JP4490183B2 - 光導波路およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路およびその製造方法に関し、詳しくは、ポリマー材料が用いられる光導波路およびその製造方法に関する。

光導波路は、複数の光デバイスを光接続するために広く用いられている。近年、このような光導波路を、ポリマー材料から形成して、加工性や量産性の向上を図ることが、種々検討されている。
例えば、エポキシ系オリゴマーやアクリル系オリゴマーなどの液状の感光性樹脂を用いて、これを下部クラッド層に塗布し、マスクを介して露光した後、溶媒にて現像することによって、コア層をパターン形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−２６８１５２号公報

しかるに、上記した液状の感光性樹脂では、露光前は液状であるため、露光時において、マスクと感光性樹脂との間に、所定の間隔を設ける必要がある。例えば、上記の特許文献１では、その図６に示されるように、マスクと感光性樹脂との間に、それらの間の間隔を保持するために、スペーサを介在させるようにしている。
しかし、スペーサを介在させることは、工数および煩雑な手間がかかり、生産効率の向上を図ることが困難となる。

さらに、液状の感光性樹脂では、取扱においてマスクを汚染したり、流動に起因して光導波路を安定した形状で形成することができない、という不具合がある。
本発明の目的は、生産効率の向上を図ることができ、かつ、作業性および生産安定性に優れる光導波路の製造方法、および、その光導波路の製造方法により製造される光導波路を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の光導波路の製造方法は、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより、アンダークラッド層を形成する工程、前記アンダークラッド層の上に、フルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物であって、フルオレン誘導体として、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体を単独で含むか、または、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体および下記化学式（２）で示されるフルオレン誘導体の両方を含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより、コア層を形成する工程、および、前記アンダークラッド層の上に、前記コア層を被覆するように、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより、オーバークラッド層を形成する工程を含んでいることを特徴としている。

また、本発明の光導波路の製造方法では、コア層を形成する光重合性樹脂組成物が、フルオレン誘導体として、前記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体および前記化学式（２）で示されるフルオレン誘導体の両方を含んでいることが好適である。
また、本発明の光導波路の製造方法は、下記化学式（３）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物により、コア層を形成する工程を含んでいることを特徴としている。

また、本発明の光導波路の製造方法は、アンダークラッド層を形成する工程と、前記アンダークラッド層の上に、前記コア層を形成する工程と、前記アンダークラッド層の上に、前記コア層を被覆するように、オーバークラッド層を形成する工程とを含んでいることが好適である。
また、この方法では、前記コア層を形成する工程は、前記アンダークラッド層の上に、前記光重合性樹脂組成物を塗布した後、加熱することにより、樹脂層を形成する工程、および、前記樹脂層を、パターン形成する工程を含んでいることが好適である。

さらに、前記樹脂層をパターン形成する工程では、前記樹脂層にマスクを接触させてコンタクト露光法により露光した後、現像する工程を含んでいることが好適である。
また、本発明は、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより形成されるアンダークラッド層と、前記アンダークラッド層の上に、フルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物であって、フルオレン誘導体として、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体を単独で含むか、または、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体および下記化学式（２）で示されるフルオレン誘導体の両方を含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより形成されるコア層と、前記アンダークラッド層の上に、前記コア層を被覆するように、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより形成されるオーバークラッド層とを備えている光導波路を含んでいる。

また、本発明の光導波路は、コア層を形成する光重合性樹脂組成物が、フルオレン誘導体として、前記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体および前記化学式（２）で示されるフルオレン誘導体の両方を含んでいることが好適である。
また、本発明は、下記化学式（３）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物から形成されるコア層を備えている光導波路を含んでいる。

本発明の光導波路の製造方法では、コア層を、フルオレン誘導体と光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物から形成するので、そのコア層の形成時において、確実なパターン形成を確保することができ、とりわけ、露光および現像によりパターン形成する場合には、マスクと、光重合性樹脂組成物から形成される樹脂層との間に、所定の間隔を設けずとも、マスクを樹脂層に接触させて露光することができる。

そのため、この方法によれば、スペーサを介在させるなどの工数および煩雑な手間を低減することができ、生産効率の向上を図ることができる。また、マスクを樹脂層に接触させても、マスクの汚染を低減することができる。さらに、樹脂層が流動しにくく、光導波路を安定した形状で形成することができる。
その結果、本発明の光導波路は、生産効率のよい製造に起因して、コストダウンを図ることができ、しかも、形状安定性に優れる品質の良好な光導波路として、種々の分野で用いることができる。

図１は、本発明の光導波路の製造方法の一実施形態を示す製造工程図である。
図１において、この方法では、まず、図１（ａ）に示すように、基板１を用意する。基板１としては、特に制限されず、例えば、シリコンウエハ、ガラスなどからなるセラミック基板、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス、鉄合金などからなる金属基板、例えば、ポリイミド、ガラス−エポキシなどからなるプラスチック基板などが用いられる。また、ガラス基板の上に金属薄膜が積層されている積層基板、金属配線が既設された配線回路基板なども用いることができる。さらに、後述するように、基板１を最終的に除去することによって、光導波路をフィルム状にする、いわゆるフレキシブル光導波路を形成する場合には、エッチングが可能な金属基板または積層基板が、好適に用いられる。

なお、基板１の厚みは、例えば、１０〜５０００μｍ、好ましくは、１０〜１５００μｍである。
次いで、この方法では、図１（ｂ）に示すように、基板１の上に、アンダークラッド層２を形成する。アンダークラッド層２としては、後述するコア層３よりも屈折率が低くなるように形成する。

後述するコア層３が、後述するビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテルを含む光重合性樹脂組成物（以下、光重合性樹脂組成物Ａとする。）により形成される場合、または、後述するビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテルと、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテルとをの両方を含む光重合性樹脂組成物（以下、光重合性樹脂組成物Ｂとする。）により形成される場合には、アンダークラッド層２は、光重合性樹脂組成物Ａから、形成される。

また、後述するコア層３が、後述するビスフェノールフルオレンテトラグリシジルエーテルと、後述する光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物（以下、光重合性樹脂組成物Ｃとする。）により形成される場合には、アンダークラッド層２は、特に制限されず、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂から形成される。また、後述する光重合性樹脂組成物から形成することもできる。さらに、アンダークラッド層２をパターン形成する場合には、感光性樹脂から形成することが好適である。

光重合性樹脂組成物は、下記一般式（４）および／または下記一般式（５）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含んでいる。

（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、同一または異なって水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ５およびＲ６は、同一または異なって水素原子またはメチル基を示し、ｎは、各々独立して０〜１０の整数を示す。）
一般式（４）において、Ｒ１〜Ｒ４で示される炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシルなどが挙げられる。

また、一般式（４）においては、Ｒ１〜Ｒ６が、すべて水素原子であり、ｎが、各々独立して０または１であることが好適である。このようなフルオレン誘導体は、より具体的には、例えば、Ｒ１〜Ｒ６すべてが水素原子でありｎがともに１であるビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル（エポキシ当量３２０、下記化学式（１）参照）、Ｒ１〜Ｒ６すべてが水素原子でありｎがともに０であるビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル（エポキシ当量２３４、下記化学式（２）参照）が挙げられる。

（式中、Ｒ７は、各々独立して水素原子またはメチル基を、ｎは、各々独立して０〜１０の整数を、ｍは、各々独立して２〜５の整数を示す。）
また、一般式（５）においては、ｎがともに０であり、ｍがともに２であることが好適である。このようなフルオレン誘導体は、より具体的には、例えば、下記化学式（３）で示される、ビスフェノールフルオレンテトラグリシジルエーテル（エポキシ当量２００）が挙げられる。

これらフルオレン誘導体（上記一般式（４）に示すフルオレン誘導体および上記一般式（５）に示すフルオレン誘導体）は、単独使用または２種類以上併用することができる。また、このようなフルオレン誘導体は、公知の方法により製造することができる。
フルオレン誘導体の配合割合は、例えば、光重合性樹脂組成物全量に対して、５０〜９９．９重量％、好ましくは、８０〜９９重量％である。５０重量％より少ないと、塗布後に成膜しにくくなる場合がある。９９．９重量％より多いと、光酸発生剤の配合割合が少なくなり、硬化が不十分となる場合がある。

光酸発生剤としては、特に制限されず、例えば、オニウム塩などの従来公知のものが用いられる。オニウム塩としては、例えば、ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、セレニウム塩などが挙げられる。また、これらの塩（対イオン）としては、例えば、ＣＦ _３ ＳＯ _３ ⁻ 、ＢＦ _４ ⁻ 、ＰＦ _６ ⁻ 、ＡｓＦ _６ ⁻ 、ＳｂＦ _６ ⁻ などのアニオンが挙げられる。

より具体的には、例えば、４，４-ビス[ジ（βヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ]フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート、アリルスルフォニウムヘキサフルオロフォスフェイト、トリフェニルスルホニウムトリフレート、４−クロロベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、（４−フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、（４−フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス[４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル]スルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート、ビス[４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル]スルフィド−ビス−ヘキサフルオロホスフェート、（４−メトキシフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、（４−メトキシフェニル）フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンジルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルセレニウムヘキサフルオロホスフェートなどが挙げられる。これら光酸発生剤は、単独使用または２種類以上併用することができる。

また、光酸発生剤の配合割合は、例えば、フルオレン誘導体１００重量部に対して、０．１〜１０重量部、好ましくは、０．５〜５重量部である。
また、光重合性樹脂組成物には、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、上記成分以外に、例えば、反応性オリゴマー、希釈剤などの各種成分を含ませることができる。

反応性オリゴマーとしては、例えば、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート、ブタジエンアクリレート、オキセタンなどが用いられる。好ましくは、オキセタンが用いられる。オキセタンは、少量添加するのみで、光重合性樹脂組成物の硬化を促進させることができる。より具体的には、例えば、３−エチルー３−ヒドロキシメチルオキセタン、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン、ジ（１−エチル（３−オキセタニル））メチルエーテル、３−エチル−３−（２−エチルヘキシルメチル）オキセタンなどが挙げられる。これら反応性オリゴマーは、単独使用または２種類以上併用することができる。また、反応性オリゴマーの配合割合は、例えば、フルオレン誘導体１００重量部に対して、５〜１００重量部である。

希釈剤としては、例えば、炭素数２〜２５のアルキルモノグリシジルエーテル（例えば、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテルなど）、ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ドデカンジオールジグリシジルエーテル、ペンタエチルトリオールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、レゾルシングリシジルエーテル、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、テトラフルオロプロピルグリシジルエーテル、オクタフルオロプロピルグリシジルエーテル、ドデカフルオロペンチルグリシジルエーテル、スチレンオキシド、１，７−オクタジエンジエポキシド、リモネンジエポキシド、リモネンモノオキシド、α−ピネンエポキシド、β−ピネンエポキシド、シクロヘキセンエポキシド、シクロオクテンエポキシド、ビニルシクロヘキセンオキシドなどが挙げられる。耐熱性、透明性を考慮すると、好ましくは、３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、３，４−エポキシシクロヘキセニルエチル−８，４−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド、アリルシクロヘキセンジオキシド、８，４−エポキシ−４−メチルシクロヘキシル−２−プロピレンオキシド、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）エーテルなどの分子内に脂環式構造を有するエポキシが挙げられる。

これら希釈剤は、単独使用または２種類以上併用することができる。また、希釈剤の配合割合は、例えば、フルオレン誘導体１００重量部に対して、５〜２００重量部である。
そして、光重合性樹脂組成物は、上記した各成分を、溶媒に配合して、溶解混合することにより、ワニスとして調製することができる。
溶媒としては、例えば、２−ブタノン、シクロヘキサノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジグライム、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールメチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラメチルフラン、ジメトキシエタンなどが用いられる。これら溶媒は、単独使用または２種類以上併用して、塗布に好適な粘度が得られるように、適量用いられる。

なお、光重合性樹脂組成物は、溶媒を用いずに、例えば、希釈剤を溶媒の代わりとして、希釈剤により他の成分を溶解混合することにより、ワニスとして調製することもできる。
アンダークラッド層２の形成は、特に制限されないが、例えば、基板１の上に、上記した樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布し、溶媒を除去して樹脂層を形成する。その後、樹脂が感光性樹脂である場合には、公知の方法により露光および現像してパターン形成し、その後、加熱により硬化する。

ワニスの塗布は、例えば、スピンコーティング法、ディッピング法、キャスティング法、インジェクション法、インクジェット法などが用いられる。
硬化は、例えば、ポリイミド樹脂を形成する場合には、３００〜４００℃で加熱する。
なお、アンダークラッド層２の厚みは、マルチモード光導波路の場合には、例えば、５〜５０μｍ、シングルモード光導波路の場合には、例えば、１〜２０μｍである。

また、基板１の屈折率が低い場合には、基板１そのものを、アンダークラッド層２として用いることができる。その場合には、基板１からなるアンダークラッド層２の上に、コア層３が形成される。
また、アンダークラッド層２の形成においては、基板１とアンダークラッド層２との間の密着性を向上させるために、上記した樹脂に、カップリング剤を含ませることができる。

このようなカップリング剤としては、例えば、エポキシ系のシランカップリング剤やアミノ系のシランカップリング剤などが用いられる。エポキシ系のシランカップリング剤としては、例えば、２−（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、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。アミノ系のシランカップリング剤としては、例えば、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などが挙げられる。

次いで、この方法では、図１（ｃ）〜（ｆ）に示すように、アンダークラッド層２の上に、コア層３を形成する。コア層３の形成には、上記した光重合性樹脂組成物が用いられる。
より具体的には、コア層３の形成には、上記フルオレン誘導体としてビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテルを単独で含む光重合性樹脂組成物（光重合性樹脂組成物Ａ）、あるいは、上記フルオレン誘導体としてビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテルとビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテルとの両方を含む光重合性樹脂組成物（光重合性樹脂組成物Ｂ）、または、ビスフェノールフルオレンテトラグリシジルエーテルを含む光重合性樹脂組成物（光重合性樹脂組成物Ｃ）が用いられる。

そして、コア層３の形成では、上記で得られたワニスを、まず、アンダークラッド層２の上に、塗布して乾燥することにより、図１（ｃ）に示すように、樹脂層４を形成する。
塗布は、上記と同様に、例えば、スピンコーティング法、ディッピング法、キャスティング法、インジェクション法、インクジェット法などが用いられる。乾燥は、例えば、５０〜１２０℃で加熱する。これによって、樹脂層４は、その表面に、粘着性（表面タック性）が実質的に残存しないフィルムとして形成される。

次いで、図１（ｄ）に示すように、樹脂層４を、所定のパターンに形成されているフォトマスク５を介して露光する。露光方法としては、例えば、投影露光、プロキシミティ露光、コンタクト露光などが挙げられるが、樹脂層４に表面タック性がないので、フォトマスク５を樹脂層４に接触させるコンタクト露光法が好適に用いられる。
コンタクト露光法では、フォトマスク５を樹脂層４の表面に直接接触させるので、スペーサなどを不要として、作業性の向上を図りつつ、潜像の確実なパターン形成を図ることができる。

露光する照射線としては、例えば、可視光、紫外線、赤外線、Ｘ線、α線、β線、γ線などが用いられる。好適には、紫外線が用いられる。紫外線を用いれば、大きなエネルギーを照射して、大きな硬化速度を得ることができる。また、照射装置も小型かつ安価であり、生産コストの低減化を図ることができる。より具体的には、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯などの光源を用いて、紫外線を照射する。紫外線の照射量は、例えば、１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ^２、好ましくは、５０〜３０００ｍＪ／ｃｍ^２である。

さらに、硬度の高いコア層３を得る場合には、露光後に、８０〜２５０℃、好ましくは、１００〜２００℃にて、１０秒〜２時間、好ましくは、５分〜１時間で、加熱（露光後加熱）する。これにより、後述する硬化時において、架橋反応が促進され、高度の三次元架橋が形成される。そのため、硬度の高いコア層３を得ることができ、光導波路の耐熱性の向上を図ることができる。

このような露光（露光後加熱）により、樹脂層４には、次に述べる現像において、未露光部分が溶解するネガ型の潜像が形成される。
次いで、図１（ｅ）に示すように、露光（または露光後加熱）された樹脂層４を現像して、パターン形成する。
現像は、例えば、浸漬法、スプレー法、パドル法などが用いられる。また、現像剤として、例えば、有機系の溶媒、アルカリ系水溶液を含有する有機系の溶媒などが用いられる。このような現像剤および現像条件は、光重合性樹脂組成物の組成によって、適宜選択される。

この現像によって、樹脂層４における未露光部分が溶解され、樹脂層４がパターン形成される。
その後、図１（ｆ）に示すように、パターン形成された樹脂層４を硬化させて、コア層３を形成する。コア層３の硬化は、例えば、８０〜２５０℃で加熱する。これによって、コア層３が所定のパターンとして形成される。

なお、コア層３の厚みは、マルチモード光導波路の場合には、例えば、２０〜１００μｍ、シングルモード光導波路の場合には、例えば、２〜１０μｍである。
また、本発明においては、フルオレン誘導体を含有する光重合性樹脂組成物を用いているので、ワニスの粘度を高くすることができる。そのため、厚く塗布して、樹脂層４を厚く形成することができる。その結果、マルチモード光導波路に設けられるような厚いコア層３を、容易に形成することができる。

また、コア層３のパターン形成において、上記の方法では、樹脂層４を形成した後に、フォトマスク５を介して露光し、その後、現像することにより、パターン形成したが、露光および現像することなく、例えば、樹脂層４を形成した後に、レーザ加工などにより、樹脂層４をパターン形成することもできる。この方法においても、樹脂層４が粘着性（表面タック性）の実質的に残存しないフィルムとして形成されているので、精度よくレーザ加工することができ、確実なパターン形成を確保することができる。

そして、この方法では、図１（ｇ）に示すように、アンダークラッド層２の上に、コア層３を被覆するように、オーバークラッド層６を形成して、光導波路を得る。
オーバークラッド層６は、オーバークラッド層６とアンダークラッド層２との屈折率を同じにするため、アンダークラッド層２を形成する樹脂と同様の樹脂から、同様の方法により形成することが好ましい。

なお、オーバークラッド層６の厚みは、マルチモード光導波路の場合には、例えば、５〜１００μｍ、シングルモード光導波路の場合には、例えば、１〜２０μｍである。
なお、上記の方法では、基板１の上に、光導波路を形成したが、フィルム状のフレキシブル光導波路を形成する場合には、図１（ｈ）に示すように、基板１を、例えば、エッチングあるいは剥離などにより除去する。

また、上記により得られる光導波路では、コア層３の屈折率を、アンダークラッド層２およびオーバークラッド層６の屈折率よりも高くする必要があるが、各層の屈折率は、各層を形成する材料の組成を、適宜選択することにより、調整することができる。
また、このようにして得られる光導波路は、目的および用途により適宜、適当な長さに切断して用いることができ、通常、その長さは、１ｍｍ〜３０ｃｍである。

そして、上記した光導波路の製造方法では、樹脂層４を、フルオレン誘導体と光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物から形成するので、実質的に表面タックのない樹脂層４を形成することができる。そのため、コア層３の形成時において、確実なパターン形成を確保することができる。とりわけ、露光および現像によりパターン形成する場合には、フォトマスク５と樹脂層４との間に、所定の間隔を設けずとも、コンタクト露光法により、フォトマスク５を樹脂層４に接触させて露光することができる。

そのため、この方法によれば、スペーサを介在させるなどの工数および煩雑な手間を低減することができ、生産効率の向上を図ることができる。また、フォトマスク５を樹脂層４に接触させても、フォトマスク５の汚染を低減することができる。さらに、樹脂層４が流動しにくく、光導波路を安定した形状で形成することができる。
その結果、この方法により得られる光導波路は、生産効率のよい製造に起因して、コストダウンを図ることができ、しかも、形状安定性に優れる品質の良好な光導波路として、種々の分野で用いることができる。

すなわち、このようにして得られる光導波路の形態は、特に制限されず、具体的には、直線光導波路、曲がり光導波路、交差光導波路、Ｙ分岐導波路、スラブ光導波路、マッハツェンダー型光導波路、ＡＷＧ型光導波路、グレーティング、光導波路レンズなどが挙げられる。
また、これらの光導波路を組み込んだ光デバイスとして、例えば、波長フィルタ、光スイッチ、光分岐器、光合成器、光合分波器、光アンプ、波長変換器、波長分割器、光スプリッタ、方向性結合器、さらには、レーザダイオードやフォトダイオードをハイブリッド集積した光伝送モジュールや光電気混載基板などが挙げられる。

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例に限定されることはない。
ワニスの調製
表１に示す処方で、各成分を、溶媒としてシクロヘキサノンを用いて混合溶解して、ワニスＡ〜Ｈを調製した。なお、各ワニスを硬化した硬化物の、測定波長６３３ｎｍにおける屈折率を併せて表１に示す。

実施例１
１０ｃｍ×１０ｃｍのガラス基板の上に、真空蒸着法により、厚み２０ｎｍのアルミニウム層が形成された基板を用意した（図１（ａ）参照）。
その基板の上に、ワニスＡを、スピンコート法により塗布し、９０℃で１５分間乾燥して樹脂層を形成した。その後、樹脂層の全面に、２０００ｍＪ／ｃｍ ^２ の照射量にて紫外線を照射し、次いで、１７０℃で３０分間加熱することにより、厚み３０μｍのアンダークラッド層を形成した（図１（ｂ）参照）。

次いで、ワニスＢを、アンダークラッド層の上に、スピンコート法により塗布し、９０℃で１５分間乾燥して樹脂層を形成した（図１（ｃ）参照）。次いで、５０μｍ幅の直線光導波路パターンが描画されたフォトマスク（合成石英系のクロムマスク）を用いて、コンタクト露光法にて、２０００ｍＪ／ｃｍ ^２ の照射量にて紫外線を照射した（図１（ｄ）参照）。このとき、フォトマスクを樹脂層に直接接触させたが、露光後において、フォトマスクに樹脂の付着は認められなかった。

その後、９０℃で６０分間、露光後加熱した後、アセトニトリル系現像液中に浸漬して現像し、樹脂層をパターン形成した（図１（ｅ）参照）。その後、樹脂層を、１７０℃で３０分間加熱することで、厚み５０μｍ、幅５０μｍの断面方形のコア層を形成した（図１（ｆ）参照）。
そして、コア層を含むアンダークラッド層の上に、ワニスＡを、スピンコート法により塗布し、９０℃で１５分間乾燥して樹脂層を形成した。その後、樹脂層の全面に、２０００ｍＪ／ｃｍ ^２ の照射量にて紫外線を照射し、次いで、１７０℃で３０分間加熱することにより、厚み８０μｍのオーバークラッド層を形成した（図１（ｇ）参照）。これにより、比屈折率Δ＝２．０％のマルチモード光導波路を得た。

さらに、これを、４０℃の塩化第二鉄の塩酸水溶液に浸漬することによって、基板をエッチングし、フィルム状のフレキシブル光導波路を形成した（図１（ｈ）参照）。
最後に、ダイシング装置（モデル５２２、ディスコ社製）によって、得られたフレキシブル光導波路を、５ｃｍの長さに切り出し、端面処理後、波長８５０ｎｍのレーザ光を用いて、常法のカットバック法によって、光伝搬損失を測定したところ、０．０５ｄＢ／ｃｍであった。

また、曲率半径Ｒ＝２０ｍｍにて光導波路を屈曲させても、光伝搬損失の変化は観察されず、良好なフレキシブル性が確認された。また、デバイスに装着する際に、この光導波路を曲率半径Ｒ＝５ｍｍ程度に屈曲させても、光導波路が破損しなかった。
実施例２
ワニスＡに代えてワニスＣを用いた以外は、実施例１と同様にして、基板の上に、厚み３０μｍのアンダークラッド層を形成した。

次いで、ワニスＢに代えてワニスＤを用いた以外は、実施例１と同様にして、アンダークラッド層の上に、厚み５０μｍ、幅５０μｍの断面方形のコア層を形成した。
なお、露光時には、フォトマスクを樹脂層に直接接触させたが、露光後において、フォトマスクに樹脂の付着は認められなかった。
その後、ワニスＡに代えてワニスＣを用いた以外は、実施例１と同様にして、厚み８０μｍのオーバークラッド層を形成した。これにより、比屈折率Δ＝３．０％のマルチモード光導波路を得た。

さらに、基板を除去することなく、実施例１と同様にして、ダイシング装置（モデル５２２、ディスコ社製）によって、得られた光導波路を、５ｃｍの長さに切り出し、端面処理後、波長８５０ｎｍのレーザ光を用いて、常法のカットバック法によって、光伝搬損失を測定したところ、０．０５ｄＢ／ｃｍであった。
実施例３
４インチシリコンウエハを基板として用意し、その基板の上に、ワニスＥを、スピンコート法により塗布し、９０℃で１５分間乾燥して樹脂層を形成した。その後、樹脂層の全面に、２０００ｍＪ／ｃｍ ^２ の照射量にて紫外線を照射し、次いで、１７０℃で３０分間加熱することにより、厚み１０μｍのアンダークラッド層を形成した。

次いで、ワニスＢに代えてワニスＦを用い、フォトマスクのパターン幅を６μｍに変えた以外は、実施例１と同様にして、アンダークラッド層の上に、厚み６μｍ、幅６μｍの断面方形のコア層を形成した。
なお、露光時には、フォトマスクを樹脂層に直接接触させたが、露光後において、フォトマスクに樹脂の付着は認められなかった。

その後、ワニスＡに代えてワニスＥを用いた以外は、実施例１と同様にして、厚み１５μｍのオーバークラッド層を形成した。これにより、比屈折率Δ＝０．５％のマルチモード光導波路を得た。
さらに、基板を除去することなく、実施例１と同様にして、ダイシング装置（モデル５２２、ディスコ社製）によって、得られた光導波路を、５ｃｍの長さに切り出し、端面処理後、波長１５５０ｎｍのレーザ光を用いて、常法のカットバック法によって、光伝搬損失を測定したところ、１．０ｄＢ／ｃｍであった。

実施例４
１０ｃｍ×１０ｃｍのガラスエポキシ基板（ＦＲ４）を用意し、その基板の上に、ワニスＧを、スピンコート法により塗布し、９０℃で１５分間乾燥して樹脂層を形成した。その後、樹脂層の全面に、２０００ｍＪ／ｃｍ ^２ の照射量にて紫外線を照射し、次いで、１７０℃で３０分間加熱することにより、厚み３０μｍのアンダークラッド層を形成した。

次いで、ワニスＢに代えてワニスＨを用いた以外は、実施例１と同様にして、アンダークラッド層の上に、厚み５０μｍ、幅５０μｍの断面方形のコア層を形成した。
なお、露光時には、フォトマスクを樹脂層に直接接触させたが、露光後において、フォトマスクに樹脂の付着は認められなかった。
その後、ワニスＡに代えてワニスＧを用いた以外は、実施例１と同様にして、厚み８０μｍのオーバークラッド層を形成した。これにより、比屈折率Δ＝１．９％のマルチモード光導波路を得た。

さらに、得られた光導波路を２６０℃で３分間、熱処理した後、基板を除去することなく、実施例１と同様にして、ダイシング装置（モデル５２２、ディスコ社製）によって、得られた光導波路を、５ｃｍの長さに切り出し、端面処理後、波長８５０ｎｍのレーザ光を用いて、常法のカットバック法によって、光伝搬損失を測定したところ、０．０８ｄＢ／ｃｍであった。

本発明の光導波路の製造方法の一実施形態を示す製造工程図であって、（ａ）は、基板を用意する工程、（ｂ）は、基板の上にアンダークラッド層を形成する工程、（ｃ）は、アンダークラッド層の上に樹脂層を形成する工程、（ｄ）は、樹脂層をフォトマスクを介して露光する工程、（ｅ）は、樹脂層を現像してパターン形成する工程、（ｆ）は、樹脂層を硬化させてコア層を形成する工程、（ｇ）は、アンダークラッド層の上に、コア層を被覆するようにオーバークラッド層を形成する工程、（ｈ）は、基板１を除去する工程を示す。

符号の説明

２ アンダークラッド層
３ コア層
４ 樹脂層
５ フォトマスク

Claims (9)

1. 下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより、アンダークラッド層を形成する工程、
   前記アンダークラッド層の上に、フルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物であって、フルオレン誘導体として、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体を単独で含むか、または、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体および下記化学式（２）で示されるフルオレン誘導体の両方を含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより、コア層を形成する工程、および、
   前記アンダークラッド層の上に、前記コア層を被覆するように、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより、オーバークラッド層を形成する工程
   を含んでいることを特徴とする、光導波路の製造方法。
   

   

   
2. コア層を形成する光重合性樹脂組成物が、フルオレン誘導体として、前記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体および前記化学式（２）で示されるフルオレン誘導体の両方を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の光導波路の製造方法。
3. 下記化学式（３）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物により、コア層を形成する工程を含んでいることを特徴とする、光導波路の製造方法。
   

   
4. アンダークラッド層を形成する工程と、
   前記アンダークラッド層の上に、前記コア層を形成する工程と、
   前記アンダークラッド層の上に、前記コア層を被覆するように、オーバークラッド層を形成する工程と
   を含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の光導波路の製造方法。
5. 前記コア層を形成する工程は、
   前記アンダークラッド層の上に、前記光重合性樹脂組成物を塗布した後、加熱することにより、樹脂層を形成する工程、および、
   前記樹脂層を、パターン形成する工程を含んでいることを特徴とする、請求項１、２または４に記載の光導波路の製造方法。
6. 前記樹脂層をパターン形成する工程では、
   前記樹脂層にマスクを接触させてコンタクト露光法により露光した後、現像する工程を含んでいることを特徴とする、請求項５に記載の光導波路の製造方法。
7. 下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより形成されるアンダークラッド層と、
   前記アンダークラッド層の上に、フルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物であって、フルオレン誘導体として、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体を単独で含むか、または、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体および下記化学式（２）で示されるフルオレン誘導体の両方を含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより形成されるコア層と、
   前記アンダークラッド層の上に、前記コア層を被覆するように、下記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物を、光カチオンのみによって硬化させることにより形成されるオーバークラッド層と
   を備えていることを特徴とする、光導波路。
   

   

   
8. コア層を形成する光重合性樹脂組成物が、フルオレン誘導体として、前記化学式（１）で示されるフルオレン誘導体および前記化学式（２）で示されるフルオレン誘導体の両方を含んでいることを特徴とする、請求項７に記載の光導波路。
9. 下記化学式（３）で示されるフルオレン誘導体と、光酸発生剤とを含む光重合性樹脂組成物から形成されるコア層を備えていることを特徴とする、光導波路。
   

   

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