JP2002311274A - ポリイミド光導波路の作成方法 - Google Patents
ポリイミド光導波路の作成方法Info
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- JP2002311274A JP2002311274A JP2001121395A JP2001121395A JP2002311274A JP 2002311274 A JP2002311274 A JP 2002311274A JP 2001121395 A JP2001121395 A JP 2001121395A JP 2001121395 A JP2001121395 A JP 2001121395A JP 2002311274 A JP2002311274 A JP 2002311274A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】光導波路形成の高精度形成と歩留まり向上の手
段を提供する。 【解決手段】光導波路基板にコア材料よりも屈折率の低
い樹脂製のものを用いて、下部クラッド層を兼ねこの基
板上にこれよりも屈折率の高いコアを形成し、コアより
も屈折率の低い上部クラッドを形成する樹脂製光導波路
の作製方法。基板材料、導波路用材料としてフッ素化ポ
リイミド樹脂を用いる。 【効果】光導波路基板を下部クラッド層と兼用して使用
でき、下部クラッド層形成の工程を省いた、簡素な樹脂
製導波路の製造法を提供する。
段を提供する。 【解決手段】光導波路基板にコア材料よりも屈折率の低
い樹脂製のものを用いて、下部クラッド層を兼ねこの基
板上にこれよりも屈折率の高いコアを形成し、コアより
も屈折率の低い上部クラッドを形成する樹脂製光導波路
の作製方法。基板材料、導波路用材料としてフッ素化ポ
リイミド樹脂を用いる。 【効果】光導波路基板を下部クラッド層と兼用して使用
でき、下部クラッド層形成の工程を省いた、簡素な樹脂
製導波路の製造法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低損失で低価格の
樹脂光導波路の作製法に関するものである。
樹脂光導波路の作製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 情報通信システムの基盤技術として光
通信技術が浸透していくにつれて光導波路は、光ネット
ワーク用キーデバイスとして益々その重要性が高まると
同時に、電子回路配線基板等の分野への応用に向けて開
発が進められている。光導波路デバイスの普及には低価
格化と量産化が要望されており、樹脂製光導波路がその
有力な候補として開発されている。
通信技術が浸透していくにつれて光導波路は、光ネット
ワーク用キーデバイスとして益々その重要性が高まると
同時に、電子回路配線基板等の分野への応用に向けて開
発が進められている。光導波路デバイスの普及には低価
格化と量産化が要望されており、樹脂製光導波路がその
有力な候補として開発されている。
【０００３】従来、樹脂導波路の作製方法として、シリ
カガラス材料で作製される光導波路と同様な方法、即
ち、シリコン等の基板上に下部クラッド層、コア層を成
膜し、フォトリソグラフィと反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）
の技法によりリッジ導波路パターンを形成し、さらに上
部クラッドを形成して導波路を埋め込む方法がある。
カガラス材料で作製される光導波路と同様な方法、即
ち、シリコン等の基板上に下部クラッド層、コア層を成
膜し、フォトリソグラフィと反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）
の技法によりリッジ導波路パターンを形成し、さらに上
部クラッドを形成して導波路を埋め込む方法がある。
【０００４】また、シリコン等の基板上に作成した下部
クラッド樹脂層にトレンチを設け、これにコア材を埋め
込み、その上に上部クラッド層を形成する方法がある。
クラッド樹脂層にトレンチを設け、これにコア材を埋め
込み、その上に上部クラッド層を形成する方法がある。
【０００５】導波路用の樹脂材料としては、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネイト樹
脂、シロキサン樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられ、近
赤外の光通信波長帯域である１．３〜１．５ミクロン帯
での透明性を確保するために、Ｃ−Ｈ結合をＣ−Ｄ結合
やＣ−Ｆ結合に置換した樹脂材料が用いられている。な
かでも、フッ素化ポリイミド樹脂は近赤外領域での透過
特性がすぐれており、そのうえ最も耐熱性が高く、強度
も確保できるところから、樹脂導波路用の材料としては
最も適している。
脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネイト樹
脂、シロキサン樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられ、近
赤外の光通信波長帯域である１．３〜１．５ミクロン帯
での透明性を確保するために、Ｃ−Ｈ結合をＣ−Ｄ結合
やＣ−Ｆ結合に置換した樹脂材料が用いられている。な
かでも、フッ素化ポリイミド樹脂は近赤外領域での透過
特性がすぐれており、そのうえ最も耐熱性が高く、強度
も確保できるところから、樹脂導波路用の材料としては
最も適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の樹脂導波路作成
方法は、シリコン基板上に下部クラッド、コア、上部ク
ラッドの形成が必要であり、工程が複雑であり、作製さ
れた樹脂導波路の透過特性や偏波特性の劣化を内包し、
歩留まりの低下等、部品価格の低減を阻む問題があり、
製造方法の改善が望まれていた。
方法は、シリコン基板上に下部クラッド、コア、上部ク
ラッドの形成が必要であり、工程が複雑であり、作製さ
れた樹脂導波路の透過特性や偏波特性の劣化を内包し、
歩留まりの低下等、部品価格の低減を阻む問題があり、
製造方法の改善が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、光導波路基板
として、光透過性の高いフッ素化ポリイミド基板を用
い、これを下部クラッド層と兼用して使用することによ
り、下部クラッド層形成の工程を省略し、光導波路作成
工程の簡素化を計るものである。
として、光透過性の高いフッ素化ポリイミド基板を用
い、これを下部クラッド層と兼用して使用することによ
り、下部クラッド層形成の工程を省略し、光導波路作成
工程の簡素化を計るものである。
【０００８】すなわち、光透過性の高いフッ素化ポリイ
ミドで形成された樹脂光導波路であって、基板がコア材
料よりも屈折率の低い、フッ素化ポリイミドで形成さ
れ、下部クラッド層を兼ねる構造であり、該基板上にコ
アを形成し、さらに上部に基板と同様のポリイミドによ
る上部クラッドを設けることにより、簡便で、精度のい
い光導波路の作成方法を提供するものである。
ミドで形成された樹脂光導波路であって、基板がコア材
料よりも屈折率の低い、フッ素化ポリイミドで形成さ
れ、下部クラッド層を兼ねる構造であり、該基板上にコ
アを形成し、さらに上部に基板と同様のポリイミドによ
る上部クラッドを設けることにより、簡便で、精度のい
い光導波路の作成方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明により、リッジ法で
の樹脂光導波路の作製工程を説明する図である。樹脂光
導波路は以下のような工程で作製される。リッジ法にお
いては、図１（ａ）では基板と下部クラッド層を兼ねた
フッ素化ポリイミド基板上に、コア層２とマスク層３が
成膜され、図１（ｂ）ではこのマスク層にフォトリソグ
ラフィと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）の技法により光導波
路パターンが形成される。図１（ｃ）では、ＲＩＥ技法
により、マスク層と同様にパターン化されたコア形状が
形成される。図１（ｄ）ではマスク層の除去をＲＩＥお
よび剥離液によって行い、形成したコア４を露出させ
る。図１（ｅ）では上部クラッド層５を成膜して光導波
路が作製されるものである。図２はトレンチ法による樹
脂光導波路の作成工程を説明する図である。図２の
（ｆ）では基板と下部クラッド層を兼ねた６上にマスク
層７が成膜され、図２の（ｇ）では、このマスク層にフ
ォトリソグラフィとＲＩＥの技法により光導波路のパタ
ーンが形成される。図２の（ｈ）ではパターン形成され
たマスク層により、樹脂基板６に光導波路コアに相当す
るトレンチ８が形成される。続いて図２の（ｉ）では形
成されたトレンチをコア材９で埋め込み、図２（ｊ）で
は上部クラッド層１０を成膜して光導波路が作製される
ものである。なお、トレンチパターンはマスク層を設け
ず、鋳型を基板に押し付ける方法によって形成すること
もできる。
の樹脂光導波路の作製工程を説明する図である。樹脂光
導波路は以下のような工程で作製される。リッジ法にお
いては、図１（ａ）では基板と下部クラッド層を兼ねた
フッ素化ポリイミド基板上に、コア層２とマスク層３が
成膜され、図１（ｂ）ではこのマスク層にフォトリソグ
ラフィと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）の技法により光導波
路パターンが形成される。図１（ｃ）では、ＲＩＥ技法
により、マスク層と同様にパターン化されたコア形状が
形成される。図１（ｄ）ではマスク層の除去をＲＩＥお
よび剥離液によって行い、形成したコア４を露出させ
る。図１（ｅ）では上部クラッド層５を成膜して光導波
路が作製されるものである。図２はトレンチ法による樹
脂光導波路の作成工程を説明する図である。図２の
（ｆ）では基板と下部クラッド層を兼ねた６上にマスク
層７が成膜され、図２の（ｇ）では、このマスク層にフ
ォトリソグラフィとＲＩＥの技法により光導波路のパタ
ーンが形成される。図２の（ｈ）ではパターン形成され
たマスク層により、樹脂基板６に光導波路コアに相当す
るトレンチ８が形成される。続いて図２の（ｉ）では形
成されたトレンチをコア材９で埋め込み、図２（ｊ）で
は上部クラッド層１０を成膜して光導波路が作製される
ものである。なお、トレンチパターンはマスク層を設け
ず、鋳型を基板に押し付ける方法によって形成すること
もできる。
【００１０】これらの工程においては、基板を下部クラ
ッドとして兼用するため、下部クラッド層形成工程が不
要になっている。
ッドとして兼用するため、下部クラッド層形成工程が不
要になっている。
【００１１】以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。
する。
【００１２】
【実施例】〔実施例１〕基板および光導波路に用いた樹
脂はフッ素化ポリイミドである。基板は厚さ０．５ｍ
ｍ、直径１００ｍｍ、屈折率は１．５０（波長は１．３
ミクロンで測定した。以下同じ）である。この基板に、
コア層に対応するフッ素化ポリイミド樹脂をスピンコー
ティング装置により塗布した後、不活性雰囲気に保持し
たオーブンを用いて焼成して、コア層を８ミクロン成膜
した。使用したコア層は屈折率が１．５１であり、コア
−クラッドの比屈折率差は０．７５％とした。このコア
層上にマスク層としてシリコンをマグネトロンスパッタ
により１．２ミクロンに成膜した。このマスク層上には
さらにレジスト層を成膜し、アライナを用いて光導波路
パターンを露光し、パターニングしたレジスト層を形成
した。次にレジスト層に保護されていないマスク層のシ
リコンをＲＩＥ装置を用いて、ＣＦ4ガスを流入させな
がらエッチングした。引き続いてＯ2ガスを流入させて
マスク層のシリコンに保護されていないコア層部分をエ
ッチングにより除去し、長さ７０ｍｍ、幅８ミクロン、
高さ８ミクロンの直線コアパターンを形成した。次に、
基板を希フッ酸に浸漬し、マスク層を除去した。さらに
基板と同種の屈折率１．５０のフッ素化ポリイミド樹脂
をスピンコーティング装置により塗布した後、不活性雰
囲気に保持したオーブンを用いて焼成して、厚さ１８ミ
クロンの上部クラッド層を形成した。
脂はフッ素化ポリイミドである。基板は厚さ０．５ｍ
ｍ、直径１００ｍｍ、屈折率は１．５０（波長は１．３
ミクロンで測定した。以下同じ）である。この基板に、
コア層に対応するフッ素化ポリイミド樹脂をスピンコー
ティング装置により塗布した後、不活性雰囲気に保持し
たオーブンを用いて焼成して、コア層を８ミクロン成膜
した。使用したコア層は屈折率が１．５１であり、コア
−クラッドの比屈折率差は０．７５％とした。このコア
層上にマスク層としてシリコンをマグネトロンスパッタ
により１．２ミクロンに成膜した。このマスク層上には
さらにレジスト層を成膜し、アライナを用いて光導波路
パターンを露光し、パターニングしたレジスト層を形成
した。次にレジスト層に保護されていないマスク層のシ
リコンをＲＩＥ装置を用いて、ＣＦ4ガスを流入させな
がらエッチングした。引き続いてＯ2ガスを流入させて
マスク層のシリコンに保護されていないコア層部分をエ
ッチングにより除去し、長さ７０ｍｍ、幅８ミクロン、
高さ８ミクロンの直線コアパターンを形成した。次に、
基板を希フッ酸に浸漬し、マスク層を除去した。さらに
基板と同種の屈折率１．５０のフッ素化ポリイミド樹脂
をスピンコーティング装置により塗布した後、不活性雰
囲気に保持したオーブンを用いて焼成して、厚さ１８ミ
クロンの上部クラッド層を形成した。
【００１３】作製した導波路に１．３ミクロンの光を通
してカットバック法で光伝搬損失を測定したところ、
０．４ｄＢ／ｃｍであり、光導波路として好適なものが
得られた。なお、基板にフッ素化ポリイミドを用いた
が、基板強度は十分得られており、導波路作製工程中何
ら問題はなく、シリコン基板同様の取り扱いが可能であ
った。
してカットバック法で光伝搬損失を測定したところ、
０．４ｄＢ／ｃｍであり、光導波路として好適なものが
得られた。なお、基板にフッ素化ポリイミドを用いた
が、基板強度は十分得られており、導波路作製工程中何
ら問題はなく、シリコン基板同様の取り扱いが可能であ
った。
【００１４】なお、マスク層としてＡｌやＣｒを用いた
場合にも全く同様な結果が得られている。
場合にも全く同様な結果が得られている。
【００１５】〔実施例２〕基板および光導波路に用いた
樹脂はフッ素化ポリイミドである。基板は厚さ０．５ｍ
ｍ、直径１００ｍｍ、屈折率は１．５０（波長は１．３
ミクロンで測定した。以下同じ）である。この基板にマ
スク層としてシリコンをマグネトロンスパッタにより
１．２ミクロンに成膜した。このマスク層上にはさらに
レジスト層を成膜し、アライナを用いて光導波路パター
ンを露光し、パターニングしたレジスト層を形成した。
次にレジスト層に保護されていないマスク層のシリコン
をＲＩＥ装置を用いて、ＣＦ4ガスを流入させながらエ
ッチングした。引き続いてＯ2ガスを流入させてマスク
層のシリコンに保護されていないポリイミド基板部分を
エッチングにより除去して、導波路コアに相当するトレ
ンチを形成した。トレンチは長さ７０ｍｍで、幅、深さ
共に８ミクロンとした。その後、屈折率が１．５１であ
り、コア−クラッドの比屈折率差が０．７５％となるコ
ア層に対応するフッ素化ポリイミド樹脂をトレンチへ埋
め込み、基板と同種の屈折率１．５０のフッ素化ポリイ
ミド樹脂により１８ミクロンの上部クラッド形成をおこ
なった。
樹脂はフッ素化ポリイミドである。基板は厚さ０．５ｍ
ｍ、直径１００ｍｍ、屈折率は１．５０（波長は１．３
ミクロンで測定した。以下同じ）である。この基板にマ
スク層としてシリコンをマグネトロンスパッタにより
１．２ミクロンに成膜した。このマスク層上にはさらに
レジスト層を成膜し、アライナを用いて光導波路パター
ンを露光し、パターニングしたレジスト層を形成した。
次にレジスト層に保護されていないマスク層のシリコン
をＲＩＥ装置を用いて、ＣＦ4ガスを流入させながらエ
ッチングした。引き続いてＯ2ガスを流入させてマスク
層のシリコンに保護されていないポリイミド基板部分を
エッチングにより除去して、導波路コアに相当するトレ
ンチを形成した。トレンチは長さ７０ｍｍで、幅、深さ
共に８ミクロンとした。その後、屈折率が１．５１であ
り、コア−クラッドの比屈折率差が０．７５％となるコ
ア層に対応するフッ素化ポリイミド樹脂をトレンチへ埋
め込み、基板と同種の屈折率１．５０のフッ素化ポリイ
ミド樹脂により１８ミクロンの上部クラッド形成をおこ
なった。
【００１６】作製した導波路に１．３ミクロンの光を通
してカットバック法で光伝搬損失を測定したところ、
０．３ｄＢ／ｃｍであり、光導波路として好適なものが
得られた。なお、基板にフッ素化ポリイミドを用いた
が、基板強度は十分得られており、導波路作製工程中何
ら問題はなく、シリコン基板同様の取り扱いが可能であ
った。
してカットバック法で光伝搬損失を測定したところ、
０．３ｄＢ／ｃｍであり、光導波路として好適なものが
得られた。なお、基板にフッ素化ポリイミドを用いた
が、基板強度は十分得られており、導波路作製工程中何
ら問題はなく、シリコン基板同様の取り扱いが可能であ
った。
【００１７】
【発明の効果】基板上に、フォトリソグラフィと反応性
イオンエッチング手法とにより、リッジ型やトレンチ型
のコアを形成し、その上に上部クラッド層を形成し、樹
脂製導波路を作成する場合、基板、導波路の材料をフッ
素化ポリイミド樹脂で製造し、基板が下部クラッドを兼
ねる構造とすることにより、簡素で、精度の高い導波路
が形成でき、欠陥の発生が少なくなる。その結果、導波
路損失が低減でき、また、偏波依存性のない導波路が作
製できる利点がある。
イオンエッチング手法とにより、リッジ型やトレンチ型
のコアを形成し、その上に上部クラッド層を形成し、樹
脂製導波路を作成する場合、基板、導波路の材料をフッ
素化ポリイミド樹脂で製造し、基板が下部クラッドを兼
ねる構造とすることにより、簡素で、精度の高い導波路
が形成でき、欠陥の発生が少なくなる。その結果、導波
路損失が低減でき、また、偏波依存性のない導波路が作
製できる利点がある。
【図１】図１は、本発明の実施例によるリッジ法による
光導波路作製工程を示す図である。
光導波路作製工程を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施例によるトレンチ法によ
る光導波路作製工程を示す図である。
る光導波路作製工程を示す図である。
１ 樹脂導波路基板 ２ コア層 ３ マスク層 ４ コア ５ 上部クラッド層 ６ 樹脂導波路基板 ７ マスク層 ８ トレンチ ９ コア １０ 上部クラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 雄二 埼玉県川越市今福中台2805番地 セントラ ル硝子株式会社化学研究所内 (72)発明者 坂口 茂樹 東京都千代田区神田錦町３丁目７−１ セ ントラル硝子株式会社本社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 PA02 PA21 PA28 QA05 TA31 TA42
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に形成された樹脂光導波路の作成
方法において、基板がコア材料よりも屈折率の低い樹脂
製のものを用いて、該基板が下部クラッド層を兼ねるこ
とにより、該基板上にこれよりも屈折率の高いコアを形
成する工程、コアよりも屈折率の低い上部クラッドを形
成する工程よりなる光導波路の作製方法。 - 【請求項２】 基板材料、導波路用樹脂材料がフッ素化
ポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項１に記載
した樹脂光導波路の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001121395A JP2002311274A (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | ポリイミド光導波路の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001121395A JP2002311274A (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | ポリイミド光導波路の作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002311274A true JP2002311274A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18971278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001121395A Pending JP2002311274A (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | ポリイミド光導波路の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002311274A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008281780A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Nitto Denko Corp | タッチパネル用レンズ付き光導波路およびそれに用いる光導波路 |
-
2001
- 2001-04-19 JP JP2001121395A patent/JP2002311274A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008281780A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Nitto Denko Corp | タッチパネル用レンズ付き光導波路およびそれに用いる光導波路 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050517 |
|
| A02 | Decision of refusal |
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