遮光率を所定方向で徐々に変化させる階調領域を構成している。また、この階調領域は、露光に使用する光に対する遮光率を徐々に変化させる方向が遮光パターン２７から透光パターン２８へ向かう方向、つまりは前記コア１３が延びる方向であり、高分子光導波路においてコア１３内を伝搬される光信号の光路と同一方向となるように設定されている。
【００３０】
具体的に、本実施形態の遮光パターン２７は、ベース板２５の表面に薄膜を成膜することによって形成されている。この薄膜の色調は、露光に使用する光を吸収する又は反射する色調となっており、同薄膜が露光に使用する光を吸収又は反射することにより、露光に使用する光が遮蔽される。透光パターン２８は、前記薄膜を設けることなく、ベース板２５の表面を外部へ露出させることにより形成されており、露光に使用する光を透過させる。一方、階調パターン２９は、前記薄膜の膜厚を徐々に変化させることによって形成されている。膜厚を徐々に変化させた薄膜の色調は、露光に使用する光を吸収する又は反射する色調であって、その濃淡が連続的に変化する色調となり、階調パターン２９の色調は、遮光パターン２７へ近づくにつれ濃くなり、透光パターン２８へ近づくにつれ淡くなる。階調パターン２９の遮光率は、遮光パターン２７及び透光パターン２８の遮光率に応じている。例えば、遮光パターン２７の遮光率が１００％、透光パターン２８の遮光率が０％であれば、階調パターン２９の遮光率は、遮光パターン２７から透光パターン２８へ向かう方向へ１００〜０％の範囲で連続的に変化する。
【００３１】
次いで、前記複製型３１について説明する。複製型３１は、前記マスタスタンパ２１の表面部分、つまりは転写パターン２３を型取りして製造されている。この複製型３１は、シリコーンゴムから形成されている。複製型３１の表面（図４（ａ）中で上面）には複製パターン３２が設けられている。この複製パターン３２は、転写パターン２３に応じた形状、換言すれば転写パターン２３を逆転させた形状とされており、複製パターン３２と転写パターン２３とは所謂ネガ・ポジの関係にある。従って、複製パターン３２は、前記コアパターン１２と同一の形状をなしている。
【００３２】
次いで、前記複製スタンパ４１について説明する。複製スタンパ４１は、基材４２と、その基材４２の表面（図４（ａ）中で底面）に設けられた転写部４３とを有している。この転写部４３の表面（図４（ａ）中で底面）には、前記転写パターン２３及び前記斜面部２４が複写されている。転写部４３は、紫外線硬化型エポキシ樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型ビニル樹脂等の紫外線硬化樹脂から形成されている。また、基材４２には、転写部４３を硬化させるべく使用される紫外線を吸収しない材料、例えばガラス板等が使用されている。
【００３３】
この実施形態では、スタンパのうち、複製スタンパ４１を使用して加熱エンボス加工法が行われている。これは、紫外線硬化樹脂からなる転写部４３は、フォトレジスト材料からなる前記転写パターン２３に比べ、加熱、加圧に対する強度を向上させやすく、加熱エンボス加工法を行う際にスタンパとして使用可能な回数の増加を図ることができるためである。従って、高分子光導波路を少量のみ製造する等、使用可能な回数の増加を図ることを目的としなければ、前記マスタスタンパ２１を使用して加熱エンボス加工法を行ってもよい。なお、転写部４３を形成する紫外線硬化樹脂には、加熱エンボス加工法で使用されることから、クラッド基部１１の材料である合成樹脂よりもガラス転移点（Ｔｇ）が高いものを使用することが好ましく、より好ましくはカチオン重合タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂が使用される。
【００３４】
次に、高分子光導波路の製造工程について説明する。
高分子光導波路は、スタンパ製造工程と、転写工程と、導波路形成工程とを経て製造される。スタンパ製造工程では、スタンパとして前記マスタスタンパ２１と前記複製スタンパ４１とが製造される。転写工程では、複製スタンパ４１を使用して加熱エンボス加工法を行うことにより、クラッド基部１１の表面にコアパターン１２が形成される。導波路形成工程では、コアパターン１２が形成されたクラッド基部１１の表面において、コアパターン１２の内部にコア１３を形成し、その後にクラッド蓋部１４が形成される。
【００３５】
前記スタンパ製造工程について説明する。このスタンパ製造工程は、大きく分けてマスタスタンパ２１を製造するマスタ製造段階と、複製スタンパ４１を製造する複製製造段階との２つの段階に分けられる。
【００３６】
まず、マスタ製造段階について説明する。このマスタ製造段階は、被覆段階とパターン形成段階とを備える。図２（ａ）に示すように、被覆段階では、マスク基板２２の表面にフォトレジスト層２３ａが積層されて形成される。なお、この図２（ａ）は、ネガ型のフォトレジスト材料を使用した場合を示す。このフォトレジスト層２３ａの形成は、マスク基板２２の表面に液状のフォトレジスト材料をキャスト（注入）した後、同フォトレジスト材料を加熱乾燥して溶媒成分を除去し、固化することにより行われる。このようにして形成されたフォトレジスト層２３ａは、その表面（図２（ａ）中で底面）がマスキング部材であるマスク基板２２により被覆されることとなる。このマスク基板２２においては、フォトレジスト材料がネガ型のものであることから、マスキングパターン２６の透光パターン２８が所望する転写パターン２３と同一形状のものが使用される。
【００３７】
前記パターン形成段階では、図２（ａ）中に矢印で示すように、まずマスク基板２２を介してフォトレジスト層２３ａに露光に使用する光が図２（ａ）中で底面側から照射され、該フォトレジスト層２３ａが露光される。このとき、マスク基板２２の階調パターン２９においては、遮光パターン２７側から透光パターン２８側へ向かうに従い、露光に使用する光を透過させやすくなることから、同階調パターン２９を透過した光の光強度が連続的に変化する。このように階調パターン２９で光強度を連続的に変化させることにより、露光に使用する光による前記フォトレジスト材料の露光度も遮光パターン２７と透光パターン２８との間で連続的に変化することとなる。その結果、フォトレジスト層２３ａで階調パターン２９と対応する箇所は、図２（ａ）中に点線で示すように、斜面状に露光されることとなる。その後、フォトレジスト層２３ａを現像し、同フォトレジスト層２３ａの一部を除去する。すると、図３（ａ）に示すように、マスク基板２２の表面には転写パターン２３が残るとともに、フォトレジスト層２３ａの斜面状に露光された箇所が斜面部２４を形成することとなり、マスタスタンパ２１が形成される。
【００３８】
ここで、ポジ型のフォトレジスト材料を使用する場合について説明する。図２（ｂ）に示すように、ポジ型のフォトレジスト材料からなるフォトレジスト層２３ａは、ベース板２５の表面に積層され、同フォトレジスト層２３ａの表面は、マスキング部材としてのマスキングシート２６ａにより被覆される。このマスキングシート２６ａは、遮光パターン２７と、透光パターン２８と、階調パターン２９とを有し、遮光パターン２７は所望する転写パターン２３と同一形状とされ、透光パターン２８は転写パターン２３と反転した形状とされる。そして、同マスキングシート２６ａの表面側からフォトレジスト層２３ａの露光を行った結果、図３（ａ）に示した転写パターン２３と同形状の転写パターンが得られる。
【００３９】
なお、コア１３の径を拡大すべくフォトレジスト層２３ａの厚み増加を図る場合、製造コストの高騰を抑制できるという観点から、ネガ型のフォトレジスト材料を使用することが好ましい。これは、ネガ型のフォトレジスト材料であれば、フォトレジスト層２３ａの膜厚を厚くする場合でも紫外線硬化型のものを使用することができるためである。ポジ型のフォトレジスト材料でフォトレジスト層２３ａの厚み増加を図る場合、Ｘ線可溶化型のものを使用する必要性が高まり、前記パターン形成段階におけるフォトレジスト層２３ａの露光時に大掛かりで高価な装置を使用する可能性が高まる。
【００４０】
コア１３の径を拡大すべく、前記フォトレジスト層２３ａの厚み増加を図る場合（具体的にはフォトレジスト層２３ａの膜厚を１００μｍ以上とする場合）について説明する。この場合、マスク基板２２の表面内でフォトレジスト層２３ａの膜厚を均一にするため、前記被覆段階では次に記載するような方法を採用することが好ましい。すなわち、まず所望するフォトレジスト層２３ａの厚みと同じ高さのスペーサを用意し、同スペーサをマスク基板２２の表面に設置する。次いで、マスク基板２２の表面にフォトレジスト材料を前記スペーサよりも盛り上がるようにキャストし、フォトレジスト材料を固化する。この後、表面が平坦な押圧部材を用い、フォトレジスト材料を加熱しつつ、同フォトレジスト材料の表面を押圧部材で押圧する。すると、フォトレジスト材料は、その表面がスペーサよりも盛り上がった状態から平坦な状態とされることから、フォトレジスト層２３ａの膜厚が均一となる。
【００４１】
また、被覆段階で押圧部材を使用する場合、前記フォトレジスト材料には、押圧時の温度でフォトレジスト層２３ａを変形できるものが使用される。なお、押圧時において、押圧部材、フォトレジスト層２３ａ及びマスク基板２２は、未露光状態にあるフォトレジスト材料のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度となるように加熱される。フォトレジスト層２３ａの厚みは、前記コア１３の径と同じであり、３〜２０００μｍである。
【００４２】
フォトレジスト層２３ａは、その厚みを、例えば１００〜２０００μｍのように厚く形成した場合、表面部と底部（マスク基板２２の表面）とで露光条件が異なることにより、転写パターン２３が正確に形成されなくなる可能性が高くなる。従って、露光に使用する光には、フォトレジスト層２３ａに対する吸光度が、１以下となる光を使用することが好ましく、０．０２〜１となる光を使用することがより好ましい。なお、吸光度が１以下となる光とは、フォトレジスト層２３ａを所望の厚み（所望とするコア１３の径と同じ長さ）に形成した状態で、自記分光光度計（島津製作所製のＵＶ−３１００ＰＣ）を用いて同フォトレジスト層２３ａの吸光度を測定したとき、その吸光度が１以下となる光を示すものとする。露光に使用する光として吸光度が１を超える波長域の光を使用した場合、光の多くがフォトレジスト層２３ａの表面部で吸収され、同フォトレジスト層２３ａの底部まで光が達しない可能性が高くなる。この場合、フォトレジスト層２３ａの表面部と底部とで光強度の差が大きくなり、表面部と底部とで最適な露光条件が異なってしまう。
【００４３】
例えば、露光に使用する光として底部に最適な露光条件となる波長域の光を使用すれば、表面部では露光過多となるため、転写パターンは表面部と底部とで幅の異なるものとなってしまう。具体例として、吸光度が１を超える波長域の光を使用し、ネガ型のフォトレジスト層２３ａで転写パターンを形成しようとした場合、転写パターンの表面部が底部に比べて幅広となる。これに対し、露光に使用する光として表面部に最適な露光条件となる波長域の光を使用すれば、底部では露光不足となり、前例のように転写パターンは表面部と底部とで幅の異なるものとなってしまう。さらには、ネガ型のフォトレジスト材料を使用した場合には現像時に転写パターンが基板から剥離してしまったり等の不具合を生じるおそれがある。
【００４４】
なお、露光に使用する光の光源には、特定の波長域でのみ発光するものを用いてもよく、また、高圧水銀灯やキセノン灯などの多波長の光を発光するものを用いてもよい。但し、特定の波長域でのみ発光する光源を使用する場合には、吸光度が０．０２未満となるような波長域の光のみ発光するものは避けることが好ましい。フォトレジスト層２３ａは、その吸光度が０．０２未満の波長域の光のみで露光した場合、フォトレジスト層２３ａに吸収される光量が少なくなり、転写パターン２３を形成できなくなるおそれがある。一方、多波長の光を発光する光源を使用する場合には、吸光度が０．０２未満となるような波長域の光が含まれていてもよいが、吸光度が１を超えるような波長域の光は遮蔽することができるようにフィルター等を併用することが好ましい。
【００４５】
次いで、前記複製製造段階について説明する。この複製製造段階は、型取り段階と複製段階とを備える。型取り段階では、前記マスタ製造段階で得られたマスタスタンパ２１を用い、同マスタスタンパ２１から転写パターン２３を型取りする。この型取りは、図３（ｂ）に示すように、マスタスタンパ２１の表面に液状のシリコーンゴムを塗布し、同シリコーンゴムを硬化させ、複製型３１を形成することにより行われる。そして、型取り段階で得られた複製型３１には、前記転写パターン２３を型取りして得られた複製パターン３２が形成されることとなる。また、この複製パターン３２は、前記斜面部２４を型取りした複製斜面部３３を有している。型取り段階の後、複製型３１はマスタスタンパ２１の表面から剥離され、前記複製段階で使用される。なお、シリコーンゴムには、縮合反応型のものと、付加反応型のものとがあり、何れを使用してもよいが、付加反応型のシリコーンゴムを使用することがより好ましい。これは、付加反応型のものは、その硬化時に副生成物が発生せず、また硬化時の体積収縮率も小さいため、転写パターン２３をより精密な寸法精度で型取りすることができるためである。
【００４６】
また、マスタスタンパ２１から複製型３１を離型する際、転写パターン２３の傷つき、破損等を抑制し、離型性を向上させるため、シリコーンゴムを塗布する前に該マスタスタンパ２１の表面に離型剤を予め塗布する等の離型向上処理を施してもよい。或いは、フォトレジスト層２３ａから押圧部材を取り除く、複製型３１から複製スタンパ４１を離型する等の際において、離型向上処理を施してもよい。さらには、マスタスタンパ２１又は複製スタンパ４１からクラッド基部１１を離型する等の際において、離型向上処理を施してもよい。このような離型向上処理としては、フッ素樹脂、フッ素化合物、シリコーン樹脂、シリコーン化合物等の離型剤を塗布する湿式処理、フッ素含有ガス等を用いるＣＶＤ処理、無機化合物をスパッタリングしたり、金属を真空蒸着したり等する乾式処理等が挙げられる。
【００４７】
前記複製段階では、前記型取り段階で得られた複製型３１を用い、複製スタンパ４１が形成される。すなわち、図４（ａ）に示すように、まず複製型３１の表面に紫外線硬化樹脂が塗布され、同紫外線硬化樹脂に接触するように基材４２が載置される。この後、図中に矢印で示すように、基材４２を介して上方から紫外線が照射される。すると、紫外線硬化樹脂が硬化して前記転写部４３が形成される。そして、複製型３１から転写部４３を剥離することにより、その表面に前記マスタスタンパ２１と同様の転写パターン２３及び斜面部２４が複写された複製スタンパ４１が得られる。
【００４８】
続いて、前記転写工程について説明する。転写工程は、加熱エンボス加工法で行われる。すなわち、まず前記複製スタンパ４１及び前記クラッド基部１１が加熱され、クラッド基部１１を形成する合成樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度とされる。次いで、図５（ａ）に示すように、加熱された複製スタンパ４１がクラッド基部１１の表面に押し付けられた後、複製スタンパ４１及びクラッド基部１１がガラス転移点（Ｔｇ）以下となるまで冷却され、同複製スタンパ４１がクラッド基部１１から剥離される。すると、図５（ｂ）に示すように、クラッド基部１１の表面に複製スタンパ４１の転写パターン２３が転写されて前記コアパターン１２が形成されるとともに、斜面部２４が転写されて前記ミラー面１５が形成される。
【００４９】
最後に、前記導波路形成工程について説明する。導波路形成工程では、まずコアパターン１２の内部にコア１３が形成される。コア１３の形成は、コアパターン１２内に前述の紫外線硬化樹脂を充填した後、紫外線を照射することによって行われる。この他に、溶剤に溶解する等して液状とした合成樹脂をコアパターン１２内に充填し、減圧雰囲気下又はクラッド基部１１の材料である合成樹脂のＴｇ以下の温度雰囲気下で溶剤を揮発させ、合成樹脂を硬化させる等してコア１３の形成を行ってもよい。その後、図１（ａ），（ｂ）に示すように、クラッド基部１１の表面にクラッド蓋部１４が形成され、高分子光導波路が製造される。同クラッド蓋部１４の形成は、フィルムを貼着する、クラッド基部１１の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線の照射により硬化させる、スピンコート法等で液状とした合成樹脂を塗布し、硬化させる等の方法で行われる。
【００５０】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 実施形態の高分子光導波路は、光路を変換するためのミラー面１５を有している。このミラー面１５は、複製スタンパ４１を用いた加熱エンボス加工法により、同複製スタンパ４１の斜面部２４がクラッド基部１１の表面に転写されて形成されたものである。さらに、複製スタンパ４１はマスタスタンパ２１から転写パターン２３及び斜面部２４を複写して得られたものである。そして、マスタスタンパ２１の転写パターン２３及び斜面部２４は、フォトレジスト材料と階調パターン２９を有するマスク基板２２を利用して形成されたものである。このため、転写パターン２３及び斜面部２４の形成は、フォトレジスト層２３ａの露光及び現像によって行われており、エッチング、レーザー加工等の煩雑な方法によらずとも、短時間で、かつ簡易に行うことが可能である。
【００５１】
・ また、マスタスタンパ２１の転写パターン２３の形成には、ネガ型のフォトレジスト材料が使用されている。ネガ型のフォトレジスト材料は、ポジ型のフォトレジスト材料に比べ、フォトレジスト材料に係る製造コストの高騰を抑えつつ、フォトレジスト層の厚み増加を図ることが可能である。このため、高分子光導波路のコア径の拡大を図るべく、フォトレジスト層の厚みを増す場合にも、好適な製造効率を維持することができる。
【００５２】
・ また、１００μｍ以上の膜厚を有するフォトレジスト層２３ａの露光に使用する光には、該フォトレジスト層２３ａの吸光度が１以下となるような波長域のものを使用している。これにより、フォトレジスト層２３ａの表面部と底部とで最適な露光条件に差が生じることを抑制することができ、フォトレジスト層２３ａから形成される転写パターン２３を好適な形状とすることが可能である。
【００５３】
・ また、マスタスタンパ２１から複製スタンパ４１を複製し、該複製スタンパ４１を加熱エンボス加工に用いることにより、原版であるマスタスタンパ２１を長期間維持することが可能であり、製造効率の向上を図ることができる。
【００５４】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 図６（ａ）に示すように、フォトレジスト層２３ａをネガ型のフォトレジスト材料から形成し、ベース板２５とマスキングパターン２６とからなるマスク基板２２を用いてフォトレジスト層２３ａの露光を行ってもよい。さらに、図６（ｂ）に示すように、フォトレジスト層２３ａをポジ型のフォトレジスト材料から形成し、前記マスキングパターン２６と同様の遮光パターン２７、透光パターン２８及び階調パターン２９を有するマスキングシート２６ａと、ベース板２５とを用いてフォトレジスト層２３ａの露光を行ってもよい。なお、これらの場合、マスタスタンパ２１は、図３（ａ）に示したような凸型のものではなく、凹型のものとして形成され、斜面部２４は、図６（ａ），（ｂ）中の上方へ向かうにつれ互いに離間するテーパ状となる。
【００５５】
・ 図２（ｂ）及び図６（ｂ）でフォトレジスト層２３ａをネガ型のフォトレジスト材料から形成し、図２（ａ）及び図６（ａ）でフォトレジスト層２３ａをポジ型のフォトレジスト材料から形成してもよい。但し、この場合にはクラッド基部１１の作製等が難しくなる。なお、ネガ型のフォトレジスト材料を使用する場合、クラッド基部１１の作製等を好適なものとするには、図２（ａ）及び図６（ａ）に示した結果から、ベース板２５とフォトレジスト層２３ａとでマスキングパターン２６を挟み込むように、マスク基板２２の表面にフォトレジスト層２３ａを設けることが好ましい。一方、ポジ型のフォトレジスト材料を使用する場合、クラッド基部１１の作製等を好適なものとするには、図２（ｂ）及び図６（ｂ）に示した結果から、フォトレジスト層２３ａの表面をマスキングシート２６ａで被覆することが好ましい。
【００５６】
・ 図７（ｂ）に示すように、高分子光導波路において、コア１３の延びる方向で中間部（光路の途中）に一対のミラー面１５が三角形状に配置されるようにコアパターン１２を形成してもよい。なお、この高分子光導波路は、コア１３の内部の光路と外部の光路とを繋ぐ合分岐型のものである。また、マスタスタンパ２１は、図７（ａ）に示すような形状とされる。すなわち、マスク基板２２において、ベース板２５の表面には２つのマスキングパターン２６が設けられている。これらマスキングパターン２６は、透光パターン２８及び階調パターン２９を有しており、それぞれの階調パターン２９が隣接するように配置されている。
【００５７】
・ 図８（ｂ）に示すように、高分子光導波路において、コア１３の延びる方向で中間部（光路の途中）にミラー面１５を設けるとともに、ミラー面１５の高さをコア１３の径よりも低くし、コア１３の内部の光路を一部開放することにより、コア１３を伝搬される一部の光信号の光路を変換するように構成してもよい。この場合、マスタスタンパ２１は、図８（ａ）に示すような形状とされる。すなわち、マスク基板２２において、ベース板２５の表面には２つのマスキングパターン２６が設けられている。これらマスキングパターン２６は、透光パターン２８及び階調パターン２９を有しており、それぞれの階調パターン２９が隣接するように配置されている。また、階調パターン２９は実施形態のものに比べて遮光率が低くなっている。
【００５８】
・ 本実施形態ではコア１３の延びる方向で両端部（光路の両端）にミラー面１５を互いにテーパ状をなすように設けたが、ミラー面１５は実施形態の形状に限らず所望に応じ形状となるように適宜設けてもよい。例えば、図９に示すマスタスタンパ２１は、図３（ａ）、図７（ａ）及び図８（ａ）に示した斜面部２４を有する転写パターン２３を組み合わせて得られたものである。さらに、このマスタスタンパ２１は、マスク基板２２の厚み方向（図中で上下方向）に傾斜する斜面部２４のみならず、マスク基板２２の面方向（図中で前後又は左右方向）に傾斜する第２斜面部２４ａをも有している。このような斜面部２４及び第２斜面部２４ａの双方を有する転写パターン２３であっても、マスキングパターン２６の遮光パターン、透光パターン及び階調パターンを適宜組み合わせることにより、簡易に作成することが可能である。このマスタスタンパ２１、或いは当該マスタスタンパ２１から得られた複製スタンパを用いた加熱エンボス加工法により、図１０に示すような高分子光導波路が得られる。この高分子光導波路は、クラッド蓋部１４の上面に図示しない検出器及び光源（レーザーデバイス（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ））が設けられている。そして、この高分子光導波路においては、コア１３内を伝搬される光信号が各ミラー面１５により前記検出器へと出射されたり、或いは前記光源から入射された光信号が各ミラー面１５によりコア１３内を伝搬されたり等するように構成されている。また、第２斜面部２４ａにより形成された第２ミラー面１５ａにより、この高分子光導波路の内部においてコア１３同士の間で光信号を出射及び入射することも可能である。加えて、この図１０に示す高分子光導波路は、ミラー面１５又は第２ミラー面１５ａの位置及び傾斜方向を各光路毎に個々に定めることが可能であり、各光路でそれぞれ光路の端部を定めることも、或いは各光路の何れの箇所から光信号を取り出すこともできる。一方、クラッド基部１１の下面に検出器を設けた場合には、図１１（ａ）に示したようなマスタスタンパ２１を用い、図１１（ｂ）に示す互いに向かい合うようなミラー面１５を設けることにより、クラッド基部１１を介して高分子光導波路の外部へ光信号を出射或いは入射することが可能となる。以上のように、本発明における高分子光導波路の製造方法によれば、ミラー面の形成において、形成位置の制限及び傾斜方向の制限はなく、光路上において所望する任意の位置に任意の傾斜方向でミラー面を設けることが可能である。また、図９に示したように、マスキングパターンを適宜設定することにより、一の工程で多種多様な斜面部を有する転写パターンを形成することが可能であり、さらに当該転写パターンから多種多様なミラー面を一の工程で形成することも可能である。従って、本発明によれば、ミラー面の形成に係る製造効率を好適に保持しつつ、ミラー面の形成に係る設計の自由度の向上を図ることができる。
【００５９】
・ ミラー面１５は、４５゜に限らず、３０゜、６０゜等とする等、０°を超え、９０゜未満の角度であれば、何れの角度としてもよい。なお、ミラー面１５の角度をθ、階調パターン２９の長さをＬ、フォトレジスト層２３ａの厚みをＴとした場合、角度θ、長さＬ、厚みＴの間には、Ｌ＝Ｔ÷ｔａｎθの関係式が成立する。
【００６０】
・ ミラー面１５に金属膜や誘電体多層膜等からなる反射層を形成する等して、同ミラー面１５を鏡面としてもよい。
・ 階調パターン２９は、薄膜を形成することに限らず、例えば濃淡が連続的に変化する灰色等の中間色で塗装したり、磨りガラスで形成したり、ドットパターンの印刷によって形成したり等してもよい。
【００６１】
・ 前記複製スタンパ４１は、実施形態で示したものに限らず、例えば図４（ｂ）に示すように、複製型３１の表面に電鋳法等の方法でニッケル（Ｎｉ）等の金属元素を堆積させる等の方法で製造してもよい。このように複製スタンパ４１を金属製とした場合、樹脂製のものに比べ、強度及び耐久性を向上させることができる。
【００６２】
・ 複製スタンパ４１を転写部４３のみで構成してもよい。或いは、基材４２には、ガラス基板に限らず、前記ベース板２５と同様の材料を使用してもよい。なお、例えば、基材４２にシリコン基板等を使用した場合、転写部４３の材料に熱硬化性樹脂を使用し、マスタスタンパ２１を加熱することにより、当該熱硬化性樹脂を硬化させるように構成してもよい。
【００６３】
・ 複製型３１は、必ずしもシリコーンゴムによって形成されることに限らず、例えば前述の紫外線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、フッ素樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂、熱可塑性エラストマー等より形成してもよい。また、マスタスタンパ２１を使用した加熱エンボス加工法により、合成樹脂製のフィルム、基板等から複製型３１を製造してもよい。
【００６４】
・ 前記クラッド蓋部１４は、コア１３で使用する合成樹脂よりも屈折率が低く、クラッド基部１１と屈折率が同程度の合成樹脂であれば、何れの合成樹脂で形成してもよい。例えば、クラッド基部１１を熱可塑性合成樹脂で形成するとともに、クラッド蓋部１４を紫外線硬化性樹脂で形成してもよい。あるいは、クラッド蓋部１４をポリイミド等の熱硬化性樹脂で形成してもよい。また、クラッド蓋部１４は、液状の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等をスピンコート法等の方法でクラッド基部１１の表面に塗布し、硬化させて形成してもよい。
【００６５】
・ 前記クラッド基部１１は、必ずしも加熱エンボス法によって形成されることに限らず、例えばマスタスタンパ２１又は複製スタンパ４１の表面に熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を塗布し、硬化させることによって形成してもよい。
【００６６】
・ 高分子光導波路を、例えばシリコン基板、金属基板、金属酸化物基板、ガラス基板等といった基板材料の表面に設けてもよい。このように高分子光導波路を基板材料の表面に設ける場合、クラッド基部１１は図示しない基板材料の表面に積層される。
【００６７】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 光路を変換するミラー面が設けられたコアパターンを加熱エンボス加工法によって高分子光導波路に形成するために使用されるスタンパの製造方法であって、フォトレジスト材料からなるフォトレジスト層をマスキング部材で被覆する被覆段階と、該フォトレジスト層の露光及び現像により前記コアパターンに応じた形状をなす転写パターンを形成するパターン形成段階とを備え、前記被覆段階では、前記マスキング部材として、前記パターン形成段階の露光時に使用する光に対する遮光率を所定方向で徐々に変化させる階調領域が設けられたものを使用し、当該階調領域によって該遮光率を徐々に変化させる方向は、前記転写パターン及び前記コアパターンにより形成されることとなる前記コアが延びる方向となるように設定し、前記パターン形成段階では、前記ミラー面に応じた形状とすべく、前記マスキング部材の前記階調領域を利用して前記転写パターンに斜面部を形成することを特徴とするスタンパの製造方法。
【００６８】
・ 前記マスキング部材はベース板とマスキングパターンとからなり、前記被覆段階では、当該マスキングパターンを前記ベース板と前記フォトレジスト層とで挟み込むように前記マスキング部材の表面に前記フォトレジスト層を形成することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか一項に記載の高分子光導波路の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）は実施形態の高分子光導波路を正面から見た状態を示す断面図、（ｂ）は実施形態の高分子光導波路を側面から見た状態を示す断面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はフォトレジスト材料を露光させる状態を示す側断面図。
【図３】（ａ）はマスタスタンパを示す側断面図、（ｂ）は複製型を製造する状態を示す側断面図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は複製スタンパを製造する状態を示す側断面図。
【図５】（ａ）は複製スタンパを使用してクラッド基部を成形する状態を示す側断面図、（ｂ）は成形されたクラッド基部を示す側断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、別方法でフォトレジスト材料を露光させる状態を示す側断面図。
【図７】（ａ）は別形態のマスタスタンパを示す側断面図、（ｂ）は別形態の高分子光導波路を示す側断面図。
【図８】（ａ）は別形態のマスタスタンパを示す側断面図、（ｂ）は別形態の高分子光導波路を示す側断面図。
【図９】別形態のマスタスタンパを示す斜視図。
【図１０】別形態の高分子光導波路を示す斜視図。
【図１１】（ａ）は別形態のマスタスタンパを示す側断面図、（ｂ）は別形態の高分子光導波路を示す側断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１１…クラッド基部、１２…コアパターン、１３…コア、１４…クラッド蓋部、２１…マスタスタンパ、２２…基板、２３…転写パターン、２３ａ…フォトレジスト層、３１…複製型、３２…複製パターン、４１…複製スタンパ、５１…スペーサ、５２…押圧部材、５３…マスク部材、５４…開口パターン、５５…遮光パターン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報通信において、例えば光回折路、光分波路及び光合波路、光分岐路及び光合成路、光スイッチ、光回路等のような光信号を伝搬するための高分子光導波路の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子光導波路は、コアと、同コアを取り囲むようにその周面を被覆するクラッドとを備えている。コアは透明な合成樹脂より形成されるとともに、クラッドはコアを形成する合成樹脂よりも屈折率の低い透明な合成樹脂より形成されている。この高分子光導波路に入射された光信号は、コアとクラッドとの境界面で繰り返し反射されながらコア内を伝搬される。また、コア内のみで光信号を伝搬させるに留まらず、光信号を高分子光導波路の外部へ出射したり、或いは光信号を外部から高分子光導波路の内部へ入射したりすべく、例えば特許文献１〜特許文献３に記載されるような、ミラー面を有する高分子光導波路も提供されている。このミラー面は、高分子光導波路のコアによって構成される光路、つまりはコアの延びる方向に対して所定角度（例えば４５゜）をなすように、コアとクラッドとの境界面を斜面状に形成することによって設けられたものである。そして、コア内を伝搬される光信号は、ミラー面でこれまでとは異なる方向へ反射されることにより、光路が変換されるようになっている。
【０００３】
上記特許文献１〜特許文献３には、前記ミラー面を形成すべく、様々な高分子光導波路の製造方法が提案されている。例えば特許文献１では、Ｖ字型ダイヤモンドブレードを用いたダイシング加工によって高分子光導波路の製造している。即ち、特許文献１の製造方法は、まずコア及びクラッドからなる構造体を形成した後、同構造体をダイシング加工で切断し、その切断面がミラー面となるように切断された構造体を組み合わせて高分子光導波路としている。特許文献２では、コア及びクラッドを形成した後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により端面をエッチングしてミラー面を形成している。
【０００４】
特許文献３では、成形型（スタンパ）を用いることにより、コア、クラッド及びミラー面を形成している。即ち、特許文献３の製造方法は、まずコアに対応する凹部又は凸部が設けられた成形型を成形した後、同成形型から凹部又は凸部の形状を型取りすることにより、コア及びクラッドを成形している。さらに、前記凹部又は凸部には、レーザー加工によってミラー面に応じた斜め面が設けられており、コア及びクラッドを成形する際にミラー面も成形されるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−１１４３６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５３７１号公報
【特許文献３】特開２００３−２４０９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１及び特許文献２の製造方法は、コア及びクラッドを製造した後に、ミラー面を形成するための加工を必要としており、製造効率が好適であるとは言い難いものであった。一方、特許文献３の製造方法は、成形型を用いたことにより、コア、クラッド及びミラー面の成形については、製造効率が好適である。しかし、特許文献３の製造方法においては、レーザー加工に係る装置が大がかりな上、非常に高価であり、製造コストの高騰を招きやすいことが挙げられる。特許文献１に係るダイシング加工においても、特許文献３の製造方法と同様の理由から製造コストの高騰を招きやすくなる。加えて、特許文献１〜３の製造方法には、ミラー面の形成に位置的な制限があるとともに、一つの光路上に傾斜方向の異なるミラー面（例えば光路に対して４５゜と−４５゜）を形成し難く、一の工程で形成可能なミラー面の傾斜方向にも制限があり、ミラー面に係る設計の自由度に劣るという問題もある。なお、各ミラー面を複数の工程で一つずつ加工するならば、一つの光路上に傾斜方向の異なるミラー面を形成することも可能ではあるが、しかしこの場合には製造効率の低下をも招くこととなる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、ミラー面を好適な製造効率で簡易に製造することができるとともに、ミラー面の形成に係る設計の自由度の向上を図ることができる高分子光導波路の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、表面にコアパターンが凹設された合成樹脂製のクラッド基部と、該コアパターンの内部に形成されたコアと、該コアを被覆すべく該クラッド基部の表面に設けられた合成樹脂製のクラッド蓋部とを備え、前記コアパターンの内面の一部を斜面状とすることで光路を変換するためのミラー面を設けた高分子光導波路の製造方法であって、前記コアパターンに応じた形状をなす転写パターンが設けられたスタンパを製造するスタンパ製造工程と、該スタンパを使用した加熱エンボス加工法で前記コアパターンを形成する転写工程と、前記コア及びクラッド蓋部を設ける導波路形成工程とを備え、前記スタンパ製造工程は、フォトレジスト材料製のフォトレジスト層をマスキング部材で被覆する被覆段階と、フォトレジスト層を露光及び現像して前記転写パターンを形成するパターン形成段階とを含み、該被覆段階では、前記マスキング部材として前記パターン形成段階の露光時に用いる光に対する遮光率を所定方向で徐々に変化させる階調領域が設けられたものを使用し、該階調領域により遮光率を徐々に変化させる方向は前記転写パターン及びコアパターンにより形成される前記コアが延びる方向となるように設定し、該パターン形成段階では前記ミラー面に応じた形状とすべく前記マスキング部材の前記階調領域を利用して前記転写パターンに斜面部を形成することを要旨とする。
【０００８】
上記発明によれば、転写工程ではスタンパを使用した加熱エンボス加工法を用いており、そのスタンパには転写パターン及び斜面部が形成されている。このため、クラッド基部の表面に加熱したスタンパを押圧し、転写パターン及び斜面部をクラッド基部の表面に転写するのみで、コアパターン及びミラー面が簡易且つ迅速に成形される。一方、スタンパの製造時においては、フォトレジスト材料と階調領域が設けられたマスキング部材とが使用される。このマスキング部材を使用して露光を行う場合、階調領域で光量が調整されることにより、フォトレジスト材料からなるフォトレジスト層は、階調領域と対応する箇所が斜面部となるように現像される。このため、大掛かりな装置や、長時間を要せずとも、光を照射するという極めて単純且つ簡易な作業で斜面部を形成することができる。また、ミラー面を形成することとなる斜面部は、フォトレジスト層の何れの位置にも形成することが可能であることから、ミラー面の形成に位置的な制限はない。さらに、遮光率を徐々に変化させる方向の設定を各斜面部毎に変更すれば、一つの光路上に傾斜方向の異なる複数のミラー面を設けることも可能となる。なお、遮光率を徐々に変化させる方向の設定の変更は、各階調領域毎に階調を変化させる方向を変更するという極めて単純且つ簡易な作業で対応することができる。従って、ミラー面の形成位置、傾斜方向等が制限されにくく、ミラー面の形成に係る設計の自由度の向上を図ることができるとともに、斜面部を有するスタンパ及びミラー面を有するコアパターンの双方ともに簡易に製造できることから、ミラー面を有する高分子光導波路を好適な製造効率で簡易に製造することができる。
【０００９】
請求項２に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１に記載の発明において、前記被覆段階で使用するフォトレジスト材料は、ネガ型のフォトレジスト材料であることを要旨とする。
【００１０】
上記発明によれば、ネガ型のフォトレジスト材料は、ポジ型のフォトレジスト材料に比べ、フォトレジスト材料に係る製造コストの高騰を抑えつつ、フォトレジスト層の厚み増加を図ることが可能である。このため、高分子光導波路のコア径の拡大を図るべく、フォトレジスト層の厚みを増す場合にも、好適な製造効率を維持することができる。なお、ポジ型のフォトレジスト材料でフォトレジスト層の厚み増加を図る場合、フォトレジスト材料の露光不足、露光過多等といった不具合の発生を抑制するには、ポジ型のフォトレジスト材料として、その露光にＸ線を用い、Ｘ線が照射された箇所が可溶化するＸ線可溶化型のものを使用することが好ましい。しかし、Ｘ線可溶化型のフォトレジスト材料を露光するためには、Ｘ線の照射に係る装置を使用する必要があり、このような装置は大がかりな上、非常に高価であり、製造コストの高騰を招きやすい。一方、ネガ型のフォトレジスト材料でフォトレジスト層の厚み増加を図る場合には、フォトレジスト材料として、その露光に紫外線を利用する紫外線硬化型のものを使用することが可能である。紫外線の照射に係る装置は、Ｘ線の照射に係る装置に比べ、構成が簡易であり、製造コストの高騰を抑えることが可能である。
【００１１】
請求項３に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記パターン形成段階の露光時に使用する光は、前記フォトレジスト層に対する吸光度が１以下となるものであることを要旨とする。
【００１２】
上記発明によれば、露光時におけるフォトレジスト材料の露光不足、露光過多等といった不具合の発生を好適に抑制することが可能となる。このため、フォトレジスト層の厚みを増しやすく、高分子光導波路のコア径の拡大を図ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の発明において、前記スタンパ製造工程は、前記転写パターンを型取りして複製パターンを得る型取り段階と、該複製パターンを使用して前記転写パターンを複製する複製段階とを含むことを要旨とする。
【００１４】
上記発明によれば、原版となる転写パターンを加熱エンボス加工に使用することなく保管することができるとともに、複製パターンから転写パターンを大量に複製することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ミラー面を有する高分子光導波路を簡易且つ好適な製造効率で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
まず、高分子光導波路の構成について説明する。なお、高分子光導波路は、光ファイバーのコネクタ、スプリッタ等のように、光信号を伝搬する際の光回折路、光分波路及び光合波路、光分岐路及び光合成路、光スイッチ、光回路等として使用されるものである。
【００１７】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、高分子光導波路は、クラッド基部１１と、同クラッド基部１１の表面に設けられた複数の凹部からなるコアパターン１２と、同コアパターン１２の内部に設けられたコア１３と、クラッド蓋部１４とを有している。クラッド基部１１は、フィルム、板材等から矩形状に形成されている。コアパターン１２は、スタンパを使用した加熱エンボス加工法によってクラッド基部１１の表面に凹設されている。コア１３は、コアパターン１２の内部を埋めるように、コアパターン１２に応じた形状に形成されている。クラッド蓋部１４は、薄板状に形成され、コア１３の露出部分を被覆するように、クラッド基部１１の表面に取着されている。
【００１８】
前記クラッド基部１１、コア１３及びクラッド蓋部１４は、光信号として使用される光を透過すべく、全て透明な合成樹脂から形成されている。クラッド基部１１及びクラッド蓋部１４に使用する合成樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の熱可塑性樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型ビニル樹脂等の紫外線硬化樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。クラッド基部１１においては、加熱エンボス加工法によるコアパターン１２の形成を容易に行うという観点から、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。一方、コア１３は、クラッド基部１１及びクラッド蓋部１４で使用する合成樹脂よりも屈折率の高い合成樹脂が使用される。コア１３に使用する合成樹脂の具体例として、クラッド基部１１及びクラッド蓋部１４の材料として前に挙げた熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、フッ素樹脂等の他、ポリイミド等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
【００１９】
ここで、クラッド基部１１、クラッド蓋部１４及びコア１３に使用する合成樹脂について、透明とは、高分子光導波路によって伝搬される光信号として使用される光の波長域で透明、つまりは光信号に使用する光を吸収しない色調であることを示す。従って、無色透明の合成樹脂に限らず、光信号に使用する光を吸収しなければ、有色透明の合成樹脂を使用してもよい。具体的に、光信号には４００〜１６００ｎｍの波長域の光が使用され、主に６５０ｎｍ、８５０ｎｍ、１３００ｎｍ及び１５５０ｎｍの波長域の光が用途に応じて選択して使用される。このため、クラッド基部１１、クラッド蓋部１４及びコア１３に使用する材料には、これらの波長域の光を吸収しない色調で透明な合成樹脂が使用される。
【００２０】
高分子光導波路は、その端部からコア１３に光信号が入射されると、同光信号をクラッド基部１１又はクラッド蓋部１４と、コア１３との境界面で反射させる。この反射が繰り返されることにより、光信号は鋸歯状の軌跡を描きながらコア１３内を進行し、高分子光導波路の内部を同コア１３の延びる方向へ伝搬される。ここで、本実施形態の光路とは、高分子光導波路による光信号の伝搬方向を示すものとする。そして、前述のようにコア１３内を伝搬される光信号の光路（図中で横向きの矢印方向）は、本実施形態ではコア１３の延びる方向と一致する。
【００２１】
当該高分子光導波路において、コア１３の延びる方向で両端部（光路の両端）には、クラッド基部１１とコア１３との境界面にミラー面１５がそれぞれ設けられている。各ミラー面１５は、光路に対して所定角度（本実施形態では４５゜）の斜面状をなしている。これらミラー面１５は、コアパターン１２の内面の一部である対向する一対の内側面を、クラッド蓋部１４へ向かうにつれ互いに離間するテーパ状とすることによって形成されたものである。また、ミラー面１５は、コアパターン１２を加熱エンボス加工法で成形する際、同コアパターン１２とともに前記スタンパを使用して成形される。
【００２２】
当該高分子光導波路内を伝搬される光信号は、ミラー面１５で反射方向を変えられることにより、その進行方向が変換される。即ち、高分子光導波路の外部から図中で下向きの矢印方向に入射される光信号は、一方のミラー面１５により、コア１３内を伝搬される光信号へと変換される。また、コア１３内を伝搬される光信号は、他方のミラー面１５により、高分子光導波路の外部へ図中で上向きの矢印方向に出射される光信号へと変換される。従って、ミラー面１５を設けた当該高分子光導波路は、光信号をコア１３内のみで伝搬することに限らず、クラッド蓋部１４を介して外部から光信号を入射することも、クラッド蓋部１４を介して外部へ光信号を出射することも可能である。
【００２３】
コアパターン１２において、ミラー面１５を含む内面の粗さは、光信号に使用する光の波長域の好ましくは１０分の１以下であり、より好ましくは２０分の１以下である。具体的には、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）が、好ましくは０．２μｍ以下であり、より好ましくは０．１μｍ以下である。Ｒａが０．２μｍを超える場合、コア１３内での進行時に前記境界面で光の乱反射が生じやすく、ノイズが発生する等して光信号を正確に伝搬することができなくなるおそれがある。なお、算術平均粗さ（Ｒａ）が小さくなるに従い、光の乱反射は生じにくくなり、光信号を正確に伝搬することができるようになる。しかし、算術平均粗さ（Ｒａ）を過剰に小さくすれば、製造の長時間化、煩雑化等を招き、製造コストが高騰することから、算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．０１μｍ以上である。
【００２４】
コア１３の径は、好ましくは３〜２０００μｍである。なお、本実施形態のコア１３の径は、前記光路に直交する面内におけるコア１３の一辺の長さで示す。すなわち、光ファイバーから高分子光導波路に光信号を入射したり、高分子光導波路から光ファイバーに光信号を出射したりする場合、結合損失を低減すべく、高分子光導波路のコア径を光ファイバーのコア径に対して最適化する必要がある。また、当該高分子光導波路は、光ファイバーを接続することを前提としており、その光ファイバーのコアの径は、一般に３〜２０００μｍである。そこで、種々の光ファイバーに対し、それぞれのコアの径と同程度に合わせることができるよう、コア１３の径を３〜２０００μｍとすることが好ましく、５０〜２０００μｍとすることがより好ましい。
【００２５】
次に、高分子光導波路を形成するためのスタンパについて説明する。図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、スタンパは、原版であるマスタスタンパ２１と、該マスタスタンパ２１から複製型３１を使用して複製された複製スタンパ４１とから構成されている。
【００２６】
まず、マスタスタンパ２１について説明する。マスタスタンパ２１は、マスキング部材としてのマスク基板２２と、同マスク基板２２の表面に設けられた転写パターン２３とを有している。転写パターン２３は、フォトレジスト材料を用い、前記コアパターン１２に応じた形状、換言すればコアパターン１２を逆転させた形状となるように形成されている。また、転写パターン２３には、前記ミラー面１５に応じた形状とすべく、斜面部２４が形成されている。従って、転写パターン２３及び斜面部２４と、コアパターン１２及びミラー面１５とは所謂ネガ・ポジの関係にある。
【００２７】
当該転写パターン２３及び斜面部２４は、それぞれの表面の荒れがコアパターン１２の内面及びミラー面１５に転写されるおそれがあることから、表面の粗さが前記光信号に使用する光の波長域の好ましくは１０分の１以下、より好ましくは２０分の１以下とされている。具体的には、当該表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、好ましくは０．２μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下とされている。Ｒａが０．２μｍを超える場合、前記コアパターン１２の内面又はミラー面１５のＲａが０．２μｍを超えてしまうおそれがある。なお、転写パターン２３及び斜面部２４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が小さくなるに従い、コアパターン１２の内面及びミラー面１５も平滑なものとなるが、Ｒａを過剰に小さくすれば、製造の長時間化、煩雑化等を招き、製造コストが高騰する。このため、転写パターン２３の表面及び斜面部２４の算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．０１μｍ以上である。
【００２８】
前記マスク基板２２は、ベース板２５と同ベース板２５の表面に設けられたマスキングパターン２６とから構成されている。ベース板２５は、前記転写パターン２３を形成すべくフォトレジスト材料の露光に使用する光を透過できるように、同露光に使用する光を吸収しない色調で透明な板材、例えばガラス板、合成樹脂板等から形成されている。このマスキングパターン２６は、露光に使用する光を遮蔽する遮光パターン２７と、露光に使用する光を透過させる透光パターン２８と、遮光パターン２７及び透光パターン２８の間に設けられた階調パターン２９とを備えている。
【００２９】
階調パターン２９は、露光に使用する光に対する遮光率を所定方向で徐々に変化させる階調領域を構成している。また、この階調領域は、露光に使用する光に対する遮光率を徐々に変化させる方向が遮光パターン２７から透光パターン２８へ向かう方向、つまりは前記コア１３が延びる方向であり、高分子光導波路においてコア１３内を伝搬される光信号の光路と同一方向となるように設定されている。
【００３０】
具体的に、本実施形態の遮光パターン２７は、ベース板２５の表面に薄膜を成膜することによって形成されている。この薄膜の色調は、露光に使用する光を吸収する又は反射する色調となっており、同薄膜が露光に使用する光を吸収又は反射することにより、露光に使用する光が遮蔽される。透光パターン２８は、前記薄膜を設けることなく、ベース板２５の表面を外部へ露出させることにより形成されており、露光に使用する光を透過させる。一方、階調パターン２９は、前記薄膜の膜厚を徐々に変化させることによって形成されている。膜厚を徐々に変化させた薄膜の色調は、露光に使用する光を吸収する又は反射する色調であって、その濃淡が連続的に変化する色調となり、階調パターン２９の色調は、遮光パターン２７へ近づくにつれ濃くなり、透光パターン２８へ近づくにつれ淡くなる。階調パターン２９の遮光率は、遮光パターン２７及び透光パターン２８の遮光率に応じている。例えば、遮光パターン２７の遮光率が１００％、透光パターン２８の遮光率が０％であれば、階調パターン２９の遮光率は、遮光パターン２７から透光パターン２８へ向かう方向へ１００〜０％の範囲で連続的に変化する。
【００３１】
次いで、前記複製型３１について説明する。複製型３１は、前記マスタスタンパ２１の表面部分、つまりは転写パターン２３を型取りして製造されている。この複製型３１は、シリコーンゴムから形成されている。複製型３１の表面（図４（ａ）中で上面）には複製パターン３２が設けられている。この複製パターン３２は、転写パターン２３に応じた形状、換言すれば転写パターン２３を逆転させた形状とされており、複製パターン３２と転写パターン２３とは所謂ネガ・ポジの関係にある。従って、複製パターン３２は、前記コアパターン１２と同一の形状をなしている。
【００３２】
次いで、前記複製スタンパ４１について説明する。複製スタンパ４１は、基材４２と、その基材４２の表面（図４（ａ）中で底面）に設けられた転写部４３とを有している。この転写部４３の表面（図４（ａ）中で底面）には、前記転写パターン２３及び前記斜面部２４が複写されている。転写部４３は、紫外線硬化型エポキシ樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型ビニル樹脂等の紫外線硬化樹脂から形成されている。また、基材４２には、転写部４３を硬化させるべく使用される紫外線を吸収しない材料、例えばガラス板等が使用されている。
【００３３】
この実施形態では、スタンパのうち、複製スタンパ４１を使用して加熱エンボス加工法が行われている。これは、紫外線硬化樹脂からなる転写部４３は、フォトレジスト材料からなる前記転写パターン２３に比べ、加熱、加圧に対する強度を向上させやすく、加熱エンボス加工法を行う際にスタンパとして使用可能な回数の増加を図ることができるためである。従って、高分子光導波路を少量のみ製造する等、使用可能な回数の増加を図ることを目的としなければ、前記マスタスタンパ２１を使用して加熱エンボス加工法を行ってもよい。なお、転写部４３を形成する紫外線硬化樹脂には、加熱エンボス加工法で使用されることから、クラッド基部１１の材料である合成樹脂よりもガラス転移点（Ｔｇ）が高いものを使用することが好ましく、より好ましくはカチオン重合タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂が使用される。
【００３４】
次に、高分子光導波路の製造工程について説明する。
高分子光導波路は、スタンパ製造工程と、転写工程と、導波路形成工程とを経て製造される。スタンパ製造工程では、スタンパとして前記マスタスタンパ２１と前記複製スタンパ４１とが製造される。転写工程では、複製スタンパ４１を使用して加熱エンボス加工法を行うことにより、クラッド基部１１の表面にコアパターン１２が形成される。導波路形成工程では、コアパターン１２が形成されたクラッド基部１１の表面において、コアパターン１２の内部にコア１３を形成し、その後にクラッド蓋部１４が形成される。
【００３５】
前記スタンパ製造工程について説明する。このスタンパ製造工程は、大きく分けてマスタスタンパ２１を製造するマスタ製造段階と、複製スタンパ４１を製造する複製製造段階との２つの段階に分けられる。
【００３６】
まず、マスタ製造段階について説明する。このマスタ製造段階は、被覆段階とパターン形成段階とを備える。図２（ａ）に示すように、被覆段階では、マスク基板２２の表面にフォトレジスト層２３ａが積層されて形成される。なお、この図２（ａ）は、ネガ型のフォトレジスト材料を使用した場合を示す。このフォトレジスト層２３ａの形成は、マスク基板２２の表面に液状のフォトレジスト材料をキャスト（注入）した後、同フォトレジスト材料を加熱乾燥して溶媒成分を除去し、固化することにより行われる。このようにして形成されたフォトレジスト層２３ａは、その表面（図２（ａ）中で底面）がマスキング部材であるマスク基板２２により被覆されることとなる。このマスク基板２２においては、フォトレジスト材料がネガ型のものであることから、マスキングパターン２６の透光パターン２８が所望する転写パターン２３と同一形状のものが使用される。
【００３７】
前記パターン形成段階では、図２（ａ）中に矢印で示すように、まずマスク基板２２を介してフォトレジスト層２３ａに露光に使用する光が図２（ａ）中で底面側から照射され、該フォトレジスト層２３ａが露光される。このとき、マスク基板２２の階調パターン２９においては、遮光パターン２７側から透光パターン２８側へ向かうに従い、露光に使用する光を透過させやすくなることから、同階調パターン２９を透過した光の光強度が連続的に変化する。このように階調パターン２９で光強度を連続的に変化させることにより、露光に使用する光による前記フォトレジスト材料の露光度も遮光パターン２７と透光パターン２８との間で連続的に変化することとなる。その結果、フォトレジスト層２３ａで階調パターン２９と対応する箇所は、図２（ａ）中に点線で示すように、斜面状に露光されることとなる。その後、フォトレジスト層２３ａを現像し、同フォトレジスト層２３ａの一部を除去する。すると、図３（ａ）に示すように、マスク基板２２の表面には転写パターン２３が残るとともに、フォトレジスト層２３ａの斜面状に露光された箇所が斜面部２４を形成することとなり、マスタスタンパ２１が形成される。
【００３８】
ここで、ポジ型のフォトレジスト材料を使用する場合について説明する。図２（ｂ）に示すように、ポジ型のフォトレジスト材料からなるフォトレジスト層２３ａは、ベース板２５の表面に積層され、同フォトレジスト層２３ａの表面は、マスキング部材としてのマスキングシート２６ａにより被覆される。このマスキングシート２６ａは、遮光パターン２７と、透光パターン２８と、階調パターン２９とを有し、遮光パターン２７は所望する転写パターン２３と同一形状とされ、透光パターン２８は転写パターン２３と反転した形状とされる。そして、同マスキングシート２６ａの表面側からフォトレジスト層２３ａの露光を行った結果、図３（ａ）に示した転写パターン２３と同形状の転写パターンが得られる。
【００３９】
なお、コア１３の径を拡大すべくフォトレジスト層２３ａの厚み増加を図る場合、製造コストの高騰を抑制できるという観点から、ネガ型のフォトレジスト材料を使用することが好ましい。これは、ネガ型のフォトレジスト材料であれば、フォトレジスト層２３ａの膜厚を厚くする場合でも紫外線硬化型のものを使用することができるためである。ポジ型のフォトレジスト材料でフォトレジスト層２３ａの厚み増加を図る場合、Ｘ線可溶化型のものを使用する必要性が高まり、前記パターン形成段階におけるフォトレジスト層２３ａの露光時に大掛かりで高価な装置を使用する可能性が高まる。
【００４０】
コア１３の径を拡大すべく、前記フォトレジスト層２３ａの厚み増加を図る場合（具体的にはフォトレジスト層２３ａの膜厚を１００μｍ以上とする場合）について説明する。この場合、マスク基板２２の表面内でフォトレジスト層２３ａの膜厚を均一にするため、前記被覆段階では次に記載するような方法を採用することが好ましい。すなわち、まず所望するフォトレジスト層２３ａの厚みと同じ高さのスペーサを用意し、同スペーサをマスク基板２２の表面に設置する。次いで、マスク基板２２の表面にフォトレジスト材料を前記スペーサよりも盛り上がるようにキャストし、フォトレジスト材料を固化する。この後、表面が平坦な押圧部材を用い、フォトレジスト材料を加熱しつつ、同フォトレジスト材料の表面を押圧部材で押圧する。すると、フォトレジスト材料は、その表面がスペーサよりも盛り上がった状態から平坦な状態とされることから、フォトレジスト層２３ａの膜厚が均一となる。
【００４１】
また、被覆段階で押圧部材を使用する場合、前記フォトレジスト材料には、押圧時の温度でフォトレジスト層２３ａを変形できるものが使用される。なお、押圧時において、押圧部材、フォトレジスト層２３ａ及びマスク基板２２は、未露光状態にあるフォトレジスト材料のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度となるように加熱される。フォトレジスト層２３ａの厚みは、前記コア１３の径と同じであり、３〜２０００μｍである。
【００４２】
フォトレジスト層２３ａは、その厚みを、例えば１００〜２０００μｍのように厚く形成した場合、表面部と底部（マスク基板２２の表面）とで露光条件が異なることにより、転写パターン２３が正確に形成されなくなる可能性が高くなる。従って、露光に使用する光には、フォトレジスト層２３ａに対する吸光度が、１以下となる光を使用することが好ましく、０．０２〜１となる光を使用することがより好ましい。なお、吸光度が１以下となる光とは、フォトレジスト層２３ａを所望の厚み（所望とするコア１３の径と同じ長さ）に形成した状態で、自記分光光度計（島津製作所製のＵＶ−３１００ＰＣ）を用いて同フォトレジスト層２３ａの吸光度を測定したとき、その吸光度が１以下となる光を示すものとする。露光に使用する光として吸光度が１を超える波長域の光を使用した場合、光の多くがフォトレジスト層２３ａの表面部で吸収され、同フォトレジスト層２３ａの底部まで光が達しない可能性が高くなる。この場合、フォトレジスト層２３ａの表面部と底部とで光強度の差が大きくなり、表面部と底部とで最適な露光条件が異なってしまう。
【００４３】
例えば、露光に使用する光として底部に最適な露光条件となる波長域の光を使用すれば、表面部では露光過多となるため、転写パターンは表面部と底部とで幅の異なるものとなってしまう。具体例として、吸光度が１を超える波長域の光を使用し、ネガ型のフォトレジスト層２３ａで転写パターンを形成しようとした場合、転写パターンの表面部が底部に比べて幅広となる。これに対し、露光に使用する光として表面部に最適な露光条件となる波長域の光を使用すれば、底部では露光不足となり、前例のように転写パターンは表面部と底部とで幅の異なるものとなってしまう。さらには、ネガ型のフォトレジスト材料を使用した場合には現像時に転写パターンが基板から剥離してしまったり等の不具合を生じるおそれがある。
【００４４】
なお、露光に使用する光の光源には、特定の波長域でのみ発光するものを用いてもよく、また、高圧水銀灯やキセノン灯などの多波長の光を発光するものを用いてもよい。但し、特定の波長域でのみ発光する光源を使用する場合には、吸光度が０．０２未満となるような波長域の光のみ発光するものは避けることが好ましい。フォトレジスト層２３ａは、その吸光度が０．０２未満の波長域の光のみで露光した場合、フォトレジスト層２３ａに吸収される光量が少なくなり、転写パターン２３を形成できなくなるおそれがある。一方、多波長の光を発光する光源を使用する場合には、吸光度が０．０２未満となるような波長域の光が含まれていてもよいが、吸光度が１を超えるような波長域の光は遮蔽することができるようにフィルター等を併用することが好ましい。
【００４５】
次いで、前記複製製造段階について説明する。この複製製造段階は、型取り段階と複製段階とを備える。型取り段階では、前記マスタ製造段階で得られたマスタスタンパ２１を用い、同マスタスタンパ２１から転写パターン２３を型取りする。この型取りは、図３（ｂ）に示すように、マスタスタンパ２１の表面に液状のシリコーンゴムを塗布し、同シリコーンゴムを硬化させ、複製型３１を形成することにより行われる。そして、型取り段階で得られた複製型３１には、前記転写パターン２３を型取りして得られた複製パターン３２が形成されることとなる。また、この複製パターン３２は、前記斜面部２４を型取りした複製斜面部３３を有している。型取り段階の後、複製型３１はマスタスタンパ２１の表面から剥離され、前記複製段階で使用される。なお、シリコーンゴムには、縮合反応型のものと、付加反応型のものとがあり、何れを使用してもよいが、付加反応型のシリコーンゴムを使用することがより好ましい。これは、付加反応型のものは、その硬化時に副生成物が発生せず、また硬化時の体積収縮率も小さいため、転写パターン２３をより精密な寸法精度で型取りすることができるためである。
【００４６】
また、マスタスタンパ２１から複製型３１を離型する際、転写パターン２３の傷つき、破損等を抑制し、離型性を向上させるため、シリコーンゴムを塗布する前に該マスタスタンパ２１の表面に離型剤を予め塗布する等の離型向上処理を施してもよい。或いは、フォトレジスト層２３ａから押圧部材を取り除く、複製型３１から複製スタンパ４１を離型する等の際において、離型向上処理を施してもよい。さらには、マスタスタンパ２１又は複製スタンパ４１からクラッド基部１１を離型する等の際において、離型向上処理を施してもよい。このような離型向上処理としては、フッ素樹脂、フッ素化合物、シリコーン樹脂、シリコーン化合物等の離型剤を塗布する湿式処理、フッ素含有ガス等を用いるＣＶＤ処理、無機化合物をスパッタリングしたり、金属を真空蒸着したり等する乾式処理等が挙げられる。
【００４７】
前記複製段階では、前記型取り段階で得られた複製型３１を用い、複製スタンパ４１が形成される。すなわち、図４（ａ）に示すように、まず複製型３１の表面に紫外線硬化樹脂が塗布され、同紫外線硬化樹脂に接触するように基材４２が載置される。この後、図中に矢印で示すように、基材４２を介して上方から紫外線が照射される。すると、紫外線硬化樹脂が硬化して前記転写部４３が形成される。そして、複製型３１から転写部４３を剥離することにより、その表面に前記マスタスタンパ２１と同様の転写パターン２３及び斜面部２４が複写された複製スタンパ４１が得られる。
【００４８】
続いて、前記転写工程について説明する。転写工程は、加熱エンボス加工法で行われる。すなわち、まず前記複製スタンパ４１及び前記クラッド基部１１が加熱され、クラッド基部１１を形成する合成樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度とされる。次いで、図５（ａ）に示すように、加熱された複製スタンパ４１がクラッド基部１１の表面に押し付けられた後、複製スタンパ４１及びクラッド基部１１がガラス転移点（Ｔｇ）以下となるまで冷却され、同複製スタンパ４１がクラッド基部１１から剥離される。すると、図５（ｂ）に示すように、クラッド基部１１の表面に複製スタンパ４１の転写パターン２３が転写されて前記コアパターン１２が形成されるとともに、斜面部２４が転写されて前記ミラー面１５が形成される。
【００４９】
最後に、前記導波路形成工程について説明する。導波路形成工程では、まずコアパターン１２の内部にコア１３が形成される。コア１３の形成は、コアパターン１２内に前述の紫外線硬化樹脂を充填した後、紫外線を照射することによって行われる。この他に、溶剤に溶解する等して液状とした合成樹脂をコアパターン１２内に充填し、減圧雰囲気下又はクラッド基部１１の材料である合成樹脂のＴｇ以下の温度雰囲気下で溶剤を揮発させ、合成樹脂を硬化させる等してコア１３の形成を行ってもよい。その後、図１（ａ），（ｂ）に示すように、クラッド基部１１の表面にクラッド蓋部１４が形成され、高分子光導波路が製造される。同クラッド蓋部１４の形成は、フィルムを貼着する、クラッド基部１１の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線の照射により硬化させる、スピンコート法等で液状とした合成樹脂を塗布し、硬化させる等の方法で行われる。
【００５０】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 実施形態の高分子光導波路は、光路を変換するためのミラー面１５を有している。このミラー面１５は、複製スタンパ４１を用いた加熱エンボス加工法により、同複製スタンパ４１の斜面部２４がクラッド基部１１の表面に転写されて形成されたものである。さらに、複製スタンパ４１はマスタスタンパ２１から転写パターン２３及び斜面部２４を複写して得られたものである。そして、マスタスタンパ２１の転写パターン２３及び斜面部２４は、フォトレジスト材料と階調パターン２９を有するマスク基板２２を利用して形成されたものである。このため、転写パターン２３及び斜面部２４の形成は、フォトレジスト層２３ａの露光及び現像によって行われており、エッチング、レーザー加工等の煩雑な方法によらずとも、短時間で、かつ簡易に行うことが可能である。
【００５１】
・ また、マスタスタンパ２１の転写パターン２３の形成には、ネガ型のフォトレジスト材料が使用されている。ネガ型のフォトレジスト材料は、ポジ型のフォトレジスト材料に比べ、フォトレジスト材料に係る製造コストの高騰を抑えつつ、フォトレジスト層の厚み増加を図ることが可能である。このため、高分子光導波路のコア径の拡大を図るべく、フォトレジスト層の厚みを増す場合にも、好適な製造効率を維持することができる。
【００５２】
・ また、１００μｍ以上の膜厚を有するフォトレジスト層２３ａの露光に使用する光には、該フォトレジスト層２３ａの吸光度が１以下となるような波長域のものを使用している。これにより、フォトレジスト層２３ａの表面部と底部とで最適な露光条件に差が生じることを抑制することができ、フォトレジスト層２３ａから形成される転写パターン２３を好適な形状とすることが可能である。
【００５３】
・ また、マスタスタンパ２１から複製スタンパ４１を複製し、該複製スタンパ４１を加熱エンボス加工に用いることにより、原版であるマスタスタンパ２１を長期間維持することが可能であり、製造効率の向上を図ることができる。
【００５４】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 図６（ａ）に示すように、フォトレジスト層２３ａをネガ型のフォトレジスト材料から形成し、ベース板２５とマスキングパターン２６とからなるマスク基板２２を用いてフォトレジスト層２３ａの露光を行ってもよい。さらに、図６（ｂ）に示すように、フォトレジスト層２３ａをポジ型のフォトレジスト材料から形成し、前記マスキングパターン２６と同様の遮光パターン２７、透光パターン２８及び階調パターン２９を有するマスキングシート２６ａと、ベース板２５とを用いてフォトレジスト層２３ａの露光を行ってもよい。なお、これらの場合、マスタスタンパ２１は、図３（ａ）に示したような凸型のものではなく、凹型のものとして形成され、斜面部２４は、図６（ａ），（ｂ）中の上方へ向かうにつれ互いに離間するテーパ状となる。
【００５５】
・ 図２（ｂ）及び図６（ｂ）でフォトレジスト層２３ａをネガ型のフォトレジスト材料から形成し、図２（ａ）及び図６（ａ）でフォトレジスト層２３ａをポジ型のフォトレジスト材料から形成してもよい。但し、この場合にはクラッド基部１１の作製等が難しくなる。なお、ネガ型のフォトレジスト材料を使用する場合、クラッド基部１１の作製等を好適なものとするには、図２（ａ）及び図６（ａ）に示した結果から、ベース板２５とフォトレジスト層２３ａとでマスキングパターン２６を挟み込むように、マスク基板２２の表面にフォトレジスト層２３ａを設けることが好ましい。一方、ポジ型のフォトレジスト材料を使用する場合、クラッド基部１１の作製等を好適なものとするには、図２（ｂ）及び図６（ｂ）に示した結果から、フォトレジスト層２３ａの表面をマスキングシート２６ａで被覆することが好ましい。
【００５６】
・ 図７（ｂ）に示すように、高分子光導波路において、コア１３の延びる方向で中間部（光路の途中）に一対のミラー面１５が三角形状に配置されるようにコアパターン１２を形成してもよい。なお、この高分子光導波路は、コア１３の内部の光路と外部の光路とを繋ぐ合分岐型のものである。また、マスタスタンパ２１は、図７（ａ）に示すような形状とされる。すなわち、マスク基板２２において、ベース板２５の表面には２つのマスキングパターン２６が設けられている。これらマスキングパターン２６は、透光パターン２８及び階調パターン２９を有しており、それぞれの階調パターン２９が隣接するように配置されている。
【００５７】
・ 図８（ｂ）に示すように、高分子光導波路において、コア１３の延びる方向で中間部（光路の途中）にミラー面１５を設けるとともに、ミラー面１５の高さをコア１３の径よりも低くし、コア１３の内部の光路を一部開放することにより、コア１３を伝搬される一部の光信号の光路を変換するように構成してもよい。この場合、マスタスタンパ２１は、図８（ａ）に示すような形状とされる。すなわち、マスク基板２２において、ベース板２５の表面には２つのマスキングパターン２６が設けられている。これらマスキングパターン２６は、透光パターン２８及び階調パターン２９を有しており、それぞれの階調パターン２９が隣接するように配置されている。また、階調パターン２９は実施形態のものに比べて遮光率が低くなっている。
【００５８】
・ 本実施形態ではコア１３の延びる方向で両端部（光路の両端）にミラー面１５を互いにテーパ状をなすように設けたが、ミラー面１５は実施形態の形状に限らず所望に応じ形状となるように適宜設けてもよい。例えば、図９に示すマスタスタンパ２１は、図３（ａ）、図７（ａ）及び図８（ａ）に示した斜面部２４を有する転写パターン２３を組み合わせて得られたものである。さらに、このマスタスタンパ２１は、マスク基板２２の厚み方向（図中で上下方向）に傾斜する斜面部２４のみならず、マスク基板２２の面方向（図中で前後又は左右方向）に傾斜する第２斜面部２４ａをも有している。このような斜面部２４及び第２斜面部２４ａの双方を有する転写パターン２３であっても、マスキングパターン２６の遮光パターン、透光パターン及び階調パターンを適宜組み合わせることにより、簡易に作成することが可能である。このマスタスタンパ２１、或いは当該マスタスタンパ２１から得られた複製スタンパを用いた加熱エンボス加工法により、図１０に示すような高分子光導波路が得られる。この高分子光導波路は、クラッド蓋部１４の上面に図示しない検出器及び光源（レーザーデバイス（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ））が設けられている。そして、この高分子光導波路においては、コア１３内を伝搬される光信号が各ミラー面１５により前記検出器へと出射されたり、或いは前記光源から入射された光信号が各ミラー面１５によりコア１３内を伝搬されたり等するように構成されている。また、第２斜面部２４ａにより形成された第２ミラー面１５ａにより、この高分子光導波路の内部においてコア１３同士の間で光信号を出射及び入射することも可能である。加えて、この図１０に示す高分子光導波路は、ミラー面１５又は第２ミラー面１５ａの位置及び傾斜方向を各光路毎に個々に定めることが可能であり、各光路でそれぞれ光路の端部を定めることも、或いは各光路の何れの箇所から光信号を取り出すこともできる。一方、クラッド基部１１の下面に検出器を設けた場合には、図１１（ａ）に示したようなマスタスタンパ２１を用い、図１１（ｂ）に示す互いに向かい合うようなミラー面１５を設けることにより、クラッド基部１１を介して高分子光導波路の外部へ光信号を出射或いは入射することが可能となる。以上のように、本発明における高分子光導波路の製造方法によれば、ミラー面の形成において、形成位置の制限及び傾斜方向の制限はなく、光路上において所望する任意の位置に任意の傾斜方向でミラー面を設けることが可能である。また、図９に示したように、マスキングパターンを適宜設定することにより、一の工程で多種多様な斜面部を有する転写パターンを形成することが可能であり、さらに当該転写パターンから多種多様なミラー面を一の工程で形成することも可能である。従って、本発明によれば、ミラー面の形成に係る製造効率を好適に保持しつつ、ミラー面の形成に係る設計の自由度の向上を図ることができる。
【００５９】
・ ミラー面１５は、４５゜に限らず、３０゜、６０゜等とする等、０°を超え、９０゜未満の角度であれば、何れの角度としてもよい。なお、ミラー面１５の角度をθ、階調パターン２９の長さをＬ、フォトレジスト層２３ａの厚みをＴとした場合、角度θ、長さＬ、厚みＴの間には、Ｌ＝Ｔ÷ｔａｎθの関係式が成立する。
【００６０】
・ ミラー面１５に金属膜や誘電体多層膜等からなる反射層を形成する等して、同ミラー面１５を鏡面としてもよい。
・ 階調パターン２９は、薄膜を形成することに限らず、例えば濃淡が連続的に変化する灰色等の中間色で塗装したり、磨りガラスで形成したり、ドットパターンの印刷によって形成したり等してもよい。
【００６１】
・ 前記複製スタンパ４１は、実施形態で示したものに限らず、例えば図４（ｂ）に示すように、複製型３１の表面に電鋳法等の方法でニッケル（Ｎｉ）等の金属元素を堆積させる等の方法で製造してもよい。このように複製スタンパ４１を金属製とした場合、樹脂製のものに比べ、強度及び耐久性を向上させることができる。
【００６２】
・ 複製スタンパ４１を転写部４３のみで構成してもよい。或いは、基材４２には、ガラス基板に限らず、前記ベース板２５と同様の材料を使用してもよい。なお、例えば、基材４２にシリコン基板等を使用した場合、転写部４３の材料に熱硬化性樹脂を使用し、マスタスタンパ２１を加熱することにより、当該熱硬化性樹脂を硬化させるように構成してもよい。
【００６３】
・ 複製型３１は、必ずしもシリコーンゴムによって形成されることに限らず、例えば前述の紫外線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、フッ素樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂、熱可塑性エラストマー等より形成してもよい。また、マスタスタンパ２１を使用した加熱エンボス加工法により、合成樹脂製のフィルム、基板等から複製型３１を製造してもよい。
【００６４】
・ 前記クラッド蓋部１４は、コア１３で使用する合成樹脂よりも屈折率が低く、クラッド基部１１と屈折率が同程度の合成樹脂であれば、何れの合成樹脂で形成してもよい。例えば、クラッド基部１１を熱可塑性合成樹脂で形成するとともに、クラッド蓋部１４を紫外線硬化性樹脂で形成してもよい。あるいは、クラッド蓋部１４をポリイミド等の熱硬化性樹脂で形成してもよい。また、クラッド蓋部１４は、液状の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等をスピンコート法等の方法でクラッド基部１１の表面に塗布し、硬化させて形成してもよい。
【００６５】
・ 前記クラッド基部１１は、必ずしも加熱エンボス法によって形成されることに限らず、例えばマスタスタンパ２１又は複製スタンパ４１の表面に熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を塗布し、硬化させることによって形成してもよい。
【００６６】
・ 高分子光導波路を、例えばシリコン基板、金属基板、金属酸化物基板、ガラス基板等といった基板材料の表面に設けてもよい。このように高分子光導波路を基板材料の表面に設ける場合、クラッド基部１１は図示しない基板材料の表面に積層される。
【００６７】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 光路を変換するミラー面が設けられたコアパターンを加熱エンボス加工法によって高分子光導波路に形成するために使用されるスタンパの製造方法であって、フォトレジスト材料からなるフォトレジスト層をマスキング部材で被覆する被覆段階と、該フォトレジスト層の露光及び現像により前記コアパターンに応じた形状をなす転写パターンを形成するパターン形成段階とを備え、前記被覆段階では、前記マスキング部材として、前記パターン形成段階の露光時に使用する光に対する遮光率を所定方向で徐々に変化させる階調領域が設けられたものを使用し、当該階調領域によって該遮光率を徐々に変化させる方向は、前記転写パターン及び前記コアパターンにより形成されることとなる前記コアが延びる方向となるように設定し、前記パターン形成段階では、前記ミラー面に応じた形状とすべく、前記マスキング部材の前記階調領域を利用して前記転写パターンに斜面部を形成することを特徴とするスタンパの製造方法。
【００６８】
・ 前記マスキング部材はベース板とマスキングパターンとからなり、前記被覆段階では、当該マスキングパターンを前記ベース板と前記フォトレジスト層とで挟み込むように前記マスキング部材の表面に前記フォトレジスト層を形成することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか一項に記載の高分子光導波路の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）は実施形態の高分子光導波路を正面から見た状態を示す断面図、（ｂ）は実施形態の高分子光導波路を側面から見た状態を示す断面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はフォトレジスト材料を露光させる状態を示す側断面図。
【図３】（ａ）はマスタスタンパを示す側断面図、（ｂ）は複製型を製造する状態を示す側断面図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は複製スタンパを製造する状態を示す側断面図。
【図５】（ａ）は複製スタンパを使用してクラッド基部を成形する状態を示す側断面図、（ｂ）は成形されたクラッド基部を示す側断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、別方法でフォトレジスト材料を露光させる状態を示す側断面図。
【図７】（ａ）は別形態のマスタスタンパを示す側断面図、（ｂ）は別形態の高分子光導波路を示す側断面図。
【図８】（ａ）は別形態のマスタスタンパを示す側断面図、（ｂ）は別形態の高分子光導波路を示す側断面図。
【図９】別形態のマスタスタンパを示す斜視図。
【図１０】別形態の高分子光導波路を示す斜視図。
【図１１】（ａ）は別形態のマスタスタンパを示す側断面図、（ｂ）は別形態の高分子光導波路を示す側断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１１…クラッド基部、１２…コアパターン、１３…コア、１４…クラッド蓋部、２１…マスタスタンパ、２２…基板、２３…転写パターン、２３ａ…フォトレジスト層、３１…複製型、３２…複製パターン、４１…複製スタンパ、５１…スペーサ、５２…押圧部材、５３…マスク部材、５４…開口パターン、５５…遮光パターン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にコアパターンが凹設された合成樹脂製のクラッド基部と、該コアパターンの内部に形成されたコアと、該コアを被覆すべく該クラッド基部の表面に設けられた合成樹脂製のクラッド蓋部とを備え、前記コアパターンの内面の一部を斜面状とすることで光路を変換するためのミラー面を設けた高分子光導波路の製造方法であって、
前記コアパターンに応じた形状をなす転写パターンが設けられたスタンパを製造するスタンパ製造工程と、該スタンパを使用した加熱エンボス加工法で前記コアパターンを形成する転写工程と、前記コア及びクラッド蓋部を設ける導波路形成工程とを備え、
前記スタンパ製造工程は、フォトレジスト材料製のフォトレジスト層をマスキング部材で被覆する被覆段階と、フォトレジスト層を露光及び現像して前記転写パターンを形成するパターン形成段階とを含み、
該被覆段階では、前記マスキング部材として前記パターン形成段階の露光時に用いる光に対する遮光率を所定方向で徐々に変化させる階調領域が設けられたものを使用し、該階調領域により遮光率を徐々に変化させる方向は前記転写パターン及びコアパターンにより形成される前記コアが延びる方向となるように設定し、
該パターン形成段階では前記ミラー面に応じた形状とすべく前記マスキング部材の前記階調領域を利用して前記転写パターンに斜面部を形成する
ことを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記被覆段階で使用するフォトレジスト材料は、ネガ型のフォトレジスト材料であることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記パターン形成段階の露光時に使用する光は、前記フォトレジスト層に対する吸光度が１以下となるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記スタンパ製造工程は、前記転写パターンを型取りして複製パターンを得る型取り段階と、該複製パターンを使用して前記転写パターンを複製する複製段階とを含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項１】
表面にコアパターンが凹設された合成樹脂製のクラッド基部と、該コアパターンの内部に形成されたコアと、該コアを被覆すべく該クラッド基部の表面に設けられた合成樹脂製のクラッド蓋部とを備え、前記コアパターンの内面の一部を斜面状とすることで光路を変換するためのミラー面を設けた高分子光導波路の製造方法であって、
前記コアパターンに応じた形状をなす転写パターンが設けられたスタンパを製造するスタンパ製造工程と、該スタンパを使用した加熱エンボス加工法で前記コアパターンを形成する転写工程と、前記コア及びクラッド蓋部を設ける導波路形成工程とを備え、
前記スタンパ製造工程は、フォトレジスト材料製のフォトレジスト層をマスキング部材で被覆する被覆段階と、フォトレジスト層を露光及び現像して前記転写パターンを形成するパターン形成段階とを含み、
該被覆段階では、前記マスキング部材として前記パターン形成段階の露光時に用いる光に対する遮光率を所定方向で徐々に変化させる階調領域が設けられたものを使用し、該階調領域により遮光率を徐々に変化させる方向は前記転写パターン及びコアパターンにより形成される前記コアが延びる方向となるように設定し、
該パターン形成段階では前記ミラー面に応じた形状とすべく前記マスキング部材の前記階調領域を利用して前記転写パターンに斜面部を形成する
ことを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記被覆段階で使用するフォトレジスト材料は、ネガ型のフォトレジスト材料であることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記パターン形成段階の露光時に使用する光は、前記フォトレジスト層に対する吸光度が１以下となるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記スタンパ製造工程は、前記転写パターンを型取りして複製パターンを得る型取り段階と、該複製パターンを使用して前記転写パターンを複製する複製段階とを含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の高分子光導波路の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−９８７９８（Ｐ２００６−９８７９８Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８５４４１（Ｐ２００４−２８５４４１）
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００１５０７７４）株式会社槌屋 (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００１５０７７４）株式会社槌屋 (56)
【Ｆターム（参考）】
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