專利名稱：光波導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣泛應(yīng)用于光通信、光信息處理以及其他一般光學(xué)領(lǐng) 域的光波導(dǎo)。
背景技術(shù)：
光波導(dǎo)被組合在光波導(dǎo)設(shè)備、光學(xué)集成電路、光布線襯底等光學(xué) 設(shè)備中，廣泛應(yīng)用于光通信、光信息處理以及其他一般光學(xué)領(lǐng)域。光 波導(dǎo)通常將作為光的通路的芯形成為預(yù)定圖案，并以覆蓋該芯的方式
形成下包層和上包層(例如參照專利文獻l)。此種光波導(dǎo)如圖6所 示。圖6中，在襯底1上順序形成下包層2、芯3、上包層4而構(gòu)成 光波導(dǎo)。
上述芯3的折射率設(shè)定為大于下包層2以及上包層4的折射率， 由此，可以使通過芯3內(nèi)的光不會向外部漏出。這些芯3、下包層2 以及上包層4通常由合成樹脂構(gòu)成，其中，當由感光樹脂構(gòu)成時，在 形成時需要分別進行液體材料的涂敷、曝光、顯影以及干燥各工序。 [專利文獻1]日本專利特開200S-16S138號公報

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問題)
但是，如果當分別形成上述芯3、下包層2以及上包層4時，每 次都要進行上述涂敷、曝光、顯影以及干燥等各工序，則需要很多工 時，制造成本也變高。在這一點，尚有改善的余地。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而進行的，其目的在于提供一種可以實 現(xiàn)減少制造時的工時和降低制造成本的光波導(dǎo)。
(解決問題用的技術(shù)方案)為了達成上述目的，本發(fā)明的光波導(dǎo)在襯底上形成有作為光的通 路的芯，采用上述芯的至少一部分被金屬膜覆蓋的結(jié)構(gòu)。 (發(fā)明效果)
本發(fā)明的光波導(dǎo)中，由于芯的至少一部分被金屬膜覆蓋，所以沒 有必要在該部分上形成包層(下包層以及上包層的至少一個)。上述 金屬膜的形成可以通過例如濺射法、等離子法、化學(xué)蒸鍍法、鍍覆法 等的任一種而形成，能夠以少于形成包層的工時用金屬膜覆蓋芯的至 少一部分。因此，可以相應(yīng)地減少制造光波導(dǎo)時的工時，結(jié)果可以實 現(xiàn)降低制造成本。


圖l是示意性地示出本發(fā)明的光波導(dǎo)的第1實施方式的剖面圖。
圖2 (a) ~ (e)是示意性地示出上述第1實施方式的光波導(dǎo)的
制造方法的剖面圖。
圖3是示意性地示出本發(fā)明的光波導(dǎo)的第2實施方式的剖面圖。 圖4是示意性地示出本發(fā)明的光波導(dǎo)的第3實施方式的剖面圖。 圖5是(a) ~ (c)是示意性地示出上述第3實施方式的光波導(dǎo)
的制造方法的剖面圖。
圖6是示意性地示出現(xiàn)有技術(shù)的光波導(dǎo)的剖面圖。
具體實施例方式
下面，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。 圖l示出本發(fā)明的光波導(dǎo)的第1實施方式。該實施方式的光波導(dǎo) 中，在平板狀的襯底1的表面上形成金屬膜A，在該金屬膜A的表面 上以預(yù)定的圖案形成多個芯3，以包含該芯3的方式形成上包層4。 并且，芯3的底面所接觸的金屬膜A的表面部分作為使通過芯3的光 反射的反射面發(fā)揮作用。
對這種光波導(dǎo)的制造方法進行說明。
首先，如圖2 U)所示地準備上述襯底1。作為該襯底l并沒有特別限定，可以列舉例如樹脂襯底、玻璃襯底、硅襯底等。作為上述 樹脂襯底的形成材料，可以列舉例如聚萘二甲酸乙二酯、聚酯、聚丙 烯酸酯、聚碳酸酯、聚降冰片烯、聚酰亞胺等。另外，上述襯底l的
厚度并沒有特別限定，但通常設(shè)定在20nm (薄膜狀襯底)~5mm (板 狀襯底)的范圍內(nèi)。
接著，在該襯底l的表面上通過例如濺射法、等離子法、化學(xué)蒸 鍍法、鍍覆法等中的任一種形成上述金屬膜A。作為形成該金屬膜A 的形成材料，可以列舉例如銀、鋁、鎳、鉻、銅等以及含有這些元素 中的2種以上的元素合金材料等。金屬膜A的厚度并沒有特別限定， 但通常i殳定在0.1 0.5jim的范圍內(nèi)。
下面，如圖2 (b)所示，在上述金屬膜A的表面上形成通過后 面的選擇啄光而成為芯3 (參照圖2 (d))的樹脂層3a。作為該樹脂 層3a的形成材料，通常可以列舉光聚合樹脂，并使用其折射率大于 下述上包層4 (參照圖2 (e))的形成材料的折射率的材料。該折射 率的調(diào)整可以通過例如調(diào)整芯3、上包層4的各形成材料的種類的選 擇和組成比例來進行。而且，上述樹脂層3a的形成并沒有特別限定， 可以通過例如在金屬膜A上涂敷將光聚合樹脂溶解于溶劑中而成的 清漆之后進行干燥來進行。上述清漆的涂敷通過例如旋涂法、浸涂法、 鑄涂法、噴射法、噴墨法等進行。另外，上述干燥通過50 120r x io 30 分鐘的加熱處理來進行。另外，為了改善金屬膜A與芯3 (參照圖2 (d))的粘合性，也可以在形成上述樹脂層3a前，在金屬膜A的表 面上進行底涂樹脂處理、偶聯(lián)劑處理等。
然后，如圖2 (c)所示，用具有透光性的覆蓋膜C覆蓋上述干 燥了的樹脂層3a的表面，在其上設(shè)置形成有與所希望的芯3 (參照圖 2(d))的圖案相對應(yīng)的開口圖案的光掩模M。然后，隔著上述光掩 模M以及覆蓋膜C，利用照射線對上述樹脂層3進行膝光。該被曝光 的部分以后成為芯3。作為曝光用的照射線，可以使用例如可見光、 紫外線、紅外線、X射線、ct射線、P射線、Y射線等。優(yōu)選地，使 用紫外線。這是因為如使用紫外線，則可以以較大的能量進行照射，從而獲得較快的硬化速度，而且照射裝置也小型且便宜，可以實現(xiàn)降 低制造成本。作為紫外線的光源，可以列舉例如低壓水銀燈、高壓水
銀燈、超高壓水銀燈等，紫外線的照射量通常為10 10000mJ/cm2， 優(yōu)選為50 3000 mJ /cm2。
在上述曝光后，為了完成結(jié)束光反應(yīng)而進行加熱處理。該加熱處 理在80 250。C下，優(yōu)選在100 200'C下，在10秒~2小時，優(yōu)選5分 ~1小時的范圍內(nèi)進行。然后，通過使用顯影液進行顯影，溶解并去除 樹脂層3a中的未膝光部分，對樹脂層3a進行圖案形成(參照圖2( d ))。 然后，通過加熱處理去除該進行了圖案形成的樹脂層3a中的顯影液， 如圖2 (d)所示，形成芯3的圖案。該加熱處理，通常在80 120X: x 10 30分鐘的條件下進行。另外，各芯3的厚度通常在多模光波導(dǎo) 的情況下設(shè)定為20~100nm,在單模光波導(dǎo)的情況下設(shè)定為2 10jim。 而且，上述顯影可以利用例如浸涂法、噴霧法、攪拌法等。另外，作 為顯影劑，可以使用例如有機類溶劑、含有堿性水溶液的有機類溶劑 等。這種顯影劑以及顯影條件可根據(jù)光聚合樹脂組合物的組成而適當 選擇。
接著，如圖2(e)所示，以包含上述芯3的方式形成上包層4。 作為該上包層4的形成材料，可以列舉例如聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、 光聚合樹脂等。而且，該上包層4的形成方法并沒有特別限定，例如 通過以包含上述芯3的方式涂敷將上述樹脂溶解于溶劑中而成的清漆 之后，進行硬化來進行。上述清漆的涂敷，通過例如旋涂法、浸涂法、 鑄涂法、噴射法、噴墨法等進行。另外，上述硬化，根據(jù)上包層4的 形成材料及厚度而適當進行，例如，采用聚酰亞胺樹脂作為上包層4 的形成材料時，通過300~400°Cx60 180分鐘的加熱處理來進行，采 用光聚合樹脂作為土包層4的形成材料時，在照射1000 5000mJ/cm2 的紫外線后，通過80 120*CxlO~30分鐘的加熱處理來進^f亍。并且， 上包層4的厚度通常在多模光波導(dǎo)的情況下設(shè)定為5 100nm，在單模 光波導(dǎo)的情況下i殳定為1 20jim。
如此，在襯底1的表面上形成由金屬膜A、芯3和上包層4構(gòu)成的光波導(dǎo)(參照圖1)。
另外，在該第1實施方式中形成了上包層4，但該上包層4并不 是必需的，也可以根據(jù)具體情況而不形成上包層4地構(gòu)成光波導(dǎo)。
圖3示出本發(fā)明的光波導(dǎo)的第2實施方式。該第2實施方式的光 波導(dǎo)是在上述第1實施方式的光波導(dǎo)中不形成上包層4 (參照圖1)， 而代之以形成第2金屬膜B。除此之外的部分與上述第1實施方式相 同，并對相同的部分賦予相同的標記。并且，在該第2實施方式的光 波導(dǎo)中，芯3的底面所接觸的金屬膜A的表面部分、以及芯3的側(cè)面 和頂面所接觸的金屬膜B的表面部分，也作為使通過芯3的光反射的 反射面發(fā)揮作用。
該第2實施方式的光波導(dǎo)的制造方法如下首先，與上述第1 實施方式相同地(參照2 (a) ~ (d))在襯底1上順序形成(第1) 金屬膜A以及芯3 (參照2 (d));然后，如圖3所示，在芯3的側(cè) 面和頂面上與(第1)金屬膜A的形成方法(例如，濺射法、等離子 法、化學(xué)蒸鍍法、鍍覆法等)相同地形成第2金屬膜B。作為該第2 金屬膜B的形成材料，可以列舉與上述(第1)金屬膜A相同的形成 材料(例如，銀、鋁、鎳、鉻、銅等)，其中該第2金屬膜B的形成 材料既可以與上述(第1)金屬膜A的形成材料相同，也可以不同。 如此，得到第2實施方式的光波導(dǎo)。
圖4示出本發(fā)明的光波導(dǎo)的第3實施方式。該第3實施方式的光 波導(dǎo)是在上述第2實施方式的光波導(dǎo)中不形成(第1)金屬膜A，而 代之以形成下包層2。除此之外的部分與上述第2實施方式相同，對 相同的部分賦予相同的標記。并且，在該第3實施方式的光波導(dǎo)中， 芯3的側(cè)面以及頂面接觸的金屬膜B的表面部分也作為使通過芯3的 光反射的反射面發(fā)揮作用。
該第3實施方式的光波導(dǎo)的制造方法如下首先，如圖5 (a) 所示，在上述襯底1的表面上形成下包層2。作為該下包層2的形成 材料，可以列舉與上述上包層4 (參照圖2 (e))相同的材料(例如， 聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、光聚合樹脂等)，其中該下包層2的形成材料既可以與上述上包層4的形成材料相同，也可以不同。并且，下 包層2的形成方法也與上述上包層4同樣地進行。即，在上述村底l 的表面上通過上述旋涂法等涂敷以后成為下包層2的清漆之后，利用 聚酰亞胺樹脂作為下包層2的形成材料，此時進行了加熱處理；在利 用光聚合樹脂時在照射紫外線后進行加熱處理。由此形成下包層2。 并且，下包層2的厚度通常在多模光波導(dǎo)的情況下設(shè)定為5 5(Htm， 在單模光波導(dǎo)的情況下設(shè)定為l~20nm。接著，在上述下包層2的表 面上，如圖5(b)所示，與上述第1、第2實施方式相同地(參照圖 2 (b) ~ (d))形成芯3，之后，如圖5 (c)所示，與上述第2實施 方式相同地(通過例如濺射法、等離子法、化學(xué)蒸鍍法、鍍覆法等) 形成(第2 )金屬膜B。如此得到第3實施方式的光波導(dǎo)。
下面，對實施例進行說明。但本發(fā)明并不限定于此。
[實施例1
(上包層的形成材料) 通過混合35重量份的9,9-二[(4-羥乙氧基)苯基芴縮水甘油醚 (成分A) 、 40重量份的3，4-環(huán)氧己烯基甲基-3，,4，-環(huán)氧己烯碳酸酯 (成分B ) 、 25重量份的脂環(huán)式環(huán)氧樹脂(夂4七乂k化學(xué)公司制造， 七口廿 < 卜'2021P)(成分C ) 、 1重量份的4，4，-二[二(卩羥乙氧基) 苯基锍基苯基硫醚-二-六氟銻酸鹽的50%戊酮碳酸酯溶液(光氧發(fā)生 劑成分D)，調(diào)制上包層的形成材料。 (芯的形成材料) 通過把70重量份的上述成分A、 30重量份的1，3，3-三(4- (2-(3-氧環(huán)丁基) 丁氧基苯基)丁烷、0.5重量份的上述成分D溶解在 28重量份的乳酸乙酯中，調(diào)制芯的形成材料。 (光波導(dǎo)的制作)
首先，在聚萘二甲酸乙二酯薄膜(襯底100mmxl00mmx 188pm(厚度))的表面上，通過濺射形成銀(Ag)膜(厚度0.15jim)。
然后，在上述銀(Ag)膜的表面上，通過旋涂法來涂敷芯的形 成材料之后，進行100。Cx5分鐘的加熱處理。接著，在其表面上設(shè)置具有透光性的聚碳酸酯制的覆蓋膜(厚度40nm)，在其覆蓋膜表面 上進一步設(shè)置形成了開口圖案(芯圖案)的合成石英類的光掩模。然 后，從其上方以4000mJ/cm2照射紫外線。接著，去除上述光掩模和 覆蓋膜后，進行80。Cxl5分鐘的加熱處理。接下來，通過利用y-丁內(nèi) 酯水溶液進行顯影來去除未曝光部分后，通過進行100°Cxl5分鐘的 加熱處理來形成芯(厚度50nm)。
接著，以包含上述芯的方式通過旋涂法涂敷上述上包層的形成材 料后，以2000mJ/cii^照射紫外線。接著，通過進行12(TCxl5分鐘的 加熱處理來形成上包層(從下包層表面算起的厚度為70pm)。
如此，可以制造在襯底上順序?qū)盈B了銀(Ag)膜、芯以及上包 層而構(gòu)成的光波導(dǎo)(參照圖1)。
[實施例2
在上述實施例1中，作為金屬膜，不采用銀(Ag)膜，而代之 以通過濺射法形成鋁(Al)膜(厚度0.15nm)。除此之外與上述實施 例1相同。由此，可以制造在襯底上順序?qū)盈B鋁(Al)膜、芯以及上 包層而構(gòu)成的光波導(dǎo)(參照圖1),
[實施例3
在上述實施例1中，不采用上包層，而代之以通過濺射法在上述 芯的側(cè)面以及頂面上形成(第2)銀(Ag)膜(厚度0.15nm)。除此 之外與上述實施例l相同。由此，可以制造在上述襯底上順序?qū)盈B了 銀(Ag)膜、芯以及(第2)銀(Ag)膜而構(gòu)成的光波導(dǎo)(參照圖3)。
實施例4
在上述實施例1中，不采用上包層，而代之以通過濺射法在上述 芯的側(cè)面以及頂面上形成鋁(Al)膜(厚度0.15nm )。除此之外與上 述實施例l相同。由此，可以制造在上述襯底上順序?qū)盈B了銀(Ag) 膜、芯以及鋁(Al)膜而構(gòu)成的光波導(dǎo)(參照圖3)。
[實施例5
(光波導(dǎo)的制作)
首先，在與上述實施例1相同的聚萘二甲酸乙二酯薄膜的表面上，通過旋涂法涂敷與上述實施例1的上包層的形成材料相同的材料
后，以2000mJ/cn^照射紫外線，接著，通過進行100。Cxl5分鐘的加 熱處理，形成下包層(厚度20jim)。
然后，在上述下包層的表面上，通過旋涂法來涂敷上述實施例1 的芯的形成材料之后，進行100。Cxl5分鐘的干燥處理。接著，在其 表面上設(shè)置具有透光性的聚碳酸酯制的覆蓋膜(厚度40nm)，進一 步在其覆蓋膜的表面上設(shè)置形成了開口圖案(芯圖案)的合成石英類 的光掩模。然后，從其上方以4000mJ/cm2照射紫外線。接著，在去 除上述光掩模和覆蓋膜后，進行80'Cxl5分鐘的加熱處理。接下來，
通過利用Y-丁內(nèi)酯水溶液進行顯影來去除未曝光部分后，通過進行 100。Cxl5分鐘的加熱處理來形成芯(厚度5(Him)。
接著，在上述芯的側(cè)面以及頂面上，通過濺射法形成銀(Ag) 膜(厚度0.15pm)。
如此，可以制造在上述襯底上順序?qū)盈B了下包層、芯以及銀(Ag) 膜而構(gòu)成的光波導(dǎo)(參照圖4)。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)，其在襯底上形成有作為光的通路的芯，其特征在于，上述芯的至少一部分被金屬膜覆蓋。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，上述芯的底面為與形 成在襯底表面上的金屬膜相接觸的狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光波導(dǎo)，其中，上述芯的側(cè)面和頂面 為被金屬膜覆蓋的狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其中，上述芯以與下包層的 表面相接觸的狀態(tài)形成，且上述芯的側(cè)面以及頂面為被金屬膜覆蓋的 狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光波導(dǎo)，可以減少制造時的工時以及降低制造成本。該光波導(dǎo)是在襯底(1)上形成有作為光的通路的芯(3)的光波導(dǎo)，上述芯(3)的至少一部分被金屬膜(A)覆蓋。
文檔編號G02B6/12GK101299080SQ20081009530
公開日2008年11月5日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月1日
發(fā)明者薩加多爾·R·卡安 申請人:日東電工株式會社