(57)【要約】【課題】接着層を用いることなく、基材と被着体との間に光の伝搬経路を形成するとともに、基材と被着体とを強固に接合し、光導波路として機能する接合体を容易に得ることができる光導波路の製造方法、および、薄型化が可能でかつ信頼性の高い光導波路を提供すること。【解決手段】第１の基板２上のうち、一部に線状に設定したコア部領域（第１の領域）３１０に、プラズマ重合法により第１の接合膜３１’を成膜するとともに、コア部領域３１０を囲むように設定したクラッド部領域（第２の領域）３２０に、屈折率が第１の接合膜３１’よりも小さくなるように設定された成膜条件で第２の接合膜３２’を、第１の接合膜３１’を覆うように成膜する工程と、第２の接合膜３２’にエネルギーを付与する工程と、第２の接合膜３２’を介して第１の基板２と第２の基板４とを接合し、光導波路を得る工程とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材および被着体を用意し、前記基材上の一部に設定された第１の領域に対して、プラズマ重合法により、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むＳｉ骨格と、該Ｓｉ骨格に結合する脱離基とを含む第１の接合膜を成膜するとともに、前記基材上の前記第１の領域を囲むように設定された第２の領域に対して、プラズマ重合法により、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むＳｉ骨格と、該Ｓｉ骨格に結合する脱離基とを含む第２の接合膜を成膜する第１の工程と、
前記第１の接合膜および前記第２の接合膜の少なくとも一方にエネルギーを付与し、前記エネルギー付与領域に存在する前記脱離基を前記Ｓｉ骨格から脱離させ、前記エネルギー付与領域に接着性を発現させる第２の工程と、
前記第１の接合膜および前記第２の接合膜を介して前記基材と前記被着体とを接合し、光導波路を得る第３の工程とを有し、
前記第１の工程において、前記第１の接合膜の屈折率が前記第２の接合膜の屈折率より大きくなるように、前記第１の接合膜を成膜する際の成膜条件と、前記第２の接合膜を成膜する際の成膜条件とを異ならせることにより、前記第３の工程において、前記第１の接合膜をコア部とし、前記第２の接合膜と、前記基材および前記被着体とをクラッド部とする光導波路を得ることを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記接合膜を構成する全原子からＨ原子を除いた原子のうち、Ｓｉ原子の含有率とＯ原子の含有率の合計が、１０〜９０原子％である請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記接合膜中のＳｉ原子とＯ原子の存在比は、３：７〜７：３である請求項１または２に記載の光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記Ｓｉ骨格は、シロキサン結合を含むランダムな原子構造を含んでおり、
前記Ｓｉ骨格の結晶化度は、４５％以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記接合膜は、Ｓｉ−Ｈ結合を含んでいる請求項１ないし４のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項６】
前記Ｓｉ−Ｈ結合を含む接合膜についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピーク強度を１としたとき、Ｓｉ−Ｈ結合に帰属するピーク強度が０．００１〜０．２である請求項５に記載の光導波路の製造方法。
【請求項７】
前記脱離基は、アルキル基である請求項１ないし６のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項８】
前記脱離基としてメチル基を含む接合膜についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピーク強度を１としたとき、メチル基に帰属するピーク強度が０．０５〜０．４５である請求項７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
前記接合膜は、ポリオルガノシロキサンを主材料として構成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項１０】
前記ポリオルガノシロキサンは、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものである請求項９に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１１】
前記接合膜の平均厚さは、１〜３００μｍである請求項１ないし１０のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の工程において、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜をそれぞれ成膜する際に、前記第１の接合膜と前記第２の接合膜とで互いに異ならせる成膜条件は、プラズマ重合法における雰囲気中の酸素含有率、または、前記プラズマ重合法における高周波の出力である請求項１ないし１１のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の工程において、前記基材上の前記第１の領域に対して前記第１の接合膜を選択的に形成する方法は、前記基材上の前記第１の領域を包含するように接合膜を形成した後、該接合膜の前記第１の領域以外の不要部分を無機化し、その後、エッチング処理により前記不要部分を選択的に除去する方法である請求項１ないし１２のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項１４】
前記不要部分の無機化は、前記接合膜の前記不要部分に紫外線を照射することにより行う請求項１３に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１５】
前記第２の接合膜は、前記第１の接合膜を成膜した後に、前記第１の接合膜を覆うように成膜される請求項１ないし１４のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項１６】
前記第１の工程において、双方の上面が露出するように、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜を成膜し、
前記第２の工程において、前記第１の接合膜に対するエネルギーの付与を、プラズマ処理により行う請求項１ないし１５のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項１７】
前記プラズマ処理は、前記第１の接合膜を酸素プラズマ、窒素プラズマおよびアルゴンプラズマのいずれかに曝す処理である請求項１６に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１８】
前記プラズマ処理は、大気圧下で行われる請求項１６または１７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１９】
前記第２の工程において、前記第２の接合膜に紫外線を照射する請求項１ないし１８のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項２０】
前記紫外線の波長は、１２６〜３００ｎｍである請求項１９に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２１】
前記紫外線の照射は、酸化性雰囲気下で行う請求項１９または２０に記載の光導波路の製造方法。
【請求項２２】
前記第２の工程において、前記第２の接合膜に紫外線を照射することにより、前記第２の接合膜の厚さを減少させ、
前記第３の工程の後、前記第２の接合膜の厚さの減少に伴って、結果的に前記厚さ方向に突出した前記第１の接合膜を、前記第２の接合膜と同じ厚さになるまで加圧して圧縮する請求項１９ないし２１のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項２３】
前記第３の工程における前記コア部と前記クラッド部との比屈折率差は、０．５〜６％である請求項１ないし２２のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項２４】
前記基材および前記被着体は、それぞれガラス材料で構成されている請求項１ないし２３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項２５】
前記被着体は、第２の基材と、該第２の基材上に成膜された、前記第２の接合膜と同様の第３の接合膜とを有するものであり、
前記第２の工程において、前記第３の接合膜にエネルギーを付与することにより、前記第３の接合膜に接着性を発現させ、
前記第３の工程において、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜と、前記第３の接合膜とが接触するように、前記基材と前記第２の基材とを接合する請求項１ないし２４のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項２６】
互いに対向配置された基材および被着体と、
前記基材の前記被着体側の面にプラズマ重合法により成膜され、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むＳｉ骨格と、該Ｓｉ骨格に結合する脱離基とを含み、前記基材と前記被着体とを接合する機能を有し、かつ、光透過性を有するコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部よりも屈折率の低いクラッド部とが形成された接合膜とを有し、
前記接合膜のうち、前記コア部を構成する第１の接合膜と、前記クラッド部を構成する第２の接合膜とは、同じ処理ガスを用いて、互いに異なる成膜条件で成膜されたものであることを特徴とする光導波路。
【請求項２７】
前記被着体は、第２の基材と、該第２の基材の前記第２の接合膜側に成膜された、前記第２の接合膜と同様の第３の接合膜とを有するものであり、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜と、前記第３の接合膜とが密着することにより、前記基材と前記被着体とが接合されている請求項２６に記載の光導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路の製造方法および光導波路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器内では、デバイス間で大容量のデータをやりとりするため、多くの電気配線が使用されているが、近年のデータ量の増加に伴って、ノイズやクロストーク、消費電力等の問題が顕在化しつつある。このため、電気配線がボトルネックとなって、データ量の増加に対応することが困難になりつつある。
そこで、電気配線に代わる信号伝送手段として、光信号を使用してデータを伝送することができる光導波路の開発が進んでいる。光導波路は、光信号を一地点から他地点に導くことができる手段であり、光信号が伝搬する線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられた筒状のクラッド部とを有している。このうち、コア部は、光に対して実質的に透明な材料で構成されており、一方、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料で構成されている。
【０００３】
このような光導波路は、通常、シート状の形態をなしており、接着剤等により基板に接着した状態で使用される。
例えば、特許文献１には、電気素子や光素子を内蔵した基板に、絶縁性接着物を介して導波路基板（光導波路）を接着してなる多層光電気混載基板が開示されている。
ところが、近年のデータ量の増加に伴って、多層光電気混載基板のさらなる多層化が求められている。しかしながら、基板間の接着には、ある程度の厚さの接着層が不可欠であるため、層数が多くなればなるほど、多層光電気混載基板が著しく厚くなってしまう。その結果、多層光電気混載基板の薄型化を困難にしていた。
【０００４】
また、接着剤等を用いて基板に接着される光導波路は、従来、コア部とクラッド部とを異なる組成の材料で構成される。例えばリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）技術とフォトリソグラフィー技術とによる従来の光導波路の製造方法では、まず、基板上に下部クラッド層となる樹脂層、コア層となる樹脂層、およびフォトレジストを順に塗布して乾燥させる。次いで、フォトマスクを介して露光することにより、未照射部分のフォトレジストが除去され、コア部となる部分に対応するフォトレジストのみが残存する。その後、ＲＩＥ加工により、コア部以外の領域を除去した後、その上から上部クラッド層となる樹脂層を成膜することにより光導波路が得られる。
しかしながら、上記方法では、多数の複雑な工程を経る必要があるため、製造コストの高騰を招くとともに、コア部とクラッド部とが異なる組成の材料で構成されることになるため、コア部とクラッド部との界面の密着性が低下することが問題になっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２７５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、接着層を用いることなく、基材と被着体との間に光の伝搬経路を形成するとともに、基材と被着体とを強固に接合し、光導波路として機能する接合体を容易に得ることができる光導波路の製造方法、および、薄型化が可能でかつ信頼性の高い光導波路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光導波路の製造方法は、基材および被着体を用意し、前記基材上の一部に設定された第１の領域に対して、プラズマ重合法により、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むＳｉ骨格と、該Ｓｉ骨格に結合する脱離基とを含む第１の接合膜を成膜するとともに、前記基材上の前記第１の領域を囲むように設定された第２の領域に対して、プラズマ重合法により、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むＳｉ骨格と、該Ｓｉ骨格に結合する脱離基とを含む第２の接合膜を成膜する第１の工程と、
前記第１の接合膜および前記第２の接合膜の少なくとも一方にエネルギーを付与し、前記エネルギー付与領域に存在する前記脱離基を前記Ｓｉ骨格から脱離させ、前記エネルギー付与領域に接着性を発現させる第２の工程と、
前記第１の接合膜および前記第２の接合膜を介して前記基材と前記被着体とを接合し、光導波路を得る第３の工程とを有し、
前記第１の工程において、前記第１の接合膜の屈折率が前記第２の接合膜の屈折率より大きくなるように、前記第１の接合膜を成膜する際の成膜条件と、前記第２の接合膜を成膜する際の成膜条件とを異ならせることにより、前記第３の工程において、前記第１の接合膜をコア部とし、前記第２の接合膜と、前記基材および前記被着体とをクラッド部とする光導波路を得ることを特徴とする。
これにより、接着剤を用いることなく、基材と被着体との間に光の伝搬経路を形成するとともに、基材と被着体とを強固に接合し、光導波路として機能する接合体を容易に得ることができる。
【０００８】
本発明の光導波路の製造方法では、前記接合膜を構成する全原子からＨ原子を除いた原子のうち、Ｓｉ原子の含有率とＯ原子の含有率の合計が、１０〜９０原子％であることが好ましい。
これにより、接合膜は、Ｓｉ原子とＯ原子とが強固なネットワークを形成し、接合膜自体が強固なものとなる。また、かかる接合膜は、基材および被着体に対して、特に高い接合強度を示すものとなる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記接合膜中のＳｉ原子とＯ原子の存在比は、３：７〜７：３であることが好ましい。
これにより、接合膜の安定性が高くなり、基材と被着体とをより強固に接合することができるようになる。
【０００９】
本発明の光導波路の製造方法では、前記Ｓｉ骨格は、シロキサン結合を含むランダムな原子構造を含んでおり、
前記Ｓｉ骨格の結晶化度は、４５％以下であることが好ましい。
これにより、Ｓｉ骨格は特にランダムな原子構造を含むものとなる。そして、寸法精度および接着性に優れた接合膜が得られる。
【００１０】
本発明の光導波路の製造方法では、前記接合膜は、Ｓｉ−Ｈ結合を含んでいることが好ましい。
Ｓｉ−Ｈ結合は、シロキサン結合の生成が規則的に行われるのを阻害すると考えられる。このため、シロキサン結合は、Ｓｉ−Ｈ結合を避けるように形成されることとなり、Ｓｉ骨格の規則性が低下する。このようにして、プラズマ重合法によれば、接合膜中にＳｉ−Ｈ結合が含まれることにより、結晶化度の低いＳｉ骨格を効率よく形成することができる。
【００１１】
本発明の光導波路の製造方法では、前記Ｓｉ−Ｈ結合を含む接合膜についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピーク強度を１としたとき、Ｓｉ−Ｈ結合に帰属するピーク強度が０．００１〜０．２であることが好ましい。
これにより、接合膜中の原子構造は、相対的に最もランダムなものとなる。このため、接合膜は、接合強度、耐薬品性および寸法精度において特に優れたものとなる。
【００１２】
本発明の光導波路の製造方法では、前記脱離基は、アルキル基であることが好ましい。
これにより、耐候性および耐薬品性に優れた接合膜が得られる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記脱離基としてメチル基を含む接合膜についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピーク強度を１としたとき、メチル基に帰属するピーク強度が０．０５〜０．４５であることが好ましい。
これにより、メチル基の含有率が最適化され、メチル基がシロキサン結合の生成を必要以上に阻害するのを防止しつつ、接合膜中に必要かつ十分な数の活性手が生じるため、接合膜に十分な接着性が生じる。また、接合膜には、メチル基に起因する十分な耐候性および耐薬品性が発現する。
【００１３】
本発明の光導波路の製造方法では、前記接合膜は、ポリオルガノシロキサンを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、接着性により優れた接合膜が得られる。また、この接合膜は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなり、例えば、薬品類等に長期にわたって曝されるような基材および被着体の接合に際して、有効に用いられるものとなる。さらに、この接合膜は、耐光性に優れたものとなり、長期にわたって使用した場合でも、損失特性の著しい低下を防止し得る光導波路を実現することができる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記ポリオルガノシロキサンは、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、接着性に特に優れた接合膜が得られる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記接合膜の平均厚さは、１〜３００μｍであることが好ましい。
これにより、基材と被着体とを接合してなる光導波路の厚さが厚くなり過ぎるのを防止しつつ、十分な伝搬特性を有するコア部を備えた光導波路が得られる。
【００１４】
本発明の光導波路の製造方法では、前記第１の工程において、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜をそれぞれ成膜する際に、前記第１の接合膜と前記第２の接合膜とで互いに異ならせる成膜条件は、プラズマ重合法における雰囲気中の酸素含有率、または、前記プラズマ重合法における高周波の出力であることが好ましい。
これらの制御因子は、屈折率との関係が比較的明確であり、かつ制御因子の制御が比較的容易なことから、屈折率を容易かつ正確に制御することができる。
【００１５】
本発明の光導波路の製造方法では、前記第１の工程において、前記基材上の前記第１の領域に対して前記第１の接合膜を選択的に形成する方法は、前記基材上の前記第１の領域を包含するように接合膜を形成した後、該接合膜の前記第１の領域以外の不要部分を無機化し、その後、エッチング処理により前記不要部分を選択的に除去する方法であることが好ましい。
これにより、輪郭が明確で寸法精度の高い第１の接合膜が得られる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記不要部分の無機化は、前記接合膜の前記不要部分に紫外線を照射することにより行うことが好ましい。
これにより、不要部分を容易に無機化することができる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記第２の接合膜は、前記第１の接合膜を成膜した後に、前記第１の接合膜を覆うように成膜されることが好ましい。
これにより、第１の接合膜の大半の表面が、第２の接合膜で覆われることになり、第２の基板の屈折率によらず、コア部とクラッド部との屈折率差を確保することができる。
【００１６】
本発明の光導波路の製造方法では、前記第１の工程において、双方の上面が露出するように、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜を成膜し、
前記第２の工程において、前記第１の接合膜に対するエネルギーの付与を、プラズマ処理により行うことが好ましい。
これにより、第１の接合膜の屈折率を高めることができ、第１の接合膜と第２の接合膜との屈折率差を拡大することができる。
【００１７】
本発明の光導波路の製造方法では、前記プラズマ処理は、前記第１の接合膜を酸素プラズマ、窒素プラズマおよびアルゴンプラズマのいずれかに曝す処理であることが好ましい。
これらのプラズマは、処理速度が速く、発生が容易なため、接着性の発現と屈折率の上昇とを効率よく生じさせることができる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記プラズマ処理は、大気圧下で行われることが好ましい。
これにより、接合膜に損傷が生じるのを防止して、接着性および光学性能に優れた接合膜を得ることができる。
【００１８】
本発明の光導波路の製造方法では、前記第２の工程において、前記第２の接合膜に紫外線を照射することが好ましい。
第２の接合膜に紫外線を照射することにより、第２の接合膜に接着性を発現させるとともに、第２の接合膜の屈折率を低下させることができる。その結果、第１の接合膜と第２の接合膜との屈折率差をさらに拡大することができる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記紫外線の波長は、１２６〜３００ｎｍであることが好ましい。
これにより、接合膜中の脱離基を確実に脱離させ、屈折率を低下させることができる。
【００１９】
本発明の光導波路の製造方法では、前記紫外線の照射は、酸化性雰囲気下で行うことが好ましい。
これにより、接合膜の第２の領域の有機成分が減少することにより、第２の領域の無機化が進行し、第２の領域の屈折率の低下幅をより拡大することができる。その結果、光導波路における伝搬特性のさらなる向上を図ることができる。
【００２０】
本発明の光導波路の製造方法では、前記第２の工程において、前記第２の接合膜に紫外線を照射することにより、前記第２の接合膜の厚さを減少させ、
前記第３の工程の後、前記第２の接合膜の厚さの減少に伴って、結果的に前記厚さ方向に突出した前記第１の接合膜を、前記第２の接合膜と同じ厚さになるまで加圧して圧縮することが好ましい。
【００２１】
これにより、第１の接合膜のみが圧縮されることにより、第１の接合膜の屈折率がさらに向上することとなる。その結果、光導波路のコア部とクラッド部との屈折率差がさらに拡大し、光導波路の伝搬特性のさらなる向上が図られる。また、第１の接合膜と第２の接合膜の全面が被着体と接合されることから、接合に寄与する面積が拡大し、基材と被着体との間の接合強度をさらに高めることができる。
【００２２】
本発明の光導波路の製造方法では、前記第３の工程における前記コア部と前記クラッド部との比屈折率差は、０．５〜６％であることが好ましい。
このような十分な屈折率差があれば、コア部とクラッド部との間で全反射が確実に生じ、界面での光の染み出しを抑制することができる。その結果、光導波路における損失特性を高めることができる。
【００２３】
本発明の光導波路の製造方法では、前記基材および前記被着体は、それぞれガラス材料で構成されていることが好ましい。
これにより、基材および被着体は、接合膜との屈折率の整合性および密着性（接合性）に優れたものとなる。
本発明の光導波路の製造方法では、前記被着体は、第２の基材と、該第２の基材上に成膜された、前記第２の接合膜と同様の第３の接合膜とを有するものであり、
前記第２の工程において、前記第３の接合膜にエネルギーを付与することにより、前記第３の接合膜に接着性を発現させ、
前記第３の工程において、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜と、前記第３の接合膜とが接触するように、前記基材と前記第２の基材とを接合することが好ましい。
第２の接合膜は、紫外線の照射によって屈折率が低下するため、コア部とクラッド部との屈折率差のさらなる拡大が図られる。また、その屈折率差の拡大は、第２の基材の屈折率に依存しないものであるため、第２の基材の構成材料の選択幅が広がることとなる。
【００２４】
本発明の光導波路は、互いに対向配置された基材および被着体と、
前記基材の前記被着体側の面にプラズマ重合法により成膜され、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むＳｉ骨格と、該Ｓｉ骨格に結合する脱離基とを含み、前記基材と前記被着体とを接合する機能を有し、かつ、光透過性を有するコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記コア部よりも屈折率の低いクラッド部とが形成された接合膜とを有し、
前記接合膜のうち、前記コア部を構成する第１の接合膜と、前記クラッド部を構成する第２の接合膜とは、同じ処理ガスを用いて、互いに異なる成膜条件で成膜されたものであることを特徴とする。
これにより、接着層を用いることなく、基材と被着体とが強固に接合され、これにより薄型化が可能でかつ信頼性の高い光導波路が得られる。
【００２５】
本発明の光導波路では、前記被着体は、第２の基材と、該第２の基材の前記第２の接合膜側に成膜された、前記第２の接合膜と同様の第３の接合膜とを有するものであり、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜と、前記第３の接合膜とが密着することにより、前記基材と前記被着体とが接合されていることが好ましい。
これにより、光導波路の信頼性をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の光導波路の製造方法および光導波路を、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜光導波路＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態について説明する。
図１には、本発明の光導波路の第１実施形態を示す図（斜視図）、図２、３は、本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図（縦断面図）、図４は、本発明の光導波路の製造方法において、接合膜のエネルギー付与前の状態を示す部分拡大図、図５は、本発明の光導波路の製造方法において、接合膜のエネルギー付与後の状態を示す部分拡大図である。なお、以下の説明では、図１〜３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２７】
図１に示す光導波路１は、第１の基板（基材）２と、第２の基板（被着体）４と、これらの基板２、４間に設けられた各接合膜３１’、３２’とを有しており、この各接合膜３１’、３２’を介して、２つの基板２、４が接合されてなるものである。なお、図１では、第２の基板４を透過するように図示している。
この光導波路１のうち、各接合膜３１’、３２’は、プラズマ重合法により成膜されたものであり、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むランダムな原子構造を有するＳｉ骨格と、このＳｉ骨格に結合する脱離基とを含むものである。
このような各接合膜３１’、３２’では、エネルギーを付与することにより、各接合膜３１’、３２’に存在する脱離基がＳｉ骨格から脱離する。そして、この脱離基の脱離によって、各接合膜３１’、３２’のエネルギーを付与した領域に接着性が発現するという特徴を有する。
【００２８】
また、各接合膜３１’、３２’を介して各基板２、４を接合することにより、第１の接合膜３１’はコア部３１となり、第２の接合膜３２’はコア部３１の側面に隣接し、コア部３１よりも屈折率の低い側方クラッド部３２となる。そして、各基板２、４として、コア部３１より屈折率の小さいものを選択することにより、各基板２、４は、側方クラッド部３２とともに、コア部３１の周囲を覆うクラッド部３４を構成し、接合体は光導波路として機能することができる。
【００２９】
この光導波路１では、コア部３１の一方の端部に入射された光を、コア部３１とクラッド部３４との界面で次々と全反射させ、コア部３１の他方の端部まで伝搬することができる。そして、他方の端部で受光した光の明滅パターンに基づいて光通信を行うことができる。
上記のような特徴を有する各接合膜３１’、３２’は、２つの基板２、４間を、高い寸法精度で強固に、かつ低温下で効率よく接合可能である。その結果、信頼性の高い光導波路１が得られる。
【００３０】
このような光導波路１は、第１の基板２上のうち、一部に線状に設定したコア部領域（第１の領域）３１０に、プラズマ重合法により第１の接合膜３１’を成膜するとともに、コア部領域３１０を囲むように設定したクラッド部領域（第２の領域）３２０に、第１の接合膜３１’と異なる成膜条件で第２の接合膜３２’を成膜する工程（第１の工程）と、第２の接合膜３２’にエネルギーを付与する工程（第２の工程）と、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’を介して第１の基板２と第２の基板４とを接合し、光導波路１を得る工程（第３の工程）とを有する。以下、各工程について順次説明する。
【００３１】
［１］まず、第１の基板２および第２の基板４を用意する。
これらの基板２、４は、各接合膜３１’、３２’を介して互いに貼り合わせることにより、光伝搬性を有する光導波路１を形成し得るものである。
第１の基板２および第２の基板４の各構成材料は、コア部３１よりも屈折率が小さい材料から適宜選択することができるが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等の各種樹脂材料や、ソーダガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等のガラス材料、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦ２等の結晶材料等が挙げられる。
これらの中でも、コア部３１との屈折率の整合性や密着性（接合性）の観点から、各種ガラス材料が好ましく用いられる。
【００３２】
ここで、コア部３１と、第１の基板２および第２の基板４との屈折率差は、できるだけ大きい方が好ましいが、一例としては比屈折率差が０．５〜６％程度であるのが好ましく、１〜５％程度であるのがより好ましい。このような十分な屈折率差があれば、コア部３１と第１の基板２および第２の基板４との間で全反射が確実に生じ、界面での光の染み出しを抑制することができる。その結果、光導波路１における損失特性を高めることができる。すなわち、第１の基板２および第２の基板４は、クラッド部３４の一部として機能する。
【００３３】
なお、前述した比屈折率差は、（コア部の屈折率−クラッド部の屈折率）／（コア部の屈折率）の百分率として定義される。
また、第１の基板２の構成材料と第２の基板４の構成材料とは、同じでも互いに異なっていてもよい。
また、第１の基板２の構成材料および第２の基板４の構成材料は、実質的に透明な材料が一般的であるが、不透明な材料であってもよい。
【００３４】
次に、図２（ａ）に示すように、第１の基板２の表面上のうち、光導波路１のコア部３１を形成すべき領域をコア部領域（第１の領域）３１０として設定するとともに、側方クラッド部３２を形成すべき領域（コア部領域３１０の周囲の領域）をクラッド部領域（第２の領域）３２０として設定する。
次いで、図２（ｂ）に示すように、コア部領域３１０の平面視形状に対応した形状の窓部６１を有するマスク６を介して、コア部領域３１０に第１の接合膜３１’を成膜する。
このマスク６としては、第１の基板２上に成膜されたフォトレジスト等が挙げられる。
第１の接合膜３１’の成膜後、フォトレジストを除去することにより、図２（ｃ）に示すように、第１の接合膜３１’をコア部領域３１０のみに残存させることができる。
【００３５】
続いて、図２（ｄ）に示すように、第１の接合膜３１’上から、第１の基板２上の全面に第２の接合膜３２’を成膜する。これにより、クラッド部領域３２０が第２の接合膜３２’が覆われるとともに、第１の接合膜３１’の上面も第２の接合膜３２’で覆われることとなる。なお、この第２の接合膜３２’の成膜は、第１の接合膜３１’を成膜する際と異なる成膜条件で行われる。具体的には、第２の接合膜３２’を成膜する際の成膜条件は、得られる第２の接合膜３２’の屈折率が、第１の接合膜３１’の屈折率よりも小さくなるように、第１の接合膜３１’を成膜する際の成膜条件と異なる条件に設定される。その結果、第２の接合膜３２’は、第１の接合膜３１’より低屈折率のものとなる（第１の工程）。
【００３６】
これらの第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’は、それぞれ、第１の基板２と第２の基板４との間に位置し、これらの接合を担うものである。
このような第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’は、図４、５に示すように、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合３０２を含み、ランダムな原子構造を有するＳｉ骨格３０１と、このＳｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３とを有するものである。
なお、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’については、後に詳述する。
【００３７】
また、第１の基板２の少なくとも第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’を形成すべき領域には、第１の基板２の構成材料に応じて、各接合膜３１’、３２’を形成する前に、あらかじめ、第１の基板２と各接合膜３１’、３２’との密着性を高める表面処理を施すのが好ましい。
かかる表面処理としては、例えば、スパッタリング処理、ブラスト処理のような物理的表面処理、酸素プラズマ、窒素プラズマ等を用いたプラズマ処理、コロナ放電処理、エッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン暴露処理のような化学的表面処理、または、これらを組み合わせた処理等が挙げられる。このような処理を施すことにより、第１の基板２の各接合膜３１’、３２’を形成すべき領域を清浄化するとともに、該領域を活性化させることができる。これにより、第１の基板２と各接合膜３１’、３２’との接合強度を高めることができる。
【００３８】
また、これらの各表面処理の中でもプラズマ処理を用いることにより、各接合膜３１’、３２’を形成するために、第１の基板２の表面を特に最適化することができる。
なお、表面処理を施す第１の基板２が、樹脂材料（高分子材料）で構成されている場合には、特に、コロナ放電処理、窒素プラズマ処理等が好適に用いられる。
また、第１の基板２の構成材料によっては、上記のような表面処理を施さなくても、各接合膜３１’、３２’の接合強度が十分に高くなるものがある。このような効果が得られる第１の基板２の構成材料としては、例えば、前述したような各種ガラス材料、各種結晶材料等を主材料とするものが挙げられる。
【００３９】
このような材料で構成された第１の基板２は、その表面が酸化膜で覆われており、この酸化膜の表面には、比較的活性の高い水酸基が結合している。したがって、このような材料で構成された第１の基板２を用いると、上記のような表面処理を施さなくても、第１の基板２と各接合膜３１’、３２’との密着強度を高めることができる。
なお、この場合、第１の基板２の全体が上記のような材料で構成されていなくてもよく、少なくとも各接合膜３１’、３２’を形成すべき領域の表面付近が上記のような材料で構成されていればよい。
【００４０】
一方、第２の基板４においても、その構成材料によっては、上記のような表面処理を施さなくても、第１の基板２と第２の基板４との接合強度が十分に高くなるものがある。このような効果が得られる第２の基板４の構成材料には、前述した第１の基板２の構成材料と同様のもの、すなわち、各種ガラス材料、各種結晶材料等を用いることができる。
さらに、第２の基板４の各接合膜３１’、３２’に密着する領域に、以下の基や物質を有する場合には、上記のような表面処理を施さなくても、第１の基板２と第２の基板４との接合強度を十分に高くすることができる。
【００４１】
このような基や物質としては、例えば、水酸基、チオール基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、イミダゾール基のような官能基、ラジカル、開環分子、２重結合、３重結合のような不飽和結合、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉのようなハロゲン、過酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの基または物質が挙げられる。
また、このようなものを有する表面が得られるように、上述したような各種表面処理を適宜選択して行うのが好ましい。
【００４２】
［２］次に、第２の接合膜３２’にエネルギーを付与する（第２の工程）。
エネルギーを付与すると、第２の接合膜３２’の表面では、脱離基３０３がＳｉ骨格３０１から脱離する。そして、脱離基３０３が脱離した後には活性手が生じるため、第２の接合膜３２’に、第２の基板４との安定した接着性が発現する。その結果、第２の接合膜３２’は、化学的結合に基づいて第２の基板４と安定して強固に接合可能なものとなる。
【００４３】
ここで、エネルギーを付与する前の第２の接合膜３２’は、図４に示すように、Ｓｉ骨格３０１と脱離基３０３とを有している。かかる第２の接合膜３２’にエネルギーが付与されると、特に表面付近の脱離基３０３（本実施形態では、メチル基）がＳｉ骨格３０１から脱離する。これにより、図５に示すように、第２の接合膜３２’の表面３５に活性手３０４が生じ、活性化される。その結果、第２の接合膜３２’の表面に接着性が発現する。
【００４４】
なお、第２の接合膜３２’を「活性化させる」とは、第２の接合膜３２’の表面３５および内部の脱離基３０３が脱離して、Ｓｉ骨格３０１において終端化されていない結合手（以下、「未結合手」または「ダングリングボンド」とも言う。）が生じた状態や、この未結合手が水酸基（ＯＨ基）によって終端化された状態、または、これらの状態が混在した状態のことを言う。
したがって、活性手３０４とは、未結合手（ダングリングボンド）、または未結合手が水酸基によって終端化されたもののことを言う。このような活性手３０４によれば、第２の基板４に対して、特に強固な接合が可能となる。
【００４５】
第２の接合膜３２’にエネルギーを付与する方法としては、例えば、第２の接合膜３２’にエネルギー線を照射する方法、または、第２の接合膜３２’をプラズマに曝す方法等が挙げられる。
このうち、第２の接合膜３２’に照射するエネルギー線としては、例えば、紫外線、レーザー光のような光、Ｘ線、γ線、電子線、イオンビームのような粒子線等、またはこれらのエネルギー線を組み合わせたものが挙げられる。
【００４６】
これらのエネルギー線の中でも、特に、波長１２６〜３００ｎｍ程度の紫外線を用いるのが好ましい（図３（ｅ）参照）。かかる紫外線によれば、付与されるエネルギー量が最適化されるので、第２の接合膜３２’中のＳｉ骨格３０１が必要以上に破壊されるのを防止しつつ、Ｓｉ骨格３０１と脱離基３０３との間の結合を選択的に切断することができる。これにより、第２の接合膜３２’の特性（機械的特性、化学的特性等）が低下するのを防止しつつ、第２の接合膜３２’に接着性を発現させることができる。
また、紫外線によれば、広い範囲をムラなく短時間に処理することができるので、脱離基３０３の脱離を効率よく行わせることができる。さらに、紫外線には、例えば、ＵＶランプ等の簡単な設備で発生させることができるという利点もある。
なお、紫外線の波長は、より好ましくは、１６０〜２００ｎｍ程度とされる。
【００４７】
また、ＵＶランプを用いる場合、その出力は、第２の接合膜３２’の面積に応じて異なるが、１ｍＷ／ｃｍ２〜１Ｗ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、５ｍＷ／ｃｍ２〜５０ｍＷ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。なお、この場合、ＵＶランプと第２の接合膜３２’との離間距離は、３〜３０００ｍｍ程度とするのが好ましく、１０〜１０００ｍｍ程度とするのがより好ましい。
【００４８】
また、紫外線を照射する時間は、第２の接合膜３２’の表面３５付近の脱離基３０３を脱離し得る程度の時間、すなわち、第２の接合膜３２’の内部の脱離基３０３を多量に脱離させない程度の時間とするのが好ましい。具体的には、紫外線の光量、第２の接合膜３２’の構成材料等に応じて若干異なるものの、０．５〜３０分程度であるのが好ましく、１〜１０分程度であるのがより好ましい。
また、紫外線は、時間的に連続して照射されてもよいが、間欠的（パルス状）に照射されてもよい。
【００４９】
ところで、本実施形態では、第２の接合膜３２’が、これに先立って形成された第１の接合膜３１’を覆うように成膜される。したがって、第１の接合膜３１’の上面および側面、すなわち、第１の接合膜３１’の大半の表面には、図３（ｅ）に示すように、第２の接合膜３２’が接することとなり、第２の基板４の屈折率によらず、コア部３１とクラッド部３４との屈折率差を確保することができる。なお、第１の接合膜３１’と第２の接合膜３２’とは、後述するように互いの成膜条件が異なるものの、同一の組成の材料で構成されていることから、両者の界面は、剥離や空隙の内包等の不具合が防止され、光学的および機械的に密着性が高いものとなる。
【００５０】
ここで、上述したような紫外線の照射により、第２の接合膜３２’には接着性が発現するとともに、屈折率の低下が生じる。すなわち、元々、第２の接合膜３２’は、その屈折率が第１の接合膜３１’より低くなるように、成膜条件を設定した上で成膜されるが、上記紫外線の照射に伴い、さらにその屈折率が低下することとなる。その結果、第１の接合膜３１’と第２の接合膜３２’との間で、屈折率差のさらなる拡大を図ることができ、光導波路１の伝搬特性をさらに高めることができる。
【００５１】
なお、紫外線が照射された第２の接合膜３２’において屈折率が低下する理由の１つとしては、紫外線の照射に伴って第２の接合膜３２’の内部から脱離基３０３が脱離し、これにより第２の接合膜３２’中の高屈折率成分（例えば有機基等）が減少し、かつ多数の空隙が生じ、屈折率の低下に影響を及ぼしているものと推察される。
特に、脱離基３０３が有機基等の高屈折率成分の場合、その成分の減少に伴って屈折率の十分な低下が期待できる。
【００５２】
一方、レーザー光としては、例えば、エキシマレーザー（フェムト秒レーザー）、Ｎｄ−ＹＡＧレーザー、Ａｒレーザー、ＣＯ２レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー等が挙げられる。
また、第２の接合膜３２’に対するエネルギー線の照射は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよく、具体的には、大気、酸素のような酸化性ガス雰囲気、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧（真空）雰囲気等が挙げられるが、好ましくは酸化性雰囲気とされる。酸化性雰囲気下で紫外線を照射することにより、第２の接合膜３２’の有機成分が減少することにより、第２の接合膜３２’の屈折率の低下幅をより拡大することができる。その結果、光導波路１における伝搬特性のさらなる向上を図ることができる。
また、エネルギー線を照射する方法によれば、付与するエネルギーの大きさを、精度よく簡単に調整することができる。このため、第２の接合膜３２’から脱離する脱離基３０３の脱離量を調整することが可能となる。その結果、光導波路１の接合強度を容易に制御することができる。
【００５３】
すなわち、脱離基３０３の脱離量を多くすることにより、第２の接合膜３２’の表面３５および内部に、より多くの活性手が生じるため、第２の接合膜３２’に発現する接着性をより高めることができる。一方、脱離基３０３の脱離量を少なくすることにより、第２の接合膜３２’の表面３５および内部に生じる活性手を少なくし、第２の接合膜３２’に発現する接着性を抑えることができる。
なお、付与するエネルギーの大きさを調整するためには、例えば、エネルギー線の種類、エネルギー線の出力、エネルギー線の照射時間等の条件を調整すればよい。
【００５４】
一方、第２の接合膜３２’をプラズマに曝す方法によれば、第２の接合膜３２’の表面３５付近に選択的にエネルギーを付与することができるので、第２の接合膜３２’から脱離基３０３が脱離することが防止される。これにより、第２の接合膜３２’の表面３５には、接着性が確実に発現するとともに、内部では脱離基３０３の脱離に伴って第２の接合膜３２’の組成、体積等が変化してしまうのを防止することができる。
【００５５】
この場合、第２の接合膜３２’を曝すプラズマとして大気圧プラズマを用いるのが好ましい。大気圧プラズマによれば、減圧手段等の高価な設備を用いることなく、容易にプラズマ処理を行うことができる。また、このプラズマ処理には、第２の接合膜３２’の近傍でプラズマを発生させるダイレクトプラズマ方式の他、被処理物とプラズマ発生部とが離間したリモートプラズマ方式またはダウンフロープラズマ方式による処理も好ましく用いられる。ダイレクトプラズマ方式によれば、第２の接合膜３２’の近傍でプラズマを発生させるため、プラズマ処理を効率よくかつ均一に行うことができる。また、被処理物とプラズマ発生部とが離間している場合、被処理物とプラズマ発生部とが干渉しないため、被処理物をイオン損傷から避けることができる。
また、減圧雰囲気中でプラズマ処理を行った場合、第２の接合膜３２’の内部に意図せず閉じ込められたガスや経時的に発生したガス等が、第２の接合膜３２’の外部に強制的に引き出されるおそれがある。このような現象が起こると、第２の接合膜３２’に損傷が生じ、接着性の低下を招くとともに、光学性能の低下を招くこととなる。
【００５６】
これに対し、大気圧下でプラズマ処理を行うことにより、第２の接合膜３２’に損傷が生じるのを防止して、接着性および光学性能に優れた第２の接合膜３２’を得ることができる。
なお、プラズマを発生させるガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２、Ｏ２等が挙げられ、これらの２種以上を混合して用いることもできる。このうち、第２の接合膜３２’の酸化等を考慮した場合には、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスが好ましく用いられる。
【００５７】
また、プラズマ処理は、後述する図６に示すプラズマ重合装置１００を用いて行うこともできる。すなわち、図６に示すプラズマ重合装置１００を用いて第２の接合膜３２’を形成した後、これを装置から取り出すことなく、続けて本工程のプラズマ処理を施すことができるので、本発明の光導波路の製造方法の簡略化を図ることができる。
また、放電によってプラズマを発生させる際、電極間に印加する電圧は、ＭＨｚ以上の高周波であるのが好ましい。これにより、直流放電の場合に比べて、放電開始電圧が低下するため、放電状態を容易に維持することができる。また、高周波を用いることにより、プラズマ中の電離度が高くなり、プラズマ密度が高くなる。その結果、プラズマによる脱離基３０３の脱離を効率よく行うことができる。
電極間に印加する電圧の周波数は、特に限定されないが、好ましくは１０〜５０ＭＨｚ程度とされ、より好ましくは１０〜４０ＭＨｚ程度とされる。
また、工程［２］におけるエネルギーの付与方法としては、上述した方法の他に、加熱、加圧、オゾンに曝す等の方法が挙げられる。
【００５８】
ここで、エネルギーが付与される前の第２の接合膜３２’は、図４に示すように、Ｓｉ骨格３０１と脱離基３０３とを有している。かかる第２の接合膜３２’にエネルギーが付与されると、脱離基３０３（本実施形態では、メチル基）がＳｉ骨格３０１から脱離する。これにより、図５に示すように、第２の接合膜３２’の表面３５に活性手３０４が生じ、活性化される。その結果、第２の接合膜３２’の表面に接着性が発現する。
【００５９】
なお、第２の接合膜３２’を「活性化させる」とは、第２の接合膜３２’の表面３５および内部の脱離基３０３が脱離して、Ｓｉ骨格３０１において終端化されていない結合手（以下、「未結合手」または「ダングリングボンド」とも言う。）が生じた状態や、この未結合手が水酸基（ＯＨ基）によって終端化された状態、または、これらの状態が混在した状態のことを言う。
したがって、活性手３０４とは、未結合手（ダングリングボンド）、または未結合手が水酸基によって終端化されたもののことを言う。このような活性手３０４によれば、第２の接合膜３２’を介して第１の基板２と第２の基板４とをより強固に接合することができる。
【００６０】
［３］次に、エネルギーが付与された第２の接合膜３２’と第２の基板４とが密着するように、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせる。これにより、図３（ｇ）に示すような光導波路１を得る（第３の工程）。
このようにして得られた光導波路１では、第１の基板２と第２の基板４との間が、共有結合のような短時間で生じる強固な化学的結合に基づいて接合されている。このため、光導波路１を短時間で形成することができ、かつ各基板２、４間が極めて剥離し難く、接合ムラ等も生じ難いものとなる。
【００６１】
また、第１の基板２と第２の基板４との間には、第１の接合膜３１’からなるコア部３１と、第２の接合膜３２’からなる側方クラッド部３２とが形成される。
すなわち、光導波路１の第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’は、第１の基板２と第２の基板４とを接合する接合膜としての機能と、光を伝搬するコア部を含む光伝搬機能とを併せ持つものとなる。
【００６２】
ここで、本工程において、第１の基板２と第２の基板４とが接合されるメカニズムについて説明する。
例えば、第２の基板４の接合面に水酸基が露出している場合を例に説明すると、本工程において、第２の接合膜３２’の表面３５と第２の基板４の接合面とが接触するように、これらを貼り合わせたとき、第２の接合膜３２’の表面３５に存在する水酸基と、第２の基板４の接合面に存在する水酸基とが、水素結合によって互いに引き合い、水酸基同士の間に引力が発生する。この引力によって、第１の基板２と第２の基板４とが接合されると推察される。
また、この水素結合によって互いに引き合う水酸基同士は、温度条件等によって、脱水縮合する。その結果、第１の基板２と第２の基板４との接触界面では、水酸基が結合していた結合手同士が酸素原子を介して結合する。これにより、第１の基板２と第２の基板４とがより強固に接合されると推察される。
【００６３】
なお、前記工程［２］で活性化された第２の接合膜３２’の表面は、その活性状態が経時的に緩和してしまう。このため、前記工程［２］の終了後、できるだけ早く本工程［３］を行うようにするのが好ましい。具体的には、前記工程［２］の終了後、６０分以内に本工程［３］を行うようにするのが好ましく、５分以内に行うのがより好ましい。かかる時間内であれば、第２の接合膜３２’の表面が十分な活性状態を維持しているので、本工程で第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせたとき、これらの間に十分な接合強度を得ることができる。
【００６４】
換言すれば、活性化させる前の第２の接合膜３２’は、Ｓｉ骨格３０１を有する接合膜であるため、化学的に比較的安定であり、耐候性に優れている。このため、活性化させる前の第２の接合膜３２’は、長期にわたる保存に適したものとなる。したがって、そのような第２の接合膜３２’を備えた第１の基板２を多量に製造または購入して保存しておき、本工程の貼り合わせを行う直前に、必要な個数のみに前記工程［２］に記載した紫外線照射処理を行うようにすれば、光導波路１の製造効率の観点から有効である。
【００６５】
以上のようなメカニズムで第１の基板２と第２の基板４とが接合される。
なお、第１の基板２と第２の基板４との貼り合わせは、いかなる雰囲気下で行われてもよいが、好ましくは大気雰囲気下で行われる。大気雰囲気下では、第２の接合膜３２’の表面３５および第２の基板４の接合面に水酸基が速やかにかつ高密度で吸着するため、第２の接合膜３２’と第２の基板４との間が短時間で強固に接合する。
接合された第１の基板２と第２の基板４との間の接合強度は、５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのが好ましく、１０ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのがより好ましい。このような接合強度を有する光導波路１は、その剥離を十分に防止し得るものとなる。
【００６６】
また、第２の接合膜３２’の上面は、図３（ｇ）に示すように、第１の基板２上の第１の領域３１０において、第１の接合膜３１’の膜厚分だけ、厚さ方向に突出している。このため、第２の接合膜３２’のうち、第１の領域３１０に対応する部分のみが、第２の基板４と接している。すなわち、この部分において、第１の基板２と第２の基板４との間が部分的に接合されている。この場合、接合面積を調整することにより、全面を接合する場合に比べて、接合界面における応力集中を緩和することができ、光導波路１の変形または接合界面の剥離等の不具合を防止することができる。
【００６７】
一方、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせた後、必要に応じて、その接合体を厚さ方向に加圧して第１の接合膜３１’（コア部３１）を圧縮する（図３（ｇ）参照）。この圧縮は、図３（ｈ）に示すように、第１の接合膜３１’の膜厚が第２の接合膜３２’の膜厚と同じになるまで行う。これにより、第２の接合膜３２’の上面全体が第２の基板４と接することとなり、第１の基板２と第２の基板４との接合強度の向上が図られる。
【００６８】
また、前記加圧により、第１の接合膜３１’が圧縮されるため、第１の接合膜３１’がより緻密になり（密度が向上し）、第１の接合膜３１’の屈折率がさらに向上することとなる。その結果、光導波路１のコア部３１とクラッド部３４との間の屈折率差がさらに拡大し、光導波路１の伝搬特性のさらなる向上が図られる。
さらに、このような屈折率差が拡大した第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’では、その厚さを十分に薄くしたとしても第１の基板２と第２の基板４とを強固に接合することができる。したがって、光導波路１のさらなる薄型化を可能にする。
【００６９】
なお、光導波路１を加圧する際の圧力は、０．２〜１０ＭＰａ程度であるのが好ましく、１〜５ＭＰａ程度であるのがより好ましい。
また、得られたコア部３１の屈折率は、各種成膜条件やエネルギー付与条件等に応じて調整可能であるが、その範囲の一例は、波長５５０ｎｍで１．４５〜１．５２程度である。したがって、各基板２、４の構成材料は、このコア部３１の屈折率に基づいて選択すればよい。
【００７０】
一方、側方クラッド部３２の屈折率も、各種成膜条件やエネルギー付与条件等に応じて調整可能であるが、その範囲の一例は、波長５５０ｎｍで１．４２〜１．４８程度である。
また、コア部３１と側方クラッド部３２との屈折率差は、できるだけ大きい方が好ましいが、一例としては比屈折率差が０．５〜６％程度であるのが好ましく、１〜５％程度であるのがより好ましい。このような十分な屈折率差があれば、コア部３１と側方クラッド部３２との間で全反射が確実に生じ、界面での光の染み出しを抑制することができる。その結果、光導波路１における損失特性を高めることができる。
また、光導波路１を得た後、この光導波路１に対して、必要に応じ、以下の工程（光導波路１の接合強度を高める工程）を行うようにしてもよい。これにより、光導波路１の接合強度のさらなる向上を図ることができる。
【００７１】
［４］得られた光導波路１を加熱する。
これにより、光導波路１における接合強度をより高めることができる。
このとき、光導波路１を加熱する際の温度は、室温より高く、光導波路１の耐熱温度未満であれば、特に限定されないが、好ましくは２５〜１００℃程度とされ、より好ましくは５０〜１００℃程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、光導波路１が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合強度を確実に高めることができる。
また、加熱時間は、特に限定されないが、１〜３０分程度であるのが好ましい。
【００７２】
また、前記工程［４］における加熱は、前述したように光導波路１を加圧しつつ行うのが好ましい。これにより、加圧による効果と、加熱による効果とが相乗的に発揮され、光導波路１の接合強度を特に高めることができる。
以上のような工程を行うことにより、光導波路１における接合強度のさらなる向上を容易に図ることができる。
【００７３】
ここで、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’について詳述する。
前述したように各接合膜３１’、３２’は、プラズマ重合法により形成されたものであり、図４に示すように、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合３０２を含み、ランダムな原子構造を有するＳｉ骨格３０１と、このＳｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３とを有するものである。このような各接合膜３１’、３２’は、シロキサン結合３０２を含みランダムな原子構造を有するＳｉ骨格３０１の影響によって、変形し難い強固な膜となる。これは、Ｓｉ骨格３０１の結晶性が低くなるため、結晶粒界における転位やズレ等の欠陥が生じ難いためであると考えられる。このため、各接合膜３１’、３２’自体が接合強度、耐薬品性、耐光性および寸法精度の高いものとなり、最終的に得られる光導波路１においても、接合強度、耐薬品性、耐光性および寸法精度が高いものが得られる。
【００７４】
このような各接合膜３１’、３２’は、エネルギーが付与されると、脱離基３０３がＳｉ骨格３０１から脱離し、図５に示すように、各接合膜３１’、３２’の表面３５および内部に、活性手３０４が生じるものである。そして、これにより、各接合膜３１’、３２’表面に接着性が発現する。かかる接着性が発現すると、各接合膜３１’、３２’は、第２の基板４に対して高い寸法精度で強固に効率よく接合可能なものとなる。
なお、脱離基３０３とＳｉ骨格３０１との結合エネルギーは、Ｓｉ骨格３０１中のシロキサン結合３０２の結合エネルギーよりも小さい。このため、各接合膜３１’、３２’は、エネルギーの付与により、Ｓｉ骨格３０１はほとんど切れることなく、脱離基３０３とＳｉ骨格３０１との結合を選択的に切断し、脱離基３０３を脱離させることができる。
【００７５】
また、このような各接合膜３１’、３２’は、流動性を有しない固体状のものとなる。このため、従来、流動性を有する液状または粘液状の接着剤に比べて、接着層（各接合膜３１’、３２’）の厚さや形状がほとんど変化しない。これにより、光導波路１の寸法精度は、従来に比べて格段に高いものとなる。さらに、接着剤の硬化に要する時間が不要になるため、短時間で強固な接合が可能となる。
【００７６】
なお、各接合膜３１’、３２’においては、特に各接合膜３１’、３２’を構成する全原子からＨ原子を除いた原子のうち、Ｓｉ原子の含有率とＯ原子の含有率の合計が、１０〜９０原子％程度であるのが好ましく、２０〜８０原子％程度であるのがより好ましい。Ｓｉ原子とＯ原子とが、前記範囲の含有率で含まれていれば、各接合膜３１’、３２’はＳｉ原子とＯ原子とが強固なネットワークを形成し、各接合膜３１’、３２’自体が強固なものとなる。また、かかる各接合膜３１’、３２’は、第１の基板２および第２の基板４に対して、特に高い密着強度を示すものとなる。
【００７７】
また、各接合膜３１’、３２’中のＳｉ原子とＯ原子の存在比は、３：７〜７：３程度であるのが好ましく、４：６〜６：４程度であるのがより好ましい。Ｓｉ原子とＯ原子の存在比を前記範囲内になるよう設定することにより、各接合膜３１’、３２’の安定性が高くなり、第１の基板２と第２の基板４とをより強固に接合することができるようになる。
また、各接合膜３１’、３２’中のＳｉ骨格３０１の結晶化度は、４５％以下であるのが好ましく、４０％以下であるのがより好ましい。これにより、Ｓｉ骨格３０１は十分にランダムな原子構造を含むものとなる。このため、前述したＳｉ骨格３０１の特性が顕在化し、各接合膜３１’、３２’の寸法精度および接着性がより優れたものとなる。
【００７８】
なお、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度は、一般的な結晶化度測定方法により測定することができ、具体的には、結晶部分における散乱Ｘ線の強度に基づいて測定する方法（Ｘ線法）、赤外線吸収の結晶化バンドの強度から求める方法（赤外線法）、核磁気共鳴吸収の微分曲線の下の面積に基づいて求める方法（核磁気共鳴吸収法）、結晶部分には化学試薬が浸透し難いことを利用した化学的方法等により測定することができる。
【００７９】
また、各接合膜３１’、３２’は、その構造中にＳｉ−Ｈ結合を含んでいるのが好ましい。このＳｉ−Ｈ結合は、プラズマ重合法によってシランが重合反応する際に重合物中に生じるものであるが、このとき、Ｓｉ−Ｈ結合がシロキサン結合の生成が規則的に行われるのを阻害すると考えられる。このため、シロキサン結合は、Ｓｉ−Ｈ結合を避けるように形成されることとなり、Ｓｉ骨格３０１の原子構造の規則性が低下する。このようにして、プラズマ重合法によれば、結晶化度の低いＳｉ骨格３０１を効率よく形成することができる。
【００８０】
一方、各接合膜３１’、３２’中のＳｉ−Ｈ結合の含有率が多ければ多いほど結晶化度が低くなるわけではない。具体的には、各接合膜３１’、３２’の赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピークの強度を１としたとき、Ｓｉ−Ｈ結合に帰属するピークの強度は、０．００１〜０．２程度であるのが好ましく、０．００２〜０．０５程度であるのがより好ましく、０．００５〜０．０２程度であるのがさらに好ましい。Ｓｉ−Ｈ結合のシロキサン結合に対する割合が前記範囲内であることにより、各接合膜３１’、３２’中の原子構造は、相対的に最もランダムなものとなる。このため、Ｓｉ−Ｈ結合のピーク強度がシロキサン結合のピーク強度に対して前記範囲内にある場合、各接合膜３１’、３２’は、接合強度、耐薬品性および寸法精度において特に優れたものとなる。
【００８１】
また、Ｓｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３は、前述したように、Ｓｉ骨格３０１から脱離することによって、各接合膜３１’、３２’に活性手を生じさせるよう振る舞うものである。したがって、脱離基３０３には、エネルギーを付与されることによって、比較的簡単に、かつ均一に脱離するものの、エネルギーが付与されないときには、脱離しないようＳｉ骨格３０１に確実に結合しているものである必要がある。
なお、プラズマ重合法による成膜の際には、原料ガスの成分が重合して、シロキサン結合を含むＳｉ骨格３０１と、それに結合した残基とを生成するが、例えばこの残基が脱離基３０３となり得る。
【００８２】
かかる観点から、脱離基３０３には、Ｈ原子、Ｂ原子、Ｃ原子、Ｎ原子、Ｏ原子、Ｐ原子、Ｓ原子およびハロゲン系原子、またはこれらの各原子を含み、これらの各原子がＳｉ骨格３０１に結合するよう配置された原子団からなる群から選択される少なくとも１種で構成されたものが好ましく用いられる。かかる脱離基３０３は、エネルギーの付与による結合／脱離の選択性に比較的優れている。このため、このような脱離基３０３は、上記のような必要性を十分に満足し得るものとなり、各接合膜３１’、３２’の接着性をより高度なものとすることができる。
【００８３】
なお、上記のような各原子がＳｉ骨格３０１に結合するよう配置された原子団（基）としては、例えば、メチル基、エチル基のようなアルキル基、ビニル基、アリル基のようなアルケニル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基、メルカプト基、スルホン酸基、シアノ基、イソシアネート基等が挙げられる。
【００８４】
これらの各基の中でも、脱離基３０３は、特にアルキル基、アルケニル基のような有機基であるのが好ましい。有機基は化学的な安定性が高いため、有機基を含む各接合膜３１’、３２’は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなる。
また、このような有機基は、各接合膜３１’、３２’から脱離することにより、各接合膜３１’、３２’の屈折率を十分に低下させることができる。
【００８５】
ここで、脱離基３０３がメチル基（−ＣＨ３）である場合、その好ましい含有率は、赤外光吸収スペクトルにおけるピーク強度から以下のように規定される。
すなわち、各接合膜３１’、３２’の赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピークの強度を１としたとき、メチル基に帰属するピークの強度は、０．０５〜０．４５程度であるのが好ましく、０．１〜０．４程度であるのがより好ましく、０．２〜０．３程度であるのがさらに好ましい。メチル基のピーク強度がシロキサン結合のピーク強度に対する割合が前記範囲内であることにより、メチル基がシロキサン結合の生成を必要以上に阻害するのを防止しつつ、各接合膜３１’、３２’中に必要かつ十分な数の活性手が生じるため、各接合膜３１’、３２’に十分な接着性が生じる。また、各接合膜３１’、３２’には、メチル基に起因する十分な耐候性および耐薬品性が発現する。
このような特徴を有する各接合膜３１’、３２’の構成材料としては、例えば、ポリオルガノシロキサンのようなシロキサン結合とそれに結合した脱離基３０３となり得る有機基とを含む重合物等が挙げられる。
【００８６】
ポリオルガノシロキサンで構成された各接合膜３１’、３２’は、それ自体が優れた機械的特性を有している。また、多くの材料に対して特に優れた接着性を示すものである。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された各接合膜３１’、３２’は、第１の基板２に対して特に強固に被着するとともに、第２の基板４に対しても特に強い被着力を示し、その結果として、第１の基板２と第２の基板４とを強固に接合することができる。
また、ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性（非接着性）を示すが、エネルギーを付与されることにより、容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化し、接着性を発現するが、この非接着性と接着性との制御を容易かつ確実に行えるという利点を有する。
【００８７】
なお、この撥水性（非接着性）は、主に、ポリオルガノシロキサン中に含まれた有機基による作用である。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された各接合膜３１’、３２’は、エネルギーを付与されることにより、表面３５に接着性が発現するとともに、表面３５以外の部分においては、前述した有機基による作用・効果が得られるという利点も有する。したがって、このような各接合膜３１’、３２’は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなり、例えば、薬品類等に長期にわたって曝されるような光導波路の組み立てに際して、有効に用いられるものとなる。
【００８８】
さらに、プラズマ重合にて成膜したポリオルガノシロキサンは、広い波長領域で吸収を持たないため耐光性が高く、コア部３１に長期にわたって光を入射したとき、コア部３１の変色や光による劣化を抑制することができ、各基板２、４間の接合も長期にわたって維持することができる。このため、光導波路１を長期にわたって使用した場合でも、その損失特性の著しい低下を防止することができる。
【００８９】
また、ポリオルガノシロキサンの中でも、特に、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とする各接合膜３１’、３２’は、接着性に特に優れるものである。また、オクタメチルトリシロキサンを主成分とする原料は、常温で液状をなし、適度な粘度を有するため、取り扱いが容易であるという利点もある。
【００９０】
このような各接合膜３１’、３２’の平均厚さは、１〜３００μｍ程度であるのが好ましく、２〜２００μｍ程度であるのがより好ましい。各接合膜３１’、３２’の平均厚さを前記範囲内とすることにより、光導波路１の厚さが厚くなり過ぎるのを防止しつつ、十分な伝搬特性を有するコア部３１が得られる。
すなわち、各接合膜３１’、３２’の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られなかったり、コア部３１の径が小さくなり過ぎて、光導波路１の接続性が低下するおそれがある。一方、各接合膜３１’、３２’の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、光導波路１が厚くなり過ぎるおそれがある。
【００９１】
さらに、各接合膜３１’、３２’の平均厚さが前記範囲内であれば、各接合膜３１’、３２’にある程度の形状追従性が確保される。このため、例えば、第１の基板２の接合面（各接合膜３１’、３２’に隣接する面）に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するように各接合膜３１’、３２’を被着させることができる。その結果、各接合膜３１’、３２’は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。そして、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせた際に、両者の密着性を高めることができる。
なお、上記のような形状追従性の程度は、各接合膜３１’、３２’の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、各接合膜３１’、３２’の厚さをできるだけ厚くすればよい。
【００９２】
以上、各接合膜３１’、３２’について詳述したが、このような各接合膜３１’、３２’は、プラズマ重合法により作製されたものである。プラズマ重合法によれば、緻密で均質な各接合膜３１’、３２’を効率よく作製することができる。これにより、各接合膜３１’、３２’は、第２の基板４に対して特に強固に接合し得るものとなる。さらに、プラズマ重合法で作製された各接合膜３１’、３２’は、エネルギーが付与されて活性化された状態が比較的長時間にわたって維持される。このため、光導波路１の製造過程の簡素化、効率化を図ることができる。
【００９３】
次に、各接合膜３１’、３２’を作製する方法について説明する。
まず、各接合膜３１’、３２’の作製方法を説明するのに先立って、第１の基板２上にプラズマ重合法により各接合膜３１’、３２’を作製する際に用いるプラズマ重合装置について説明する。
図６は、本発明の光導波路の製造方法に用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００９４】
図６に示すプラズマ重合装置１００は、チャンバー１０１と、第１の基板２を支持する第１の電極１３０と、第２の電極１４０と、各電極１３０、１４０間に高周波電圧を印加する電源回路１８０と、チャンバー１０１内にガスを供給するガス供給部１９０と、チャンバー１０１内のガスを排気する排気ポンプ１７０とを備えている。これらの各部のうち、第１の電極１３０および第２の電極１４０がチャンバー１０１内に設けられている。以下、各部について詳細に説明する。
【００９５】
チャンバー１０１は、内部の気密を保持し得る容器であり、内部を減圧（真空）状態にして使用されるため、内部と外部との圧力差に耐え得る耐圧性能を有するものとされる。
図６に示すチャンバー１０１は、軸線が水平方向に沿って配置されたほぼ円筒形をなすチャンバー本体と、チャンバー本体の左側開口部を封止する円形の側壁と、右側開口部を封止する円形の側壁とで構成されている。
【００９６】
チャンバー１０１の上方には供給口１０３が、下方には排気口１０４が、それぞれ設けられている。そして、供給口１０３にはガス供給部１９０が接続され、排気口１０４には排気ポンプ１７０が接続されている。
なお、本実施形態では、チャンバー１０１は、導電性の高い金属材料で構成されており、接地線１０２を介して電気的に接地されている。
【００９７】
第１の電極１３０は板状をなしており、第１の基板２を支持している。
この第１の電極１３０は、チャンバー１０１の側壁の内壁面に、鉛直方向に沿って設けられており、これにより、第１の電極１３０は、チャンバー１０１を介して電気的に接地されている。なお、第１の電極１３０は、図６に示すように、チャンバー本体と同心状に設けられている。
【００９８】
第１の電極１３０の第１の基板２を支持する面には、静電チャック（吸着機構）１３９が設けられている。
この静電チャック１３９により、図６に示すように、第１の基板２を鉛直方向に沿って支持することができる。また、第１の基板２に多少の反りがあっても、静電チャック１３９に吸着させることにより、その反りを矯正した状態で第１の基板２をプラズマ処理に供することができる。
【００９９】
第２の電極１４０は、第１の基板２を介して、第１の電極１３０と対向して設けられている。なお、第２の電極１４０は、チャンバー１０１の側壁の内壁面から離間した（絶縁された）状態で設けられている。
この第２の電極１４０には、配線１８４を介して高周波電源１８２が接続されている。また、配線１８４の途中には、マッチングボックス（整合器）１８３が設けられている。これらの配線１８４、高周波電源１８２およびマッチングボックス１８３により、電源回路１８０が構成されている。
このような電源回路１８０によれば、第１の電極１３０は接地されているので、第１の電極１３０と第２の電極１４０との間に高周波電圧が印加される。これにより、第１の電極１３０と第２の電極１４０との間隙には、高い周波数で向きが反転する電界が誘起される。
【０１００】
ガス供給部１９０は、チャンバー１０１内に所定のガスを供給するものである。
図６に示すガス供給部１９０は、液状の膜材料（原料液）を貯留する貯液部１９１と、液状の膜材料を気化してガス状に変化させる気化装置１９２と、キャリアガスを貯留するガスボンベ１９３とを有している。また、これらの各部とチャンバー１０１の供給口１０３とが、それぞれ配管１９４で接続されており、ガス状の膜材料（原料ガス）とキャリアガスとの混合ガスを、供給口１０３からチャンバー１０１内に供給するように構成されている。
【０１０１】
貯液部１９１に貯留される液状の膜材料は、プラズマ重合装置１００により、重合して第１の基板２の表面に重合膜を形成する原材料となるものである。
このような液状の膜材料は、気化装置１９２により気化され、ガス状の膜材料（原料ガス）となってチャンバー１０１内に供給される。なお、原料ガスについては、後に詳述する。
【０１０２】
ガスボンベ１９３に貯留されるキャリアガスは、電界の作用により放電し、およびこの放電を維持するために導入するガスである。このようなキャリアガスとしては、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス等が挙げられる。
また、チャンバー１０１内の供給口１０３の近傍には、拡散板１９５が設けられている。
【０１０３】
拡散板１９５は、チャンバー１０１内に供給される混合ガスの拡散を促進する機能を有する。これにより、混合ガスは、チャンバー１０１内に、ほぼ均一の濃度で分散することができる。
排気ポンプ１７０は、チャンバー１０１内を排気するものであり、例えば、油回転ポンプ、ターボ分子ポンプ等で構成される。このようにチャンバー１０１内を排気して減圧することにより、ガスを容易にプラズマ化することができる。また、大気雰囲気との接触による第１の基板２の汚染・酸化等を防止するとともに、プラズマ処理による反応生成物をチャンバー１０１内から効果的に除去することができる。
また、排気口１０４には、チャンバー１０１内の圧力を調整する圧力制御機構１７１が設けられている。これにより、チャンバー１０１内の圧力が、ガス供給部１９０の動作状況に応じて、適宜設定される。
【０１０４】
次に、上記のプラズマ重合装置１００を用いて、第１の基板２上に各接合膜３１’、３２’を作製する方法について説明する。
図７は、第１の基板２上に各接合膜３１’、３２’を作製する方法を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図７中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１０５】
各接合膜３１’、３２’は、強電界中に、原料ガスとキャリアガスとの混合ガスを供給することにより、原料ガス中の分子を重合させ、重合物を第１の基板２上に堆積させることにより得ることができる。以下、詳細に説明する。
まず、第１の基板２を用意し、必要に応じて、第１の基板２の上面２５に前述したような表面処理を施す。
【０１０６】
次に、第１の基板２をプラズマ重合装置１００のチャンバー１０１内に収納して封止状態とした後、排気ポンプ１７０の作動により、チャンバー１０１内を減圧状態とする。
次に、ガス供給部１９０を作動させ、チャンバー１０１内に原料ガスとキャリアガスの混合ガスを供給する。供給された混合ガスは、チャンバー１０１内に充填される（図７（ａ）参照）。
【０１０７】
ここで、混合ガス中における原料ガスの占める割合（混合比）は、原料ガスやキャリアガスの種類や目的とする成膜速度等によって若干異なるが、例えば、混合ガス中の原料ガスの割合を２０〜７０％程度に設定するのが好ましく、３０〜６０％程度に設定するのがより好ましい。これにより、重合膜の形成（成膜）の条件の最適化を図ることができる。
また、供給するガスの流量は、ガスの種類や目的とする成膜速度、膜厚等によって適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常は、原料ガスおよびキャリアガスの流量を、それぞれ、１〜１００ｃｃｍ程度に設定するのが好ましく、１０〜６０ｃｃｍ程度に設定するのがより好ましい。
【０１０８】
次いで、電源回路１８０を作動させ、一対の電極１３０、１４０間に高周波電圧を印加する。これにより、一対の電極１３０、１４０間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図７（ｂ）に示すように、重合物が第１の基板２に付着・堆積する。これにより、第１の基板２上にプラズマ重合膜で構成された各接合膜３１’、３２’が形成される（図７（ｃ）参照）。
【０１０９】
また、プラズマの作用により、第１の基板２の表面が活性化・清浄化される。このため、原料ガスの重合物が第１の基板２の表面に堆積し易くなり、各接合膜３１’、３２’の安定した成膜が可能になる。このようにプラズマ重合法によれば、第１の基板２の構成材料によらず、第１の基板２と各接合膜３１’、３２’との密着強度をより高めることができる。
【０１１０】
原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサンのようなオルガノシロキサン等が挙げられる。
このような原料ガスを用いて得られるプラズマ重合膜、すなわち各接合膜３１’、３２’は、これらの原料が重合してなるもの（重合物）、すなわちポリオルガノシロキサンで構成されることとなる。
プラズマ重合の際、一対の電極１３０、１４０間に印加する高周波の周波数は、特に限定されないが、１ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜６０ＭＨｚ程度であるのがより好ましい。
【０１１１】
また、高周波の出力密度は、特に限定されないが、０．０１〜１００Ｗ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．１〜５０Ｗ／ｃｍ２程度であるのがより好ましく、１〜４０Ｗ／ｃｍ２程度であるのがさらに好ましい。高周波の出力密度を前記範囲内とすることにより、高周波の出力密度が高過ぎて原料ガスに必要以上のプラズマエネルギーが付加されるのを防止しつつ、ランダムな原子構造を有するＳｉ骨格３０１を確実に形成することができる。すなわち、高周波の出力密度が前記下限値を下回った場合、原料ガス中の分子に重合反応を生じさせることができず、各接合膜３１’、３２’を形成することができないおそれがある。一方、高周波の出力密度が前記上限値を上回った場合、原料ガスが分解する等して、脱離基３０３となり得る構造がＳｉ骨格３０１から分離してしまい、得られる各接合膜３１’、３２’において脱離基３０３の含有率が低くなったり、Ｓｉ骨格３０１のランダム性が低下する（規則性が高くなる）おそれがある。
【０１１２】
また、成膜時のチャンバー１０１内の圧力は、１３３．３×１０−５〜１３３３Ｐａ（１×１０−５〜１０Ｔｏｒｒ）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０−４〜１３３．３Ｐａ（１×１０−４〜１Ｔｏｒｒ）程度であるのがより好ましい。
原料ガス流量は、０．５〜２００ｓｃｃｍ程度であるのが好ましく、１〜１００ｓｃｃｍ程度であるのがより好ましい。一方、キャリアガス流量は、５〜７５０ｓｃｃｍ程度であるのが好ましく、１０〜５００ｓｃｃｍ程度であるのがより好ましい。
処理時間は、１〜１０分程度であるのが好ましく、４〜７分程度であるのがより好ましい。
また、第１の基板２の温度は、２５℃以上であるのが好ましく、２５〜１００℃程度であるのがより好ましい。
以上のようにして、各接合膜３１’、３２’を得る。
【０１１３】
ここで、本発明では、各接合膜３１’、３２’の成膜時に、その成膜条件を、第１の接合膜３１’と第２の接合膜３２’とで異ならせることにより、第２の接合膜３２’の屈折率が第１の接合膜３１’の屈折率より小さくなるようにする。
この成膜条件としては、例えば、プラズマ重合における高周波の出力、高周波の周波数、原料ガスの流量、原料ガスの種類、成膜時の雰囲気中の酸素含有率、雰囲気圧力、成膜温度等が挙げられ、これらのうちの１つまたは２つ以上の条件を組み合わせることが可能である。
【０１１４】
これらの条件のうち、例えば、第１の接合膜３１’の成膜時に比べて高周波の出力を低くすることにより、屈折率の低い第２の接合膜３２’を得ることができる。すなわち、高周波の出力とプラズマ重合膜の屈折率との間には、一定の相関関係が得られることから、この関係を利用して第２の接合膜３２’の屈折率が第１の接合膜３１’の屈折率を下回るように高周波の出力を調整すればよい。このようにして接合膜の屈折率の調整が可能になる理由の１つとしては、高周波の出力に応じてプラズマ重合膜中に残存する有機成分の量または膜密度が変化し、この有機成分の量や膜密度が屈折率に影響を及ぼしているものと思われる。なお、高周波の出力は、成膜条件の中でも調整が容易でかつ正確な調整が可能なパラメータであることから、屈折率を厳密に調整する観点において、好適な制御因子である。
【０１１５】
また、例えば、第１の接合膜３１’の成膜時に比べてプラズマ重合における雰囲気中の酸素含有率を高くすることにより、屈折率の低い第２の接合膜３２’を得ることができる。
具体的には、成膜用ガス中の酸素ガスの割合（流量比）を０％から５０％まで徐々に増加させると、得られるプラズマ重合膜の屈折率は徐々に低下する。したがって、この関係に基づいて第１の接合膜３１’の成膜時の酸素ガス流量と、第２の接合膜３２’の成膜時の酸素ガス流量とを決定すればよい。なお、この酸素ガスの割合も、前述した高周波出力の場合と同様、成膜されるプラズマ重合膜中に残存する有機成分の量または膜密度に影響を及ぼしているものと思われる。
【０１１６】
以上のような高周波の出力または雰囲気中の酸素含有率は、制御因子と屈折率との関係が比較的明確であり、かつ制御因子の制御が比較的容易なことから、屈折率を容易かつ正確に制御することができる成膜条件であると言える。
また、この他、成膜時のプラズマ密度を高めることにより、成膜されるプラズマ重合膜の屈折率を高めることが可能である。
このようにプラズマ密度に影響を及ぼす成膜条件としては、特に、高周波の周波数、原料ガスの流量、雰囲気圧力等が挙げられる。
【０１１７】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光導波路の製造方法の第２実施形態について説明する。
図８は、本発明の光導波路の製造方法の第２実施形態を説明するための図（断面図）である。なお、以下の説明では、図８中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、第２実施形態にかかる光導波路の製造方法について説明するが、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１１８】
本実施形態にかかる光導波路の製造方法は、第２の基板４上に、第２の接合膜３２’と同様の第３の接合膜３３’を成膜し、第２の接合膜３２’と第３の接合膜３３’とが密着するように第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせるようにした以外は、前記第１実施形態と同様である。
すなわち、本実施形態にかかる光導波路の製造方法は、第１の基板２上に第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’を成膜するとともに、第２の基板４上に第３の接合膜３３’を成膜する工程（第１の工程）と、第２の接合膜３２’および第３の接合膜３３’にエネルギーを付与する工程（第２の工程）と、各接合膜３１’、３２’、３３’を介して、第１の基板２と第２の基板４とを接合し、光導波路１ａを得る工程（第３の工程）とを有する。以下、各工程について順次説明する。
【０１１９】
［１］まず、前記第１実施形態と同様にして、第１の基板２および第２の基板４を用意し、第１の基板２上にプラズマ重合法により第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’を成膜するとともに、第２の基板４の下面にプラズマ重合法により第３の接合膜３３’を成膜する（図８（ａ）参照）。なお、第３の接合膜３３’は、前記第１実施形態における第２の接合膜３２’と同様にして形成される。すなわち、前記第１実施形態では、第２の基板４が被着体に相当するものであったのに対し、本実施形態では、第３の接合膜３３’が成膜された第２の基板４が「被着体」に相当する。
［２］次に、図８（ｂ）に示すように、第２の接合膜３２’および第３の接合膜３３’にエネルギーを付与する。
エネルギーを付与すると、第２の接合膜３２’および第３の接合膜３３’に接着性が発現する。
【０１２０】
［３］次に、図８（ｃ）に示すように、第２の接合膜３２’と第３の接合膜３３’とが密着するように、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせる。これにより、光導波路１ａを得る。その結果、第１の接合膜３１’がコア部３１となり、第２の接合膜３２’が側方クラッド部３２となり、第３の接合膜３３’が上方クラッド部３３になる。
次いで、必要に応じて、光導波路１ａを厚さ方向に加圧して第１の接合膜３１’を圧縮する（図８（ｃ）参照）。これにより、図８（ｄ）に示すように、第２の接合膜３２’の上面全体が第３の接合膜３３’と接することとなり、第１の基板２と第２の基板４との接合強度の向上が図られる。また、前記加圧により、第１の接合膜３１’の屈折率がさらに向上し、コア部３１と、第１の基板２、側方クラッド部３２、および上方クラッド部３３からなるクラッド部３４との間の屈折率差がさらに拡大するため、光導波路１ａの伝搬特性のさらなる向上が図られる。
また、上記屈折率差の拡大は、第２の基板４の屈折率に依存しないものであるため、本実施形態では、第２の基板４の構成材料の選択幅が広がることとなる。
【０１２１】
ここで、本工程では、第２の接合膜３２’と第３の接合膜３３’とを接合するが、この接合は、以下のような２つのメカニズム（ｉ）、（ii）の双方または一方に基づくものであると推察される。
（ｉ）例えば、各接合膜３２’、３３’の表面に水酸基が露出している場合を例に説明すると、本工程において、各接合膜３２’、３３’同士が密着するように、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせたとき、各接合膜３２’、３３’の表面に存在する水酸基同士が、水素結合によって互いに引き合い、水酸基同士の間に引力が発生する。この引力によって、第１の基板２と第２の基板４とが接合されると推察される。
また、この水素結合によって互いに引き合う水酸基同士は、温度条件等によって、脱水縮合する。その結果、各接合膜３２’、３３’の間では、水酸基が結合していた結合手同士が酸素原子を介して結合する。これにより、第１の基板２と第２の基板４とがより強固に接合されると推察される。
【０１２２】
（ii）各接合膜３２’、３３’同士が密着するように、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせると、各接合膜３２’、３３’の表面や内部に生じた終端化されていない結合手（未結合手）同士が再結合する。この再結合は、互いに重なり合う（絡み合う）ように複雑に生じることから、接合界面にネットワーク状の結合が形成される。これにより、各接合膜３２’、３３’を構成するそれぞれの母材（Ｓｉ骨格３０１）同士が直接接合して、各接合膜３２’、３３’同士が一体化する。
【０１２３】
以上のような（ｉ）または（ii）のメカニズムにより、光導波路（本発明の光導波路）１ａが得られる。
なお、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’の成膜に先立って、第１の基板２上に下地層を成膜するようにしてもよい。この下地層は、プラズマ重合法により成膜され、第２の接合膜３２’と同様の成膜条件で成膜された後、紫外線を照射されたものであるのが好ましい。これにより、下地層は、第２の接合膜３２’と同様、第１の接合膜３１’より低屈折率のものとなり、コア部３１に接するクラッド部３４の一部として機能し得るものとなる。
【０１２４】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光導波路の製造方法の第３実施形態について説明する。
図９、１０は、本発明の光導波路の製造方法の第３実施形態を説明するための図（縦断面）である。なお、以下の説明では、図９、１０中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、第３実施形態にかかる光導波路の製造方法について説明するが、前記第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１２５】
本実施形態にかかる光導波路の製造方法は、第１の接合膜３１’の形成方法とエネルギー付与方法が異なる以外は、前記第１実施形態と同様である。
すなわち、本実施形態にかかる光導波路の製造方法は、第１の基板２上の全面にプラズマ重合法によりプラズマ重合膜を形成した後、不要部分を除去して第１の接合膜３１’を得るとともに、第１の接合膜３１’に成膜されないように、第１の基板２上のクラッド部領域３２０にプラズマ重合法により第２の接合膜３２’を成膜する工程（第１の工程）と、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’にエネルギーを付与する工程（第２の工程）と、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’を介して第１の基板２と第２の基板４とを接合し、光導波路１ｂを得る工程（第３の工程）とを有する。以下、各工程について順次説明する。
【０１２６】
［１］まず、前記第１実施形態と同様にして、第１の基板２および第２の基板４を用意し、第１の基板２上の全面にプラズマ重合法によりプラズマ重合膜３０を形成する。このプラズマ重合膜３０の形成は、前記第１実施形態における第１の接合膜３１’と同様にして成膜される。
次いで、プラズマ重合膜３０のクラッド部領域３２０に対応する部分を除去する。この部分は、後述する工程で第２の接合膜３２’を成膜する部分であるため、ここでは不要部分となる。このため、本実施形態では、以下のようにしてこの不要部分を除去する。
【０１２７】
まず、図９（ａ）に示すように、プラズマ重合膜３０の不要部分に所定の積算光量以上の紫外線を照射する。
具体的には、不要部分のプラズマ重合膜３０において、含まれる脱離基の大半が脱離して、実質的にＳｉ骨格のみが残存するような積算光量の紫外線を照射する。これにより、不要部分は、実質的に無機成分（酸化ケイ素）のみで構成されたものとなる（図９（ｂ）参照）。
なお、上記のようにプラズマ重合膜３０のクラッド部領域３２０に対応する部分のみに紫外線を照射するためには、不要部分に対応する窓部７１を備えたマスク７を介して紫外線を照射するようにすればよい。
【０１２８】
紫外線の前記積算光量は、プラズマ重合膜３０の厚さや紫外線の波長等に応じて若干異なるものの、好ましくは１Ｊ／ｃｍ２以上とされ、より好ましくは１０Ｊ／ｃｍ２以上とされる。これにより、プラズマ重合膜３０のクラッド部領域３２０に対応する部分を確実に無機化することができる。
また、紫外線の波長は、１２６〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１６０〜２００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、紫外線の光源として指向性の高い光源（例えばレーザー光源等）を用いた場合には、マスク等を用いることなく、部分的に精度の高い照射が可能である。
【０１２９】
次いで、図９（ｃ）に示すように、紫外線を照射したプラズマ重合膜３０に対してアルカリエッチング処理を施す。これにより、プラズマ重合膜３０中の無機成分（酸化ケイ素）がアルカリ溶液に対して優先的に溶解する。その結果、不要部分が除去され、第１の基板２上のコア部領域３１０にプラズマ重合膜３０が残存し、これにより第１の接合膜３１’が得られる（図９（ｄ）参照）。
アルカリエッチング処理に用いるアルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等が挙げられる。
以上のような方法によれば、露光による高精度なパターニングが可能であるため、輪郭が明確で寸法精度の高い第１の接合膜３１’が得られる。
【０１３０】
次に、第１の基板２上のクラッド部領域３２０に第２の接合膜３２’を成膜する。なお、本実施形態では、前記第１実施形態とは異なり、第１の接合膜３１’上に成膜されないように第２の接合膜３２’を成膜する。
この場合、図９（ｅ）に示すように、クラッド部領域３２０の平面視形状に対応した形状の窓部７１を有するマスク７を介して、クラッド部領域３２０に第２の接合膜３２’を成膜する。
【０１３１】
なお、第２の接合膜３２’は、図９（ｅ）に示すように、その膜厚が第１の接合膜３１’と同じになるよう成膜されるのが好ましい。これにより、第１の接合膜３１’の上面および第２の接合膜３２’の上面が同一面となり、後述する工程において、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’を第２の基板４と隙間なく密着させることができる。その結果、第１の基板２と第２の基板４とを接合した際の、両者の接合強度をより高めることができる。
【０１３２】
［２］次に、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’にエネルギーを付与する。
エネルギーを付与すると、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’に接着性が発現する。
また、各接合膜３１’、３２’に対するエネルギーの付与は、第１の接合膜３１’と第２の接合膜３２’とで異なる方法により付与されるのが好ましい。
【０１３３】
具体的には、第１の接合膜３１’には、図１０（ｆ）に示すようにプラズマ処理を施し、第２の接合膜３２’には、図１０（ｇ）に示すように紫外線を照射するようにするのが好ましい。これにより、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’にはそれぞれ接着性が発現するとともに、第１の接合膜３１’の屈折率は上昇し、第２の接合膜３２’の屈折率は低下する。
【０１３４】
プラズマに曝された第１の接合膜３１’の屈折率が上昇する理由の１つとしては、以下のような理由が挙げられる。プラズマによって活性化された第１の接合膜３１’は、一部の分子結合が切断された状態となり接合性能を発露するが、接着性が発現した表面に接合相手を密着させることによって表面の接合活性手同士は結合し、それに伴ってシロキサンの規則的な格子を構築される。その結果、シロキサン結合のランダム性が緩和され、密度が高くなり、結果的に屈折率が向上すると推察される。
上記のような屈折率が変化した結果、最終的に得られる光導波路１ｂにおいて、コア部３１と側方クラッド部３２との屈折率差をより拡大することができ、光伝搬性をより高めることができる。
【０１３５】
ここで、第１の接合膜３１’に対するプラズマ処理においては、大気圧プラズマが好ましく用いられる。大気圧プラズマによれば、減圧手段等の高価な設備を用いることなく、容易にプラズマ処理を行うことができる。また、このプラズマ処理には、第１の接合膜３１’の近傍でプラズマを発生させるダイレクトプラズマ方式の他、被処理物とプラズマ発生部とが離間したリモートプラズマ方式またはダウンフロープラズマ方式による処理も好ましく用いられる。ダイレクトプラズマ方式によれば、第１の接合膜３１’の近傍でプラズマを発生させるため、プラズマ処理を効率よくかつ均一に行うことができる。また、リモートプラズマ方式やダウンフロープラズマ方式のように被処理物とプラズマ発生部とが離間している場合、被処理物とプラズマ発生部とが干渉しないため、被処理物（第１の接合膜３１’）をイオン損傷から避けることができる。
【０１３６】
また、減圧雰囲気中でプラズマ処理を行った場合、第１の接合膜３１’の内部に意図せず閉じ込められたガスや経時的に発生したガス等が、第１の接合膜３１’の外部に強制的に引き出されるおそれがある。このような現象が起こると、第１の接合膜３１’に損傷が生じ、接着性の低下を招くとともに、屈折率の上昇幅が意図せず変化してしまうこととなる。
これに対し、大気圧下でプラズマ処理を行うことにより、接着性に優れ、かつ目的とする屈折率の第１の接合膜３１’を得ることができる。
【０１３７】
なお、プラズマを発生させるガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２、Ｏ２等が挙げられ、これらの２種以上を混合して用いることもできる。このうち、Ｏ２ガスによる酸素プラズマ、Ｎ２ガスによる窒素プラズマまたはＡｒガスによるアルゴンプラズマが好ましく用いられる。これらのプラズマは、処理速度が速く、発生が容易なため、接着性の発現と屈折率の上昇とを効率よく生じさせることができる。
また、ガスの供給速度は、５〜５００ｓｃｃｍ程度であるのが好ましく、１０〜３００ｓｃｃｍ程度であるのがより好ましい。
【０１３８】
また、放電によってプラズマを発生させる際、電極間に印加する電圧は、ＭＨｚ以上の高周波であるのが好ましい。これにより、直流放電の場合に比べて、放電開始電圧が低下するため、放電状態を容易に維持することができる。また、高周波を用いることにより、プラズマ中の電離度が高くなり、プラズマ密度が高くなる。その結果、プラズマによる脱離基３０３の脱離をムラなく速やかに行うことができる。
電極間に印加する電圧の周波数は、特に限定されないが、好ましくは１０〜５０ＭＨｚ程度とされ、より好ましくは１０〜４０ＭＨｚ程度とされる。
【０１３９】
また、高周波放電プラズマの場合、印加電極と第１の接合膜３１’との離間距離は、０．５〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜２ｍｍ程度であるのがより好ましい。さらに、この場合、電極間に印加する電圧は、１〜３ｋＶｐ−ｐ程度であるのが好ましく、１〜１．５ｋＶｐ−ｐ程度であるのがより好ましい。
また、プラズマ処理の時間は、好ましくは０．１〜５時間程度とされ、より好ましくは０．５〜３時間程度とされる。
なお、第１の接合膜３１’を選択的にプラズマに曝すためには、コア部領域３１０の平面視形状に対応した形状の窓部６１を有するマスク６を介してプラズマ処理を行うようにすればよい。
【０１４０】
［３］次に、図１０（ｈ）に示すように、第１の接合膜３１’および第２の接合膜３２’と第２の基板４とが密着するように、第１の基板２と第２の基板４とを貼り合わせる。これにより、光導波路１ｂを得る。
続いて、図１０（ｉ）に示すように、光導波路１ｂを加圧してコア部３１を圧縮する。これにより、図１０（ｊ）に示すように、側方クラッド部３２の全体が第２の基板４と接することとなり、第１の基板２と第２の基板４との接合強度の向上が図られる。
また、コア部３１が圧縮されるため、コア部３１の屈折率が向上する。その結果、光導波路１のコア部３１とクラッド部３４との間の屈折率差がさらに拡大し、光導波路１ｂの伝搬特性のさらなる向上が図られる。
【０１４１】
＜多層プリント配線基板＞
以上のような前記各実施形態にかかる光導波路の製造方法は、例えば多層プリント配線基板の製造に適用することができる。
図１１は、本発明の光導波路の製造方法を適用して得られた多層プリント配線基板を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１１中の上側を「上」、下側を「下」という。
【０１４２】
図１１に示す多層プリント配線基板２００は、表面に電気配線（図示せず）が形成された２枚のプリント基板２１０、２２０を有しており、これらのプリント基板２１０、２２０間が、本発明の光導波路の製造方法により接合されている。すなわち、２枚のプリント基板２１０、２２０間は、光信号を伝搬可能なコア部とクラッド部とが形成された接合膜２３０を介して接合されている。
【０１４３】
また、プリント基板２２０には、２つの貫通孔２２１、２２２が設けられている。
接合膜２３０中に形成されたコア部およびクラッド部は、この貫通孔２２１と貫通孔２２２とをつなぐように形成されている。そして、接合膜２３０の両端は、各貫通孔２２１、２２２の下方に位置しており、この両端部にはコア部を斜め４５°に横切るミラー２３１、２３２が設けられている。
【０１４４】
一方、プリント基板２２０の貫通孔２２１の上方には、発光素子２４０が設けられている。
この発光素子２４０は、接合膜２３０中に形成されたコア部に向けて光を照射する素子であって、本体部２４１と、本体部２４１の下面に、貫通孔２２１に臨むように設けられた発光部２４２と、本体部２４１の電極部（図示せず）とプリント基板２２０の電気配線とを電気的に接続するバンプ２４３とを有している。
【０１４５】
また、プリント基板２２０の貫通孔２２２の上方には、受光素子２５０が設けられている。
この受光素子２５０は、接合膜２３０中に形成されたコア部を伝搬してきた光を受光する素子であって、本体部２５１と、本体部２５１の下面に、貫通孔２２２に臨むように設けられた受光部２５２と、本体部２５１の電極部（図示せず）とプリント基板２２０の電気配線とを電気的に接続するバンプ２５３とを有している。
【０１４６】
上記のような構成の多層プリント配線基板２００においては、発光部２４２から下方に出射された光が、図１１に矢印で示すように、貫通孔２２１を通過してミラー２３１により右方に反射され、接合膜２３０中のコア部に入射する。
また、接合膜２３０中のコア部を伝搬してきた光は、図１１に矢印で示すように、ミラー２３２で上方に反射され、貫通孔２２２を通過して受光素子２５０の受光部２５２に到達する。
以上説明したような多層プリント配線基板２００では、発光素子２４０と受光素子２５０との間で、光の明滅パターンに基づいて光信号を伝送することができる。
【０１４７】
このような光信号によるデータ伝送では、電気信号によるデータ伝送に比べて、ノイズ、クロストーク、インピーダンスの不整合等の問題が抑制されることにより、高速かつ大容量の伝送が可能になる。このため、多層プリント配線基板２００の製造に本発明の光導波路の製造方法を適用することにより、高性能の多層プリント配線基板２００を提供することが可能になる。また、従来、光通信が可能な多層プリント配線基板を製造する場合、光導波路とプリント基板とを接着剤等を用いて接着していたため、多層プリント配線基板の厚さを薄くすることが困難であったが、上記方法では、接合膜２３０が接着剤と光導波路とを兼ねているため、多層プリント配線基板２００を十分に薄くすることができる。このため、本発明によれば、従来の製造方法で得られた多層プリント配線基板と同じ厚さであっても、層数を多くすることができる等、多層プリント配線基板２００の設計の自由度を高めることができる。さらに、各プリント基板２１０、２２０間を強固に接合することが可能なため、剥離等の不具合が長期にわたって防止される。
【０１４８】
このような多層プリント配線基板２００は、例えば、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置、携帯電話、ゲーム機、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類に適用が可能である。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が多層プリント配線基板２００を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、基板内の集積度が高められるとともに、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
【０１４９】
以上、本発明の光導波路の製造方法および光導波路を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明の光導波路の製造方法は、前記各実施形態のうち、任意の２つ以上を組み合わせたものであってもよい。
また、本発明の光導波路の製造方法では、必要に応じて、１以上の任意の目的の工程を追加してもよい。また、コア部およびクラッド部の形成順序は、特に限定されず、前記各実施形態における形成順序と逆になってもよい。
また、前記各実施形態では、第１の基板２と第２の基板４の２つの基板を接合する方法について説明しているが、３つ以上の基板を接合する場合（例えば、３枚以上のプリント基板を積層した多層プリント配線基板等）に、本発明の光導波路の製造方法を適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の光導波路の第１実施形態を示す図（斜視図）である。
【図２】本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図３】本発明の光導波路の製造方法の第１実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図４】本発明の光導波路の製造方法において、接合膜のエネルギー付与前の状態を示す部分拡大図である。
【図５】本発明の光導波路の製造方法において、接合膜のエネルギー付与後の状態を示す部分拡大図である。
【図６】本発明の光導波路の製造方法に用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す縦断面図である。
【図７】第１の基板上に接合膜を作製する方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図８】本発明の光導波路の製造方法の第２実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図９】本発明の光導波路の製造方法の第３実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図１０】本発明の光導波路の製造方法の第３実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
【図１１】本発明の光導波路の製造方法を適用して得られた多層プリント配線基板を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１、１ａ、１ｂ……光導波路  ２……第１の基板  ２５……上面  ３０……プラズマ重合膜  ３１……コア部  ３２……側方クラッド部  ３３……上方クラッド部  ３１’……第１の接合膜  ３２’……第２の接合膜  ３３’……第３の接合膜  ３４……クラッド部  ３５……表面  ３０１……Ｓｉ骨格  ３０２……シロキサン結合  ３０３……脱離基  ３０４……活性手  ３１０……コア部領域  ３２０……クラッド部領域  ４……第２の基板  ６、７……マスク  ６１、７１……窓部  １００……プラズマ重合装置  １０１……チャンバー  １０２……接地線  １０３……供給口  １０４……排気口  １３０……第１の電極  １３９……静電チャック  １４０……第２の電極  １７０……ポンプ  １７１……圧力制御機構  １８０……電源回路  １８２……高周波電源  １８３……マッチングボックス  １８４……配線  １９０……ガス供給部  １９１……貯液部  １９２……気化装置  １９３……ガスボンベ  １９４……配管  １９５……拡散板  ２００……多層プリント配線基板  ２１０、２２０……プリント基板  ２２１、２２２……貫通孔  ２３０……接合膜  ２３１、２３２……ミラー  ２４０……発光素子  ２４１……本体部  ２４２……発光部  ２４３……バンプ  ２５０……受光素子  ２５１……本体部  ２５２……受光部  ２５３……バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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