JP2001033646A - 光導波路の製造方法および光送受信装置の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法および光送受信装置の製造方法Info
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Abstract
性を担保し得る光導波路を容易に作製することが可能な
光導波路の製造方法を提供する。 【解決手段】 透明基板11上に、格子状などの溶液が
中央部にまで十分に浸透可能なパターンを有するダミー
層を形成し、その上に光導波路16を形成する。そのの
ち、透明基板11を、酸性溶液に浸す。ダミー層は溶解
除去され、ダミー層が形成されていた領域はギャップ1
7となり、クラッド層13は透明基板11の一部と接触
している状態となる。次に、多層配線基板18を光硬化
性樹脂よりなる接着層19を介して光導波路16に密着
させたのち、光を照射して接着層19を硬化させ、多層
配線基板18を光導波路16に固着させる。更に、透明
基板11に物理的な力Fを加え、透明基板11を光導波
路16から分離させる。これにより、光導波路16が多
層配線基板18に転写される。光導波路16が透明基板
11と部分的に接触しているので、透明基板11は容易
に剥離する。
Description
搬する光導波路の製造方法、およびそのような光導波路
を備えた光送受信装置の製造方法に関する。
やLSI(Large Scale Integrated Circuit;大規模集
積回路)における技術の進歩により、それらの動作速度
や集積規模が向上し、例えばマイクロプロセッサの高性
能化やメモリチップの大容量化が急速に達成されてい
る。従来、機器内のボード間、あるいはボード内のチッ
プ間など比較的短距離間の情報伝達は、主に、電気信号
により行われてきた。今後、集積回路の性能を更に向上
させるためには、信号の高速化や信号配線の高密度化が
必要となるが、電気信号配線においては、それら高速化
および高密度化が困難であると共に、配線のCR(C:
配線の静電容量、R:配線の抵抗)時定数による信号遅
延が問題となってしまう。また、電気信号の高速化や電
気信号配線の高密度化は、EMI(Electromagnetic In
terference)ノイズの原因となるため、その対策も不可
欠となる。
て、光配線(光インターコネクション)が注目されてい
る。光配線は、機器間、機器内のボード間、あるいはボ
ード内のチップ間など種々の箇所に適用可能であると考
えられている。中でも、チップ間のような短距離間の信
号の伝送には、チップが搭載されている基板上に光導波
路を形成し、これを伝送路とした光伝送・通信システム
を構築することが好適であると考えられる。この光導波
路を伝送路とした光伝送・通信システムを普及させるた
めには、光導波路の作製プロセスを確立することが重要
である。
コン基板やガラス基板などの平坦な基板上に、石英、あ
るいはポリメチルメタクリレート(PMMA;Polymeth
yl Methacrylate )やポリイミドなどの高分子材料より
なる光導波路を形成するという方法が知られている。こ
の方法では、光導波路を平坦な基板上に形成するので、
光伝搬損失の少ない光導波路を容易に作成することがで
きる。
路を伝送路とした光伝送・通信システムにおいては、電
気信号を光信号に変換するための発光素子、光信号を電
気信号に変換するための受光素子、および発光素子や受
光素子との間で電気信号の授受を行うためのICチップ
などを装備する必要があり、これらの素子への電力の供
給や比較的低速の各種のコントロール信号などの伝送
は、依然として電気信号により行う必要がある。
薄膜多層配線を形成することが必須であるが、この電気
信号配線形成領域が通常の配線基板サイズ(数十cm
角)やモジュールサイズ(数cm角)になると、コスト
がかかりすぎ、実現性に乏しいという問題があった。
載可能なプリント配線基板上に光導波路を形成すること
が考えられる。ところが、このような厚膜工程により製
作させる配線基板の表面には、例えばめっき法により形
成された金属の厚膜などが配設されており、凹凸が大き
い。そのため、プリント配線基板上に光導波路を形成す
ると、基板表面の凹凸形状が光導波路の形状に影響を及
ぼしてしまい、光導波路の光伝搬損失の増大や寸法精度
の低下につながってしまうという問題があった。
合には、ウェットエッチングや洗浄などを行う際に、酸
・アルカリ溶液や有機溶剤などに基板全体を浸す工程が
必要となるので、基板に損傷を与えるおそれがあるとい
う問題があった。また、ドライエッチング時や、高温熱
処理時に、基板に損傷を与えるおそれもある。従って、
基板として厚膜工程による電気配線基板(プリント配線
基板)を用いることは困難であり、例えば高耐熱性など
の特性を有している高価な基板を使用する必要があっ
た。
ので、その目的は、支持基体の種類にかかわらず、高い
光伝搬特性を担保し得る光導波路を容易に作製すること
が可能な光導波路の製造方法を提供することにある。
の基板側に光導波路を形成したのち、光導波路の第1の
基板側から第2の基板側への転写を行う光導波路の製造
方法であって、第1の基板を含む支持基体上に、ダミー
層を選択的に形成する工程と、支持基体およびダミー層
を覆うように光導波路を形成する工程と、ダミー層を除
去することにより、支持基体と光導波路との間に選択的
に間隙を形成する工程と、光導波路と第2の基板とを固
着させる工程と、第1の基板を光導波路から剥離する工
程とを含むようにしたものである。
第1の基板側に光導波路を形成したのち、この光導波路
を第1の基板側から第2の基板側へ転写する工程と、第
2の基板上に、電気信号を光導波路内を伝搬する光信号
に変換するための発光素子または光導波路内を伝搬して
きた光信号を電気信号に変換するための受光素子の少な
くとも一方を形成する工程と、第2の基板上に、発光素
子または受光素子の少なくとも一方との間で電気信号の
授受を行うための集積回路を形成する工程とを含む光送
受信装置の製造方法であって、光導波路を転写する工程
が、第1の基板を含む支持基体上に、ダミー層を選択的
に形成する工程と、支持基体およびダミー層を覆うよう
に光導波路を形成する工程と、ダミー層を除去すること
により、支持基体と光導波路との間に選択的に間隙を形
成する工程と、光導波路と第2の基板とを固着させる工
程と、第1の基板を前記光導波路から剥離する工程とを
含むようにしたものである。
送受信装置の製造方法では、第1の基板を含む支持基体
上にダミー層が選択的に形成され、支持基体およびダミ
ー層を覆うように光導波路が形成される。そして、ダミ
ー層が除去されて、支持基体と光導波路との間に選択的
に間隙が形成される。そののち、この間隙を利用して第
2の基板が固着された光導波路から第1の基板が剥離さ
れ、光導波路が第1の基板から第2の基板へ転写され
る。ここでは、第1の基板が剥離される際に、間隙によ
り支持基体と光導波路との接触面積が減少しているた
め、これらの間の密着力が低下しており、剥離が容易に
行われる。
て図面を参照して詳細に説明する。
8を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る光送受
信装置の製造方法について説明する。なお、本実施の形
態に係る光導波路の製造方法は、本実施の形態に係る光
送受信装置の製造方法によって具現化されるので、以下
併せて説明する。図1ないし図8は、それぞれ光送受信
装置の製造方法の一製造工程を表すものである。図1な
いし図7において、(A)は光導波路の長手方向に垂直
な断面を示し、(B)は光導波路の長手方向に平行な断
面を示している。また、図8は、光導波路の長手方向に
平行な断面を示している。具体的には、図1(A)は、
図1(B)および平面図である図1(C)のIA−IA
線に沿った断面構造を示しており、図1(B)は、図1
(C)のIB−IB線に沿った断面構造を示している。
また、図2ないし図7の各図において、(A)は(B)
のnA−nA線(nは、各図番に対応するローマ数字)
に沿った断面構造を示している。
例えば石英あるいはガラスなどのような、紫外域から可
視域にかけての光を十分に透過させる平坦性に優れた透
明基板11を用意する。そして、この透明基板11上
に、例えばスパッタ法あるいは蒸着法により厚さが0.
5μm程度の例えばアルミニウム(Al)よりなる膜を
成膜したのち、このアルミニウム膜を所望の形状になる
ようにパターンニングすることにより、ダミー層12を
形成する。このダミー層12は、後工程において溶解除
去されるものである。そのため、アルミニウム膜のパタ
ーンニングは、ダミー層12を除去する際に、溶液がそ
の中央部にまで十分に浸透するパターンとなるように行
う。また、詳細は後述するが、ダミー層12の面積はあ
る程度大きい方が好ましい。従って、これらの条件を満
たすパターンとしては、例えば多数の矩形状の開口12
aを形成することとなる格子状のパターンが考えられ
る。ここで、透明基板11が、本発明の「第1の基板」
の一具体例に対応している。
の全面に、例えば、スピンコート法によりビスフェノー
ルを主成分とするエポキシ樹脂を20μm程度の厚さに
なるように塗布したのち、加熱処理を行なって樹脂を固
化させ、例えば屈折率が1.52である光導波路のクラ
ッド層13を形成する。続いて、クラッド層13上に、
例えばクラッド層13の形成方法と同様の方法により、
クラッド層13の構成材料よりも屈折率の高い材料(例
えばエポキシ樹脂)を用いて、例えば屈折率が1.54
であり、厚さ30μm程度である光導波路のコア層14
aを形成する。
ンを有するフォトレジスト膜(図示せず)を形成し、こ
のフォトレジスト膜をマスクとして、例えばRIE(Re
active Ion Etching)などの異方性エッチングを行う。
これにより、図3に示したように、コア層14aは、平
面形状が帯状である、互いに離間した複数のコア14と
なる。
の全面に、例えばクラッド層13と同一の材料を用い
て、クラッド層13の形成方法と同様の方法により、コ
ア14の上部における厚さが20μm程度のクラッド層
15を形成する。このようにして、クラッド層13,1
5およびコア14よりなる埋め込み型の光導波路16が
作製される。
4は、それらの各下地層上に光硬化性樹脂を塗布したの
ち、この光硬化性樹脂に対して光照射を行って樹脂を硬
化させることにより形成してもよい。
両端部に、透明基板11となす外角が鈍角(ここでは、
略135°)であるような傾斜面により構成された光反
射部16a,16b(図4では図示せず。図8参照)を
形成する。具体的には、例えば、まず、クラッド層15
上に、フォトレジスト膜(図示せず)を形成し、この図
示しないフォトレジスト膜に所定の露光処理および現像
処理を施してフォトレジスト膜を所定のパターンに加工
したのち、このパターンニングされたフォトレジスト膜
を例えばガラス転移温度以上の温度で加熱処理して、フ
ォトレジスト膜のエッジ部分を傾斜させる。続いて、こ
のエッジ部分が傾斜したフォトレジスト膜をマスクとし
て、例えばRIE装置あるいはECR(Electro Cyclot
ron Resonance ;電子サイクロトロン共鳴)装置を用い
て光導波路16の異方性エッチングを行うことにより光
反射部16a,16bを形成する。なお、そののち、フ
ォトレジスト膜を除去する。
成された透明基板11を、例えば塩酸系あるいはリン酸
系の溶液に浸す。これにより、図5に示したように、ダ
ミー層12が溶解除去され、ダミー層12が形成されて
いた領域はギャップ17となる。その結果、クラッド層
13は、透明基板11と全面的に接触するのではなく間
欠的に接触している状態となる。クラッド層13と透明
基板11との接触面積は、これらが互いに剥離しない範
囲において可能な限り小さいことが好ましい(例えば、
光導波路16の形成領域の10%程度)。すなわち、ダ
ミー層12の面積は、できる限り大きい方がよい(例え
ば、光導波路16の形成領域の90%程度)。なお、塩
酸系やリン酸系の溶液は、例えば10分間で1mm程度
の割合で、ダミー層12の内部に浸透し、これを溶解す
る。ここで、ギャップ17が、本発明の「間隙」の一具
体例に対応している。
例えば電気配線18aと絶縁体18bとを有する多層配
線基板18を用意し、この多層配線基板18上の所望の
領域に、例えば、スピンコート法、ディップコート法、
スプレー法または印刷法等の方法により、エポキシ樹脂
などの光硬化性樹脂よりなる厚さ10μm程度の接着層
19を形成する。なお、接着層19は、光導波路16と
多層配線基板18とを接着させる役割の他に、多層配線
基板18の表面の凸凹を平坦化する役割も果たしてい
る。ここで、多層配線基板18が、本発明の「第2の基
板」の一具体例に対応している。
体18bがアルミナ(Al2 O3 )、低温焼成ガラスセ
ラミック、ガラスセラミック、アルミニウムナイトライ
ド(AlN)、ムライトなどの無機材料からなるセラミ
ック多層配線基板が使用されている。また、絶縁体18
bがFR−4などのガラスエポキシ樹脂からなるガラス
エポキシ多層配線基板や、通常のガラスエポキシ配線基
板上に例えば感光性エポキシ樹脂などを用いたフォトリ
ソグラフィ技術で高密度パターン形成を可能にした、所
謂ビルドアップ多層配線基板、絶縁体18bにポリイミ
ドフィルムなどを用いたフレキシブル多層配線基板、あ
るいはBT樹脂、PPE(polyphenyl ether)樹脂、フ
ェノール樹脂、ポリオレフィン樹脂(例えばデュポン社
製のテフロン(登録商標))などの有機材料を用いた多
層配線基板が使用される場合もある。その他、例えば誘
電体材料からなるコア基板上に、電気的配線パターンが
高密度に印刷された印刷基板が配設されてなる、所謂プ
リント配線基板を使用することもできる。
11の上下を逆にし、位置合わせを行いながら接着層1
9が形成されている多層配線基板18に光導波路16を
密着させる。ここでは、透明基板11および光導波路1
6が共に透明であるので、位置合わせを行い易い。続い
て、透明基板11側の光導波路16と多層配線基板18
とを密着させた状態で、透明基板11側から多層配線基
板18側に向かって光Lを照射する。これにより、接着
層19を構成する接着剤としての光硬化性樹脂が硬化
し、多層配線基板18は光導波路16の所望の位置に固
着される。このとき、大きな光量で短時間光Lを照射す
ると、光導波路16にひずみが生じ、光伝搬損失が大き
くなってしまう。そこで、光Lの照射は、比較的小さな
光量で時間をかけて行う。例えば、超高圧水銀ランプ
(波長;g線(436nm)中心)を用いる場合には、
10mW/cm2 の出力で3分間行うようにする。
は、近紫外領域および可視領域の光を90%程度透過さ
せる光透過性樹脂である。また、既に述べたように、透
明基板11は、紫外域から可視域にかけて十分な透明性
を有する。従って、例えば超高圧水銀ランプから発せら
れる光Lは、透明基板11および光導波路16を透過し
て接着層19まで十分に到達し、例えばエポキシ樹脂よ
りなる接着層19は完全に硬化する。
り力などの物理的な力Fを透明基板11に加え、透明基
板11を光導波路16から分離させる。この場合、衝撃
による力を加えることも効果的である。これにより、光
導波路16が多層配線基板18に転写される。一般にガ
ラスとエポキシ樹脂とは密着性が良いとされているが、
ここでは、ギャップ17の存在により、光導波路16
(クラッド層13)と透明基板11との接触面積が小さ
くなっているので、透明基板11は容易に剥離する。な
お、既に述べたように、クラッド層13の厚さは20μ
m程度であり、ギャップ17の厚さは0.5μm程度で
あるので、クラッド層13の表面はほぼ平坦となってい
る。そののち、光導波路16が転写された多層配線基板
18を例えば水により予洗し、洗浄して、乾燥させる。
21、フォトダイオード22およびICチップ23,2
4に、それぞれバンプ25を形成する。そののち、半導
体レーザ21、フォトダイオード22およびICチップ
23,24を例えばフリップチップボンディング法によ
って多層配線基板18上に実装する。なお、半導体レー
ザ21、フォトダイオード22およびICチップ23,
24の他に、例えばチップ型抵抗器、コンデンサまたは
インダクタなどの他の素子を実装することも可能であ
る。ここで、半導体レーザ21が、本発明の「発光素
子」の一具体例に対応しており、フォトダイオード22
が、本発明の「受光素子」の一具体例に対応している。
また、ICチップ23,24が、本発明の「集積回路」
の一具体例に対応している。
レーザ21、フォトダイオード22およびICチップ2
3,24と多層配線基板18との間に、例えばエポキシ
樹脂よりなる封止用樹脂を導入し、半導体レーザ21、
フォトダイオード22およびICチップ23,24を封
止する。これにより、半導体レーザ21、フォトダイオ
ード22およびICチップ23,24と多層配線基板1
8の電気配線18aとの接続信頼性が向上する。
は、例えば多層配線基板18の電気配線18aから供給
された電力によって、半導体レーザ21、フォトダイオ
ード22およびICチップ23,24が動作可能な状態
となる。この状態で、ICチップ23から半導体レーザ
21に電気信号が出力されると、半導体レーザ21は、
電気信号を光信号に変換して、光信号を出射する。出射
された光信号は、光反射部16aにおいて入射方向とほ
ぼ垂直の方向に例えば全反射して光導波路16の内部に
入射する。そののち、この光信号は、コア14内を伝搬
し、光反射部16bに到達する。ここで、光信号は、光
伝搬方向とほぼ垂直の方向に例えば全反射して、光導波
路16の外部に出射し、フォトダイオード22に入射す
る。フォトダイオード22に入射した光信号は、電気信
号に変換されてICチップ24に入力される。このよう
にして、ICチップ23とICチップ24との間で高速
に伝送すべき信号は、光信号として高速伝送される。ま
た、低速コントロール信号などの比較的低速で伝送して
もよい信号の伝送は多層配線基板18の電気配線18a
によって電気信号として伝送される。
置の製造方法によれば、光導波路16を、平坦性に優れ
た透明基板11上に予め形成したのち、多層配線基板1
8に転写するようにしたので、表面の凹凸が大きい多層
配線基板18を支持基体として用いる場合であっても、
光伝搬損失の少ない光導波路16を備えた光送受信装置
を作製することができる。また、光導波路形成用の透明
基板11と光導波路16との間にギャップ17を設ける
ようにしたので、透明基板11と光導波路16との接触
面積が小さくなって、密着力を低下(剥離性を向上)さ
せることができ、透明基板11を光導波路16から容易
に剥離することができる。
の実施の形態に係る光送受信装置の製造方法について説
明する。本製造方法の対象となる光送受信装置は、各光
導波路間が分離されている点を除き、上記第1の実施の
形態と同様である。以下、図9ないし図14を参照し
て、本実施の形態の光送受信装置の製造方法について説
明する。なお、図9ないし図14は、それぞれ一製造工
程を表すものである。具体的には、図9(C)は、図9
(A),(B)のクラッド層13,15、コア14およ
びマスク層32を省略した斜視図であり、図9(A)
は、図9(B),(C)のIXA−IXA線に沿った断面構
造を、図9(B)は、図9(C)のIXB−IXB線に沿っ
た断面構造をそれぞれ示している。また、図10ないし
図14において、(A)は(B)のnA−nA線(n
は、各図番に対応するローマ数字)に沿った断面構造を
示している。なお、第1の実施の形態と同一の構成要素
には同一の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略
する。
うに、透明基板11上の光導波路形成予定領域A′以外
の領域に遮光膜31を選択的に形成する。具体的には、
透明基板11上に、例えば、蒸着法によりタンタル(T
a)、チタン(Ti)あるいは金(Au)よりなる遮光
膜を形成したのち、光導波路形成予定領域A′の遮光膜
をエッチングにより除去するパターニングを行い、帯状
の平面形状を有する遮光膜31を形成する。この遮光膜
31は、後述する接着層19を露光して硬化させる際
に、選択的に露光するためのものである。遮光膜31の
構成材料については、光を遮断可能であり、かつ後工程
においてダミー層12を除去する際に除去されない材料
であれば、上述した材料以外のものを用いてもよい。
より、透明基板11および遮光膜31を覆うように、所
定の開口パターンを有する格子状のダミー層12を形成
する。具体的には、図9(C)に示したように、光導波
路形成予定領域A′に、ほぼ一定の間隔で開口部31a
が配置されることとなるように、例えばアルミニウムよ
りなるダミー層12を形成する。続いて、以上の構造の
全面を覆うように、例えば第1の実施の形態と同様の方
法により、クラッド層13を形成したのち、更にその上
にコア14およびクラッド層15を形成する。次に、ク
ラッド層15の上面領域のうち、光導波路形成予定領域
A′に対応する領域に、例えば蒸着法によりアルミニウ
ムなどよりなるマスク層32を形成する。
2を利用して、例えば酸素(O)プラズマを用いたRI
Eなどのドライエッチング加工を行うことにより、クラ
ッド層13,15を選択的に除去する。これにより、互
いに離間した複数の光導波路16′が形成される。ここ
では、ダミー層12がアルミニウムにより形成されてい
るので、酸素プラズマを用いたRIEを行う場合には、
ダミー層12が露出した時点でエッチングが自動的に止
まる。従って、ダミー層12の表面が確実に現れ、ダミ
ー層12の真上にあるクラッド層13,15のみを確実
に除去することができる。なお、クラッド層13,15
のエッチングは、ダミー層12の真上にあるクラッド層
13,15のみを確実に除去することができる方法であ
れば、他の方法により行うようにしてもよい。
の形態の図5に示した工程と同様にして、ダミー層12
を溶解除去し、ダミー層12が形成されていた領域をギ
ャップ17とする。
の形態の図6に示した工程と同様にして、多層配線基板
18を用意し、多層配線基板18上に接着層19を形成
する。続いて、光導波路16′が形成された透明基板1
1を天地反転させて、多層配線基板18に光導波路1
6′を密着させたのち、透明基板11の側から多層配線
基板18の方向に向けて平行光Lp(光源は、例えば超
高圧水銀ランプ)を照射する。光導波路16′と接着層
19との界面に対応する領域には遮光膜31が形成され
ていないので、透明基板11側から照射された光Lp
は、光導波路16′が形成されている領域Aにおいての
み接着層19まで到達し、その他の領域Bにおいては遮
光膜31により遮断され、接着層19まで到達しない。
その結果、接着層19のうち、光導波路16′の下部の
領域A′(光導波路形成予定領域A′と同じ)のみが硬
化し、その他の領域Bは未硬化のままとなる。そして、
この硬化した接着層19により、多層配線基板18は光
導波路16′に固着される。
のうち、未硬化の領域Bの樹脂を、例えばアセトンある
いはエタノールにより選択的に溶解除去する。
加え、透明基板11を光導波路16′から分離させる。
これにより、図14に示したように、光導波路16′の
多層配線基板18への転写が完了する。それ以降の工程
は、第1の実施の形態と同様である。
置の製造方法によれば、透明基板11上の光導波路形成
予定領域A′以外の領域に遮光膜31を形成したのち、
互いに分離された複数の光導波路16′を形成すると共
に、多層配線基板18の全面に形成した未硬化状態の接
着層19と光導波路16′とを密着させ、遮光膜31を
介して露光を行うことにより、光導波路16′が形成さ
れた領域の下側部分の接着層19のみを選択的に硬化さ
せるようにしたので、透明基板11上の複数の光導波路
16′を多層配線基板18に良好に転写することができ
る。すなわち、多層配線基板18上に、互いに離間して
形成され、かつ、光伝搬損失の少ない複数の光導波路1
6′を容易に配設することができる。
光導波路16′を形成する場合について説明したが、本
実施の形態の製造方法を用いれば、透明基板11上に形
成された任意の平面形状(例えば、L字状、U字状ある
いは円弧状など)の光導波路16′を多層配線基板18
に転写することができる。例えば多層配線基板18の電
極形成領域などのように光導波路の形成が禁止されてい
る領域には転写せずに、必要な箇所にのみ光導波路を転
写することができる。
の実施の形態に係る光送受信装置の製造方法について説
明する。本製造方法の対象となる光送受信装置の構造自
体は、第2の実施の形態と同様である。また、本製造方
法は、各光導波路間の分離方法が異なる点を除き、他は
第2の実施の形態と同様である。以下、図15ないし図
20を参照して説明する。なお、第1または第2の実施
の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、ここで
はその詳細な説明を省略する。
ように、透明基板11上に例えば第2の実施の形態と同
様の材料を用いて遮光膜31を形成したのち、例えば、
光透過性を有する、数μm〜数10μm程度の厚さの高
分子材料よりなる補助層41を形成する。ここでは、高
分子材料により形成することにより、厚膜を容易に形成
することができる。次に、補助層41の上に、例えば第
1の実施の形態と同様の材料を用いて、ダミー層12、
クラッド層13、コア14およびクラッド層15を順次
形成する。
ブレード(図示せず)を用いてダイシングを行うことに
より、所望の箇所においてクラッド層13,15を切断
する。このとき、ダミー層12を越えて更に下層までダ
イシングしてしまう可能性があるが、ここでは、厚い補
助層41が設けられているので、遮光膜31までもがダ
イシングされるおそれはない。
系あるいはリン酸系の溶液を用いてダミー層12を溶解
除去することにより、クラッド層13,15のうちの不
要な部分を除去する。これにより、互いに離間した複数
の光導波路16′が形成される。これと同時に、光導波
路16′と透明基板11との間にあるダミー層12もま
た溶解除去される結果、そこにギャップ17が形成され
る。
の形態の図12に示した工程と同様にして、多層配線基
板18を用意し、多層配線基板18の上に接着層19を
形成する。次に、光導波路16′が形成された透明基板
11を天地反転させて、多層配線基板18側の接着層1
9に光導波路16′を密着させ、透明基板11の側から
平行光Lpを照射する。これにより、遮光膜31をマス
クとして接着層19が選択的に露光されて硬化し、多層
配線基板18に光導波路16′が固着される。
のうちの、遮光膜31により光Lpが照射されずに未硬
化のままの領域の樹脂を、例えばアセトンあるいはエタ
ノールにより選択的に溶解除去する。
1に例えば引っ張り力を加え、透明基板11を光導波路
16′から分離させる。これにより、光導波路16′の
多層配線基板18への転写が完了する。それ以降の工程
は、第1および第2の実施の形態と同様である。
ミー層12より下層の部分までダイシングされることを
防止するようにしたので、ダイシングにより光導波路を
分割する場合においても、透明基板11や遮光膜31に
ダメージを与えることを効果的に防止することができ、
透明基板11上の複数の光導波路16′を多層配線基板
18に良好に転写することができる。特に、ダミー層1
2の溶解によって、光導波路16の分離とギャップ17
の形成とを同時に行うようにしたので、製造工程が簡略
化される。
たが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものでは
なく、種々変形可能である。例えば、上記各実施の形態
では、光導波路(コア)形成予定領域と平行な方向およ
びそれと直交する方向に形成された格子状のパターンを
有するダミー層12について説明したが、例えば図21
に示したように、光導波路形成予定領域に対して斜め方
向に配列された多数の開口51aを有する格子状のダミ
ー層51を形成するようにしてもよい。また、図22に
示したように、コア形成予定領域14Aの長手方向に延
びる多数の開口52a有するストライプ状のダミー層5
2を形成するようにしてもよいし、図23に示したよう
に、コア形成予定領域14Aの長手方向と直交する方向
に延びる多数の開口53a有するストライプ状のダミー
層53を形成するようにしてもよい。更に、図24に示
したように、多数の円形状の開口54aを有する水玉模
様のダミー層54を形成するようにしてもよい。加え
て、図示はしないが、その他の任意の形状の開口が任意
のパターンで配列されてなるダミー層を形成するように
してもよい。
2をアルミニウムにより形成するようにしたが、ダミー
層12の構成材料は、例えばモリブデン(Mo)やクロ
ム(Cr)のように、パターンニングおよび溶解除去を
容易に行うことができる材料であれば、それ以外の材料
であってもよい。
13,15およびコア14をエポキシ樹脂により形成す
るようにしたが、ポリイミド、PMMAなどのアクリル
樹脂、ポリエチレンやポリスチレンなどのポリオレフィ
ン樹脂または合成ゴムなどにより形成するようにしても
よい。更に、これらの樹脂にフッ素を添加したものを用
いて、透明性をより高めるようにしてもよい。
とコアとからなる光導波路16,16′を形成するよう
にしたが、コアのみからなる光導波路を形成する場合に
も本発明を適用することができる。
板11の上にダミー層12を直接形成し、光導波路16
のクラッド層13が開口12aの部分において透明基板
11と直接接するようにしたが、透明基板11上にシラ
ンカップリング材などよりなる密着性向上膜(図示せ
ず)を形成し、その上にダミー層12を形成するように
してもよい。これにより、開口12aの部分においてク
ラッド層13が密着性向上膜を介して透明基板11に固
着されることとなり、プロセス途中における透明基板1
1とクラッド層13との接触部分の密着性が向上する。
すなわち、光導波路16と透明基板11との接触部分の
総面積を少なくする一方で、その接触部分における単位
面積当たりの密着力を高めるのである。この結果、プロ
セス中に透明基板11とクラッド層13との剥離が生じ
ることが防止され、製造の歩留りを向上させることがで
きる一方、剥離工程では容易に剥離ができるようにな
る。この場合には、密着性向上膜の形成された透明基板
11が、本発明の「支持基体」の一具体例に対応してい
る。
路16を形成した直後にギャップ17を形成するように
したが、多層配線基板18と光導波路16とを固着させ
た後にギャップ17を形成するようにしてもよい。但
し、その場合には、多層配線基板18が塩酸系やリン酸
系の溶液に溶解してしまう可能性があるので、光導波路
16を形成した直後に形成することが好ましい。
は、多層配線基板18の全面に接着層19を形成し、遮
光膜31を用いて光導波路16′が形成された領域の下
側部分の接着層19のみを選択的に硬化させることによ
り、光導波路16′を多層配線基板18に転写するよう
にしたが、以下に述べる方法により転写するようにして
もよい。すなわち、図25に示したように、まず、平坦
性に優れた接着剤塗布用の基板51を用意し、この基板
51上に接着剤52を塗布する。次に、クラッド層1
3′と接着剤52とを一旦密着させて、クラッド層1
3′に接着剤52を付着させる。次に、多層配線基板1
8(本図では図示せず)に光導波路16′を密着させ、
透明基板11の側から多層配線基板18の方向に向けて
平行光Lpを照射する。以下、同様である。この方法に
よれば、互いに離間した複数の光導波路16′の転写工
程を簡略化できる。
シングにより光導波路16を分離する場合について説明
したが、パウダーを用いたエッチングなどの他の機械的
方法により光導波路16間を分離するようにしてもよ
い。
項18のいずれか1項に記載の光導波路の製造方法ある
いは請求項19または請求項20に記載の光送受信装置
の製造方法によれば、第1の基板上に形成された光導波
路を第2の基板に転写するようにしたので、従来におい
て耐熱性に優れた高価な基板上にのみ形成可能であった
光導波路を、任意の材料および形状の、より廉価な基板
上に形成することができるという効果を奏する。また、
第1の基板として平坦性に優れた基板を用いることによ
り、光伝搬損失の少ない光導波路を作製することができ
る。更に、支持基体と光導波路との間に選択的に間隙を
形成してこれらの接触面積を小さくし、この間隙を利用
して第1の基板を光導波路から剥離するようにしたの
で、光導波路の第1の基板から第2の基板への転写を容
易に行うことができる。
れか1項に記載の光導波路の製造方法によれば、支持基
体上に互いに離間した複数の光導波路を形成するように
したので、任意の基板の所望の領域に、互いに分離され
た複数の光導波路を転写することができる。
の製造方法の一工程を説明するための図であり、(A)
および(B)は断面図であり、(C)は平面図である。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
の製造方法の一工程を説明するための図であり、(A)
および(B)は断面図であり、(C)は斜視図である。
である。
図である。
図である。
図である。
図である。
置の製造方法の一工程を説明するための断面図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
ダミー層の構成を表す平面図である。
係るダミー層の構成を表す平面図である。
例に係るダミー層の構成を表す平面図である。
例に係るダミー層の構成を表す平面図である。
光送受信装置の他の製造方法の一工程を説明するための
断面図である。
ド層、14…コア、16,16′…光導波路、17…ギ
ャップ、18…多層配線基板、19…接着層、21…半
導体レーザ、22…フォトダイオード、23,24…I
Cチップ、31…遮光膜、
Claims (20)
- 【請求項1】 第1の基板側に光導波路を形成したの
ち、前記光導波路の第1の基板側から第2の基板側への
転写を行う光導波路の製造方法であって、 第1の基板を含む支持基体上に、ダミー層を選択的に形
成する工程と、 前記支持基体および前記ダミー層を覆うように光導波路
を形成する工程と、 前記ダミー層を除去することにより、前記支持基体と前
記光導波路との間に選択的に間隙を形成する工程と、 前記光導波路と第2の基板とを固着させる工程と、 前記第1の基板を前記光導波路から剥離する工程とを含
むことを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項2】 前記第1の基板を光導波路から剥離する
工程において、前記第1の基板に物理的な力を加えるこ
とにより剥離するようにしたことを特徴とする請求項1
記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項3】 格子状のパターンを有するダミー層を形
成することを特徴とする請求項1記載の光導波路の製造
方法。 - 【請求項4】 ストライプ状のパターンを有するダミー
層を形成することを特徴とする請求項1記載の光導波路
の製造方法。 - 【請求項5】 水玉模様のパターンを有するダミー層を
形成することを特徴とする請求項1記載の光導波路の製
造方法。 - 【請求項6】 前記ダミー層を形成する工程において、
前記ダミー層を所定の溶液に溶解可能な材料により形成
すると共に、前記間隙を形成する工程において、前記ダ
ミー層を溶解して除去するようにしたことを特徴とする
請求項1記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項7】 前記支持基体は、前記第1の基板と前記
光導波路との接触部分における密着力を向上させるため
の密着力向上膜を有することを特徴とする請求項1記載
の光導波路の製造方法。 - 【請求項8】 前記光導波路と第2の基板とを固着させ
る工程を、接着剤を用いて行うようにしたことを特徴と
する請求項1記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項9】 前記支持基体として、光透過性の材料よ
りなるものを用い、 前記光導波路と第2の基板とを固着させる工程が、 光硬化性樹脂よりなる接着剤を介して、前記光導波路と
前記第2の基板とを接着させる工程と、 前記支持基体側から前記第2の基板側に光を照射して、
前記接着剤を硬化させる工程とを含むようにしたことを
特徴とする請求項8記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項10】 前記支持基体上に光導波路を形成する
工程において、互いに離間した複数の光導波路を形成す
るようにしたことを特徴とする請求項8記載の光導波路
の製造方法。 - 【請求項11】 前記光導波路と第2の基板とを固着さ
せる工程は、 前記支持基体側から前記第2の基板側に光を照射するこ
とにより、前記接着剤のうち、前記光導波路が形成され
ている領域に対応する部分のみを選択的に露光して硬化
させる工程と、 前記第2の基板上の光導波路が形成されている領域以外
の領域に残存する未硬化の接着剤を除去する工程とを含
むことを特徴とする請求項10記載の光導波路の製造方
法。 - 【請求項12】 前記支持基体上に複数の光導波路を形
成する工程の前に、更に、 前記支持基体上の前記複数の光導波路の形成予定領域以
外の領域に、選択的に遮光膜を形成する工程を含むと共
に、 前記接着剤を選択的に硬化させる工程において、前記遮
光膜をマスクとして選択的露光を行うようにしたことを
特徴とする請求項11記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項13】 前記光導波路を、ポリイミド,エポキ
シ樹脂,アクリル樹脂,ポリオレフィン樹脂および合成
ゴムからなる群のうちの少なくとも1種を含む材料によ
り形成することを特徴とする請求項1記載の光導波路の
製造方法。 - 【請求項14】 前記第1の基板として、石英あるいは
ガラスよりなる基板を用いることを特徴とする請求項1
記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項15】 前記第2の基板として、電気的配線が
形成された配線基板を用いることを特徴とする請求項1
記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項16】 前記第2の基板として、酸化アルミニ
ウム(Al2 O3 ),ガラスセラミック,窒化アルミニ
ウム(AlN)およびムライトからなる群のうちの少な
くとも1種のセラミック材料を含む多層基板を用いるこ
とを特徴とする請求項1記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項17】 前記第2の基板として、ガラスエポキ
シ樹脂,ポリイミド,BT樹脂,PPE(polyphenyl e
ther)樹脂,フェノール樹脂およびポリオレフィン樹脂
からなる群のうちの少なくとも1種の有機材料を含む多
層基板を用いることを特徴とする請求項1記載の光導波
路の製造方法。 - 【請求項18】 前記光導波路を、コア層とクラッド層
とを含むように形成することを特徴とする請求項1記載
の光導波路の製造方法。 - 【請求項19】 第1の基板側に光導波路を形成したの
ち、この光導波路を第1の基板側から第2の基板側へ転
写する工程と、 前記第2の基板上に、電気信号を前記光導波路内を伝搬
する光信号に変換するための発光素子または前記光導波
路内を伝搬してきた光信号を電気信号に変換するための
受光素子の少なくとも一方を形成する工程と、 前記第2の基板上に、前記発光素子または前記受光素子
の少なくとも一方との間で電気信号の授受を行うための
集積回路を形成する工程とを含む光送受信装置の製造方
法であって、 前記光導波路を転写する工程が、 第1の基板を含む支持基体上に、ダミー層を選択的に形
成する工程と、 前記支持基体および前記ダミー層を覆うように光導波路
を形成する工程と、 前記ダミー層を除去することにより、前記支持基体と前
記光導波路との間に選択的に間隙を形成する工程と、 前記光導波路と第2の基板とを固着させる工程と、 前記第1の基板を前記光導波路から剥離する工程とを含
むことを特徴とする光送受信装置の製造方法。 - 【請求項20】 前記第2の基板として、電気的配線が
形成された配線基板を用いることを特徴とする請求項1
9記載の光送受信装置の製造方法。
Priority Applications (1)
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JP20850799A JP4221830B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 光導波路の製造方法および光送受信装置の製造方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2007310014A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 配線基板の製造方法および配線基板の製造装置 |
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JP2001027717A (ja) * | 1999-07-13 | 2001-01-30 | Sony Corp | 光導波路の製造方法および光送受信装置の製造方法 |
-
1999
- 1999-07-23 JP JP20850799A patent/JP4221830B2/ja not_active Expired - Fee Related
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