(57)【要約】【課題】高分子光導波路においてクラックの発生しにくい製造方法を提供すること。【解決手段】基板上に、下部クラッド、コアおよび上部クラッドがこの順に形成されてなる高分子光導波路の製造方法であって、基板上に下部クラッドおよびコアを形成後、上部クラッドを形成する工程の前に、下部クラッドの重合体のガラス転移温度より０〜２０℃低い温度に維持するアニール工程を含むことを特徴とする高分子光導波路の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、下部クラッド、コアおよび上部クラッドがこの順に形成されてなり、下部クラッド、コアおよび上部クラッドが重合体を主成分とする材料からなる高分子光導波路の製造方法であって、基板上に下部クラッドおよびコアを形成後、上部クラッドを形成する工程の前に、下部クラッドの重合体のガラス転移温度より０〜２０℃低い温度に維持するアニール工程を含むことを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記アニール工程の時間が１５時間以上、２４０時間以下である、請求項１に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記下部クラッドが５０℃〜１５０℃のガラス転移温度を有する重合体を主成分とする材料からなる、請求項１または２に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記下部クラッド、コアおよび上部クラッドが、主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ素重合体を主成分とする材料からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高分子材料を用いて光導波路を形成する製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光部品の高性能化およびコスト低減を目的として、高分子材料を用いた光導波路（以下、高分子光導波路と記す。）の開発が、活発になってきている。光導波路の材料として非晶質含フッ素重合体を用いることによって、伝送損失を少なくでき、吸湿率を低下でき、配向複屈折に従う光の散乱を抑制できることが知られている（例えば特許文献１等参照）。特許文献１で開示されている実施例では、シリコン基板上に非晶質含フッ素重合体からなる下部クラッドとコアの２層膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によるコア加工を行い、上部クラッドを形成する重合体の溶液を回転塗布し、溶媒を除去して、上部クラッドを形成することでチャネル型光導波路を形成する製造法が述べられている。しかし、これに従って光導波路を製造すると、上部クラッドの溶液を塗布した際に、クラックが発生しやすいという問題があった。非晶質含フッ素重合体以外の材料でも、高分子材料を用いて光導波路を製造する場合には、前記クラック発生の問題が起こりやすい。クラックはコアを分断し、伝搬損失に大きな影響を与えるため、良好な光導波路を安定して製造するには、クラックの発生を抑制することが重要である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８１５１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高分子光導波路の製造工程において、上記の従来技術が有する欠点を改良するものであり、クラックが発生しにくい製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に、下部クラッド、コアおよび上部クラッドがこの順に形成されてなり、下部クラッド、コアおよび上部クラッドが重合体を主成分とする材料からなる高分子光導波路の製造方法であって、基板上に下部クラッドおよびコアを形成後、上部クラッドを形成する工程の前に、下部クラッドの重合体のガラス転移温度より０〜２０℃低い温度におけるアニール工程を含むことを特徴とする高分子光導波路の製造方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明における高分子光導波路とは、基板上に下部クラッド、コア、上部クラッドがこの順に形成されているものであり、下部クラッド、コアおよび上部クラッドが重合体を主成分とする材料からなるものである。本発明における基板とは、平滑であり本発明の製造方法において変化しないものであれば何ら制限はない。好ましくはシリコン基板や石英基板が使用される。
【０００７】
本発明の製造方法について、図１を参照しながら説明する。（ａ）シリコンなどの基板１上に下部クラッド２とコアとなる層３を製膜し、（ｂ）フォトリソグラフィによって光導波路のレジストパターン４を形成した後、（ｃ）ドライエッチングでコア５を形成、レジストを剥離する。この後、（ｄ）上部クラッド６を形成する前にアニール処理を行う。
【０００８】
下部クラッド２、上部クラッド６およびコアとなる層３の製膜方法に関しては、例えば、基板１上に、上記クラッドおよびコアを形成する材料を適当な溶媒に溶解し、得られた溶液を滴下した基板を回転させて遠心力によって余分な液を飛ばした後、溶媒を蒸発させる回転塗布法、該溶液中に基板１を浸漬し、基板１を引き上げながら溶媒を蒸発させることにより製膜するディップ法、該溶液を基板１上に滴下した後スペーサ等を用いて該溶液を一定厚みになるよう広げた後、溶媒を蒸発させるアプリケータ法等が挙げられる。光導波路では１〜３０μｍ程度の膜厚を用いることが多く、この範囲で精密な制御が可能な、回転塗布法を用いることが好ましい。
【０００９】
フォトリソグラフィの方法に関しては、例えば、液状やフィルム状のフォトレジストを用いて感光層を形成し、マスクを介して該感光層が感度を持つ波長の電磁波で露光し、特定の現像液で現像する方法が挙げられる。また露光時にマスクを介さずにレーザ光や電子線でパターンを直接描画して露光する方法も挙げられる。液状のポジ型フォトレジストを用いる方法が、精密なパターニングに適しているため好ましい。
【００１０】
ドライエッチングの方法に関しては、例えばバレル型のプラズマアッシャ、平行平板型の反応性イオンエッチング装置、マグネトロン式反応性イオンエッチング装置、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチング装置、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマエッチング装置等を用いる方法が挙げられる。ＩＣＰエッチング装置やＥＣＲプラズマエッチング装置は非常に精密な加工ができるため好ましいが、装置が高価であり、性能価格比を考慮する場合は平行平板型の反応性イオンエッチング装置が好ましい。
【００１１】
本発明の効果であるクラック発生の抑制機構は必ずしも明確ではないが、以下のような機構が考えられる。まず、下部クラッド２の溶媒耐性の特に弱い部分が、上部クラッド６を形成する際の溶媒によって攻撃を受け、クラックのきっかけと考えられる微小欠陥ができる。この微小欠陥が、下部クラッドに残留している引っ張り応力によって広げられクラックとなる。そこで、（ｃ）のドライエッチング、フォトレジスト除去後、（ｄ）の上部クラッド６を形成する前にアニール工程を入れることにより、下部クラッドに残留している応力を緩和することができ、前記微小欠陥が広がらず、実質的にクラックが生じない。
【００１２】
本発明における前記アニール工程は、下部クラッド２を形成する材料のガラス転移点（以下、Ｔｇと記す。）より０〜２０℃低い温度で行う。但し、該温度はコアの重合体のＴｇ以下である必要がある。温度が下がるにつれてクラック発生の抑制効果が少なくなり、Ｔｇより２０℃を超えて低くなるとほとんど効果がない。
【００１３】
また、本発明におけるアニール工程の時間については、下部クラッドの重合体によって最適の時間が異なるが、１時間以上が好ましく、１５時間以上であればさらに好ましい。アニール工程の時間がある程度より長くなれば、クラックの発生を抑制する効果は変化しないが、該重合体によっては化学的劣化が起こる場合があり、製造上の便宜も考え合わせると、２４０時間以下が好ましい。特に２０時間以上、６０時間以下が好ましい。
【００１４】
本発明におけるアニール工程は、加熱されたホットプレートに基板ごと直接接触させてあるいは近づけて加熱する方法、オーブン中で加熱する方法、ランプ等による放射で加熱する方法等が挙げられる。高温長時間の加熱による酸化防止の観点から、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下でアニールを行うことが好ましい。これらの方法のうち、オーブン中で不活性ガス雰囲気下でのアニールを行うことが、価格性能比等を考慮すると最も好ましい。
【００１５】
また、本発明におけるアニール工程は、コアを形成する工程以外でドライエッチングを行った後に、さらに上の層を形成する工程にも用いることができる。例えば、設計値より厚い下部クラッドを形成後、設計値の厚みまで下部クラッドをドライエッチングしてから、コアとなる層を形成する工程、上部クラッドを物理的または化学的に保護する保護膜層を上部クラッドの上に形成する工程、上部クラッドを形成した後、上部クラッド厚みを適正値まで薄くするためにドライエッチングを行い、上部クラッドの上に第２のコアを形成する工程が挙げられる。この第２のコアを持つ構造は、例えば垂直方向に光が結合する方向性結合器や分岐導波路等に用いることができる。
【００１６】
また、本発明における下部クラッド層の重合体のＴｇとしては５０〜１５０℃の範囲であることが好ましい。Ｔｇが１５０℃以下であることにより、アニール工程後の冷却工程で基板との熱膨張係数差によって、再度、残留応力を生じてしまうことがないため、本発明におけるアニール工程によるクラックを抑制する効果を損なうことがない。また、Ｔｇが１５０℃以上であることにより、作製した光導波路を用いた部品を使用する際に、室温付近において熱で変形して特性が悪化することがない。
【００１７】
本発明における光導波路の下部クラッド、コアおよび上部クラッドを形成する材料は重合体を主成分とする。光導波路として、透明性が良好であればどのような重合体であっても構わない。好ましい重合体としては、ポリメタクリレート類、ポリアクリレート類、ポリカーボネート類、上記以外の透明性フッ素樹脂などが挙げられる。
【００１８】
ポリメタクリレート類としては、式（１）の構造式で表されるモノマー単位を有するポリメタクリレート、ポリアクリレート類としては、式（２）の構造式で表されるモノマー単位を有するポリアクリレートが挙げられる。
【００１９】
【化１】
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【００２０】
【化２】
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【００２１】
ただしＲ１は、ＣＨ３、ＣＨ３ＣＨ２、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２、ＣＦ３ＣＨ２、Ｃ２Ｆ５ＣＨ２、Ｃ３Ｆ７ＣＨ２、Ｃ４Ｆ９ＣＨ２ＣＨ２、Ｃ６Ｆ１３ＣＨ２ＣＨ２またはＣ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２等のアルキル基または部分フッ素化アルキル基を表す。
【００２２】
ポリカーボネート類としては、式（３）で表されるモノマー単位を有するポリカーボネートが挙げられる。
【００２３】
【化３】
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【００２４】
ただしＲ２は、（４−１）〜（４−４）のいずれかの構造式で示される２価の基を表す。
【００２５】
【化４】
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【００２６】
上記以外の透明性フッ素樹脂としては、非晶質のフッ素樹脂が好ましい。非晶質のフッ素樹脂の中でも、主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ素重合体であることが、広い波長範囲にわたって透明性が良好であることおよび光導波路製造時のクラック抑制効果が大きい等の理由から、特に好ましい。
【００２７】
本発明における「主鎖に脂肪族環構造を有する」重合体とは、主鎖が炭素原子の連鎖からなる重合体であって、脂肪族環の環を構成する炭素原子の１個以上がその主鎖を構成する炭素原子であることをいう。主鎖の炭素原子は、該重合体を構成する単量体の重合性二重結合の２個の炭素原子に由来し、また、後述する２個の重合性二重結合を有する単量体の環化重合により形成される重合体の場合は通常２個の重合性二重結合の４個の炭素原子に由来する。脂肪族環の環を構成する原子としては炭素原子以外に酸素原子や窒素原子等を含んでいてもよい。好ましい脂肪族環は１〜２個の酸素原子を有する脂肪族環である。脂肪族環を構成する原子の数は４〜１０個が好ましく、４〜７個がさらに好ましい。
【００２８】
「含フッ素」脂肪族環とは環を構成する炭素原子等にフッ素原子含有置換基（例えばポリフルオロアルキル基）やフッ素原子が結合している脂肪族環であることをいう。なお、この重合体の主鎖の炭素原子としては通常環を構成しない炭素原子を含んでいてもよい。
【００２９】
「主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ素重合体」（以下、「フッ素系環構造含有重合体」ともいう。）としては、脂肪族環を構成する炭素原子間に重合性二重結合を有する単量体または脂肪族環を構成する炭素原子と脂肪族環外に炭素原子との間に重合性二重結合を有する単量体から選ばれる単量体（以下、両者を「環状単量体」という。）の単独重合体や共重合体、または、２個の重合性二重結合を有する単量体（以下、「ジエン系単量体」という。）を環化重合して得られる単独重合体や共重合体がある。共重合体としては、環状単量体と他の単量体との共重合体、ジエン系単量体と他の単量体との共重合体、環状単量体とジエン系単量体との共重合体などがある。
【００３０】
これら環状単量体やジエン系単量体はフッ素原子を有する単量体であり、高度にフッ素化された単量体であることが好ましい。「高度にフッ素化された」とは、炭素原子に結合した水素原子と炭素原子に結合したフッ素原子の合計数に対する炭素原子に結合したフッ素原子の数の割合が８０％以上であることをいう。より好ましくはパーフルオロ単量体（このフッ素原子の数の割合が１００％である単量体）である。また、パーフルオロ単量体のフッ素原子の１〜４個（ただし全フッ素原子の数の１／２以下）が塩素により置換されたパーハロポリフルオロ単量体も使用できる。これらと共重合させるこれら以外の単量体としてもパーフルオロ単量体やパーハロポリフルオロ単量体が好ましい。
【００３１】
本発明における含フッ素重合体は、官能基を有するフッ素系環構造含有重合体であってもよい。官能基の導入は、官能基含有環状単量体や官能基含有ジエン系単量体を重合させることによっても行いうるが、通常は環状単量体、ジエン系単量体以外の官能基含有単量体を環状単量体やジエン系単量体と共重合させることによって行うことが好ましい。さらに好ましくは、重合開始剤や連鎖移動剤などに由来する重合体末端基を官能基として利用した重合体である。
【００３２】
環状単量体の代表例としてはパーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）がある。この単量体を重合することにより、またこの単量体とテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）などのラジカル重合性単量体とを共重合させることにより、フッ素系環構造含有重合体が得られる。
【００３３】
ジエン系単量体の代表例としてはパーフルオロ（アリルビニルエーテル）やパーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）がある。この単量体を重合することにより、またこの単量体とテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）などのラジカル重合性単量体とを共重合させることにより、フッ素系環構造含有重合体が得られる。上記代表例を含め、環状単量体の例を以下に示す。
【００３４】
【化５】
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【００３５】
上記化学式において、Ｘ１〜Ｘ３、Ｒ１１〜Ｒ１６はそれぞれ独立にフッ素原子、炭素数４以下のパーフルオロアルキル基または炭素数４以下のパーフルオロアルコキシ基を表す。Ｘ１、Ｘ３としては特にフッ素原子が好ましく、Ｘ２としてはフッ素原子、トリフルオロメチル基または炭素数２以下のトリフルオロメトキシ基が好ましい。Ｒ１１〜Ｒ１６はそれぞれ独立にフッ素原子またはトリフルオロメチル基が好ましい。
【００３６】
ジエン系単量体としては、ＣＦ２＝ＣＦ−Ｑ−ＣＦ＝ＣＦ２で表される単量体が好ましい。ただし、Ｑは、炭素数１０以下の、エーテル性酸素原子を有していてもよいパーフルオロアルキレン基を示す。エーテル性酸素原子はパーフルオロアルキレン基の一方の末端に存在していてもよく、両末端に存在していてもよく、炭素原子間に存在していてもよい。エーテル性酸素原子を有しないパーフルオロアルキレン基の場合は炭素数２〜６、一方の末端にエーテル性酸素原子を有するまたは炭素原子間にエーテル性酸素原子を有するパーフルオロアルキレン基の場合は炭素数１〜４、両末端にエーテル性酸素原子を有するパーフルオロアルキレン基の場合は炭素数１〜３であることがより好ましい。
【００３７】
ＣＦ２＝ＣＦ−Ｑ−ＣＦ＝ＣＦ２の環化重合により下記のような環状モノマー単位を有する重合体が生成する。このようにジエン系単量体の環化重合により生成する重合体の主鎖の炭素原子は２個の重合性２重結合の４個の炭素原子に由来する。
【００３８】
【化６】
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【００３９】
前記代表例を含め、ジエン系単量体の例を以下に示す。
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ２、
ＣＦ２＝ＣＦＯＣ（ＣＦ３）２ＯＣＦ＝ＣＦ２。
【００４０】
ジエン系単量体の共重合体としては、環状単量体との共重合体が好ましい。具体的には、例えば、パーフルオロ（アリルビニルエーテル）やパーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）とパーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）との共重合体がある。
【００４１】
フッ素系環構造含有重合体の全モノマー単位に対する脂肪族環構造を有するモノマー単位の割合は２０モル％以上、特に４０モル％以上が好ましい。脂肪族環構造を有するモノマー単位とは、環状単量体の重合した単位およびジエン系単量体の環化重合した単位をいう。
【００４２】
フッ素系環構造含有重合体は、光透過率向上や耐薬品性向上の観点から、官能基部分（すなわち、官能基を有する側鎖部分や官能基を有する末端部分）を除いて、炭素原子に結合した水素原子を実質的に含まない重合体であることが好ましい。特に官能基部分を除いてパーフルオロ重合体であることが好ましい。
【００４３】
前記官能基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、エステル結合を有する基、アルケニル基、水酸基、マレイミド基、アミノ基、シアノ基、イソシアネート基などが挙げられる。官能基としては、シリコン基板などの基材上への密着性が良好で、保存時の安定性の観点から、カルボン酸基が特に好適である。
【００４４】
前記官能基の数は基材との密着性確保の点より含フッ素重合体１ｇ当たり０．００１〜１ミリモルが好ましい。０．００１ミリモル未満の場合は、基材との密着性が充分でなく、１ミリモルを超える場合は、溶媒に対する溶解性が低下し分散性に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、官能基数としては含フッ素重合体１ｇ当たり０．０１〜０．２ミリモルがより好ましい。
【００４５】
フッ素系環構造含有重合体に官能基を導入する方法としては、前記のように、フッ素系環構造含有重合体を製造した後その重合体に官能基を導入する方法、フッ素系環構造含有重合体を形成しうる単量体の重合の際、官能基を有しかつその単量体と共重合しうる単量体を共重合させる方法、等がある。官能基の代わりに官能基に変換しうる基（以下、「前駆官能基」という。）を有するフッ素系環構造含有重合体を製造した後、その前駆官能基を官能基に変換して目的とする官能基含有重合体を製造することもできる。前駆官能基としては、例えばアルコキシカルボニル基があり、このアルコキシカルボニル基は加水分解によりカルボン酸基に変換される。
【００４６】
上記に挙げた重合体のみならず、それらを主成分として含んでいるものや、互いに共重合させたものも、好ましい材料として挙げられる。
【００４７】
本発明における光導波路において、光の分岐等に用いられる光導波路では、伝搬する光の偏光方向が異なっても伝搬特性は変わらないことが求められる。これを満たすためには、下部クラッドを形成する材料と上部クラッドを形成する材料は、互いに等しい屈折率を持つことが好ましく、同じ重合体を主成分とする材料であることがさらに好ましい。以下、上部クラッドと下部クラッドを総称してクラッドとも記す。
【００４８】
また、コアを形成する材料はクラッドを形成する材料より高い屈折率を持つことが好ましい。このときコアを形成する材料を得る方法としては、クラッドを形成する材料に用いる透明性の良好な重合体をベースとして高屈折率化材を添加する方法、あるいは該重合体の共重合成分として高屈折率化可能な単量体を少量共重合する方法などが挙げられる。これらの方法では、クラッドとコアの機械的特性が近いため、クラッドと全く異なる重合体を主成分とする材料をコアに用いる方法と比較して、形成した光導波路がより安定した特性を示すことから好ましい。
【００４９】
本発明における光導波路は、種々組み合わせることで、様々な導波路型光デバイスを作製できる。例えば方向性結合器、光変調器、光スイッチや可変光減衰器、波長選択装置、光集積回路などがある。
また、本発明における高分子光導波路は、屈折率の温度依存性（熱光学定数）が大きいことを生かし、熱光学スイッチ（以下、ＴＯスイッチと記す。）への応用ができる。石英系材料を用いた光導波路の場合はＴＯスイッチでも位相差を利用するマッハツェンダー（ＭＺ）型が一般的であるが、高分子光導波路の場合は大きな熱光学定数を利用することにより簡易なデジタルスイッチが可能である。
【００５０】
本発明における高分子光導波路からなるデジタルスイッチの場合も、単純な分岐構造のみで構成可能であることから、小型化・高集積化が可能であり、大量生産、低コスト化において非常に有用である。クラッドおよびコアを形成する材料として、主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ素重合体を用いると、低複屈折性、低吸水性等の特性を有するため、ＴＯスイッチの高性能化・高信頼性化にも大きく寄与できる。
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
【００５１】
【実施例】
光導波路を形成するにあたり、まず下記の合成例に従って材料を調製した。
（合成例１）
ペルフルオロ（ブテニルビニルエーテル）の３５ｇ、イオン交換水の１５０ｇ、メタノールの２０ｇおよび重合開始剤として（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＯＯ）２の９０ｍｇを、内容積２００ｃｃの耐圧ガラス製オートクレーブに入れ、系内を３回窒素で置換した後、４０℃で２２時間懸濁重合を行って重合体（以下、重合体Ａという）を２８ｇ得た。
【００５２】
重合体Ａの固有粘度［η］は、ペルフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）中３０℃で０．２ｄｌ／ｇであった。さらに、重合体Ａを空気中３００℃で３時間熱処理した後に、水中に浸漬して重合体（以下、重合体Ｂという）を得た。重合体ＢのＩＲスペクトルにはカルボン酸基に帰属されるピークが確認され、カルボン酸基の量は０．０３ミリモル／ｇ重合体Ｂであった。また、膜厚約１００μｍのフィルムを熱プレス法によって形成し、光線透過率を測定したところ、波長８００ｎｍから１６５０ｎｍにおいて９５％以上と高かった。熱機械分析（ＴＭＡ）により、Ｔｇは１０８℃であることが分かった。
重合体Ｂの１０ｇをペルフルオロトリブチルアミン９０ｇに溶解して、重合体Ｂ溶液（以下、Ｂ１液という）を調製した。
【００５３】
（合成例２）
ペルフルオロ（ブテニルビニルエーテル）の４０ｇ、メチルペルフルオロ（５−オキサ−６−ヘプテノエート）の１．６ｇ、イオン交換水の１５０ｇおよび重合開始剤として（（ＣＨ３）２ＣＨＯＣＯＯ）２の９０ｍｇを、内容積２００ｃｃの耐圧ガラス製オートクレーブに入れ，系内を３回窒素で置換した後、４０℃で２４時間懸濁重合を行い、重合体（以下、重合体Ｃという）を３０ｇ得た。
【００５４】
重合体Ｃの固有粘度［η］は、ペルフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）中３０℃で０．３４ｄｌ／ｇであった。重合体Ｃを空気中３００℃で３時間熱処理した後、水中に浸漬してカルボン酸基を有する重合体（以下、重合体Ｄという）を得た。重合体ＤのＩＲスペクトルから、カルボン酸基の量は０．０３ミリモル／ｇ重合体であった。また熱機械分析（ＴＭＡ）から、Ｔｇは１０８℃であることが分かった。
【００５５】
重合体Ｄの１０ｇ、ペルフルオロトリブチルアミンの７０ｇ、１Ｈ，  １Ｈ−ペンタフルオロプロパノールの１５ｇ、３−アミノプロピルメチルジエトキシシランの０．１５ｇおよびテトラメトキシシランの３．０ｇからなる組成物（以下、Ｄ１液という）を調製した。
【００５６】
（実施例１）
上記の合成例で製造した材料を用い光導波路を作製した。
シリコン基板上にＢ１液を滴下して、１５００ｒｐｍで６０秒間回転塗布し、１００℃の窒素雰囲気のオーブン中で３０分間乾燥させ、厚さ１５μｍの下部クラッドを形成した。次に、この下部クラッド上に、Ｄ１液を回転塗布し、２５０℃の窒素雰囲気のオーブン中で６０分間乾燥させ、厚さ５μｍのコアとなる層を形成した。これにポジ型フォトレジスト（東京応化製、商品名：ＯＦＰＲ−８００）を２０００ｒｐｍで６０秒間回転塗布し、９０℃の窒素雰囲気のオーブン中で２０分乾燥させ、厚さ１μｍのフォトレジスト膜を形成した。次に、密着露光機を用い、幅５μｍの直線パターンを有するフォトマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外光（波長４３６ｎｍ）露光を行い、アルカリ現像液（東京応化製ＮＭＤ−Ｗ）に７０秒間浸漬して現像を行った。得られた直線パターンを反応性イオンエッチングによってエッチングを行い、コアとなる層が、断面が５μｍ×５μｍの矩形となるように加工した。この矩形の断面を持つパターンが光導波路のコアとなる。
【００５７】
続いて、８０℃に加熱した剥離液（東京応化製剥離液、商品名：５０２）に１０分間浸漬し、イソプロピルアルコールと純水で洗浄して、コアの上に残存したフォトレジスト膜を剥離した後、１００℃の窒素雰囲気オーブン中で３９時間アニールし、１℃／分程度の速度で室温まで冷却後、上部クラッドとして、Ｂ１液を下部クラッドと同様の条件で回転塗布し、窒素雰囲気下１００℃のオーブンで乾燥し、シリコン基板上に形成された直線状の光導波路を得た。この光導波路において、下部クラッドおよび上部クラッド部、コア部の屈折率はそれぞれ、１．３３４、１．３４０であった。
得られた光導波路を顕微鏡で観察したところ、クラックは見られなかった。
【００５８】
次に、この光導波路を基板ごとダイシングソーで切断し、長さ１０ｃｍの直線導波路とし、カットバック法により光導波路の伝搬損失を測定したところ、波長１．５５μｍにおいて０．２ｄＢ／ｃｍの値が得られた。
【００５９】
（比較例１）
実施例１と同様の方法で、下部クラッドおよびコアを形成し、コアの上に残存したフォトレジスト膜を剥離後の、オーブンによるアニールを行わずにＢ１液を上部クラッドとして回転塗布したところ、塗布直後に多数のクラックが入ることが目視で確認できた。窒素雰囲気下、１００℃のオーブンで乾燥後、顕微鏡で観察すると、クラックによって分断されている光導波路が散見された。実施例１と同様にカットバック法により光導波路の伝搬損失を測定したところ、波長１．５５μｍにおいて０．５ｄＢ／ｃｍ以上であった。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は、高分子光導波路の製造方法において、クラックの発生を抑制できる製造方法を提供し、このことにより伝搬損失の小さな光導波路を安定して製造することを可能にする効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高分子光導波路の製造工程を示す模式図である。
【符号の説明】
１：基板
２：下部クラッド
３：コアとなる層
４：レジスト膜
５：コア
６：上部クラッド
【図１】
2004226827.tif 000009