專利名稱：光波導(dǎo)路裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通訊、光信息處理、其它一般光學(xué)中廣泛使 用的光波導(dǎo)路裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
光波導(dǎo)路裝置的光波導(dǎo)路通常是在下敷層的正面將作為 光通路的芯形成為規(guī)定的圖案，以覆蓋該芯的狀態(tài)形成上敷層 而構(gòu)成的。這樣的光波導(dǎo)路通常形成在金屬制基板等的基板正 面，與該基板一起作為光波導(dǎo)路來^皮制造。
制造這樣的光波導(dǎo)路的以往的制造方法如下首先，如圖 3的(a)所示，在基板10的正面形成下敷層2。接著，如圖3的 (b)所示，在下敷層2的正面涂敷芯形成用的感光性樹脂，形 成感光性樹脂層3A。接著，隔著形成有與芯的圖案相對應(yīng)的開 口圖案的曝光掩模M對上述感光性樹脂層3A照射照射線L,使 該照射線L通過上述開口圖案的開口到達上述感光性樹脂層 3A,對該感光性樹脂層3A的部分進行曝光。上述照射線L與上 述感光性樹脂層3A垂直地對該感光性樹脂層3A進行照射，利用 該照射在曝光部分進行光反應(yīng)，進行固化。然后，通過使用顯 影液進行顯影，如圖3的(c)所示，使未曝光部分溶解而將其 去除，殘留的曝光部分形成規(guī)定圖案的芯3。通常該芯3的截面 形狀形成四邊形狀。之后，如圖3的(d)所示，覆蓋該芯3地在 上述下敷層2的正面形成上敷層4。這樣，在上述基板10的正面 形成光波導(dǎo)路W (例如參照專利文獻l )。
專利文獻l:日本特開2004-341454號7>凈艮
可是，在這樣的以往的方法中，如圖4的(a)、 (b)所示，根據(jù)情況有時芯30的側(cè)面31形成為粗糙面。而且，在具有這樣 的芯30的光波導(dǎo)路中，產(chǎn)生在芯30內(nèi)傳播的光的傳播損失大這 樣的問題。另外，圖4的(b)是根據(jù)用電子顯微鏡將以圖4的(a) 的圓圏部C圏起來的芯30》文大700倍的照片而畫成的立體圖。這 樣，通過用電子顯獨:鏡放大700倍，能夠確認(rèn)芯30的側(cè)面31形成 為4且4造面。
因此，本發(fā)明人為了研究芯30的側(cè)面31形成為粗糙面的原 因，進行了反復(fù)的研究。在該過程中，如圖4的(a)所示，弄 清了上述芯30的側(cè)面31的粗糙面化是在作為上述基板10[參照 圖3的(a) ~ (d)]使用由SUS箔等金屬箔等構(gòu)成的金屬制基 板ll的情況下而產(chǎn)生的。然后，進一步反復(fù)研究的結(jié)果可知， 如圖4的(a)所示，由上述金屬箔等構(gòu)成的金屬制基板ll的正 面(和背面)形成為粗糙面。因此，在上述芯形成工序中，如 圖5所示，用于曝光的照射線L透過了芯形成用感光性樹脂層3A 和下敷層2后，在上述金屬制基板ll的粗糙面狀的正面，因該粗 糙面而產(chǎn)生漫反射。而且，該漫反射的照射線L自下方沿斜向 上的方向透過上述下敷層2，在芯形成用感光性樹脂層3A內(nèi)的 芯形成區(qū)域S中，自斜向下方對芯30的形成圖案的邊界面(成 為側(cè)面31的面)進行曝光。該自斜向下方的曝光因為是通過漫 反射而進行的，所以不均勻。因此，判斷出是因自該斜向下方 進行曝光的原因而造成在芯30的成為側(cè)面31的面上不需要的光 反應(yīng)不均勻地進行，隨著芯30的寬度變寬，芯30的側(cè)面31形成 為粗糙面。即，在芯30的成為側(cè)面31的面上，由于上述照射線 L的漫反射，曝光度的大小不同，或是未曝光部分與曝光部分 產(chǎn)生混雜。然后，在后面的顯影工序中，上述芯30的成為側(cè)面 31的面的、曝光度小的部分、未曝光的部分纟皮溶解而纟皮去除， 曝光度大的部分、曝光部分殘留下來。因此，芯30的側(cè)面31形成灃且4造面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的事情而做成的，其目的在于提供一種 即使在形成粗糙面狀的基板的正面形成光波導(dǎo)路，也能抑制該 光波導(dǎo)路的芯側(cè)面的粗糙面化的光波導(dǎo)路裝置的制造方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置的制造方法包
括在成為粗糙面狀的基板的正面形成下敷層的工序；在該下 敷層的正面形成芯形成用感光性樹脂層的工序；對該感光性樹 脂層照射照射線，曝光成規(guī)定的圖案，將該曝光部分形成芯的 工序，其中，在上述芯形成工序中，對上述感光性樹脂層照射 的照射線是透過該感光性樹脂層而到達上述基板的粗糙面狀的 正面、并在此進行反射的照射線，上述基板由吸收上述照射線 的材料構(gòu)成。
在本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置的制造方法中，在由吸收照射線 的材料構(gòu)成的基板的正面經(jīng)過形成下敷層、形成芯形成用感光 性樹脂層后，對該感光性樹脂層照射照射線，曝光成規(guī)定的圖 案，將該曝光部分形成芯。在該芯形成工序中，因為上述基板 由吸收照射線的材料構(gòu)成，所以上述基板的正面即使成為粗糙 面，透過了芯形成用感光性樹脂層和下敷層的照射線在到達上 述基板的正面時，全部或幾乎全部被上述基板吸收，不存在或 幾乎不存在在上述基板的正面反射的照射線。因此，能夠大幅 度地減少在基板的正面發(fā)生漫反射，并自下方沿斜向上的方向 透過下敷層而到達芯形成用感光性樹脂層的照射線。其結(jié)果， 在芯形成用感光性樹脂層內(nèi)，不存在或幾乎不存在自斜下方對 芯的成為側(cè)面的面進行曝光而使該面成為粗糙面的照射線，能 夠有效地抑制芯側(cè)面的粗糙面化。而且，在本發(fā)明中，形成光
5波導(dǎo)路的基板本身吸收照射線，幾乎不存在該基板正面反射的 照射線，因此，具有無需設(shè)置照射線吸收用的新的層，光波導(dǎo) 路裝置整體的厚度不會變厚這樣的優(yōu)點。


圖l的(a)是示意性地表示由本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置的制 造方法的一實施方式所得到的光波導(dǎo)路裝置的剖視圖，(b)是 根據(jù)以(a)的圓圈部C圈起來的芯的電子顯微鏡照片而畫成的 圖。
圖2的(a) ~ ( d)是示意性地表示本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置 的制造方法的一實施方式的說明圖。
圖3的(a) ~ ( d)是示意性地表示以往的光波導(dǎo)路裝置的 制造方法的說明圖。
圖4的(a)是示意性地表示上述以往的光波導(dǎo)路裝置的制 造方法的芯形成的剖視圖，(b)是根據(jù)以(a)的圓圈部C圈起 來的芯的電子顯微鏡照片而畫成的圖。
圖5是示意性地表示上述以往的光波導(dǎo)路裝置的制造方法 中的芯形成工序中的狀況的說明圖。
具體實施例方式
接著，基于附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。 圖l的(a)表示由本發(fā)明的光波導(dǎo)路裝置的制造方法的一 實施方式所得到的光波導(dǎo)路裝置。該光波導(dǎo)路裝置包括由吸 收照射線的材料構(gòu)成的正面(和背面)為粗糙面的基板l;形成 在該基板l的正面的光波導(dǎo)路W。該光波導(dǎo)路W具有形成在上述 基板1的正面的下敷層2，如下那樣地進行制造。即，在上述下 敷層2的正面形成感光性樹脂層3A[參照圖2的(b)]后，對該感光性樹脂層3A照射照射線L，曝光成規(guī)定的圖案，形成芯3，而 且，在該芯3上層疊形成上敷層4而進行制造。在此，形成上述 基板1的、吸收照射線的材料起到吸收對上述感光性樹脂層3 A 所照射的照射線L、防止漫反射的作用。另外，圖l的(b)是 根據(jù)用電子顯微鏡將以圖l的(a)的圓圈部C圈起來的芯3放大 70(H咅的照片而畫成的立體圖。
詳細(xì)地-沈明該實施方式的光波導(dǎo)路裝置的制造方法。
首先，準(zhǔn)備上述基板1[參照圖2的(a)]。該基板l是由吸 收如上所述的在后面的芯3形成工序[參照圖2的(b) ~ (c)] 中曝光芯3形成用感光性樹脂層3A時所使用的紫外線等照射線 L的材料構(gòu)成的、正面(和背面)是粗糙面的基板。作為吸收 上述照射線L的上述基板1用的材料，例如列舉有分別以聚曱基 丙烯酸曱酯(PMMA)、聚酰亞胺(PI)等為主成分的材料。在 此，主成分的意思是指占整體一半以上的成分，也包括整體僅 由主成分構(gòu)成的情況。此外，上述基板l通常使用在市場上販賣 的產(chǎn)品。市場上販賣的上述基板l在該制造過程中其上下兩表面 必定成為微細(xì)的粗糙面。該表面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)是 0.095lam以上。另夕卜，作為上述基斗反l，例如^f吏用厚度為20pm lmm的范圍內(nèi)的基才反。
接著，如圖2的(a)所示，在上述基臺l的正面的規(guī)定區(qū)域 涂敷在溶劑中溶解有下敷層2形成用感光性樹脂而成的清漆，形 成該涂^層2a。作為上述感光性樹脂，例如可以列舉出感光環(huán) 氧樹脂等。涂敷上述清漆的方法，例如可采用旋涂法、浸漬法、 洗鑄法、注射法、噴墨法等。然后，根據(jù)需要，對上述涂敷層 2a進行50 — 120°CxlO~ 30分鐘的力口熱處理，4吏其干燥。這樣， 形成下敷層2形成用感光性樹脂層2A。
接著，用照射線對該感光性樹脂層2A進行曝光。作為上述
7曝光用的照射線例如可采用可見光、紫外線、紅外線、X射線、
a射線、(3射線、Y射線等。最好采用紫外線(波長250 ~ 400nm)。 采用紫外線時，通過照射較大的能量能夠得到較快的固化速度， 而且照射裝置也小型且便宜，能夠降低生產(chǎn)成本。作為紫外線 光源例如可以采用低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。 紫外線照射量通常被設(shè)定在10 ~ 10000mJ/cm2 ,優(yōu)選50 ~ 3000mJ/cm2。
在上述曝光后，為了結(jié)束光反應(yīng)而進行加熱處理。該加熱 處理通常在80 ~ 250°C ,優(yōu)選在IOO ~ 200°C ， 10秒~2小時，優(yōu) 選在5分鐘~ l小時的范圍內(nèi)進行。這樣，如圖2的(a)所示， 使上述感光性樹脂層2A形成為下敷層2。下敷層2的厚度通常設(shè) 定在l ~ 50pm的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定在5 ~ 30pm的范圍內(nèi)。
接著，如圖2的(b)所示，在上述下敷層2的正面形成芯3[參 照圖2的(c)]形成用感光性樹脂層3A。該感光性樹脂層3A的 形成與在圖2的(a)中說明的下敷層2形成用感光性樹脂層2A 的形成方法相同地進行。另外，該芯3的形成材料采用折射率大 于上述下敷層2和后述上敷層4[參照圖2的(d)]的形成材料的 折射率的材料。通過對上述下敷層2、芯3、上敷層4的各形成材 料種類進行選擇、對該各形成材料的組成比例進行調(diào)整，可以 調(diào)整該折射率。
接著，在上述芯3形成用感光性樹脂層3A的上方配置曝光 掩模M，該曝光掩模M形成有與芯3對應(yīng)的開口圖案。隔著該曝 光掩模M,用照射線L對上述感光性樹脂層3A的與上述開口圖 案對應(yīng)的部分進行曝光。該曝光與上述的下敷層2形成工序相同 地進行。在上述曝光中，上述照射線L相對于上述感光性樹脂 層3A垂直地對其進行照射，在通過該照射而曝光的部分上進行 光反應(yīng)并使其固化。該照射線L透過上述感光性樹脂層3A和上
8述下敷層2，到達上述基板l的正面。在此，因為上述基板l是由 吸收照射線L的材料構(gòu)成的，所以到達上述基板1的正面的照射 線L完全或幾乎完全被上述基板1吸收，不存在或幾乎不存在在 上述基板1的正面進行反射的照射線L。由此，在基板l的正面 進行漫反射并自下方沿斜向上方向透過下敷層2的照射線L大 幅度地減少。其結(jié)果，在芯3形成用感光性樹脂層3A內(nèi)，不存 在或幾乎不存在由漫反射而對成為芯3的側(cè)面的面進行曝光的 照射線L,能夠抑制芯3的側(cè)面的粗糙面化。
上述曝光后，與上述的下敷層2形成工序相同地進行加熱處 理。接著，用顯影液進行顯影，如圖2的(c)所示，使上述感 光性樹脂層3A中的未曝光部分溶解而將其去除，將殘留在下敷 層2上的感光性樹脂層3A形成為芯3的圖案。上述顯影，例如可 采用浸潰法、噴射法、攪拌法等。另外，作為顯影液例如可采 用有機溶劑、含有堿性水溶液的有機溶劑等。這樣，根據(jù)感光 性樹脂組合物的成分適當(dāng)選擇顯影液和顯影條件。
在上述顯影后，通過加熱處理去除殘留在形成為芯3的圖案 的感光性樹脂層3A的正面等上的顯影液。該加熱處理通常是在 80 ~ 120°CxlO~ 30分鐘的范圍內(nèi)進行。這樣，將形成為上述芯3 的圖案的感光性樹脂層3A形成為芯3。該芯3的側(cè)面如上所述地 被抑制粗糙面化。此外，上述芯3的厚度通常i殳定在5 ~ 150jim 的范圍內(nèi)，優(yōu)選5~ 100nm的范圍內(nèi)。此外，芯3的寬度通常設(shè) 定在5 ~ 150(im的范圍內(nèi)，優(yōu)選5 ~ lOO(im的范圍內(nèi)。
接著，如圖2的(d)所示，在上述下敷層2的正面覆蓋芯3 地形成上數(shù)層4形成用感光性樹脂層4A。該感光性樹脂層4A的 形成與在圖2的(a)中說明的下敷層2形成用感光性樹脂層2A 的形成方法相同地進行。之后，也與下J丈層2的形成工序相同地 進行曝光，加熱處理等，將上述感光性樹脂層4A形成為上敷層4。上敷層4的厚度(自芯3的正面起的厚度)通常設(shè)定在5~ 100nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選IO ~ 80(im的范圍內(nèi)。
這樣，得到在基板1的正面形成有由上述下敷層2、芯3和上 敷層4構(gòu)成的光波導(dǎo)路W的光波導(dǎo)路裝置。在該光波導(dǎo)路裝置的 光波導(dǎo)路W中，因為芯3的側(cè)面的粗糙面化被抑制，所以能夠減 小光的傳播損失，進行良好的光傳播。
另外，在上述實施方式中，在基板l的背面(與形成有上述 光波導(dǎo)路W的面相反一側(cè)的面)未形成有任何構(gòu)件，但是，上 述基板1也可以是在其背面隔著絕緣層形成有電路的基板，還可 以是在該電路中形成安裝用焊盤，并在該安裝用焊盤上安裝有 發(fā)光元件、受光元件等的光學(xué)元件的基板。
此外，在上述實施方式中，形成了上敷層4，但也可以根據(jù) 情況而不形成上敷層4。
接著，與比較例一起說明實施例。但是，本發(fā)明并不限定 于實施例。
實施例1
基板
準(zhǔn)備PMMA制基板[三菱麗陽公司制、厚度2000(xm、算術(shù) 平均粗糙度(Ra) 1.5pm]。
下敷層和上敷層的形成材料
通過將下述通式(1 )所示的雙苯氧乙醇藥基縮水甘油醚(成 分A): 35重量份、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂即3' ， 4'-環(huán)氧環(huán)己基曱 基3 , 4-環(huán)氧己烯羧酸酯(大賽璐化學(xué)工業(yè)公司制造， CELLOXIDE2021P )(成分B ): 40重量份、(3' ，4'-環(huán)氧環(huán) 己烷)甲基3' ，4'-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯(大賽璐化學(xué)工業(yè)公司 制造，CELLOXIDE2081 )(成分C): 25重量份、和4, 4'畫雙[二 (13羥基乙氧基)苯基亞硫酸基]苯基硫酸-雙-六氟銻酸鹽的50%碳酸丙二酯溶液(成分D): 2重量份混合，調(diào)制成下敷層和 上敷層的形成材料。化1
O I Ri R4 i p
CH2-(OCHCH2)n —O-rK>4rO-(CH2 CHO)n—CH2"^
R3
(1)
(式中，R1 R6全部是氫原子，n=l ) 芯的形成材料
將70重量份的上述成分A、 30重量份的1， 3, 3-三{4-[2-(3-氧雜環(huán)丁烷)]丁氧基苯基}丁烷、和1重量份的上述成分D,溶 解到28重量份的乳酸乙烷中，調(diào)制成芯的形成材料。
光波導(dǎo)路裝置的制造
層的形成材料，形成了膜厚為20iam的涂敷層。之后，由超高壓 水銀燈對該涂敷層的整個面照射紫外線，進行了累積光量為 1000mJ/cm2 ( i線基準(zhǔn))的曝光。接下來，放置在120。C的加熱 板上10分鐘，使反應(yīng)結(jié)束。這樣，形成了下敷層。
接著，利用旋轉(zhuǎn)涂敷器在上述下敷層的正面涂敷上述芯的 形成材料之后，通過放置在7(TC的加熱板上5分鐘，使溶劑揮發(fā)， 形成了芯形成用感光性樹脂層。接著，隔著形成有規(guī)定的開口 圖案(開口寬度50pm、相鄰的開口與開口之間的間隙為20(Vm ) 的玻璃掩模由超高壓水銀燈照射紫外線，以累積光量為 2000mJ/cm2 ( i線基準(zhǔn))對感光性樹脂層進行曝光。然后，放置 在120。C的加熱板上10分鐘，使反應(yīng)結(jié)束。接著，利用噴射顯影 機使用90重量％的丫- 丁內(nèi)酯顯影液進行顯影，形成了芯(高度
ii50(im )。
然后，利用旋轉(zhuǎn)涂敷器在上述下敷層的正面覆蓋上述芯地涂敷了上述上敷層的形成材料。之后，與上述下敷層的形成方法相同地形成了上敷層。這樣，制造了光波導(dǎo)路裝置(總厚IOO阿)。
比專交例
通過在SUS304箔[東洋制箔公司制、厚度20^m、算術(shù)平均粗糙度(Ra) 0.095jim]的正面與上述實施例l相同地直接形成下敷層、芯和上敷層，制造了光波導(dǎo)路裝置。
芯側(cè)面的i平^f介
利用掃描型電子顯微鏡對上述實施例l和比較例l的光波導(dǎo)路裝置的芯的側(cè)面進行了確認(rèn)。其結(jié)果，比較例1的芯的側(cè)面形成為粗糙面，但實施例1的芯的側(cè)面與比較例l相比平坦得多。
芯寬度的測量
利用掃描型電子顯微鏡對上述實施例1和比較例1的光波導(dǎo)路裝置的芯的寬度進行了測量。其結(jié)果，實施例l的芯的寬度為54pm，比較例l的芯的寬度為62pm。另外，上述芯的寬度的值是測量了任意10個部位的值的平均值。
光傳播損失的測量
使用沖切才幾(DISC(V^司制、DAD522 )切斷上述實施例l和比較例l的光波導(dǎo)路裝置，使芯的端面露出。此外，將上述光波導(dǎo)路裝置切斷成10cm的長度，對光傳播損失進行了測量。其結(jié)果，實施例l的光波導(dǎo)路裝置的光傳播損失為1.65dB/10cm,比較例1的光波導(dǎo)路裝置的光傳播損失為5.22dB/1 Ocm。
由上述結(jié)果可知，在實施例l中，因為與比較例l相比較芯側(cè)面的粗糙面化被抑制，所以在實施例l中，雖然PMMA基板的正面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)較大，但在PMMA基板的正面幾
12乎不發(fā)生漫反射。這是因為，在實施例l中，用于芯形成工序的
紫外線在到達PMMA基板的正面時，幾乎全部被PMMA基板吸收，在該PMMA基纟反的正面發(fā)生漫反射并自下方沿斜上方的方向透過下敷層而到達芯形成用感光性樹脂層的照射線大幅度地減少。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)路裝置的制造方法，該光波導(dǎo)路裝置的制造方法包括在成為粗糙面狀的基板的正面形成下敷層的工序；在該下敷層的正面形成芯形成用感光性樹脂層的工序；對該感光性樹脂層照射照射線，曝光成規(guī)定的圖案，將該曝光部分形成為芯的工序，其特征在于，在上述芯形成工序中，對上述感光性樹脂層照射的照射線是透過該感光性樹脂層而到達上述基板的粗糙面狀的正面、并在此進行反射的照射線，上述基板由吸收上述照射線的材料構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光波導(dǎo)路裝置的制造方法，吸收上述照射線的材料以聚曱基丙烯酸曱酯為主成分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)路裝置的制造方法，上述基板正面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)是0.095pm以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)路裝置的制造方法，上述照射線是紫外線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在形成粗糙面狀的基板的正面形成光波導(dǎo)路，也能抑制該光波導(dǎo)路的芯側(cè)面的粗糙面化的光波導(dǎo)路裝置的制造方法。在由吸收照射線的材料構(gòu)成的正面(和背面)為粗糙面的基板的正面經(jīng)過形成下敷層、形成芯形成用感光性樹脂層后，對該感光性樹脂層照射照射線，曝光成規(guī)定的圖案，將該曝光部分形成芯。在該芯形成工序中，透過了芯形成用感光性樹脂層和下敷層的照射線在到達基板的正面時被該基板吸收，在基板的正面不存在或幾乎不存在進行反射的照射線。由此，能夠大幅度地減少在基板1的正面發(fā)生漫反射并到達感光性樹脂層的照射線，有效地抑制芯側(cè)面的粗糙面化。
文檔編號G02B6/138GK101672950SQ20091017186
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者清水裕介, 藤澤潤一 申請人:日東電工株式會社