(57)【要約】【課題】レーザー加工における加工精度の低下を抑制し得るレーザー加工用マスク、高精度の加工を行い得るレーザー加工方法、および、寸法精度の高い凹部を備えた凹部付き光導波路を容易に製造し得る凹部付き光導波路の製造方法を提供すること。【解決手段】レーザー加工用マスク９１０は、遮蔽部９１１と透過部９１２とを備え、透過部９１２でレーザーを透過させつつ、透過部９１２に対して積層体１０を相対的に走査することにより、走査軌跡に沿ってレーザー加工を施す際に用いられるマスクであって、走査方向に直交する方向を直交方向とするとき、透過部９１２は、その平面視形状における走査方向の成分の長さが一定になっている等長領域９１２ａと、等長領域９１２ａに対して直交方向の縁部側に設けられ直交方向の縁部に向かうにつれて走査方向の成分の長さが徐々に短くなっている漸減領域９１２ｂと、を有している。【選択図】図５
2014205160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過部と遮蔽部とを備え、前記透過部でレーザーを透過させつつ、前記透過部に対して被加工物を相対的に走査することにより、前記透過部を透過した前記レーザーの走査軌跡に沿って加工を施す際に用いられるレーザー加工用マスクであって、
前記走査の方向を走査方向とし、前記走査方向に直交する方向を直交方向とするとき、
前記透過部は、その平面視形状における前記走査方向の成分の長さが一定になっている等長領域と、前記等長領域に対して前記直交方向の縁部側に設けられ前記直交方向の縁部に向かうにつれて前記走査方向の成分の長さが徐々に短くなっている漸減領域と、を有していることを特徴とするレーザー加工用マスク。
【請求項２】
前記漸減領域は、その前記走査方向の成分の長さの減少率が、前記直交方向の縁部に向かうにつれて徐々に大きくなるよう構成されている請求項１に記載のレーザー加工用マスク。
【請求項３】
前記漸減領域の縁部の輪郭は、弧状をなしている請求項１または２に記載のレーザー加工用マスク。
【請求項４】
前記透過部は、１つの前記等長領域と、前記等長領域を挟んで前記直交方向の双方の端部側にそれぞれ設けられた前記漸減領域と、を有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレーザー加工用マスク。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレーザー加工用マスクに対してレーザーを照射しつつ、前記透過部に対して前記被加工物を相対的に前記走査方向に走査することにより、前記被加工物に加工を施すことを特徴とするレーザー加工方法。
【請求項６】
請求項５に記載のレーザー加工方法により、光導波路に対して凹部を形成することを特徴とする凹部付き光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工用マスク、レーザー加工方法および凹部付き光導波路の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザーを照射することにより被加工物を加工するレーザー加工法は、非接触加工法であり、被加工物に過剰な外力が加わらないので、加工歪みが生じ易い材料や薄肉の被加工物に対しても高精度の加工を施すことができる。また、機械加工の困難な材料に対しても加工が可能であるという利点も有している。
【０００３】
レーザー加工では、レーザー発振器で発生したレーザーをマスクやレンズ等の光学系を介して成形することにより、任意の加工痕を形成する。
【０００４】
例えば特許文献１には、マスクを介して被加工物にレーザーを照射しつつ、被加工物を走査することにより、マスク開口部の形状を走査した形状の溝を形成することが開示されている。このような溝を形成する場合、単位時間当たりの加工量に基づいて、レーザー出力や走査速度等を制御することにより、被加工物が貫通しないよう調整されるのが一般的である。
【０００５】
ところが、マスク開口部に対応する領域の単位時間当たりの加工量を均一化することは難しく、被加工物の厚さに対して溝の深さが深い場合には部分的に被加工物を貫通して加工してしまう等、加工精度の低下が生じるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８６６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、レーザー加工における加工精度の低下を抑制し得るレーザー加工用マスク、高精度の加工を行い得るレーザー加工方法、および、寸法精度の高い凹部を備えた凹部付き光導波路を容易に製造し得る凹部付き光導波路の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（６）の本発明により達成される。
（１）  透過部と遮蔽部とを備え、前記透過部でレーザーを透過させつつ、前記透過部に対して被加工物を相対的に走査することにより、前記透過部を透過した前記レーザーの走査軌跡に沿って加工を施す際に用いられるレーザー加工用マスクであって、
前記走査の方向を走査方向とし、前記走査方向に直交する方向を直交方向とするとき、
前記透過部は、その平面視形状における前記走査方向の成分の長さが一定になっている等長領域と、前記等長領域に対して前記直交方向の縁部側に設けられ前記直交方向の縁部に向かうにつれて前記走査方向の成分の長さが徐々に短くなっている漸減領域と、を有していることを特徴とするレーザー加工用マスク。
【０００９】
（２）  前記漸減領域は、その前記走査方向の成分の長さの減少率が、前記直交方向の縁部に向かうにつれて徐々に大きくなるよう構成されている上記（１）に記載のレーザー加工用マスク。
【００１０】
（３）  前記漸減領域の縁部の輪郭は、弧状をなしている上記（１）または（２）に記載のレーザー加工用マスク。
【００１１】
（４）  前記透過部は、１つの前記等長領域と、前記等長領域を挟んで前記直交方向の双方の端部側にそれぞれ設けられた前記漸減領域と、を有している上記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載のレーザー加工用マスク。
【００１２】
（５）  上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載のレーザー加工用マスクに対してレーザーを照射しつつ、前記透過部に対して前記被加工物を相対的に前記走査方向に走査することにより、前記被加工物に加工を施すことを特徴とするレーザー加工方法。
【００１３】
（６）  上記（５）に記載のレーザー加工方法により、光導波路に対して凹部を形成することを特徴とする凹部付き光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、レーザー加工における加工精度の低下を抑制し得るレーザー加工用マスクが得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、高精度の加工を行うことができる。
また、本発明によれば、寸法精度の高い凹部を備えた凹部付き光導波路を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のレーザー加工用マスクを用いて加工されてなる凹部付き光導波路を一部透過して示す斜視図である。
【図２】図１に示す凹部付き光導波路の平面図である。
【図３】図２に示す凹部付き光導波路の凹部の開口を模式的に示した平面図およびそのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明のレーザー加工方法を行うためのレーザー加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図４に示すレーザー加工装置に搭載されたレーザー加工用マスクを示す平面図である。
【図６】レーザー加工用マスクを相対的に移動させ凹部付き光導波路を製造する様子を図示した平面図および積算光量分布を示すグラフである。
【図７】本発明のレーザー加工用マスクの実施形態の他の構成例を示す平面図である。
【図８】レーザー加工用マスクを相対的に移動させ凹部付き光導波路を製造する様子の他の例を図示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のレーザー加工用マスク、レーザー加工方法および凹部付き光導波路の製造方法について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。
【００１８】
＜凹部付き光導波路＞
まず、本発明のレーザー加工用マスクを用いて加工が施されてなる凹部付き光導波路の一例について説明する。
【００１９】
図１は、本発明のレーザー加工用マスクを用いて加工されてなる凹部付き光導波路を一部透過して示す斜視図、図２は、図１に示す凹部付き光導波路の平面図、図３は、図２に示す凹部付き光導波路の凹部の開口を模式的に示した平面図およびそのＢ−Ｂ線断面図である。
【００２０】
図１に示す凹部付き光導波路１は、帯状をなしており、光入射部と光出射部との間で光信号を伝送し、光通信を行う。
【００２１】
図１に示す凹部付き光導波路１は、下側からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を積層してなる積層体１０を備えている。コア層１３中には、長尺状のコア部１４とその側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５とが形成されている。なお、図１、２では、クラッド層１２から透けて見えるコア層１３中のコア部１４や側面クラッド部１５についても点線等で図示している。
【００２２】
コア部１４の幅および高さ（コア層１３の厚さ）は、特に限定されないが、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、コア部１４の伝送効率を高めつつコア部１４の高密度化を図ることができる。すなわち、単位面積当たりに敷設可能なコア部１４の数を多くすることができるので、小面積であっても大容量の光通信を行うことができる。
【００２３】
なお、コア層１３に形成されるコア部１４の数は、特に限定されないが、例えば１〜１００本とされる。
【００２４】
凹部付き光導波路１には、その一部を除去することによって形成された凹部１７０が設けられている。図１に示す凹部１７０は、コア部１４の長手方向の途中に位置している。凹部１７０の内側面の一部は、コア部１４の光軸に対して傾斜する傾斜面１７１になっている。この傾斜面１７１は、コア部１４の光路を変換するミラー（光路変換部）として機能する。すなわち、傾斜面１７１からなるミラーは、コア部１４内において図２の上側から下側に向かって伝搬する光を、図２の紙面裏側に向けて反射することにより、伝搬方向を変換する。
【００２５】
傾斜面１７１は、図１、２に示すように、クラッド層１２からコア層１３を経てクラッド層１１の途中に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。また、凹部１７０の内側面のうち、傾斜面１７１に対向する位置には、別の傾斜面１７２が設けられている。この傾斜面１７２も、傾斜面１７１と同様、クラッド層１２からコア層１３を経てクラッド層１１の途中に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。
【００２６】
一方、凹部１７０の内側面のうち、コア部１４の光軸とほぼ平行な２つの面は、それぞれクラッド層１１の下面に対して垂直であるという関係を有する直立面１７３、１７４である。この直立面１７３、１７４は、平面視したとき、図２に示すようにわずかに湾曲している。
【００２７】
このような２つの傾斜面１７１、１７２と２つの直立面１７３、１７４とにより、凹部１７０の内側面が構成されている。
【００２８】
なお、凹部１７０の最大深さは、積層体１０の厚さから適宜設定されるものであり、特に限定されないが、凹部付き光導波路１の機械的強度や可撓性といった観点から、好ましくは１〜５００μｍ程度とされ、より好ましくは５〜４００μｍ程度とされる。
【００２９】
また、凹部１７０の最大長さ、すなわち図２における凹部１７０のＹ方向の最大長さは、特に限定されないが、クラッド層１１、１２やコア層１３の厚さや傾斜面１７１の傾斜角度との関係から、好ましくは２〜１２００μｍ程度とされ、より好ましくは１０〜１０００μｍ程度とされる。
【００３０】
さらに、凹部１７０の最大幅、すなわち図２における凹部１７０のＸ方向の最大長さは、特に限定されず、コア部１４の幅等に応じて適宜設定されるが、好ましくは１〜６００μｍ程度とされ、より好ましくは５〜５００μｍ程度とされる。
【００３１】
なお、凹部１７０は、１本のコア部１４に対して１つ設けられていてもよいが、複数本のコア部１４に対してこれらに跨るように１つの凹部１７０が設けられていてもよい。
【００３２】
また、複数個の凹部１７０を形成する場合、それらの形成位置は、Ｙ方向において互いに同じ位置であっても、互いにずれていてもよい。
【００３３】
図２に示す凹部１７０の開口部１７５の平面視形状は、前述した２つの傾斜面１７１、１７２に対応する直線線分からなる傾斜面上端１７１ａ、１７２ａと、前述した２つの直立面１７３、１７４に対応する弧からなる直立面上端１７３ａ、１７４ａとで構成された、長円形をなしている。
【００３４】
また、各傾斜面上端１７１ａ、１７２ａと各直立面上端１７３ａ、１７４ａとの接続部１７６は、曲線になっているのが好ましい。これにより、凹部１７０近傍において、構造の変化や熱変化等に伴う応力が発生したとき、その応力が接続部１７６に集中し難くなる。その結果、応力集中に伴って接続部１７６を起点にした亀裂が発生したり、接続部１７６近傍の層間に剥離が生じたりするのを抑制することができる。その結果、凹部付き光導波路１の伝送効率の低下や傾斜面１７１における反射効率の低下を抑制し、高品質な光通信を行い得る凹部付き光導波路１が得られる。
【００３５】
この場合、接続部１７６の最小曲率半径（図３の曲率半径ｒ１参照）は、特に限定されないが、１〜５００μｍ程度であるのが好ましく、３〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。接続部１７６の最小曲率半径を前記範囲内に設定することにより、接続部１７６における応力集中を特に緩和し、応力集中に伴う不具合の発生を抑制することができる。
【００３６】
また、開口部１７５の全体形状を前述したような長円形にすることで、上記効果がより顕著なものとなる。すなわち、開口部１７５の形状を長円形にすることで、仮に凹部付き光導波路１に対して長手方向に伸縮する外力が付与された場合であっても、開口部１７５の形状作用により、接続部１７６への応力集中がとりわけ緩和される。したがって、接続部１７６を前述したような曲線にするとともに、開口部１７５の形状を長円形にすることで、応力集中による不具合の発生を特に抑制することができる。なお、本明細書における「長円形」とは、周の一部に直線部分を含む円のことをいう。
【００３７】
なお、開口部１７５の全体形状は、長円形に限定されず、傾斜面上端１７１ａ以外の部分は、いかなる形状であってもよいが、例えば、四角形、五角形、六角形のような多角形が挙げられる。
【００３８】
また、傾斜面１７１は、ミラーとして機能するものであるため、コア部１４の光路を変換する方向に応じてその傾斜角度が適宜設定されるが、コア層１３の下面を基準面としたとき、基準面と傾斜面１７１とがなす角度（鋭角側）は、３０〜６０°程度であるのが好ましく、４０〜５０°程度であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、傾斜面１７１においてコア部１４の光路を効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。
【００３９】
また、基準面と傾斜面１７２とがなす角度（鋭角側）は、特に限定されないが、２０〜９０°程度であるのが好ましく、傾斜面１７１の傾斜角度と同じにするのがより好ましい。これにより、凹部１７０近傍に応力が発生したとき、応力が偏在し難くなり、やはり応力集中による不具合の発生を特に抑制することができる。
【００４０】
一方、基準面と直立面１７３、１７４とがなす角度（鋭角側）は、それぞれ好ましくは６０〜９０°程度とされる。各図では、ほぼ９０°として図示している。なお、基準面と直立面１７３、１７４とがなす角度は、このような範囲に限定されず、６０°未満であってもよい。
【００４１】
上述したようなコア層１３およびクラッド層１１、１２の構成材料（主材料）は、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等を用いることができる。なお、樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料であってもよい。これらは、レーザー加工により容易に形成し得るため、コア層１３やクラッド層１１、１２の構成材料として好適である。
【００４２】
＜凹部付き光導波路の製造方法＞
次に、本発明のレーザー加工用マスクを用いた本発明のレーザー加工方法により、凹部付き光導波路を製造する方法の実施形態について説明する。
【００４３】
図４は、本発明のレーザー加工方法を行うためのレーザー加工装置の一例を模式的に示す斜視図、図５は、図４に示すレーザー加工装置に搭載されたレーザー加工用マスクを示す平面図、図６は、レーザー加工用マスクを相対的に移動させ凹部付き光導波路を製造する様子を図示した平面図および積算光量分布を示すグラフである。
【００４４】
図４に示すレーザー加工機（レーザー加工装置）９００は、図示しないレーザー光源と、レーザーＬの光軸上に配置されたレーザー加工用マスク９１０と、レーザー加工用マスク９１０を介してレーザー光源とは反対側に配置され、被加工物をレーザー加工用マスク９１０に対して相対的に移動させる図示しない駆動ステージと、を備えている。なお、図４では、被加工物として、前述したクラッド層およびコア層を積層してなる積層体１０を用いている。以下、レーザー加工機９００の各部の構成について詳述する。
【００４５】
レーザー光源は、発振するレーザーの波長に応じて適宜選択されるが、例えば、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、Ｙｂレーザー、半導体レーザーのような各種固体レーザー、ＣＯ２レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、エキシマーレーザーのような各種気体レーザー等が挙げられる。
【００４６】
また、レーザーＬの波長は、積層体１０の構成材料に応じて適宜設定されるが、例えば１５０〜９５０ｎｍ程度とされる。
【００４７】
駆動ステージとしては、例えばＸ−Ｙステージやリニアアクチュエーター等が用いられる。レーザー加工用マスク９１０に対して駆動ステージ上に載置した積層体１０を相対的に移動させることにより、積層体１０に対してレーザーＬの照射領域を任意のパターンで走査させることができる。これにより、積層体１０の任意の位置に対して任意の時間のレーザー照射を施すことができる。
【００４８】
レーザーＬが照射されると、照射領域では気化反応が生じ、凹部が生じる。したがって、照射領域を走査させることにより、走査軌跡に沿って凹部が連続的に形成され、最終的には走査軌跡に応じた開口を有する凹部が形成されることとなる。
【００４９】
なお、固定したレーザー加工用マスク９１０に対して積層体１０を移動させるのではなく、積層体１０を固定した状態でレーザー加工用マスク９１０を移動させるようにしてもよく、双方を移動させるようにしてもよい。また、レーザー加工用マスク９１０に対して積層体１０を移動させる際、必要に応じて、レーザーの出力を変えながら移動させるようにしてもよい。
【００５０】
本実施形態に係るレーザー加工用マスク９１０は、平面視で四角形をなす板状体であって、図５に示すように、レーザーを遮蔽する遮蔽部９１１と、レーザーを透過する透過部９１２と、を備えている。このレーザー加工用マスク９１０を介してレーザーＬを照射すると、透過部９１２においてレーザーＬの照射領域が成形され、透過部９１２の平面視形状に対応した積層体１０上の領域にレーザーＬが選択的に照射されることとなる。
【００５１】
図５に示す透過部９１２は、そのＹ方向（レーザー加工用マスク９１０の走査方向）の成分の長さが一定になっている等長領域９１２ａと、等長領域９１２ａのＸ方向（走査方向に直交する直交方向）の両側（両方の縁部側）に連結され、Ｘ方向の縁部に向かうにつれてＹ方向の成分の長さが徐々に短くなるよう設定された漸減領域９１２ｂと、で構成されている。
【００５２】
次いで、このようなレーザー加工用マスク９１０を用いて、積層体１０に凹部１７０を形成する方法（本発明の凹部付き光導波路の製造方法）について説明する。
【００５３】
図５に示すレーザー加工用マスク９１０は、コア部１４の長手方向、すなわちＹ方向に沿って透過部９１２が相対的に移動しつつレーザーＬが照射されるように使用される。図６（ａ）には、その移動の際の透過部９１２の位置を間欠的に示している。
【００５４】
図６（ａ）に示すような軌跡で透過部９１２（レーザーＬ）が移動すると、その照射領域の軌跡に応じて、図３（ａ）に示すような開口部１７５の凹部１７０が形成される。すなわち、平面視で長円形をなす開口部１７５を有する凹部１７０を容易に形成することができる。
【００５５】
また、図６（ａ）に示すような軌跡で透過部９１２（レーザーＬの照射領域）が移動すると、それに伴ってＹ方向の端部、すなわち移動開始端と移動終了端では、積算光量が縁部に向かうにつれて徐々に減少する積算光量分布が形成される。このため、図６（ａ）に示す軌跡の上端部と下端部には、図１に示すような傾斜面１７１と傾斜面１７２とが形成されることとなる。なお、このときの移動速度を適宜変更することにより、傾斜面１７１、１７２の傾斜角度を調整することができる。
【００５６】
これに対し、Ｘ方向には、図６（ｂ）に示すような積算光量分布ＬＤが得られる。この積算光量分布ＬＤは、レーザーＬの照射時間に応じた分布を示す。すなわち、レーザー加工用マスク９１０の透過部９１２の等長領域９１２ａに対応した領域では、積算光量が相対的に多く、かつ分布は一定になっている。一方、透過部９１２の漸減領域９１２ｂに対応した領域では、Ｘ方向の縁部に向かうにつれてＹ方向の成分の長さが徐々に短くなっているので、それに応じて積算光量も徐々に少なくなる分布になっている。このような積算光量分布ＬＤに伴い、凹部１７０の深さ分布は、図３（ｂ）に示すような底部の平坦性が非常に高い分布になる。すなわち、図５に示すレーザー加工用マスク９１０を用いることにより、アスペクト比の高い凹部１７０であっても、高い寸法精度で形成することができる。なお、高いアスペクト比の凹部１７０とは、凹部１７０の開口部１７５の最大長さに対する凹部１７０の最大深さの割合である。このような凹部１７０をレーザー加工で形成する場合、従来は、底部の平坦性が低下したり、部分的に深く加工され、凹部の底部が貫通してしまう等の問題を抱えていたが、本発明者は、図５に示すレーザー加工用マスク９１０を用いることにより、このような問題を解消し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００５７】
なお、このような効果が得られる理由は明確ではないが、理由の１つとして、図６（ａ）に示す透過部９１２の走査軌跡のうち、Ｘ方向の縁部近傍では、その他の部位に比べて、単位積算光量当たりの加工量が相対的に高くなるため、透過部９１２に漸減領域９１２ｂを設けることで、その加工量のずれを相殺しているということが挙げられる。
【００５８】
また、凹部１７０の底部の平坦性を高くすることができるので、例えば、図６（ａ）に示すように透過部９１２を直線状に走査させた後、走査軌跡をずらし、折り返して走査させることでより広い面積の凹部１７０を形成するようにした場合でも、隣り合う走査軌跡同士の境界で底部の平坦性を容易に維持することができるため、寸法精度に優れた大面積の凹部１７０を形成することができる。
【００５９】
したがって、図５に示すレーザー加工用マスク９１０を用いることで、前述したように、応力集中による不具合の発生が特に抑制された凹部付き光導波路１を効率よく製造することができる。すなわち、コア部１４の伝送効率やミラーの反射効率が高く、高品質な光通信を行い得る凹部付き光導波路１が得られる。
【００６０】
また、レーザー加工用マスク９１０の透過部９１２のうち、漸減領域９１２ｂのＸ方向の成分の最大長さは、等長領域９１２ａのＸ方向の成分の最大長さの３〜４０％程度であるのが好ましく、５〜３５％以下の程度であるのがより好ましい。漸減領域９１２ｂの比率について前記条件を満足させることにより、凹部１７０の形状をより目的とする形状に近づけることができる。すなわち、凹部１７０のアスペクト比が高い場合であっても、底部の平坦性が低下するのを抑制しつつ、凹部１７０を効率よく形成することができる。
【００６１】
なお、図５に示す透過部９１２には２つの漸減領域９１２ｂが存在するが、上記条件は、各漸減領域９１２ｂにそれぞれ適用されるものである。
【００６２】
また、漸減領域９１２ｂは、前述したように、その走査方向（Ｙ方向）の成分の長さがＸ方向の縁部に向かうにつれて徐々に減少している。このときの減少率は一定であってもよいが、Ｘ方向の縁部に向かうにつれて減少率が徐々に大きくなるよう設定されているのが好ましい。漸減領域９１２ｂの形状がこのような条件を満足するよう設定されていることにより、凹部１７０の寸法精度を特に高めることができる。
【００６３】
このような条件を満足する漸減領域９１２ｂの形状の一例が、図５に示す長円状の形状である。図５に示す漸減領域９１２ｂでは、Ｘ方向に向かうにつれてＹ方向の成分の長さの減少率が徐々に大きくなっている。したがって、このようなレーザー加工用マスク９１０を用いることで、寸法精度の高い凹部１７０を効率よく製造することができる。
【００６４】
また、図５に示す漸減領域９１２ｂでは、その縁部の輪郭が弧状をなしている。このため、レーザー加工によって形成される凹部１７０の開口部１７５の形状は、滑らかな曲線を伴うものとなり、凹部１７０では特に応力集中の緩和が図られることとなる。この場合、弧の曲率半径は、透過部９１２のＹ方向の成分の最大長さの０．５〜５倍程度であるのが好ましく、０．７〜３倍程度であるのがより好ましい。これにより、上記効果がより顕著なものとなる。また、弧の曲率半径は、具体的には、３０〜１０００μｍ程度であるのが好ましい。
【００６５】
なお、図５に示す透過部９１２は、等長領域９１２ａのＸ方向の両側にそれぞれ漸減領域９１２ｂが連結されて構成されているが、透過部９１２の構成はこれに限定されず、例えば、等長領域９１２ａのＸ方向の一端部にのみ漸減領域９１２ｂが連結されて構成されていてもよい。これは、凹部１７０の目的とする形状に応じて適宜選択すればよい。
【００６６】
また、透過部９１２のＹ方向の成分の最大長さは、形成しようとする凹部１７０の大きさに応じて適宜設定されるが、３〜３０００μｍ程度であるのが好ましく、５〜２０００μｍ程度であるのがより好ましい。
【００６７】
一方、透過部９１２のＸ方向の成分の最大長さも、形成しようとする凹部１７０の大きさに応じて適宜設定されるが、３〜３０００μｍ程度であるのが好ましく、５〜２０００μｍ程度であるのがより好ましい。
【００６８】
なお、透過部９１２の平面視形状は、等長領域と漸減領域とを有している形状であれば、特に限定されない。
【００６９】
図７は、本発明のレーザー加工用マスクの実施形態の他の構成例を示す平面図である。図７に示すレーザー加工用マスク９１０は、それぞれ透過部９１２の形状が異なる以外、図５に示すレーザー加工用マスク９１０と同様である。
【００７０】
図７（ａ）に示す透過部９１２は、Ｘ方向の両端部に向かってＹ方向の成分の長さが徐々に短くなるよう構成されている。また、図７（ａ）に示す漸減領域９１２ｂの輪郭は、微小な凹凸を有している。このような輪郭の漸減領域９１２ｂでは、レーザーＬが透過する際、回折現象が発生し、積算光量分布における積算光量の変化がより滑らかになる。このため、凹部１７０の形成に際し、その寸法精度をより高めることができる。
【００７１】
また、図７（ｂ）に示す透過部９１２は、平面視で台形をなしている。したがって、図７（ｂ）に示す漸減領域９１２ｂは、平面視で直角三角形に相当する領域となる。また、図７（ｃ）に示す透過部９１２は、平面視で六角形をなしている。したがって、図７（ｃ）に示す漸減領域９１２ｂは、平面視で二等辺三角形に相当する領域となる。
【００７２】
このような漸減領域９１２ｂを備えたレーザー加工用マスク９１０を用いた場合でも、照射領域では、Ｘ方向の縁部に向かうにつれて積算光量が徐々に減少する積算光量分布が得られる。したがって、このようなレーザー加工用マスク９１０を用いることで、寸法精度の高い凹部１７０を効率よく製造することができる。
【００７３】
また、図８は、レーザー加工用マスクを相対的に移動させ凹部付き光導波路を製造する様子の他の例を図示した平面図である。
【００７４】
積層体１０に凹部１７０を形成する際には、図６（ａ）に示すようにコア部１４の途中に形成するようにしてもよいが、図８に示すように、コア部１４の延長線上に形成するようにしてもよい。この場合、被加工領域の構成材料は側面クラッド部１５の単一材料になるため、異なる材料が混在している領域を加工する場合に比べて、加工精度を特に高めることができる。このため、図８に示す位置に凹部１７０を形成することにより、とりわけ寸法精度の高い凹部１７０を形成することができる。そして、このような凹部１７０を備えた凹部付き光導波路１は、コア部１４の伝送効率やミラーの反射効率が高く、高品質な光通信を行い得るものとなる。
【００７５】
以上、本発明のレーザー加工用マスク、レーザー加工方法および凹部付き光導波路の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７６】
例えば、前記実施形態では、凹部付き光導波路として、ミラーを形成するための凹部を備えた凹部付き光導波路を例に説明しているが、凹部の用途はこれに限定されない。例えば、凹部内に導電性材料を充填することにより、内部に埋設された電気配線を有する凹部付き光導波路が得られることとなる。
【実施例】
【００７７】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．凹部付き光導波路の製造
（実施例１）
（１）クラッド層形成用樹脂組成物の製造
ダイセル化学工業（株）製の脂環式エポキシ樹脂、セロキサイド２０８１  ２０ｇ、（株）ＡＤＥＫＡ製のカチオン重合開始剤、アデカオプトマーＳＰ−１７０  ０．６ｇ、およびメチルイソブチルケトン８０ｇを撹拌混合して溶液を調製した。
【００７８】
次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄で無色透明なクラッド層形成用樹脂組成物を得た。
【００７９】
（２）感光性樹脂組成物の製造
エポキシ系ポリマーとして新日鐵化学（株）製のフェノキシ樹脂、ＹＰ−５０Ｓ  ２０ｇ、光重合性モノマーとしてダイセル化学工業（株）製のセロキサイド２０２１Ｐ  ５ｇ、および重合開始剤として（株）ＡＤＥＫＡ製のアデカオプトマーＳＰ−１７０  ０．２ｇを、メチルイソブチルケトン８０ｇ中に投入し、撹拌溶解して溶液を調製した。
【００８０】
次いで、得られた溶液を０．２μｍ孔径のＰＴＦＥフィルターでろ過して清浄で無色透明な感光性樹脂組成物を得た。
【００８１】
（３）下側クラッド層の作製
クラッド層形成用樹脂組成物をドクターブレードにより厚さ２５μｍのポリイミドフィルム上に均一に塗布した後、５０℃の乾燥機に１０分間投入した。溶媒を完全に除去した後、ＵＶ露光機で全面に紫外線を照射し、塗布した樹脂組成物を硬化させた。これにより、厚さ１０μｍの無色透明な下側クラッド層を得た。なお、紫外線の積算光量は５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００８２】
（４）コア層の作製
作製した下側クラッド層上に感光性樹脂組成物をドクターブレードにより均一に塗布した後、４０℃の乾燥機に５分間投入した。溶媒を完全に除去して被膜とした後、得られた被膜上に、ライン、スペースの直線パターンを描くように、マスクレス露光装置により紫外線を照射した。なお、紫外線の積算光量は１０００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００８３】
次いで、露光後の被膜を１５０℃のオーブンに３０分間投入した。オーブンから取り出すと、被膜には鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。なお、得られたコア層の厚さは５０μｍであった。
【００８４】
（５）上側クラッド層の作製
作製したコア層上に、（３）と同様にしてクラッド層形成用樹脂組成物を塗布し、厚さ１０μｍの無色透明な上側クラッド層を得た。
【００８５】
（６）ミラーの作製
次に、レーザー加工により凹部を形成し、ミラーを作製した。これにより、長さ１０ｃｍの凹部付き光導波路を得た。なお、レーザー加工に用いたレーザー加工用マスクの形状は、下記に示す通りである。
【００８６】
＜レーザー加工用マスクの形状＞
・概略図                    ：図５
・接続部の最小曲率半径ｒ２  ：５μｍ
・漸減領域の縁部の輪郭形状  ：弧状（弧の曲率半径１２５μｍ）
・漸減領域の比率            ：５．３％
・透過部のＹ方向の最大長さ  ：７０μｍ
・透過部のＸ方向の最大長さ  ：１０５μｍ
・凹部の最大深さ            ：６５μｍ
【００８７】
（実施例２）
レーザー加工用マスクの形状を以下の形状に変更した以外は、実施例１と同様にして凹部付き光導波路を得た。
【００８８】
＜レーザー加工用マスクの形状＞
・概略図                    ：図５
・接続部の最小曲率半径ｒ２  ：２０μｍ
・漸減領域の縁部の輪郭形状  ：弧状（弧の曲率半径６６．２５μｍ）
・漸減領域の比率            ：１０．５％
・透過部のＹ方向の最大長さ  ：７０μｍ
・透過部のＸ方向の最大長さ  ：１１５μｍ
・凹部の最大深さ            ：６５μｍ
【００８９】
（実施例３）
レーザー加工用マスクの形状を以下の形状に変更した以外は、実施例１と同様にして凹部付き光導波路を得た。
【００９０】
＜レーザー加工用マスクの形状＞
・概略図                    ：図５
・接続部の最小曲率半径ｒ２  ：４０μｍ
・漸減領域の縁部の輪郭形状  ：弧状（弧の曲率半径４８．３３μｍ）
・漸減領域の比率            ：１５．８％
・透過部のＹ方向の最大長さ  ：７０μｍ
・透過部のＸ方向の最大長さ  ：１２５μｍ
・凹部の最大深さ            ：６５μｍ
【００９１】
（実施例４〜６）
図７（ａ）〜（ｃ）に示すレーザー加工用マスク９１０を用いるようにした以外は、それぞれ実施例１と同様にして凹部付き光導波路を得た。
なお、図７（ａ）の凹凸形状については、その周期を３μｍとした。
【００９２】
（比較例１）
レーザー加工用マスクの形状を以下の形状に変更した以外は、実施例１と同様にして凹部付き光導波路を得た。
【００９３】
＜レーザー加工用マスクの形状＞
・概略形状                  ：矩形
・接続部の形状              ：直角
・透過部のＹ方向の最大長さ  ：７０μｍ
・透過部のＸ方向の最大長さ  ：１０５μｍ
・凹部の最大深さ            ：６５μｍ
【００９４】
（比較例２）
レーザー加工用マスクの形状を以下の形状に変更した以外は、実施例１と同様にして凹部付き光導波路を得た。
【００９５】
＜レーザー加工用マスクの形状＞
・概略形状                  ：矩形
・接続部の形状              ：直角
・透過部のＹ方向の最大長さ  ：７０μｍ
・透過部のＸ方向の最大長さ  ：１１５μｍ
・凹部の最大深さ            ：６５μｍ
【００９６】
（比較例３）
レーザー加工用マスクの形状を以下の形状に変更した以外は、実施例１と同様にして凹部付き光導波路を得た。
【００９７】
＜レーザー加工用マスクの形状＞
・概略形状                  ：矩形
・接続部の形状              ：直角
・透過部のＹ方向の最大長さ  ：７０μｍ
・透過部のＸ方向の最大長さ  ：１２５μｍ
・凹部の最大深さ            ：６５μｍ
【００９８】
２．加工形状の評価
各実施例および比較例で得られた凹部付き光導波路の凹部を、走査方向と直交する直交方向と平行に切断し、その断面形状を観察した。切断位置は、凹部の開口部の長手方向の中間付近（図２のＣ−Ｃ線）とした。
【００９９】
観察の結果、各実施例で得られた凹部付き光導波路の凹部は、底部の平坦性が高いことが認められた。すなわち、凹部の底部は、側壁面（図２の直立面１７３、１７４）との接続点に至るまで、ほぼ平坦であり、かつ、コア層１３の下面に対してほぼ平行であることが認められた（図３（ｂ）参照）。特に、各実施例の中でも実施例１〜４で得られた光導波路においてはその傾向が顕著であった。
【０１００】
一方、比較例で得られた凹部付き光導波路の凹部は、凹部の底部のうち、側壁面に近い領域の深さが局所的に深くなっており、平坦性が低いことが認められた。なお、底部の平坦性が低いと、例えば凹部付き光導波路を湾曲させた場合等、凹部近傍の応力分布において、局所的に深くなっている部位に応力が集中し、不具合を発生させるおそれがあるので、かかる観点から底部の平坦性は高いことが望ましい。
【０１０１】
以上のことから、本発明に係るレーザー加工用マスクによれば、レーザー加工により、寸法精度の高い凹部を容易に形成し得ることが認められた。
【符号の説明】
【０１０２】
１              凹部付き光導波路
１０            積層体
１１            クラッド層
１２            クラッド層
１３            コア層
１４            コア部
１５            側面クラッド部
１７０          凹部
１７１          傾斜面
１７１ａ        傾斜面上端
１７２ａ        傾斜面上端
１７２          傾斜面
１７３          直立面
１７３ａ        直立面上端
１７４          直立面
１７４ａ        直立面上端
１７５          開口部
１７６          接続部
９００          レーザー加工機
９１０          レーザー加工用マスク
９１１          遮蔽部
９１２          透過部
９１２ａ        等長領域
９１２ｂ        漸減領域
Ｌ              レーザー
ＬＤ            積算光量分布
ｒ１、ｒ２        曲率半径
【図１】
2014205160.tif 000003
【図２】
2014205160.tif 000004
【図３】
2014205160.tif 000005
【図４】
2014205160.tif 000006
【図５】
2014205160.tif 000007
【図６】
2014205160.tif 000008
【図７】
2014205160.tif 000009
【図８】
2014205160.tif 000010