JP2009204791A - 光導波路および光学材料用組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、耐熱性に優れ、光損失が少ない光導波路、および光学材料用組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】コア層とクラッド層とを有する光導波路であって、該コア層または該クラッド層がカゴ型構造を有する化合物を含む組成物を用いて形成される光導波路。
【選択図】なし

Description

本発明は、光損失が少なく、優れた耐熱性を有し、種々の光集積回路または光配線板に利用できる光導波路、および光学材料用組成物に関するものである。

近年、半導体集積回路の微細化と共に、金属配線の抵抗・容量（ＲＣ）遅延による伝送速度の限界、および充放電による消費電力の増大が課題になっている。本課題を解決する為に半導体集積回路内に光導波路を形成し、光による配線構造が広く検討されている（例えば非特許文献１）。具体的には、電気回路基板上の銅による電気配線の一部を光導波路による光配線に置き換え、電気信号の代わりに光信号を利用することなどが挙げられる。なお、光配線は、コア層とクラッド層の屈折率差を利用し光を伝搬させるものである。

従来、光導波路の材質としては石英が広く用いられていた。しかし、石英系光導波路の製造には、石英膜の形成に長時間がかかり、かつ１０００℃程度と高温の加熱処理が必要であった。そのため、マイグレーションなどの問題から４００℃程度までの耐熱性しか有しない金属配線を用いた集積回路に組み合わせることが困難であった。そこで、簡便な作製法が選択できる高分子系光導波路の検討が多数行われている。

例えば、ポリスチレンなどの透明性の優れた高分子材料をコア層とした光導波路が作製されている（特許文献１）が、耐熱性が不足し使用環境が限定される。特に、半導体集積回路への応用などを考慮すると３５０℃以上の耐熱性が必要とされていた。一方、優れた耐熱性を有するポリイミドを用いて光導波路を作製する試みもなされている（特許文献２、特許文献３）。しかし、その特異な分子構造に起因した吸収により光損失が大きくなる場合があった。

横山新、「ＬＳＩにおける光配線」、応用物理、応用物理学会、第７６巻、第１１号、ｐ．１２３８−１２４５ 特開平０２−１８１１０３号公報 特開２００２−１７３５３２号公報 特開２００５−１６５０６３号公報

本発明は、上記問題点に鑑みて鋭意工夫されたもので、耐熱性に優れ、光損失が少ない光導波路、および光導波路などに好適に用いることができる光学材料用組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、上記課題が下記の＜１＞〜＜７＞の構成により解決されることを見出した。

＜１＞ コア層とクラッド層とを有する光導波路であって、該コア層または該クラッド層がカゴ型構造を有する化合物を含む組成物を用いて形成される光導波路。
＜２＞ 前記カゴ型構造を有する化合物が、一般式（１）〜一般式（６）のいずれかで表される化合物の重合体である＜１＞に記載の光導波路。

（一般式（１）〜一般式（６）中、Ｘ_１〜Ｘ_８は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シリル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、またはカルバモイル基を表す。Ｙ_１〜Ｙ_８は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはシリル基を表す。ｍ_１およびｍ_５は、それぞれ独立に１〜１６の整数を表す。ｎ_１およびｎ_５は、それぞれ独立に０〜１５の整数を表す。ｍ_２、ｍ_３、ｍ_６およびｍ_７は、それぞれ独立に１〜１５の整数を表す。ｎ_２、ｎ_３、ｎ_６およびｎ_７は、それぞれ独立に０〜１４の整数を表す。ｍ_４およびｍ_８は、それぞれ独立に１〜２０の整数を表す。ｎ_４およびｎ_８は、それぞれ独立に０〜１９の整数を表す。）
＜３＞ 前記組成物が、さらに一般式（７）で表される化合物を含む＜１＞または＜２＞に記載の光導波路。

（一般式（７）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素基を表す。ｎは２〜４の整数を表す。ｍは１または２の整数を表す。）
＜４＞ 前記コア層または前記クラッド層の一方が、ポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物を用いて形成される＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の光導波路。
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の光導波路を有する光学デバイス。
＜６＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の光導波路を有する半導体集積回路。
＜７＞ カゴ型構造を有する化合物と一般式（７）で表される化合物とを含む光学材料用組成物。

（一般式（７）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素基を表す。ｎは２〜４の整数を表す。ｍは１または２の整数を表す。）
＜８＞ 前記カゴ型構造を有する化合物が、一般式（１）〜一般式（６）のいずれかで表される化合物の重合体である＜７＞に記載の光学材料用組成物。

（一般式（１）〜一般式（６）中、Ｘ_１〜Ｘ_８は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シリル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、またはカルバモイル基を表す。Ｙ_１〜Ｙ_８は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはシリル基を表す。ｍ_１およびｍ_５は、それぞれ独立に１〜１６の整数を表す。ｎ_１およびｎ_５は、それぞれ独立に０〜１５の整数を表す。ｍ_２、ｍ_３、ｍ_６およびｍ_７は、それぞれ独立に１〜１５の整数を表す。ｎ_２、ｎ_３、ｎ_６およびｎ_７は、それぞれ独立に０〜１４の整数を表す。ｍ_４およびｍ_８は、それぞれ独立に１〜２０の整数を表す。ｎ_４およびｎ_８は、それぞれ独立に０〜１９の整数を表す。）
＜９＞ 光導波路に用いる、＜７＞または＜８＞に記載の光学材料用組成物。

本発明によれば、耐熱性に優れ、光損失の少ない光導波路が得られ、半導体集積回路上での光導波路などに好適に利用できると共に、光学材料に好適に使用できる光学材料用組成物が得られる。

以下に、本発明に係る光導波路および光学材料用組成物について詳細に説明する。

本発明の光導波路は、コア層とクラッド層とを有する光導波路であって、該コア層または該クラッド層がカゴ構造を有する化合物を含む組成物を用いて形成される。

＜カゴ構造を有する化合物＞
本発明に用いられる「カゴ型構造」とは、共有結合した原子で形成された複数の環によって容積が定まり、容積内に位置する点は環を通過せずには容積から離れることができないような構造を指す。例えば、アダマンタン構造はカゴ型構造と考えられる。対照的にノルボルナン（ビシクロ［２，２，１］ヘプタン）などの単一架橋を有する環状構造は、単一架橋した環状化合物の環が容積を定めないことから、カゴ型構造とは考えられない。

本発明のカゴ型構造は飽和、不飽和結合のいずれを含んでいてもよく、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子を含んでもよいが、透明性の観点から飽和炭化水素が好ましい。

本発明においてカゴ型構造は、好ましくはアダマンタン、ビアダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン、テトラマンタン、ドデカヘドランであり、より好ましくはアダマンタン、ビアダマンタン、ジアマンタンであり、耐熱性と光学特性の観点からビアダマンタン、ジアマンタンが好ましい。これらの構造は、ダイヤモンド構造と類似しており、非常に透明性が高く樹脂構造中に導入することで光損失を下げる効果がある。

本発明におけるカゴ型構造は１つ以上の置換基を有していてもよく、置換基の例としては、ハロゲン原子（フッ素原子、クロル原子、臭素原子、またはヨウ素原子）、炭素数１〜１０の直鎖、分岐、環状のアルキル基（メチル、ｔ−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなど）、炭素数２〜１０のアルケニル基（ビニル、プロペニルなど）、炭素数２〜１０のアルキニル基（エチニル、フェニルエチニルなど）、炭素数６〜２０のアリール基（フェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなど）、炭素数２〜１０のアシル基（ベンゾイルなど）、炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基（メトキシカルボニルなど）、炭素数１〜１０のカルバモイル基（Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイルなど）、炭素数６〜２０のアリールオキシ基（フェノキシなど）、炭素数６〜２０のアリールスルホニル基（フェニルスルホニルなど）、ニトロ基、シアノ基、シリル基（トリエトキシシリル、メチルジエトキシシリル、トリビニルシリルなど）などが挙げられる。

本発明におけるカゴ型構造は２〜４価であることが好ましい。このとき、カゴ型構造に結合する基は１価以上の置換基でも２価以上の連結基でもよい。カゴ型構造は好ましくは、２または３価であり、特に好ましくは２価である。ここで「価」とは、結合手の数の意である。

本発明に用いるカゴ型構造を有する化合物とは、低分子化合物であっても高分子化合物（例えば、ポリマー）であってもよいが、好ましくは高分子化合物で、より好ましくはカゴ型構造を有するモノマーの重合体である。カゴ型構造を有するモノマーは、重合可能な炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有することが好ましい。重合体は、ホモポリマーでもコポリマーでもよく、例えば、カゴ型構造を有するモノマーの単独重合体、カゴ型構造を有するモノマーと他の重合性化合物との共重合体、２種以上のカゴ型構造を有するモノマーの共重合体などが挙げられる。カゴ型構造を有する化合物が高分子化合物である場合、その質量平均分子量（Ｍｗ）は好ましくは１０００〜５０００００、より好ましくは５０００〜２０００００、特に好ましくは１００００〜１０００００である。カゴ型構造を有する化合物が低分子化合物である場合、その分子量は好ましくは１５０〜３０００、より好ましくは２００〜２０００、特に好ましくは２２０〜１０００である。なお、カゴ型構造を有する化合物は、１種で使用しても、２種以上を併用してもよい。

本発明のカゴ型構造を有する化合物としては、例えば特開平１１−３２２９２９号、特開２００３−１２８０２号、特開２００４−１８５９３号記載のポリベンゾオキサゾール、特開２００１−２８９９号に記載のキノリン樹脂、特表２００３−５３０４６４号、特表２００４−５３５４９７号、特表２００４−５０４４２４号、特表２００４−５０４４５５号、特表２００５−５０１１３１号、特表２００５−５１６３８２号、特表２００５−５１４４７９号、特表２００５−５２２５２８号、特開２０００−１００８０８号、米国特許６５０９４１５号に記載のポリアリール樹脂、特開平１１−２１４３８２号、特開２００１−３３２５４２号、特開２００３−２５２９８２号、特開２００３−２９２８７８号、特開２００４−２７８７号、特開２００４−６７８７７号、特開２００４−５９４４４号に記載のポリアダマンタン、特開２００３−２５２９９２号、特開２００４−２６８５０号に記載のポリイミド等が挙げられる。

本発明のカゴ型構造を有する化合物は、重合可能な炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有するモノマーの重合体であることが好ましい。さらには、一般式（１）〜一般式（６）のいずれかで表される化合物の重合体であることがより好ましい。

（一般式（１）〜一般式（６）中、Ｘ_１〜Ｘ_８は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シリル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、またはカルバモイル基を表す。Ｙ_１〜Ｙ_８は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはシリル基を表す。ｍ_１およびｍ_５は、それぞれ独立に１〜１６の整数を表す。ｎ_１およびｎ_５は、それぞれ独立に０〜１５の整数を表す。ｍ_２、ｍ_３、ｍ_６およびｍ_７は、それぞれ独立に１〜１５の整数を表す。ｎ_２、ｎ_３、ｎ_６およびｎ_７は、それぞれ独立に０〜１４の整数を表す。ｍ_４およびｍ_８は、それぞれ独立に１〜２０の整数を表す。ｎ_４およびｎ_８は、それぞれ独立に０〜１９の整数を表す。）

一般式（１）〜一般式（６）中、Ｘ_１〜Ｘ_８はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜１０、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ヘキシル、２−エチルヘキシルなど）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜１０、例えば、ビニル、アリル、２−ブテン−１−イルなど）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜１０、例えば、エチニル、プロパルギル、１−ブチン−４−イルなど）、アリール基（好ましくは炭素数６〜２０、例えば、フェニル、ｐ−トリル、１−ナフチルなど）、シリル基（好ましくは炭素数０〜２０、例えば、トリメチルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル、ジエトキシメチルシリル、ジメトキシメチルシリルなど）、アシル基（好ましくは炭素数２〜１０、例えば、アセチル、イソブチリル、ベンゾイルなど）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜１０、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニルなど）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜２０、例えば、カルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイルなど）を表す。このうち、好ましくは水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数０〜２０のシリル基、炭素数２〜１０のアシル基、炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜２０のカルバモイル基であり、より好ましくは水素原子、炭素数６〜２０のアリール基であり、特に好ましくは水素原子である。

一般式（１）〜一般式（６）中、Ｙ_１〜Ｙ_８はそれぞれ独立に、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子など）、アルキル基（好ましくは炭素数１〜１０）、アリール基（好ましくは炭素数６〜２０）またはシリル基（好ましくは炭素数０〜２０）を表し、より好ましくは置換基を有していても良い炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基であり、特に好ましくはアルキル基（メチル基など）である。

一般式（１）〜一般式（６）中、Ｘ_１〜Ｘ_８、Ｙ_１〜Ｙ_８はさらに別の置換基で置換されていてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子）、直鎖、分岐、環状のアルキル基（炭素数１〜２０の、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基で、メチル、ｔ−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、アダマンチル、ビアダマンチル、ジアマンチルなど）、アルキニル基（炭素数２〜１０のアルキニル基で、エチニル、フェニルエチニルなど）、アリール基（炭素数６〜１０のアリール基で、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなど）、アシル基（炭素数１〜１０のアシル基で、アセチル、ベンゾイルなど）、アリールオキシ基（炭素数６〜１０のアリールオキシ基で、フェノキシなど）、アリールスルホニル基（炭素数６〜１０のアリールスルホニル基で、フェニルスルホニルなど）、ニトロ基、シアノ基、シリル基（炭素数１〜１０のシリル基で、トリエトキシシリル、メチルジエトキシシリル、トリビニルシリルなど）、アルコキシカルボニル基（炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基で、メトキシカルボニルなど）、カルバモイル基（炭素数１〜１０のカルバモイル基で、カルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイルなど）などが挙げられる。

ｍ_１およびｍ_５は、それぞれ独立に１〜１６の整数を表し、好ましくは１〜４の整数であり、より好ましくは１〜３の整数であり、特に好ましくは２である。ｎ₁およびｎ_５はそれぞれ独立に０〜１５の整数を表し、好ましくは０〜４の整数であり、より好ましくは０または１であり、特に好ましくは０である。ｍ_２、ｍ_３、ｍ_６およびｍ_７は、それぞれ独立に１〜１５の整数を表し、好ましくは１〜４の整数であり、より好ましくは１〜３の整数であり、特に好ましくは２である。ｎ_２、ｎ_３、ｎ_６およびｎ_７は、それぞれ独立に０〜１４の整数を表し、好ましくは０〜４の整数であり、より好ましくは０または１であり、特に好ましくは０である。ｍ_４およびｍ_８は、それぞれ独立に１〜２０の整数を表し、好ましくは１〜４の整数であり、より好ましくは１〜３の整数であり、特に好ましくは２である。ｎ_４およびｎ_８は、それぞれ独立に０〜１９の整数を表し、好ましくは０〜４の整数であり、より好ましくは０または１であり、特に好ましくは０である。

本発明のカゴ型構造を有するモノマーは、好ましくは一般式（２）、一般式（３）、一般式（５）、一般式（６）で表される化合物であり、より好ましくは一般式（２）、一般式（３）で表される化合物であり、特に好ましくは一般式（３）で表される化合物である。

以下に本発明で使用できるカゴ構造を有するモノマーの具体例を記載するが、本発明はこれらに限定されない。

本発明に用いられるカゴ型構造を有するモノマーのうち、例えば、炭素−炭素三重結合を有するモノマーは、市販のジアマンタンを原料として、臭化アルミニウム触媒存在下または非存在下で臭素と反応させて臭素原子を所望の位置に導入、続けて臭化アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化鉄などのルイス酸の存在下で臭化ビニルとフリーデルクラフツ反応させて２，２−ジブロモエチル基を導入、続けて強塩基で脱ＨＢｒ化してエチニル基に変換することで合成することができる。具体的にはＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ, １９９１年 ２４巻 ５２６６〜５２６８頁、 １９９５年 ２８巻 ５５５４〜５５６０頁、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ, ３９, ２９９５−３００３ (１９７４)などに記載された方法に準じて合成することができる。また、炭素−炭素二重結合を有するモノマーは、エチニル基を有するモノマーを水素化ジイソブチルアルミニウム（ＤＩＢＡＬ−Ｈ）などで還元することによって容易に得ることができる。また、末端アセチレン基の水素原子をブチルリチウムなどでアニオン化して、これにハロゲン化アルキルやハロゲン化シリルを反応させることによって、アルキル基やシリル基を導入することが出来る。

＜重合反応＞
上述のモノマーの重合反応は、モノマーに置換した重合性基によって起こる。ここで重合性基とは、モノマーを重合せしめる反応性の置換基を指す。該重合反応としてはどのような重合反応でもよいが、例えばラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、開環重合、重縮合、重付加、付加縮合、遷移金属触媒重合などが挙げられる。

本発明のモノマーの重合反応は、非金属の重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。例えば、重合可能な炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有するモノマーを、加熱によって炭素ラジカルや酸素ラジカルなどの遊離ラジカルを発生して活性を示す重合開始剤存在下で重合することが出来る。

重合開始剤としては、有機過酸化物または有機アゾ系化合物が好ましく用いられるが、特に有機過酸化物が好ましい。
有機過酸化物としては、日本油脂株式会社より市販されているパーヘキサＨなどのケトンパーオキサイド類、パーヘキサＴＭＨなどのパーオキシケタール類、パーブチルＨ−６９などのハイドロパーオキサイド類、パークミルＤ、パーブチルＣ、パーブチルＤなどのジアルキルパーオキサイド類、ナイパーＢＷなどのジアシルパーオキサイド類、パーブチルＺ、パーブチルＬなどのパーオキシエステル類、パーロイルＴＣＰなどのパーオキシジカーボネートなどが好ましく用いられる。
有機アゾ系化合物としては、和光純薬工業株式会社で市販されているＶ−３０、Ｖ−４０、Ｖ−５９、Ｖ−６０、Ｖ−６５、Ｖ−７０などのアゾニトリル化合物類、ＶＡ−０８０、ＶＡ−０８５、ＶＡ−０８６、ＶＦ−０９６、ＶＡｍ−１１０、ＶＡｍ−１１１などのアゾアミド化合物類、ＶＡ−０４４、ＶＡ−０６１などの環状アゾアミジン化合物類、Ｖ−５０、ＶＡ−０５７などのアゾアミジン化合物類などが好ましく用いられる。

本発明の重合開始剤は、１種のみ、または２種以上を混合して用いてもよい。本発明の重合開始剤の使用量は、モノマー１モルに対して、好ましくは０．００１〜２モル、より好ましくは０．０１〜１モル、特に好ましくは０．０５〜０．５モルである。

本発明のモノマーの重合反応は、遷移金属触媒存在下で行うこともできる。例えば、重合可能な炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有するモノマーを、例えばＰｄ(ＰＰｈ_３)_４、Ｐｄ(ＯＡｃ)_２などのＰｄ系触媒、Ｚｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ触媒、ニッケルアセチルアセトネートなどのＮｉ系触媒、ＷＣｌ_６などのＷ系触媒、ＭｏＣｌ_５などのＭｏ系触媒、ＴａＣｌ_５などのＴａ系触媒、ＮｂＣｌ_５などのＮｂ系触媒、Ｒｈ系触媒、Ｐｔ系触媒などを用いて重合することが好ましい。

本発明の遷移金属触媒は、１種のみ、または２種以上を混合して用いてもよい。本発明の遷移金属触媒の使用量は、モノマー１モルに対して、好ましくは０．００１〜２モル、より好ましくは０．０１〜１モル、特に好ましくは０．０５〜０．５モルである。

本発明におけるカゴ型構造は、ポリマー中にペンダント基として置換していてよく、ポリマー主鎖の一部となっていてもよいが、ポリマー主鎖の一部となっている形態がより好ましい。ここで、ポリマー主鎖の一部になっている形態とは、本ポリマーからカゴ構造を除去するとポリマー鎖が切断されることを意味する。この形態においては、カゴ型構造は直接単結合するかまたは適当な２価の連結基によって連結される。連結基の例としては例えば、−Ｃ（Ｒ_１１）（Ｒ_１２）−、−Ｃ（Ｒ_１３）＝Ｃ（Ｒ_１４）−、−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＳＯ_２−、−Ｎ（Ｒ_１５）−、−Ｓｉ（Ｒ_１６）（Ｒ_１７）−またはこれらを組み合わせた基が挙げられる。ここで、Ｒ_１１〜Ｒ_１７はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基またはアリール基を表す。これらの連結基は置換基で置換されていてもよく、例えば前述の置換基が好ましい例として挙げられる。この中でより好ましい連結基は、−Ｃ（Ｒ_１１）（Ｒ_１２）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒ_１６）（Ｒ_１７）−またはこれらを組み合わせた基であり、特に好ましいものは、耐熱性および光学特性の見地から−Ｃ（Ｒ_１１）（Ｒ_１２）−、−ＣＨ＝ＣＨ−である。

重合反応で使用する溶媒は、原料モノマーが必要な濃度で溶解可能であり、かつ得られる重合体から形成する膜の特性に悪影響を与えないものであればどのようなものを使用してもよい。例えば、水やメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール系溶剤、アルコールアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、メチルベンゾエートなどのエステル系溶剤、ジブチルエーテル、アニソールなどのエーテル系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレン、１,２,４,５−テトラメチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、１,４−ジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、１,４−ジ−ｔ−ブチルベンゼン、１,３,５−トリエチルベンゼン、１,３,５−トリ−ｔ−ブチルベンゼン、４−ｔ−ブチル−オルトキシレン、１−メチルナフタレン、１，３，５−トリイソプロピルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤、Ｎ−メチルピロリジノン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤、四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼンなどのハロゲン系溶剤、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶剤などが利用できる。これらの中でより好ましい溶剤は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、アニソール、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、メシチレン、１,２,４,５−テトラメチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、１,４−ジ−ｔ−ブチルベンゼン、１,３,５−トリ−ｔ−ブチルベンゼン、４−ｔ−ブチル−オルトキシレン、１−メチルナフタレン、１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼンであり、より好ましくはテトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン、アニソール、トルエン、キシレン、メシチレン、イソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、１,３,５−トリ−ｔ−ブチルベンゼン、１−メチルナフタレン、１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼンであり、特に好ましくはγ−ブチロラクトン、アニソール、メシチレン、ｔ−ブチルベンゼン、１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼンである。これらは単独でも２種以上を混合して用いてもよい。反応液中のモノマーの濃度は、好ましくは１〜５０質量％、より好ましくは５〜３０質量％、特に好ましくは１０〜２０質量％である。

本発明における重合反応の最適な条件は、重合開始剤、モノマー、溶媒の種類、濃度等によって異なるが、好ましくは内温０℃〜２００℃、より好ましくは５０℃〜１７０℃、特に好ましくは１００℃〜１５０℃で、好ましくは１〜５０時間、より好ましくは２〜２０時間、特に好ましくは３〜１０時間の範囲である。
また、酸素による重合開始剤の不活性化を抑制するために不活性ガス雰囲気下（例えば窒素、アルゴンなど）で反応させることが好ましい。反応時の酸素濃度は好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは５０ｐｐｍ以下、特に好ましくは２０ｐｐｍ以下である。
重合して得られるポリマーの質量平均分子量の好ましい範囲は、１０００〜５０００００、より好ましくは５０００〜３０００００、特に好ましくは１００００〜２０００００である。

本発明のカゴ構造を有する化合物は、単独で使用しても２種以上を混合して使用してもよい。

本発明のカゴ構造を有する化合物は、有機溶剤へ十分な溶解性を有することが好ましい。好ましい溶解度は、２５℃でシクロヘキサノンまたはアニソールに３質量％以上、より好ましくは５質量％以上、特に好ましくは１０質量％以上である。

＜一般式（７）で表される化合物＞
本発明に係る光導波路では、耐熱性および光学特性の観点から、一般式（７）で表される化合物を併用するのが好ましい。該化合物は、１種単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。該化合物は、使用する組成物の屈折率など光学特性の調整に好適に用いることができる。つまり、上述のカゴ型構造を有する化合物と共に使用し、その組成比を制御することにより、任意の屈折率を有する組成物を得ることができる。一般に、異種の化合物を併用すると相分離などが起こり、光学特性などが悪化することが知られている。しかし、該化合物とカゴ型構造を有する化合物、特に一般式（１）〜一般式（６）のいずれかで表される化合物の重合体と併用すると、透明性や屈折率など良好な光学特性を示すと共に、耐熱性もより向上する。

（一般式（７）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素基を表す。ｎは２〜４の整数を表す。ｍは１または２の整数を表す。）

一般式（７）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素基を表し、芳香族性を有するものであれば特に制限されるものではないが、炭素数６〜３０が好ましく、さらに炭素数６〜２５が好ましく、特に炭素数６〜１２が好ましい。具体例としては、ベンゼン環基、ナフタレン環基、アントラセン環基、フェナントレン環基、テトラセン環基、ピレン環基などが挙げられるが、中でもベンゼン環基が好ましい。

一般式（７）中、ｎは２〜４の整数を表し、好ましくは２または３であり、特に好ましくは３である。ｍは１または２の整数を表し、好ましくは１である。

一般式（７）で表される化合物のなかで、一般式（８）で表される化合物が好ましい。なお、一般式（８）中のｎおよびｍは、一般式（７）のものと同義である。

以下に、本発明に用いることができる一般式（７）で表される化合物の具体例を記載するが、本発明はこれらに限定はされない。

本発明のカゴ型構造を有する化合物を含む組成物中における一般式（７）で表される化合物の含有量は、使用目的により適宜最適な比が選択されるが、カゴ型構造を有する化合物１００質量部に対して、１０〜１００質量部が好ましい。上記範囲内であれば、耐熱性と光学特性のバランスがより優れた光学材料、特に光導波路が得られる。

本発明のカゴ型構造を有する化合物を含む組成物には、上記の成分の他に、必要に応じて、密着助剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤などを添加することもできる。

カゴ型構造を有する化合物を含む組成物の製造方法は、特に限定されず、例えば、カゴ型構造を有する化合物、一般式（７）で表される化合物ならびに必要に応じて上記各任意成分を入れ、混合ミキサーなどのかくはん機を用いて十分にかくはんする方法を用いることができる。

＜ポリベンゾオキサゾール前駆体＞
本発明の光導波路においてコア層またはクラッド層の一方を、ポリベンゾオキサゾール前駆体、特に一般式（９）で表されるポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物を用いて形成してもよい。例えば、コア層が上述のカゴ型構造を有する化合物を含む組成物で形成され、クラッド層がポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物で形成された光導波路を得ることができる。ポリベンゾオキサゾール樹脂は耐熱性に優れることから、上述のようにコア層またはクラッド層がポリベンゾオキサゾール樹脂で形成された光導波路は耐熱用途、電子部品用途に好適に使用できる。

（一般式（９）中、Ｘは２価の未ハロゲン化有機基を表す。Ｙは、一般式（１０）〜一般式（１４）で表される基からなる群より選ばれる基を表す。ｌは１〜１０００の整数を表す。）

（一般式（１０）〜一般式（１２）中、Ｒ_２１〜Ｒ_３８はそれぞれ独立に、水素原子または１価の未ハロゲン化有機基を表す。一般式（１２）中、Ｚは単結合、−Ｏ−、−ＳＯ_２−、または２価の未ハロゲン化有機基を表す。）

（一般式（１３）中、ｎは４〜１２の整数を表す。）

一般式（８）中、Ｘは２価の未ハロゲン化有機基を表し、好ましくは一般式（１５）〜一般式（１７）で表される基からなる群より選択される基である。

（一般式（１５）〜一般式（１７）中、Ｒ_４１〜Ｒ_５８は、それぞれ独立に水素原子または未ハロゲン化有機基を表す。一般式（１７）中、Ｚは単結合、−Ｏ−、−ＳＯ_２−、または２価の有機基を表す。）

一般式（１０）〜一般式（１２）中、Ｒ_２１〜Ｒ_３８はそれぞれ独立に、水素原子または１価の未ハロゲン化有機基を表し、好ましくは水素原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜１０）、アリール基（好ましくはフェニル基、ナフチル基）であり、より好ましくは水素原子である。

一般式（１２）中、Ｚは単結合、−Ｏ−、−ＳＯ_２−、または２価の未ハロゲン化有機基を表し、好ましくは単結合、−Ｏ−、−ＳＯ_２−、アルキレン基（好ましくは炭素数１〜１０）であり、より好ましくは−Ｏ−、−ＳＯ_２−である。

一般式（１３）中、ｎは４〜１２の整数を表し、好ましくは１〜５である。

一般式（１５）〜一般式（１７）中、Ｒ_４１〜Ｒ_５８は、それぞれ独立に水素原子または未ハロゲン化有機基を表し、好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基（好ましくはフェニル基、ナフチル基など）であり、より好ましくは水素原子である。

一般式（１７）中、Ｚは単結合、−Ｏ−、−ＳＯ_２−、または２価の有機基を表し、好ましくは単結合、−Ｏ−、−ＳＯ_２−、アルキレン基（好ましくは炭素数１〜１０）であり、より好ましくは−Ｏ−、−ＳＯ_２−である。

本発明に用いるポリベンゾオキサゾール前駆体は、ビスアミノフェノール化合物もしくはジアミノジヒドロキシ化合物、またはそれらのエステル化物やエーテル化物などの誘導体と、ジカルボン酸との反応により得られる。反応の方法としては、酸クロリド法、活性化エステル法またはポリリン酸もしくはジシクロヘキシルカルボジイミドなどの脱水縮合剤の存在下での縮合反応などが挙げられる。

本発明に用いるポリベンゾキサゾール前駆体の合成に用いるビスアミノフェノール化合物およびジアミノヒドロキシ化合物としては、例えば、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジヒドロキシビフェニル、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシビフェニル、３，４’−ジアミノ−４，３’−ジヒドロキシビフェニル、ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）ケトン、ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）ケトン、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）メタン、２,２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２,２−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）プロパン、２,２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２,２−ビス（２−アミノ−３−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２,２−ビス（３−アミノ−２−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェノキシ）ビフェニル、３，４’−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェノキシ）ビフェニル、３，４’−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェノキシ）ビフェニル、３，３’−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェノキシ）ビフェニル、３，３’−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェノキシ）ビフェニル、１，３−ジアミノ−４，６−ジヒドロキシベンゼン、１，４−ジアミノ−３，６−ジヒドロキシベンゼン、２，７−ジアミノ−３，６−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジアミノ−３，７−ジヒドロキシナフタレン、１，６−ジアミノ−２，５−ジヒドロキシナフタレン、３，６−ジアミノ−２，５−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジアミノ−１，８−ジヒドロキシナフタレン、１，２−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノ−３−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、９，９−ビス−（（４−アミノ−３−ヒドロキシ）フェニル）フルオレン、９，９−ビス−（（３−アミノ−４−ヒドロキシ）フェニル）フルオレンなどや、これらの化合物のベンゼン環上の任意の水素原子をフッ素原子、塩素原子、炭素数1〜１０のアルキル基、炭素数1〜１０のアルコキシ基、ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニルエチニル基、炭素数1〜１０のパーフルオロアルキル基のいずれかに置換したものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらのジアミノジヒドロキシ化合物およびビスアミノフェノール化合物は、単独、または複数を組み合わせて使用することができる。

また、本発明に用いるポリベンゾオキサゾール前駆体の合成に用いるジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、テトラフルオロコハク酸、ヘキサフルオログルタル酸、オクタフルオロアジピン酸、パーフルオロピメリン酸、パーフルオロスベリン酸、パーフルオロアゼライン酸、パーフルオロセバシン酸、１，９−パーフルオロノナンジカルボン酸、パーフルオロドデカン二酸、パーフルオロトリデカン二酸、１，１２−パーフルオロドデカンジカルボン酸、テトラクロロコハク酸、ヘキサクロログルタル酸、オクタクロロアジピン酸、パークロロピメリン酸、パークロロスベリン酸、パークロロアゼライン酸、パークロロセバシン酸、１，９−パークロロノナンジカルボン酸、パークロロドデカン二酸、パークロロトリデカン二酸、１，１２−パークロロドデカンジカルボン酸、１，４−パーフルオロシクロヘキサンジカルボン酸、１，３−パーフルオロシクロヘキサンジカルボン酸、１，２−パーフルオロシクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−パークロロシクロヘキサンジカルボン酸、１，３−パークロロシクロヘキサンジカルボン酸、１，２−パークロロヘキサンジカルボン酸、４，４’−ジカルボキシビフェニル、３，３’−ジカルボキシビフェニル、
３，４’−ジカルボキシビフェニル、４，４’−オキシビス安息香酸、３，３’−オキシビス安息香酸、３，４’−オキシビス安息香酸、２，４’−オキシビス安息香酸、３，４’−オキシビス安息香酸、２，３’−オキシビス安息香酸、ビス（４−カルボキシフェニル）−スルフィド、ビス（３−カルボキシフェニル）−スルフィド、ビス（４−カルボキシフェニル）−スルホン、ビス（３−カルボキシフェニル）−スルホン、ビス（４−カルボキシフェニル）−ケトン、ビス（３−カルボキシフェニル）−ケトン、ビス（４−カルボキシフェニル）−メタン、ビス（３−カルボキシフェニル）−メタン、２，２−ビス（４−カルボキシフェニル）−プロパン、２，２−ビス（３−カルボキシフェニル）−プロパン、２，２−ビス（４−カルボキシフェニル）−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（３−カルボキシフェニル）−ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ビス（４−カルボキシフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（３−カルボキシフェノキシ）ビフェニル、３，４’−ビス（４−カルボキシフェノキシ）ビフェニル、３，４’−ビス（３−カルボキシフェノキシ）ビフェニル、３，３’−ビス（４−カルボキシフェノキシ）ビフェニル、３，３’−ビス（３−カルボキシフェノキシ）ビフェニル、１，４−ジカルボキシナフタレン、１，５−ジカルボキシナフタレン、１，６−ジカルボキシナフタレン、１，７−ジカルボキシナフタレン、１，８−ジカルボキシナフタレン、２，５−ジカルボキシナフタレン、２，６−ジカルボキシナフタレン、２，７−ジカルボキシナフタレン、１，２−ビス（４−カルボキシフェノキシ）ベンゼン、１，２−ビス（３−カルボキシフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−カルボキシフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−カルボキシフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−カルボキシフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−カルボキシフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−カルボキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、１，３−ビス（３−カルボキシプロピル）テトラフェニルジシロキサン、α，ω−ビス（３−カルボキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、α，ω−ビス（３−カルボキシプロピル）ポリジフェニルシロキサンなどや、これらの化合物のベンゼン環上の任意の水素原子をフッ素原子、塩素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニルエチニル基、炭素数１〜１０のパーフルオロアルキル基のいずれかに置換したものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらのジカルボン酸は、単独、または複数を組み合わせて使用することができる。

本発明に用いるポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法としては、一例として、酸クロリド法による合成の例を挙げる。まず、上記ジカルボン酸を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの触媒存在下、室温から７５℃で、過剰量の塩化チオニルと反応させる。その後、過剰の塩化チオニルを加熱及び減圧により、留去する。その後、残査をヘキサンなどの溶媒で再結晶することにより、酸クロリドであるジカルボン酸クロリドを得ることができる。次いで、上記ビスアミノフェノール化合物もしくはジアミノジヒドロキシ化合物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの極性溶媒に溶解し、ピリジンなどの酸受容剤存在下で、上記で得たジカルボン酸クロリドと、−３０℃から室温で反応することにより、ポリベンゾオキサゾール前駆体を得ることができる。この前駆体は、加熱などにより閉環し、ポリベンゾオキサゾール樹脂となる。

一般式（９）で表されるポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物は、光損失の観点から、一般式（１８）で示されるビスベンゾオキサゾール前駆体を含むことが好ましい。ビスベンゾオキサゾール前駆体を含むことにより、ポリベンゾオキサゾール樹脂の特徴である耐熱性、電気特性などの特性を維持しながら、ビスベンゾオキサゾールの炭素−炭素不飽和結合に起因した架橋により機械的強度が向上する。

（一般式（１８）中、Ｚは有機基を表す。Ｅは炭素−炭素不飽和結合を有する有機基を表す。）

一般式（１８）中、Ｚは有機基を表し、好ましくは芳香族炭化水素基（炭素数６〜３０が好ましく、炭素数６〜１２がより好ましい。例えば、ベンゼン環基、ナフタレン環基、アントラセン環基などが挙げられる。）である。

一般式（１８）中、Ｅは炭素−炭素不飽和結合を有する有機基を表し、好ましくは炭素−炭素二重結合を有する有機基であり、さらに好ましくはアルケニル基（炭素数２〜１０が好ましく、炭素数２〜６がより好ましい。例えば、ビニル基、アリル基などが挙げられる。）である。

一般式（９）で表されるポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物中における一般式（１８）で示されるビスベンゾオキサゾール前駆体の含有量は、使用目的により適宜選択されるが、ポリベンゾオキサゾール前駆体１００質量部に対して、５〜１００質量部が好ましく、光損失および強靭性のバランスから１０〜５０質量部がさらに好ましい。含有量が少なすぎると、組成物から得られる強靭性、耐溶剤性が不十分になる。含有量が多すぎると、光導波路における光損失に悪影響を及ぼすばかりか、膜が硬くなりすぎて逆効果になってしまうため好ましくない。

本発明に用いる一般式（１８）で表されるビスベンゾオキサゾール前駆体は、前記のビスアミノフェノール化合物もしくはジアミノジヒドロキシ化合物、またはそれらのエステル化物やエーテル化物などの誘導体と、反応性の炭素−炭素不飽和結合を有するモノカルボン酸とから、前記のポリベンゾオキサゾール前駆体と同様の方法によって得ることができる。この化合物は閉環するとビスベンゾオキサゾール樹脂になるが、特に熱閉環をした場合には、その温度条件により、樹脂構造の末端に有する反応性の不飽和結合が反応し、ポリマーネットワーク構造を形成する。このネットワーク構造が強靭性および耐溶剤性に寄与すると考えられる。

また、本発明に用いる一般式（１８）で表されるビスベンゾオキサゾール前駆体の合成に用いる反応性の炭素−炭素不飽和結合を有するモノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、２−メチル−アクリル酸、けい皮酸、フェニルプロピオリックアシッド、２−ビニル安息香酸、３−ビニル安息香酸、４−ビニル安息香酸、２−エチニル安息香酸、３−エチニル安息香酸、４−エチニル安息香酸、２−フェニルエチニル安息香酸、３−フェニルエチニル安息香酸、４−フェニルエチニル安息香酸、２−ペンテノイックアシッド、４−ペンテノイックアシッド、２−ヘキセノイックアシッド、３−ヘキセノイックアシッド、５−ヘキセノイックアシッド、１，２，３，６−テトラヒドロ安息香酸、５−ノルボルネン−２−カルボン酸、５−ノルボルネン−５−ビニル−２−カルボン酸、５−ノルボルネン−６−ビニル−２−カルボン酸、５−ノルボルネン−７−ビニル−２−カルボン酸などや、これらの化合物のカルボン酸が有する水素原子以外の任意の水素原子をフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基のいずれかに置換したものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらのモノカルボン酸は、単独、または複数を組み合わせて使用することができる。

また、本発明に用いるポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物に、感光剤のナフトキノンジアジド化合物を含有することでポジ型の感光性組成物として用いることが可能である。また、側鎖にメタクリロイル基のような光架橋性基を有する基があるモノマーを用いた場合は、光開始剤を用いることでネガ型感光性組成物として用いることが可能である。

本発明のポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物には、上記の成分の他に、必要に応じて、密着助剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤などを添加することもできる。

ポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物の製造方法は、特に限定されず、例えば、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ビスベンゾオキサゾール前駆体ならびに必要に応じて上記各任意成分を入れ、混合ミキサーなどのかくはん機を用いて十分にかくはんする方法を用いることができる。

上述の本発明に係る組成物（カゴ型構造を有する化合物を含む組成物、ポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物など）には、不純物としての金属含量が充分に少ないことが好ましい。組成物の金属濃度はＩＣＰ−ＭＳ法にて高感度に測定可能であり、その場合の遷移金属以外の金属含有量は好ましくは３０ｐｐｍ以下、より好ましくは３ｐｐｍ以下、特に好ましくは３００ｐｐｂ以下である。また、遷移金属に関しては酸化を促進する触媒能が高く、プリベーク、熱硬化プロセスにおいて酸化反応によって本発明で得られた膜の誘電率を上げてしまうという観点から、含有量がより少ないほうがよく、好ましくは１０ｐｐｍ以下、より好ましくは１ｐｐｍ以下、特に好ましくは１００ｐｐｂ以下である。
組成物の金属濃度は、本発明の組成物より得られた膜に対して全反射蛍光Ｘ線測定を行うことによっても評価できる。Ｘ線源としてＷ線を用いた場合、金属元素としてＫ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄが観測可能であり、それぞれ１００×１０^１０ｃｍ^−２以下が好ましく、より好ましくは５０×１０^１０ｃｍ^−２以下、特に好ましくは１０×１０^１０ｃｍ^−２以下である。また、ハロゲンであるＢｒも観測可能であり、残存量は１００００×１０^１０ｃｍ^−２以下が好ましく、より好ましくは１０００×１０^１０ｃｍ^−２以下、特に好ましくは４００×１０^１０ｃｍ^−２以下である。また、ハロゲンとしてＣｌも観測可能であるが、ＣＶＤ装置、エッチング装置などへダメージを与えるという観点から残存量は１００×１０^１０ｃｍ^−２以下が好ましく、より好ましくは５０×１０^１０ｃｍ^−２以下、特に好ましくは１０×１０^１０ｃｍ^−２以下である。

上述の本発明の組成物には、得られる特性（光学特性、耐熱性、誘電率、機械強度、塗布性、密着性など）を損なわない範囲で、ラジカル発生剤、コロイド状シリカ、界面活性剤、シランカップリング剤、密着剤などの添加剤を配合してもよい。

ラジカル発生剤とは、熱または光エネルギーの照射によって炭素、酸素、窒素等の原子のラジカルを発生する化合物を指し、硬膜反応を促進する機能を有するものである。

本発明では、目的を損なわない範囲で、いかなるコロイド状シリカを使用してもよい。例えば、高純度の無水ケイ酸を親水性有機溶媒もしくは水に分散した分散液であり、通常、平均粒径５〜３０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍ、固形分濃度が５〜４０重量％程度のものである

本発明では、目的を損なわない範囲で、いかなる界面活性剤を使用してもよい。例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤などが挙げられ、さらにシリコーン系界面活性剤、含フッ素系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、アクリル系界面活性剤が挙げられる。本発明で使用する界面活性剤は、一種類でもよいし、二種類以上でもよい。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、含フッ素系界面活性剤、アクリル系界面活性剤が好ましく、特にシリコーン系界面活性剤が好ましい。

使用する界面活性剤の添加量は、組成物の全量に対して０．０１〜１質量％であることが好ましく、０．１〜０．５質量％であることがさらに好ましい。

本発明において、シリコーン系界面活性剤とは、少なくとも１原子のＳｉ原子を含む界面活性剤である。本発明に使用するシリコーン系界面活性剤としては、目的を損なわない範囲で、いかなるシリコーン系界面活性剤でもよく、アルキレンオキシドおよびジメチルシロキサンを含む構造であることが好ましい。下記化学式を含む構造であることがさらに好ましい。

一般式（１９）中Ｒは、水素原子または炭素原子数１〜５のアルキル基であり、ｘは１〜２０の整数である。ｐ、ｑはそれぞれ独立に２〜１００の整数である。複数のＲは同じでも異なっていてもよい。

本発明に使用するシリコーン系界面活性剤としては、例えばＢＹＫ３０６、ＢＹＫ３０７（ビックケミー社製）、ＳＨ７ＰＡ、ＳＨ２１ＰＡ、ＳＨ２８ＰＡ、ＳＨ３０ＰＡ（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）、ＴｒｏｙｓｏｌＳ３６６（トロイケミカル社製）などを挙げることができる。

本発明に使用するノニオン系界面活性剤としては、いかなるノニオン系界面活性剤でもよい。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアリールエーテル類、ポリオキシエチレンジアルキルエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリオキシエチレン類、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などを挙げることができる。

本発明に使用する含フッ素系界面活性剤としては、目的を損なわない範囲で、いかなる含フッ素系界面活性剤でもよい。例えば、パーフルオルオクチルポリエチレンオキシド、パーフルオルデシルポリエチレンオキシド、パーフルオルドデシルポリエチレンオキシドなどが挙げられる。

本発明に使用するアクリル系界面活性剤としては、いかなるアクリル系界面活性剤でもよい。例えば、（メタ）アクリル酸系共重合体などが挙げられる。

本発明では、目的を損なわない範囲で、いかなるシランカップリング剤を使用してもよい。例えば、３−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アミノグリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、１−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−アミノプロピルトリメトキシシラン、２−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、Ｎ−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、１０−トリメトキシシリル−１，４，７−トリアザデカン、１０−トリエトキシシリル−１，４，７−トリアザデカン、９−トリメトキシシリル−３，６−ジアザノニルアセテート、９−トリエトキシシリル−３，６−ジアザノニルアセテート、Ｎ−ベンジル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ベンジル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−ビス（オキシエチレン）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ビス（オキシエチレン）−３−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。本発明で使用するシランカップリング剤は、一種類でもよいし、二種類以上でもよい。

本発明では、目的を損なわない範囲で、いかなる密着促進剤を使用してもよい。例えば、トリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、トリメトキシビニルシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、アルミニウムモノエチルアセトアセテートジイソプロピレート、ビニルトリス(２−メトキシエトキシ)シラン、Ｎ−(２−アミノエチル) −３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−(２−アミノエチル) −３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフエニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフエニルジメトキシシラン、フエニルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、Ｎ，Ｎ’−ビス（トリメチルシリル）ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール、ビニルトリクロロシラン、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン、１，１−ジメチルウレア、１，３−ジメチルウレア、チオ尿素化合物などを挙げることができる。官能性シランカップリング剤が密着促進剤として好ましい。密着促進剤の好ましい使用量は、全固形分１００質量部に対して１０質量部以下、特に０．０５〜５質量部であることが好ましい。なお、全固形分とは、組成物から有機溶媒などを除いたコア層またはクラッド層を形成する固形分を指す。

上述の本発明に係る組成物は、有機溶媒に溶解させ、塗布液として用いてもよい。例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−エトキシメタノール、３−メトキシプロパノール，１−メトキシー２−プロパノールなどのアルコール系溶剤、アセトン、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、シクロペンタノン，シクロヘキサノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル系溶剤、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、アニソール、フェネトール、ベラトロールなどのエーテル系溶剤、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、プロピルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤、Ｎ−メチルピロリジノン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤などが挙げられ、これらは単独でも２種以上を混合して用いてもよい。
より好ましい塗布溶剤は、テトラヒドロフラン、１−メトキシ−２−プロパノール、プロパノール、アセチルアセトン，シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ブチル，乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、アニソール、メシチレン、ｔ−ブチルベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンであり、特に好ましくはテトラヒドロフラン、１−メトキシー２−プロパノール，シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル，γ−ブチロラクトン、ｔ−ブチルベンゼン，アニソール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンである。塗布液として使用の際には、組成物の固形分濃度は、好ましくは１〜５０質量％であり、より好ましくは２〜１５質量％であり、特に好ましくは３〜１０質量％である。なお、固形分とは、組成物より形成されるコア層またはクラッド層を構成する固形分を指す。

なお、塗布液と使用する場合、組成物はフィルターろ過により、不溶物、ゲル状成分などを除いてから膜形成に用いることが好ましい。その際に用いるフィルターの孔径は０．００１〜０．２μｍが好ましく、孔径０．００５〜０．０５μｍがより好ましく、孔径孔径０．００５〜０．０３μｍが最も好ましい。フィルターの材質はＰＴＦＥ、ポリエチレン、ナイロンが好ましく、ポリエチレンおよびナイロンが、より好ましい。

＜光導波路＞
本発明の光導波路は、コア層とクラッド層を有し、好ましくは、基材と、該基材上に形成された下部クラッド層と、下部クラッド層の上面の一部に形成されたコア層と、コア層を埋設するように下部クラッド層上に形成された上部クラッド層とからなる。ここで、少なくともコア層またはクラッド層は、本発明のカゴ型構造を有する化合物を含む組成物、好ましくはさらに一般式（７）が含まれる組成物を用いて形成される。コア層およびクラッド層の材料および形状は、使用される材料の屈折率の関係が光導波路に要求される条件を満足することなどを考慮して選択される。また、シングルモード光導波路を作製する場合は、光損失を少なくするという観点から、コア層とクラッド層との屈折率差０．３〜１．５％が好ましい。マルチモード光導波路を作製する場合は、光損失を少なくするという観点から、屈折率差が好ましくは１．０％以上である。なお、上述の屈折率差は、コア層の材料の屈折率ｎ_１とクラッド層の材料の屈折率ｎ_２を用いて、（ｎ_１−ｎ_２）／ｎ_１×１００（％）として表すことができる。

屈折率の調整は、例えば、組成物の構成原料の種類等を適宜選択することにより行うことができる。具体的には、屈折率の差が適切な値となるようなカゴ型構造を有する化合物を含む組成物と他の組成物を選択した上で、屈折率の高い組成物をコア層として用い、他の組成物をクラッド層（下部クラッド層および上部クラッド層）として用いればよい。上述のように一般式（７）で表される化合物を用いることにより、カゴ型構造を有する化合物を含む組成物の屈折率を任意に制御することができる。コア層またはクラッド層の一方に使用される他の組成物は、特に限定されないが、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂などが挙げられ、耐熱性などの観点からポリベンゾオキサゾール樹脂が好ましい。

また、本発明の好ましい態様の一つとして、コア層およびクラッド層がともにカゴ型構造を有する化合物を含む組成物より形成される光導波路が挙げられる。該態様においては、さらに一般式（７）で表される化合物を用いることにより、容易にコア層とクラッド層との屈折率差を制御することができる。該態様では、コア層とクラッド層とで用いる材料の構造が似ていることから両者の密着性がよくなり、剥がれなどが起こり難くなる。
なお、上述のように光導波路が下部クラッド層と上部クラッド層とを有する場合は、両者を構成する材料は同一でも、異なっていてもよいが、同一の材料を用いることは、経済的に有利であり、製造管理も容易となるため、好ましい。

本発明に係る光導波路においては、コア層とクラッド層との材料間の６３３ｎｍにおける屈折率差が０．０２以上あることが好ましい。

＜光導波路の製造方法＞
本発明に係る光導波路の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。一例として、埋め込み型シングルモード光導波路の製造方法について、図１を参照しつつ説明する。まず、まず、シリコンウエハなどの基板１の上に、下部クラッド用として、組成物をスピンコートなどの方法により塗布し樹脂層を形成し、加熱硬化して、下部クラッド層２とする。次に、下部クラッド層２の上に、下部クラッド層の材料よりも屈折率が高い組成物を用い、下部クラッド層２を形成したときと同様の方法で、コア層３を形成する。次に、コア層３の上に、コアパターンを形成するためのマスク層４を形成する（図１（ａ））。マスク層用材料としては、Ａｌ、Ｔｉなどの金属、ＳｉＯ₂、スピオングラス（ＳＯＧ）、Ｓｉ含有レジスト、感光性ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。次いで、マスク層４の上に、レジストを塗布して、プリベーク、露光、現像、アフターベークを行い、パターニングされたレジスト層５を得る（図１（ｂ））。次に、レジスト層５で保護されていないマスク層４をエッチングで除去（図１（ｃ））した後、レジスト層５をエッチング液で除去し、マスク層４で保護されていない部分のコア層３をドライエッチングにより除去する（図１（ｄ））。マスク層４にＳｉ含有レジストや感光性ポリベンゾオキサゾールを用いた場合には、フォトレジストを使用する必要はない。次に、残ったマスク層４を、ドライエッチングやはく離液を用いることにより除去する（図１（ｅ））。更に、この上に、前記下部クラッド層と同じ組成物を用い、下部クラッド層２を形成したときと同様の方法で、上部クラッド層６を形成する（図１（ｆ））。以上のようにして特性の良好な光導波路を作製できる。

上述の基板１の材料としては、特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、石英ガラス板、シリコンウエハ、セラミック基板、ガラスエポキシ樹脂基板や、ポリイミドフィルムやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の樹脂フィルム、銅箔やステンレス箔などの金属箔など、膜厚の薄い柔軟性に富む材料があげられる。

上述の組成物を塗布する方法は、厚みが均一でかつ表面が平滑になるものであれば特に限定されず、例えば、スピンコート法、スプレー法、ロールコート法、インクジェット法などの方法を採用することができる。中でも、生産性の観点から、スピンコート法が好ましい。スピンコート法の条件は、使用する組成物材料などにより適宜選択される。塗布後に、必要に応じて、加熱工程を設けてもよい。硬化膜を得るための加熱、乾燥条件としては、適用される基材、および使用する化合物に応じて適宜選択されるが、１００〜４００℃の温度で、０．５〜１０分間の処理を行うことが好ましい。特に好ましい温度としては、１００〜２５０℃が好ましく、さらに好ましくは、１００〜２００℃である。加熱処理は数回に分けて行ってもよい。この加熱処理は、酸素による熱酸化を防ぐために、窒素雰囲気下、低濃度酸素下または大気圧１０トール以下で行うことが特に好ましい。なお、層が厚すぎると急激な溶媒の蒸発により層の表面が荒れたりすること。クラックなどが発生する場合があるので、上述の塗布と加熱処理を数回繰り返して積層形成してもよい。

上述のレジスト膜の露光には、レジスト材料により適宜選択され特に限定されるものではないが、光源の工業的な汎用性の観点から、紫外線を含む光が用いられる。光の照射装置としては、例えば、超高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプなどが用いられる。

本発明の光導波路は、例えば、直線光導波路、曲がり光導波路、交差光導波路、Ｙ分岐光導波路、スラブ光導波路として用いることができる。また、多様の目的に使用することができ、光学デバイスへ好適に用いることができる。光学デバイスとは、光記録装置や撮像装置などを含めた広範な光学機器を意味する。具体的には、光スイッチ、光減衰器、光アイソレータ、光分岐器，光合波器，光アンプ，波長変換器，光スプリッタなどが挙げられる。なかでも、優れた耐熱性と光学特性を併せ持つことから、半導体集積回路（特に、シリコン基板上）へ好適に用いることができ、なかでも光配線として好適に用いることができる。

本発明のカゴ型構造を有する化合物と一般式（７）で表される化合物とを含む組成物は、優れた耐熱性、光学特性をもつことから、光学材料用途へと好適に用いることができる。例えば、光スイッチ、光コネクタ、光回路部品、光学素子などのファイバー材料、レンズ、導波路、素子の封止剤、接着剤などが挙げられる。なかでも、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサーのレンズや、光導波路へと好適に用いることができる。特に、優れた耐熱性を有していることから半導体プロセスへの親和性が高く、半導体集積回路上の光導波路（光配線）へと好適に用いられる。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により制約されるものではない。

以下のＧＰＣ測定は、Ｗａｔｅｒｓ２６９５およびＳｈｏｄｅｘ製ＧＰＣカラムＫＦ−８０５Ｌを使用し、カラム温度４０℃で、溶出溶媒としてテトラヒドロフランを毎分１ｍｌの流量で測定を行い、Ｍｗ、Ｍｎは標準ポリスチレンを用いて作製した検量線を用いて計算した。

（合成例１）
Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ, ５２６６（１９９１）に記載の合成法に従って、４，９−ジエチニルジアマンタンを合成した。次に、４，９−ジエチニルジアマンタン２ｇとジクミルパーオキサイド（パークミルＤ、日本油脂製）０．２２ｇ、ｔ−ブチルベンゼン１０ｍｌを窒素気流下内温１５０℃で７時間攪拌、重合した。反応液を室温にした後、イソプロピルアルコール６０ｍｌに添加、析出した固体を濾過して、イソプロピルアルコールで十分に洗浄した。質量平均分子量（Ｍｗ）１５０００の化合物（Ａ）を得た。

（合成例２）
窒素気流下、三つ口フラスコに市販の３−エチニルアニリン１９質量部、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１０７質量部およびトリエチルアミン２７．４質量部を反応容器に入れ、均一になるまで攪拌した。その容器を氷浴下で冷却しながら、市販のトリメソイルクロリド１３質量部をゆっくりと滴下した。滴下終了後、室温で１時間撹拌した。反応後、反応液に酢酸エチルを加え、１Ｎ ＨＮＯ_３水溶液および水で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去することにより、以下の化合物(Ｂ)を得た。

（合成例３）
市販の１，３−ジアミノ−４，６−ジヒドロキシベンゼン５４４．４質量部（１．０ｍｏｌ）を、乾燥したＮ−メチル−２−ピロリドン ２１７８質量部に溶解し、ピリジン １９３．８質量部（２．４５ｍｏｌ）を添加後、乾燥窒素下、−１５℃で、 Ｎ−メチル−２−ピロリドン７９６質量部に 公知の方法で作成したイソフタル酸ジクロリド１９８．９質量部（０．９８ｍｏｌ）を溶解したものを、３０分間かけて滴下した。滴下終了後、室温まで戻し、室温で５時間かく拌した。その後、反応溶液を大量のイオン交換水に滴下し再沈殿し、沈殿物を集め、乾燥することにより、ポリベンゾオキサゾール前駆体化合物（Ｃ）を得た。

（合成例４）
イソフタル酸ジクロリドの代わりに塩化アクリロイルを用い、ピリジンの添加量を塩化アクリロイルの１．２５倍モルにしたこと以外は、合成例３の場合と同様の方法によりビスベンゾオキサゾール前駆体化合物（Ｄ）を得た。

（合成例５）
市販の１，３−ジアミノ−４，６−ジヒドロキシベンゼン５４４．４質量部（１．０ｍｏｌ）を、乾燥したＮ−メチル−２−ピロリドン ２１７８質量部に溶解し、ピリジン １９３．８質量部（２．４５ｍｏｌ）を添加後、乾燥窒素下、−１５℃で、 Ｎ−メチル−２−ピロリドン７９６質量部に イソフタル酸ジクロリド１７８．６質量部（０．８８ｍｏｌ）とスベリン酸ジクロリド２１．１質量部（０．１ｍｏｌ）を溶解したものを、３０分間かけて滴下した。滴下終了後、室温まで戻し、室温で５時間かく拌した。その後、反応溶液を大量のイオン交換水に滴下し再沈殿し、沈殿物を集め、乾燥することにより、ポリベンゾオキサゾール前駆体化合物（Ｅ）を得た。

（塗布液作成例１）
化合物（Ａ）２質量部をシクロヘキサノン１８質量部に溶解し、０．１ミクロンのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過し、塗布液１を得た。

（塗布液作成例２）
化合物（Ａ）１．８質量部および化合物（Ｂ）０．２質量部をシクロヘキサノン１８質量部に溶解し、０．１ミクロンのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過し、塗布液２を得た。

（塗布液作成例３）
化合物（Ａ）１．０質量部および化合物（Ｂ） １．０質量部をシクロヘキサノン１８質量部に溶解し、０．１ミクロンのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過し、塗布液３を得た。

（塗布液作成例４）
化合物（Ｃ）１．９質量部および化合物（Ｄ）０．１質量部をＮ−メチル−２−ピロリドン１８質量部に溶解し、１ミクロンのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過し、塗布液４を得た。

（塗布液作成例５）
化合物（Ｅ）１．９質量部および化合物（Ｄ）０．１質量部をＮ−メチル−２−ピロリドン１８質量部に溶解し、１ミクロンのテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過し、塗布液５を得た。

塗布液１〜５をそれぞれ４インチＳｉウエハー上にスピンコートし、窒素気流中１１０℃／1分、窒素気流中２００℃／１分、窒素雰囲気中４００℃／１時間の加熱を実施しＳｉウエハー上に５００ｎｍの膜を得た。反射測定型膜厚計Ｆ−２０（フィルメトリクス社製）を用いて波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定したところ表１の結果を得た。

（実施例１）
塗布液１をＡＣＴ８ＳＯＤ（東京エレクトロン製）を用いてスピンコート法により、シリコン基板上に塗布し、低酸素濃度熱板ＤＬＢ（東京エレクトロン製）を用いて窒素中３５０℃／１０分の加熱を実施した。スピンコートと加熱工程を繰り返すことにより重ね塗りを実施して８μｍの膜厚の膜を得て下部クラッド層とした。該膜の上に塗布液２を用いて下部クラッド層と同様の方法でフィルム化しコア層とした。次に、前記コア層上に膜厚０．３μｍのアルミニウム層を蒸着し、マスク層を形成した。さらに、前記アルミニウム層上に、ポジ型フォトレジスト（オーリン製、商品名ＨＰＲ２０４）を、ＡＣＴ８ＳＯＤ（東京エレクトロン製）を用いてスピンコート法により塗布した後、約９５℃でプリベークを行った。次に、パターン形成用のフォトマスク（Ｔｉ）を配置し、超高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射した後、ポジ型レジスト用現像液（ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムヒドロキシド０．２６規定水溶液）を用いて現像した。その後、１３５℃でポストベークを行った。これにより、線幅８μｍを有する直線状のレジストパターンが得られた。次に、アルミニウム層のウエットエッチングを行い、レジストパターンをアルミニウム層に転写した。更に、パターニングされたアルミニウム層をマスクとして、コア層をドライエッチングにより加工した。次に、アルミニウム層をエッチング液で除去した。更に、コア層が露出した面上に、塗布液１を、下部クラッド層と同様の方法でフィルム化し、上部クラッド層とした。最後に、光導波路の両端を、ダイシングソーで切り落として、光の入出射端面を形成した。このようにして、シリコン基板上に埋め込み型シングルモード光導波路が得られた。

上記光導波路の光伝搬損失を、カットバック法で測定したところ、波長１．３μｍで０．１ｄＢ／ｃｍ、１．５５μｍで０．２ｄＢ／ｃｍであった。

（実施例２および比較例１）
実施例１と同様の方法で、以下の表２に従って、コア層およびクラッド層に塗布液３〜５を用いて、光導波路を作成し、実施例１と同様の評価を行った。かご型構造を有する化合物を含む組成物を用いると光伝搬損失の小さな優れた性能の光導波路が得られることがわかった。また、本発明にかかる化合物は上述のように４００℃／１ｈという高温プロセスに耐えうる耐熱性を有しており、半導体プロセスなどに好適に用いることができる。

本発明による埋め込み型光導波路の作成方法の一例を示す工程図である。

符号の説明

１ 基板
２ 下部クラッド層
３ コア層
４ コアパターンを形成するためのマスク層
５ レジスト層
６ 上部クラッド層

Claims (9)

1. コア層とクラッド層とを有する光導波路であって、該コア層または該クラッド層がカゴ型構造を有する化合物を含む組成物を用いて形成される光導波路。
2. 前記カゴ型構造を有する化合物が、一般式（１）〜一般式（６）のいずれかで表される化合物の重合体である請求項１に記載の光導波路。
   

   

   
   （一般式（１）〜一般式（６）中、Ｘ_１〜Ｘ_８は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シリル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、またはカルバモイル基を表す。Ｙ_１〜Ｙ_８は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはシリル基を表す。ｍ_１およびｍ_５は、それぞれ独立に１〜１６の整数を表す。ｎ_１およびｎ_５は、それぞれ独立に０〜１５の整数を表す。ｍ_２、ｍ_３、ｍ_６およびｍ_７は、それぞれ独立に１〜１５の整数を表す。ｎ_２、ｎ_３、ｎ_６およびｎ_７は、それぞれ独立に０〜１４の整数を表す。ｍ_４およびｍ_８は、それぞれ独立に１〜２０の整数を表す。ｎ_４およびｎ_８は、それぞれ独立に０〜１９の整数を表す。）
3. 前記組成物が、さらに一般式（７）で表される化合物を含む請求項１または２に記載の光導波路。
   

   

   
   （一般式（７）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素基を表す。ｎは２〜４の整数を表す。ｍは１または２の整数を表す。）
4. 前記コア層または前記クラッド層の一方が、ポリベンゾオキサゾール前駆体を含む組成物を用いて形成される請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路を有する光学デバイス。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路を有する半導体集積回路。
7. カゴ型構造を有する化合物と一般式（７）で表される化合物とを含む光学材料用組成物。
   

   

   
   （一般式（７）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素基を表す。ｎは２〜４の整数を表す。ｍは１または２の整数を表す。）
8. 前記カゴ型構造を有する化合物が、一般式（１）〜一般式（６）のいずれかで表される化合物の重合体である請求項７に記載の光学材料用組成物。
   

   

   
   （一般式（１）〜一般式（６）中、Ｘ_１〜Ｘ_８は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シリル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、またはカルバモイル基を表す。Ｙ_１〜Ｙ_８は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはシリル基を表す。ｍ_１およびｍ_５は、それぞれ独立に１〜１６の整数を表す。ｎ_１およびｎ_５は、それぞれ独立に０〜１５の整数を表す。ｍ_２、ｍ_３、ｍ_６およびｍ_７は、それぞれ独立に１〜１５の整数を表す。ｎ_２、ｎ_３、ｎ_６およびｎ_７は、それぞれ独立に０〜１４の整数を表す。ｍ_４およびｍ_８は、それぞれ独立に１〜２０の整数を表す。ｎ_４およびｎ_８は、それぞれ独立に０〜１９の整数を表す。）
9. 光導波路に用いる、請求項７または８に記載の光学材料用組成物。

Images