聚合物光波导的制法制造技术

本发明专利技术提供了聚合物光波导的制法，该方法使用通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂，可有效地制造低光损失的聚合物光波导。该聚合物光波导由芯(2)、下包层(1)、和外包层(3)构成，该制法包括：在下包层(1)的表面涂布含有溶剂的芯形成用光引发阳离子聚合树脂组合物的工序(a)；通过加热处理使由上述芯形成用树脂组合物(2’)形成的层中的溶剂挥发的加热工序(b)；将该加热工序(b)后的芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度调整至1wt％以下的控制工序(控制组件(12))，对上述加热工序(b)后的芯形成用树脂组合物的层隔着光掩模照射照射线来曝光，并显影而形成规定图案的芯(2)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物光波导的制法。
技术介绍
近年来，随着光通信、光信息处理、其他一般光学领域的增大，对用于将多个光学器件光学连接的光波导的需求在增高。作为这种光波导，一般采用如下聚合物光波导其使用聚合物材料形成芯(芯层)，在该芯上形成由聚合物材料形成的外包层，在该芯下形成由相同材料形成的下包层。上述聚合物光波导的芯通常形成为在光波导的纵向(光路方向)上延伸的图案， 其宽度方向的截面形状形成为大致方形。另外，这种图案的芯通过使用紫外线固化性树脂等感光性树脂的光刻法来形成(专利文献1、幻。即，在基板上形成下包层之后，在该下包层上形成芯形成用的感光性树脂组合物层，隔着光掩模，照射光进行曝光，使用显影液将未曝光部分显影和除去，从而形成上述规定图案的芯。而且，作为上述芯形成用的感光性树脂组合物的主剂，使用成型品的尺寸精度优异的、环氧系、氧杂环丁烷系、乙烯基醚系等通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂(以下也简称为“光引发阳离子聚合树脂”)，在这些光引发阳离子聚合树脂中添加光酸产生剂等光催化剂、粘度调整用的溶剂以及反应性低聚物、稀释剂、偶联剂等助剂来形成树脂组合物。现有技术专利文献专利文献专利文献1 日本特开2007-279237号公报专利文献2 日本特开2008-275999号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在聚合物光波导中，使用上述光引发阳离子聚合树脂通过光刻法形成芯时， 根据场合，会发生所制作的芯的宽度(光波导宽度方向的总宽度)大于设计值的情况。然而，这样获得的芯的宽度大于设计值时，光的总损失增大，聚合物光波导有可能无法发挥象当初设计那样的性能，期望这方面的改善。本专利技术是鉴于这种情况而做出的，其目的是提供使用通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂，能够有效地制造低光损失的聚合物光波导的聚合物光波导的制法。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本专利技术的聚合物光波导的制法，其主旨在于，所述聚合物光波导包括传输光的芯、设置在该芯的下侧的下包层、以及在覆盖所述芯的状态下设置的外包层，至少所述芯是使用通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂形成的，该聚合物光波导的制法包括在基板上形成的下包层的表面涂布包含所述通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂和溶剂的芯形成用树脂组合物的工序；使所述芯形成用树脂组合物中的溶剂挥发的加热工序；控制该加热工序中的加热条件，将所述芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度调整至以下的控制工序；以及，隔着光掩模对所述加热工序后的芯形成用树脂组合物的层照射照射线来曝光，并显影而形成规定图案的芯的工序。S卩，本专利技术人在使用通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂组合物作为芯的形成材料时，为了查明上述芯的总宽度大于设计值的情况的发生原因，重复进行了一系列研究。在此过程中，认为上述芯的宽度增宽的原因在于通过光照射产生的活性种(氢离子)扩散到由于掩模而没有接触光的区域(与芯邻接的设计外的区域)，并进一步进行了研究。接着，其结果查明，上述活性种的扩散是由芯形成材料中配合的溶剂导致的。 即查明，芯的形成材料(光引发阳离子聚合树脂)由于溶剂而形成粘度低的清漆状，因此上述活性种在该光引发阳离子聚合树脂组合物中容易移动。接着，本专利技术人基于该认识而发现，通过设法使芯形成材料中的溶剂量在其曝光前降低至适当的浓度范围，抑制该活性种的移动，由此，即使在使用上述光引发阳离子聚合树脂时，也能获得尺寸精度高的光波导芯，从而完成了本专利技术。专利技术的效果这样，本专利技术是使用光引发阳离子聚合树脂，通过光刻法制作聚合物光波导的制法，其中，包括在该芯的曝光之前使上述芯形成用树脂组合物中的溶剂挥发的加热工序，控制该加热工序中的加热条件，将上述芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度调整至Iwt% 以下的控制工序。因此，使得曝光后的上述芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度(wt% = 残留溶剂的质量/树脂组合物总体的质量)降低至适当的浓度范围，从而防止了由上述活性种的移动引起的芯宽度的扩大。其结果，在芯的形成时(曝光后的加热处理时)，其宽度不增大，能够按照当初的设计宽度精度良好地形成各芯。由此，可以降低各芯的总损失，制造高性能的光引发阳离子聚合树脂制聚合物光波导。附图说明图1的(a) (c)是说明本专利技术的实施方式的聚合物光波导的制法中的下包层的形成方法的示意图。图2的(a) (f)是说明本专利技术的实施方式的聚合物光波导的制法中的芯的形成方法的示意图。图3的(a) (C)是说明本专利技术的实施方式的聚合物光波导的制法中的外包层的形成方法与步骤的示意图，(d)是通过该制法获得的聚合物光波导的示意性剖面图。图4为示出紫外线照射前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度与所得芯的宽度的关系的图像1。图5为示出紫外线照射前的芯形成材料层中的残留溶剂浓度与所得芯的总损失的关系的图像2。图6的(a)为示出实施例1的聚合物光波导的芯的导光状态的示意图，(b)为示出比较例1的聚合物光波导的芯的导光状态的示意图。附图标记说明1下包层2 芯3外包层12控制组件具体实施例方式接着，根据附图来详细说明本专利技术的实施方式。首先，描述本实施方式的聚合物光波导的制法的概况。在该制法中，准备由硅片、玻璃等形成的基板11，如图1的(a) (c)所示，在其上形成下包层1。接着，如图2的(a) (f)所示，在上述下包层1上，使用包含上述感光性树脂(光引发阳离子聚合树脂)和溶剂的芯形成用树脂组合物(以下有时称为“清漆”)来形成树脂层(2’)，隔着形成为规定图案的光掩模M将该树脂层曝光，显影，通过固化将形成有图案的树脂层形成为芯2。接着，如图3的(a) (c)所示，以覆盖下包层1上形成的芯2 的方式，形成外包层3，获得图3的(d)那样的聚合物光波导。此时，如图2的(b)所示，在芯的制作过程中，在该曝光之前，通过进行经由加热使芯形成用树脂组合物(树脂层)中的溶剂挥发、并将该树脂层中的残留溶剂浓度降低至以下的加热工序，从而防止所得芯的宽度大于设计值于未然。这是本专利技术的特征。接着，详细说明上述制法。首先，准备平板状的基板11。作为该基板11，例如，可列举出上述硅片、玻璃，除此以外，还可以使用由树脂、金属等形成的基板。接着，如图1的 (a)所示，在上述基板11的表面的规定区域涂布下包层1形成用的树脂组合物1’。该树脂组合物1’的涂布例如通过旋转涂布法等来进行。接着，使之固化，制作下包层1。上述下包层1的固化根据下包层1的形成材料、厚度等适当进行，例如，使用感光性树脂作为其形成材料时，如图ι的(b)所示，对上述树脂组合物1’层照射紫外线(空心箭头L:以下相同)后，如图1的(c)所示，通过使用烘箱等的加热处理(虚线箭头H:以下相同)，完成固化。接着，如图2的(a)所示，在上述下包层1上涂布芯2形成用的光引发阳离子聚合树脂组合物(清漆2’)，如图2的(b)所示，进行加热处理H，使该清漆2’中的溶剂挥发。 接着，对残留溶剂浓度降低了的清漆2’的层，如图2的(c)所示，隔着光掩模M照射紫外线 L，然后如图2的(d)所示，进行加热处理H，使其完成固化。此后，如图2的(e)所示，使用显影液D，通过浸渍法、喷涂法、搅炼(puddle)法等进行显影，使上述光引发阳离子聚合树脂层O本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．聚合物光波导的制法，其特征在于，所述制法包括：工序（ａ），在基板上形成下包层；工序（ｂ），在所述下包层上形成传输光的芯；工序（ｃ），以覆盖所述芯的方式形成外包层；其中，所述工序（ｂ）包括：工序（ｂ－１），在所述下包层的表面涂布芯形成用树脂组合物，所述芯形成用树脂组合物包含通过光引发阳离子聚合反应而固化的类型的感光性树脂和溶剂；工序（ｂ－２），将所述芯形成用树脂组合物加热，使所述芯形成用树脂组合物中的所述溶剂挥发；工序（ｂ－３），控制所述工序（ｂ－２）中的加热条件，将所述芯形成用树脂组合物中的残留溶剂浓度调整至１ｗｔ％以下；工序（ｂ－４），隔着光掩模对所述工序（ｂ－２）后的芯形成用树脂组合物的层照射照射线来曝光，并显影而形成规定图案的所述芯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小河睦，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP