(57)【要約】【課題】光導波路を構成するコア層の端部に設ける傾斜面形状をマスクレス露光により容易に形成することができる光配線基板の製造方法を得る。【解決手段】画像情報に応じて空間変調素子により変調された光ビームで画像露光を行う露光装置を用い、光配線基板材料であるコア層２０６上に塗布した感光材料１５０（フォトレジスト）の所定領域を光ビーム（ＵＶ）により露光してパタニングしエッチングマスク１５０Ａを形成する。コア層２０６の端部に形成する傾斜面２０８と対応した領域は、傾斜面２０８の傾斜形状に応じて露光量を制御した光ビームにより露光してパタニングし、エッチングマスク１５０Ａの端部を斜面構造とする。このエッチングマスク１５０Ａによりコア層２０６をエッチング加工すると、コア層２０６の端部ではエッチングマスク１５０Ａの膜厚に比例して加工が進行し傾斜面２０８が形成される。【選択図】　　図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路により回路構成された光配線回路の製造方法であって、
画像情報に応じて空間光変調素子により変調された光ビームで画像露光を行う露光手段を用い、前記光導波路を形成するための光学材料の所定領域を前記光ビームにより露光しパタニングする工程を有することを特徴とする光配線回路の製造方法。
【請求項２】
光導波路を構成するコア層の端部に、そのコア層へと光を入射させる又はコア層から光を出射させる反射ミラーを設けるための傾斜面を備えた光導波路により回路構成された光配線回路の製造方法であって、
画像情報に応じて空間光変調素子により変調された光ビームで画像露光を行う露光手段を用い、前記光導波路を形成するための光学材料の所定領域を前記傾斜面の傾斜形状に応じて露光量を制御した前記光ビームにより露光しパタニングする工程を有することを特徴とする光配線回路の製造方法。
【請求項３】
前記露光手段は、前記光ビームを走査して画像露光を行うとともにその走査においては２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光機能を備え、その多重露光により前記露光量を制御することを特徴とする請求項２記載の光配線回路の製造方法。
【請求項４】
前記光ビームによる画像露光の解像度が０．１μｍ〜２．５μｍとされていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の光配線回路の製造方法。
【請求項５】
前記光学材料は、光導波路材料上に成膜されたフォトレジストとされ、前記光ビームにより露光しパタニングする工程でそのフォトレジストからエッチングマスクを形成した後に、そのエッチングマスクを用いて前記光導波路材料をエッチングする工程を有することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光配線回路の製造方法。
【請求項６】
前記フォトレジストがポジ型とされていることを特徴とする請求項５記載の光配線回路の製造方法。
【請求項７】
前記光学材料は、光照射により屈折率が変化する光導波路材料とされ、前記光ビームにより露光しパタニングする工程でその光導波路材料の所定領域の屈折率を変化させて光導波路を形成することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光配線回路の製造方法。
【請求項８】
前記光導波路材料は、光照射により屈折率が低下する性質を有することを特徴とする請求項７記載の光配線回路の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の光配線回路の製造方法における光導波路材料により形成される前記コア層は、前記傾斜面の傾斜形状に応じて露光量を制御した前記光ビームにより露光しパタニングする工程でそのパタニングした傾斜面の屈折率を傾斜面に対する略垂直方向において段階的又は実質上連続的に変化する分布にすることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項記載の光配線回路の製造方法。
【請求項１０】
前記光学材料は、光照射により硬化する光導波路材料とされ、前記光ビームにより露光しパタニングする工程でその光導波路材料の所定領域を硬化させた後に、光導波路材料の未硬化部を現像処理により除去する工程を有することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光配線回路の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか１項記載の製造方法により製造された光配線回路を備える光配線基板。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１０の何れか１項記載の製造方法により製造された光配線回路を積層方向に複数段備える光配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光配線回路の製造方法、及びその光配線回路を備えた光配線基板に係り、詳しくは、画像データに応じて空間光変調素子等により変調された光ビームで画像露光を行うデジタルマスクレス露光装置を用いた光配線回路の製造方法、及びその光配線回路を備えた光配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光導波路を用いて回路構成された光配線回路、例えば、表面実装型の発光素子及び受光素子間で光を伝送するなどの光配線回路を備える光配線基板には、それら表面実装型素子側の光路から光配線基板の光導波路側の光路へと光路を９０°変換して、光を光導波路へ入射させる又は光導波路から出射させるために、光導波路の端部を斜め４５°に形成し、その傾斜端面に反射ミラーを設けているものがある。
【０００３】
このような光配線基板において、従来、光導波路端部の傾斜面を形成するには、傾斜面と対応する領域のマスクパターンの密度が光導波路の長手方向に変化する（増加又は減少）フォトマスクを用い、フォトレジストを露光する紫外線透過光量を変化させることで傾斜構造を持ったエッチングマスクを形成し、反応性イオンエッチング等によりマスクパターンを転写することで、光導波路端部を所望の傾斜形状に加工するもの（例えば、特許文献１参照）、あるいは、ミラーになるべき部分の端近傍を透光と遮光の境界とするマスクパターンを有する単純構造のフォトマスクを用いて斜めの側面を有する厚膜レジストパターンを形成し、そのレジストパターンごとドライエッチングすることにより、コアを斜めに加工するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また近年では、光照射により屈折率が変化するポリシランやＢＰ−ＰＭＡ（ベンゾフェノン残基（ＢＰ基）からなる光官能性基を有するポリメタクリル酸（ＰＭＡ）ポリマ）等のポリマ材料をコア材に用いるフォトブリーチング法（例えば、特許文献３、４参照）、あるいは、光硬化性樹脂を用いた直接露光法により、光配線基板（大面積導波路フィルム、光導波路）はエッチング工程無しで製造できるようになり、製造の簡略化が図られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２６５７３８号公報　（第３−４頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−８２２４２公報　（第３−４頁、第２図）
【特許文献３】
特開平６−２６５７３８号公報　（第６−７頁、第５図、第６図）
【特許文献４】
特開２００２−１４２４１公報　（第４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１の例では、フォトマスクが特殊な構造であるため製造に手間がかかる。特許文献２については、ミラー形成部の加工に２度のフォトリソグラフィー工程が必要であるため、製造工程が複雑となる。
【０００７】
また、フォトリソグラフィー工程を行うこれらの従来例では、光配線回路を基板の厚さ方向（積層方向）に複数段設けた多段構造の光配線基板を製造する際はフォトリソグラフィー工程を繰り返し行うことになるが、この場合、吸湿性が高く寸法変化の大きいポリイミド等の基板材料では、その伸縮によりミラー形成部の位置精度が低下する。そのため、高精度の位置合わせを実現するには、寸法を変えた複数種類のフォトマスクを用意をする必要があり、これによって、製造工程等が複雑になるとともに製造コストが上昇する問題がある。
【０００８】
一方、エッチング工程が不要なフォトブリーチング法や直接露光法においても、フォトリソグラフィー工程は必要であるため、上記のような多段回路を形成する際の高精度の位置合わせ及びミラー形成には同様の課題が残る。
【０００９】
ところで、近年では、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子を利用して、画像データに応じて変調された光ビームで画像露光を行う露光装置が種々提案されている。
【００１０】
例えば、ＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列されたミラーデバイスであり、このＤＭＤを用いた露光装置は、レーザ光を照射する光源、光源から照射されたレーザ光をコリメートするレンズ系、レンズ系の略焦点位置に配置されたＤＭＤ、ＤＭＤで反射されたレーザ光を走査面上に結像するレンズ系から構成され、画像データ等に応じて生成した制御信号によりＤＭＤのマイクロミラーの各々をオンオフ制御してレーザ光を変調し、変調されたレーザ光で画像露光を行っている。また、この露光装置では、空間光変調素子のマイクロミラー単位で画素毎に露光量（光強度）が制御できるので、上述した光配線基板をマスクレスで製造するのに好適であると考えられる。
【００１１】
本発明は上記事実を考慮して、マスクレス露光により光配線回路を容易に形成することができる、特に、光導波路の端部に反射ミラーを設けるための傾斜面形状、あるいは、光配線回路を積層方向に複数段形成する回路構成でも容易に形成することができる光配線回路の製造方法、及びその光配線回路を備えた光配線基板を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、光導波路により回路構成された光配線回路の製造方法であって、画像情報に応じて空間光変調素子により変調された光ビームで画像露光を行う露光手段を用い、前記光導波路を形成するための光学材料の所定領域を前記光ビームにより露光しパタニングする工程を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の発明では、光導波路を形成するための光学材料の所定領域を、ＤＭＤ等の空間光変調素子により変調された光ビームを用いての画像露光により露光してパタニングすることにより、光導波路を形成してその光導波路により回路構成される光配線回路を製造する。これにより、マスクレス露光での光配線回路の製造が実現され、その製造方法を容易にすることができる。また、フォトマスクを用いないため、回路の変更や、複雑な回路構成の光配線回路を製造する場合でも、容易に対応することができる。
【００１４】
また、ランプ光源等の光を用いる従来のマスク露光に対し、光ビームによって高精細な画像露光が行えるため、光導波路のパターン形状を高い精度で滑らかに形成することができる。そのため、伝播ロスを抑えた光配線回路の製造が可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、光導波路を構成するコア層の端部に、そのコア層へと光を入射させる又はコア層から光を出射させる反射ミラーを設けるための傾斜面を備えた光導波路により回路構成された光配線回路の製造方法であって、画像情報に応じて空間光変調素子により変調された光ビームで画像露光を行う露光手段を用い、前記光導波路を形成するための光学材料の所定領域を前記傾斜面の傾斜形状に応じて露光量を制御した前記光ビームにより露光しパタニングする工程を有することを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、光導波路を構成するコア層の端部に形成する傾斜面と対応した領域となる、光導波路を形成するための光学材料の所定領域を、画像情報に応じて空間光変調素子により変調された光ビームで画像露光を行う露光手段を用い、傾斜面の傾斜形状に応じて露光量を制御した光ビームにより露光しパタニングする。光学材料のパターン形状（膜厚）は露光量に応じて変化するため、上記のように露光量が制御された光ビームによって露光された光学材料の所定領域には傾斜面がつくられる。
【００１７】
例えば、光学材料が光導波路材料上に成膜されたフォトレジストの場合は、フォトレジストの所定領域には斜面構造のエッチングマスクがつくられる。このエッチングマスクを用いて、コア層をエッチングすると、被エッチング材料（コア層）がエッチングされるのに伴い、エッチングマスクもエッチング加工されるため、コア層の端部にはエッチングマスクのパターン形状に応じて傾斜した傾斜面が形成（転写）される。この傾斜面に、金属蒸着等によって反射ミラーを形成すると、コア層の端部の傾斜面に反射ミラーを設けた光導波路を有する光配線回路が製造される。
【００１８】
これにより、従来のような特殊なフォトマスクを用いることなく、光配線回路を簡単に製造することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の光配線回路の製造方法において、前記露光手段は、前記光ビームを走査して画像露光を行うとともにその走査においては２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光機能を備え、その多重露光により前記露光量を制御することを特徴としている。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、露光手段による光ビームは空間光変調素子により変調されて走査され、その光ビームの走査により２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光を利用し露光量を制御することで、光ビームによる露光量の制御が容易となる。また、階調性を上げた高精細な露光が可能であるため、例えば、光学材料がフォトレジストの場合は、形成するエッチングマスクの傾斜形状等を滑らかにすることができる。なお、この２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光機能には、複数画素を同一点に重ねて露光する機能、複数画素を同一点ではなく互いに画素の中心をずらして重ねて露光する機能、及びこれらの両方を組み合わせた機能が含まれる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の光配線回路の製造方法において、前記光ビームによる画像露光の解像度が０．１μｍ〜２．５μｍとされていることを特徴としている。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、解像度を０．１μｍ〜２．５μｍとした非常に高精細な光ビーム露光により、光導波路のパターン形状をより良好に形成でき、例えば、分岐回路等での伝播ロスをより少なくすることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光配線回路の製造方法において、前記光学材料は、光導波路材料上に成膜されたフォトレジストとされ、前記光ビームにより露光しパタニングする工程でそのフォトレジストからエッチングマスクを形成した後に、そのエッチングマスクを用いて前記光導波路材料をエッチングする工程を有することを特徴としている。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、光導波路材料上に成膜されたフォトレジストの所定領域を、空間光変調素子により変調された光ビームにより露光しパタニングすることで、フォトレジストからエッチングマスクを形成し、そのエッチングマスクを用いて光導波路材料をエッチングすることで、光導波路を構成するコア層を形成する。これにより、コア層がマスクレス露光で形成できるようになり、光配線回路の製造が容易となる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の光配線回路の製造方法において、前記フォトレジストがポジ型とされていることを特徴としている。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、ポジ型のフォトレジストを用いることで、エッチングマスクに上記の傾斜構造を有するパターン形状を容易に形成することができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光配線回路の製造方法において、前記光学材料は、光照射により屈折率が変化する光導波路材料とされ、前記光ビームにより露光しパタニングする工程でその光導波路材料の所定領域の屈折率を変化させて光導波路を形成することを特徴としている。
【００２８】
請求項７に記載の発明では、光照射により屈折率が変化する光導波路材料の所定領域を、空間光変調素子により変調された光ビームにより露光しパタニングすることで、光導波路を構成する高屈折率のコア層及び低屈折率のクラッド層を形成する。これにより、コア層及びクラッド層がマスクレス露光で形成できるようになり、光配線回路の製造が容易となる。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載の光配線回路の製造方法において、前記光導波路材料は、光照射により屈折率が低下する性質を有することを特徴としている。
【００３０】
請求項８に記載の発明では、光導波路材料は、光照射により屈折率が低下する性質を有するポリマ材料等とされ、これにより、クラッド層を形成する領域を光ビームにより露光しパタニングすることで、コア層に対し屈折率が低くされるクラッド層を形成することができる。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項２〜請求項４の何れか１項記載の光配線回路の製造方法において、請求項７又は請求項８に記載の光配線回路の製造方法における光導波路材料により形成される前記コア層は、前記傾斜面の傾斜形状に応じて露光量を制御した前記光ビームにより露光しパタニングする工程でそのパタニングした傾斜面の屈折率を傾斜面に対する略垂直方向において段階的又は実質上連続的に変化する分布にすることを特徴としている。
【００３２】
請求項９に記載の発明では、コア層の端部に設ける傾斜面の屈折率を、傾斜面に対する略垂直方向において段階的又は実質上連続的に変化する分布とすることにより、傾斜面に入射する光の反射率を高めることができる。この傾斜面が実質的に反射ミラーとして機能するため、傾斜面に反射ミラーを別途設けなくても、光を効率よく曲げることができる。
【００３３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光配線回路の製造方法において、前記光学材料は、光照射により硬化する光導波路材料とされ、前記光ビームにより露光しパタニングする工程でその光導波路材料の所定領域を硬化させた後に、光導波路材料の未硬化部を現像処理により除去する工程を有することを特徴としている。
【００３４】
請求項１０に記載の発明では、光照射により硬化する光導波路材料の所定領域を、空間光変調素子により変調された光ビームにより露光しパタニングすることで、その光導波路材料の所定領域を硬化させ、光導波路材料の未硬化部は現像処理により除去することで、光導波路を構成するコア層を形成する。これにより、コア層がマスクレス露光で形成できるようになり、光配線回路の製造が容易となる。
【００３５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項１０の何れか１項記載の製造方法により製造された光配線回路を備える光配線基板を特徴としている。また、請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項１０の何れか１項記載の製造方法により製造された光配線回路を積層方向に複数段備えた光配線基板を特徴としている。
【００３６】
請求項１１、１２に記載の発明では、上記の光ビームを用いるデジタルマスクレス露光により形成された光配線回路を備える光配線基板であれば製造が容易となり、また、光配線回路を積層方向に複数段設けた光配線基板においても製造が容易となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３８】
（第１の実施形態）
［露光装置の構成］
本発明の第１の実施形態に係る露光装置１００は、図１に示すように、感光材料（フォトレジスト）１５０が光導波路材料上に成膜された光配線基板材料（光配線基板２００）を表面に吸着して保持する平盤状のステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向（図中矢印Ｙ方向）に沿って２本のガイド１５８が延設されている。ステージ１５２は、長手方向がステージ移動方向を向くように配置されて、ガイド１５８により往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置１００には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられている。
【００３９】
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようコ字状に形成されたゲート１６０が配置され、ゲート１６０は両先端部が設置台１５６の両側面に固定されている。ゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が配置され、他方の側には光配線基板２００の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ１６４が設けられている。スキャナ１６２及び検知センサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられてステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２及び検知センサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。
【００４０】
スキャナ１６２は、図２及び図３（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば、３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば、１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０（光配線基板２００）の幅との関係で、３行目に４個の露光ヘッド１６６を配置している。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６ｍｎと表記する。
【００４１】
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８ｍｎと表記する。
【００４２】
また、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本実施の形態では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８１１と露光エリア１６８１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８２１と３行目の露光エリア１６８３１とにより露光することができる。
【００４３】
露光ヘッド１６６１１〜１６６ｍｎ各々は、図４、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた図示しないコントローラに接続されている。このコントローラのデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。
【００４４】
ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、レンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９が順に配置されている。
【００４５】
レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を平行光化する１対の組合せレンズ７１、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズ７３、及び光量分布が補正されたレーザ光をＤＭＤ上に集光する集光レンズ７５で構成されている。組合せレンズ７３は、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。
【００４６】
また、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光を感光材料１５０の走査面（被露光面）５６上に結像するレンズ系５４、５８が配置されている。レンズ系５４及び５８は、ＤＭＤ５０と被露光面５６とが共役な関係となるように配置されている。
【００４７】
ＤＭＤ５０は、図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラー（マイクロミラー）６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上である。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
【００４８】
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図７（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図７（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図６に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射された光はそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
【００４９】
なお、図６には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラによって行われる。なお、オフ状態のマイクロミラー６２により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００５０】
また、ＤＭＤ５０は、短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図８（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図８（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
【００５１】
ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば、８００個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、６００組）配列されているが、図８（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。
【００５２】
また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになる。このような多重露光によって、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。さらに、上記の多重露光機能を利用し２画素以上をオーバーラップさせて露光することにより、すなわち、画素毎又は走査線毎に露光回数を変えることにより、画素単位又は走査線単位での露光量制御が可能となっている。この２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光機能には、複数画素を同一点に重ねて露光する（同一走査線上を重ねて露光する）機能、複数画素を同一点ではなく互いに画素の中心をずらして重ねて露光する機能、及びこれらの両方を組み合わせた機能が含まれる。
【００５３】
なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
ファイバアレイ光源６６は、図９（Ａ）に示すように、複数（例えば、６個）のレーザモジュール６４を備えており、各レーザモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合され、図９（Ｃ）に示すように、光ファイバ３１の出射端部（発光点）が副走査方向と直交する主走査方向に沿って１列に配列されてレーザ出射部６８が構成されている。なお、図９（Ｄ）に示すように、発光点を主走査方向に沿って２列に配列することもできる。
【００５５】
光ファイバ３１の出射端部は、図９（Ｂ）に示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ３１の光出射側には、光ファイバ３１の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板６３が配置されている。保護板６３は、光ファイバ３１の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバ３１の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバ３１の出射端部は、光密度が高く集塵し易く劣化し易いが、保護板６３を配置することにより端面への塵埃の付着を防止することができると共に劣化を遅らせることができる。
【００５６】
この例では、クラッド径が小さい光ファイバ３１の出射端を隙間無く１列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０の間にマルチモード光ファイバ３０を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の２つの出射端の間に挟まれるように配列されている。
【００５７】
このような光ファイバは、例えば、図１０に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバ３１を同軸的に結合することにより得ることができる。２本の光ファイバは、光ファイバ３１の入射端面が、マルチモード光ファイバ３０の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。
【００５８】
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ３０の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ３１を、マルチモード光ファイバ３０の出射端部と称する場合がある。
【００５９】
マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２である。
【００６０】
レーザモジュール６４は、図１１に示す合波レーザ光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば、７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＵＶ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，及びＬＤ７と、ＵＶ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６，及び１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０と、から構成されている。ＵＶ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長及び最大出力が総て同じである。なお、半導体レーザの個数は７個には限定されない。
【００６１】
上記の合波レーザ光源は、図１２及び図１３に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、開口を閉じるよう作製されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、パッケージ４０とパッケージ蓋４１とにより形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。
【００６２】
パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
【００６３】
また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、コリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＵＶ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。
【００６４】
なお、図１３においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＵＶ系半導体レーザのうちＵＶ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。
【００６５】
図１４は、上記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がＵＶ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１４の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
【００６６】
一方、ＵＶ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザビームＢ１〜Ｂ７を発するレーザが用いられている。これらＵＶ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００６７】
従って、各発光点から発せられたレーザビームＢ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ１１〜１７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザビームＢ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ１１〜１７の各々は、焦点距離ｆ１＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００６８】
集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、焦点距離ｆ２＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２０も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００６９】
［露光装置の動作］
次に、上記露光装置の動作について説明する。
【００７０】
スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザ光源を構成するＵＶ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々から発散光状態で出射したレーザビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，及びＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザビームＢ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面に収束する。
【００７１】
本例では、コリメータレンズ１１〜１７及び集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。即ち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザビームＢ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザビームＢに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。
【００７２】
各レーザモジュールにおいて、レーザビームＢ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．８５で、ＵＶ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が３０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々について、出力１８０ｍＷ（＝３０ｍＷ×０．８５×７）の合波レーザビームＢを得ることができる。従って、６本の光ファイバ３１がアレイ状に配列されたレーザ出射部６８での出力は約１Ｗ（＝１８０ｍＷ×６）である。
【００７３】
ファイバアレイ光源６６のレーザ出射部６８には、この通り高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザからのレーザ光を１本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、本実施の形態で使用する合波レーザ光源は高出力であるため、少数列、例えば１列でも所望の出力を得ることができる。
【００７４】
例えば、半導体レーザと光ファイバを１対１で結合させた従来のファイバ光源では、通常、半導体レーザとしては出力３０ｍＷ（ミリワット）程度のレーザが使用され、光ファイバとしてはコア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、ＮＡ（開口数）０．２のマルチモード光ファイバが使用されているので、約１Ｗ（ワット）の出力を得ようとすれば、マルチモード光ファイバを４８本（８×６）束ねなければならず、発光領域の面積は０．６２ｍｍ２（０．６７５ｍｍ×０．９２５ｍｍ）であるから、レーザ出射部６８での輝度は１．６×１０６（Ｗ／ｍ２）、光ファイバ１本当りの輝度は３．２×１０６（Ｗ／ｍ２）である。
【００７５】
これに対し、本実施の形態では、上述した通り、マルチモード光ファイバ６本で約１Ｗの出力を得ることができ、レーザ出射部６８での発光領域の面積は０．００８１ｍｍ２（０．３２５ｍｍ×０．０２５ｍｍ）であるから、レーザ出射部６８での輝度は１２３×１０６（Ｗ／ｍ２）となり、従来に比べ約８０倍の高輝度化を図ることができる。また、光ファイバ１本当りの輝度は９０×１０６（Ｗ／ｍ２）であり、従来に比べ約２８倍の高輝度化を図ることができる。
【００７６】
ここで、図１５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、従来の露光ヘッドと本実施の形態の露光ヘッドとの焦点深度の違いについて説明する。従来の露光ヘッドのバンドル状ファイバ光源の発光領域の副走査方向の径は０．６７５ｍｍであり、本実施の形態の露光ヘッドのファイバアレイ光源の発光領域の副走査方向の径は０．００２５ｍｍである。図１５（Ａ）に示すように、従来の露光ヘッドでは、光源（バンドル状ファイバ光源）１の発光領域が大きいので、ＤＭＤ３へ入射する光束の角度が大きくなり、結果として走査面５へ入射する光束の角度が大きくなる。このため、集光方向（ピント方向のずれ）に対してビーム径が太りやすい。
【００７７】
一方、図１５（Ｂ）に示すように、本実施の形態の露光ヘッドでは、ファイバアレイ光源６６の発光領域の副走査方向の径が小さいので、レンズ系６７を通過してＤＭＤ５０へ入射する光束の角度が小さくなり、結果として走査面５６へ入射する光束の角度が小さくなる。即ち、焦点深度が深くなる。この例では、発光領域の副走査方向の径は従来の約３０倍になっており、略回折限界に相当する焦点深度を得ることができる。したがって、微小スポットの露光に好適である。この例では、露光面に投影された１画素サイズは１０μｍ×１０μｍである。なお、ＤＭＤは反射型の空間変調素子であるが、図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、光学的な関係を説明するために展開図とした。
【００７８】
露光パターンに応じた画像データが、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラに入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【００７９】
光配線基板２００をセットしたステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４により光配線基板２００の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
【００８０】
ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光が照射されると、ＤＭＤ５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系５４、５８により感光材料１５０の被露光面５６上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、感光材料１５０（光配線基板２００）がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００８１】
図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、ＤＭＤ５０には、主走査方向にマイクロミラーが８００個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列されているが、本実施の形態では、コントローラにより一部のマイクロミラー列（例えば、８００個×１００列）だけが駆動されるように制御する。
【００８２】
図１６（Ａ）に示すように、ＤＭＤ５０の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図１６（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
【００８３】
ＤＭＤ５０のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。
【００８４】
例えば、６００組のマイクロミラー列の内、３００組だけ使用する場合には、６００組全部使用する場合と比較すると１ライン当り２倍速く変調することができる。また、６００組のマイクロミラー列の内、２００組だけ使用する場合には、６００組全部使用する場合と比較すると１ライン当り３倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に５００ｍｍの領域を１７秒で露光できる。更に、１００組だけ使用する場合には、１ライン当り６倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に５００ｍｍの領域を９秒で露光できる。
【００８５】
使用するマイクロミラー列の数、即ち、副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数は、１０以上で且つ２００以下が好ましく、１０以上で且つ１００以下がより好ましい。１画素に相当するマイクロミラー１個当りの面積は１５μｍ×１５μｍであるから、ＤＭＤ５０の使用領域に換算すると、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×３ｍｍ以下の領域が好ましく、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×１．５ｍｍ以下の領域がより好ましい。
【００８６】
使用するマイクロミラー列の数が上記範囲にあれば、図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光をレンズ系６７で略平行光化して、ＤＭＤ５０に照射することができる。ＤＭＤ５０によりレーザ光を照射する照射領域は、ＤＭＤ５０の使用領域と一致することが好ましい。照射領域が使用領域よりも広いとレーザ光の利用効率が低下する。
【００８７】
一方、ＤＭＤ５０上に集光させる光ビームの副走査方向の径を、レンズ系６７により副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数に応じて小さくする必要があるが、使用するマイクロミラー列の数が１０未満であると、ＤＭＤ５０に入射する光束の角度が大きくなり、走査面５６における光ビームの焦点深度が浅くなるので好ましくない。また、使用するマイクロミラー列の数が２００以下が変調速度の観点から好ましい。なお、ＤＭＤは反射型の空間変調素子であるが、図１７（Ａ）及び（Ｂ）は、光学的な関係を説明するために展開図とした。
【００８８】
スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、検知センサ１６４で光配線基板２００の後端が検出されると、ステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。
【００８９】
このように、本実施の形態の露光装置は、主走査方向にマイクロミラーが８００個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列されたＤＭＤを備えているが、コントローラにより一部のマイクロミラー列だけが駆動されるように制御するので、全部のマイクロミラー列を駆動する場合に比べて、１ライン当りの変調速度が速くなる。これにより高速での露光が可能になる。
【００９０】
また、ＤＭＤを照明する光源に、合波レーザ光源の光ファイバの出射端部をアレイ状に配列した高輝度のファイバアレイ光源を用いているので、高出力で且つ深い焦点深度を備えた露光装置を実現することができる。更に、各ファイバ光源の出力が大きくなることで、所望の出力を得るために必要なファイバ光源数が少なくなり、露光装置の低コスト化が図られる。
【００９１】
特に、本実施の形態では、光ファイバの出射端のクラッド径を入射端のクラッド径よりも小さくしているので、発光部径がより小さくなり、ファイバアレイ光源の高輝度化が図られる。これにより、より深い焦点深度を備えた露光装置を実現することができる。例えば、ビーム径１μｍ以下、解像度０．１μｍ以下の超高解像度露光の場合にも、深い焦点深度を得ることができ、高速且つ高精細な露光が可能となり、例えば、高解像度が必要とされる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の露光工程にも好適である。なお、本実施形態の露光装置１００では、画像露光の解像度が０．１μｍ〜２．５μｍの範囲に収まるよう設定されている。
【００９２】
［光配線基板の製造］
次に、上記露光装置を用いた光配線基板（光配線回路）の製造方法について説明する。
【００９３】
図１８〜図２１には、エッチング法による光配線基板の製造工程が示されている。まず、図１８（Ａ）で、仮基板２０２にフッ素化ポリアミック酸溶液を塗布・ベークすることにより、クラッド層（フッ素化ポリイミド層）２０４を形成する。図１８（Ｂ）で、クラッド層２０４上に、クラッド層２０４よりも屈折率の大きなコア層（フッ素化ポリイミド層）２０６を同様に塗布・ベークして形成する。
【００９４】
次に、図１８（Ｃ）で、コア層２０６上に、感光材料１５０としてのポジ型フォトレジスト（感光性エポキシ樹脂等）を厚膜塗布（ドライフィルムの場合はラミネート）した後、その光配線基板材料を本実施形態の露光装置１００のステージ１５２にセットする。
【００９５】
装置を操作して露光動作をスタートさせると、前述したように、ステージ１５２の移動に伴いスキャナ１６２から照射されるレーザ光よって、露光パターンが感光材料１５０に露光される。本実施の形態では、２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光によって、露光するパターン端部での露光量を変えている。図１９（Ｄ）に示すように、コア層２０６の反射ミラー配置部分と対応した所定領域では、先端側から内側にかけて、オーバーラップ数を段階的に減らし、露光量の分布（矢印ＵＶ）が図示のような傾斜（約４５°）となるよう露光量を制御している。なお、同図では、奥行き方向が主走査方向であり、横方向が副走査方向である。
【００９６】
露光装置１００による感光材料１５０の露光工程を終えた後は、露光済みの光配線基板材料をステージ１５２から取り外し、感光材料１５０を現像する。ここで、感光材料１５０のパターン形状（膜厚）は露光量に応じて変化するため、現像処理により、図１９（Ｅ）のように、端部が斜面構造とされた断面台形状のエッチングマスク１５０Ａがつくられる。
【００９７】
図１９（Ｆ）で、反応性イオンエッチング等のドライエッチングにより、コア層２０６を加工する。このエッチング工程では、コア層２０６がエッチングされるのに伴い、エッチングマスク１５０Ａもエッチング加工される。そして、コア層２０６の端部での加工量はエッチングマスク１５０Ａの膜厚に比例し、すなわち、膜厚の厚い部分よりも薄い部分の方が被エッチング材料に及ぶ加工量が大きくなるため、コア層２０６の端部には、エッチングマスク１５０Ａのパターン形状に応じて傾斜した傾斜面２０８が形成される。
【００９８】
図２０（Ｇ）で、エッチングマスク１５０Ａを剥離し、図２０（Ｈ）で、コア層２０６の傾斜面２０８での光反射率を高めるために、傾斜面２０８に金属を蒸着して薄膜状の反射ミラー２１０を形成する。
【００９９】
最後に、図２０（Ｉ）で、フッ素化ポリアミック酸溶液を塗布・ベークし、クラッド層２０４によってコア層２０６を覆い、仮基板２０２から剥離すると、光配線基板２００が完成する（図２１（Ｊ））。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態に係る光配線基板の製造方法では、コア層２０６上に感光材料１５０（フォトレジスト）を成膜後、画像情報に応じてＤＭＤ５０により変調された光ビームで画像露光を行う露光装置１００を用い、感光材料１５０の所定領域を光ビームにより露光してパタニングすることにより、エッチングマスク１５０Ａを形成し、さらに、コア層２０６の端部に形成する傾斜面２０８と対応した領域を、傾斜面２０８の傾斜形状に応じて露光量を制御した光ビームにより露光してパタニングすることにより、エッチングマスク１５０Ａの端部を斜面構造として、コア層２０６をエッチング加工しているため、従来のような特殊なフォトマスクを用いなくても、コア層２０６の端部に、そのコア層２０６へと光Ｌを入射させる又はコア層２０６から光Ｌを出射させる反射ミラー２１０を設けるための傾斜面２０８を備えた光導波路により回路構成された光配線回路及び光配線基板を簡単に製造することができる。
【０１０１】
また、このようなマスクレス露光によって、回路変更や複雑な回路構成の製造にも容易に対応することができる。さらに、ライン露光により大面積を高速露光することができるので、ロール状で供給されるフィルムに高速且つ大面積に光配線回路を形成することができ、また、光導波路が複数バス状になった光シートバスのような回路パターンでも、大量生産することが可能である。
【０１０２】
また本実施形態では、露光装置１００による光ビームはＤＭＤ５０により変調されて走査され、その走査された光ビームにより２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光を利用し露光量を制御したことで、光ビームによる露光量の制御が容易となり、しかもそれによって形成するエッチングマスクの傾斜形状を滑らかにすることができる。
【０１０３】
さらに、解像度を０．１μｍ〜２．５μｍとした非常に高精細な光ビーム露光を実現したことにより、形成する光導波路のパターン形状をより良好なものとして、回路の伝播ロスを抑えることができている。例えば、Ｙ字状の分岐回路を露光・形成する場合、図２２に模式的に示すように、（Ｘ）の分岐回路ＹＬよりも高い解像度で光ビーム露光された（Ｙ）の分岐回路ＹＨの方が、回路傾斜部でのパターン形状が良好となる。これにより、分岐回路ＹＨの方が伝播ロスのより小さい回路となる。
【０１０４】
また本実施形態では、ポジ型のフォトレジストを用いていることで、エッチングマスク１５０Ａに、傾斜構造のパターン形状を容易に形成することができている。
【０１０５】
（第２の実施形態）
次に、光配線回路を複数段備える光配線基板の製造方法について説明する。
【０１０６】
図２３及び図２４には、本発明の第２の実施形態に係る複数段の光配線回路を形成する露光装置が示されている。この露光装置１７１は、ステージ１７２が所定厚（例えば、１０ｍｍ）の透明なガラス板で形成されており、ステージ１７２の上方及び下方に、それぞれ、ステージ１７２の長手方向に沿って平行に配置された一対のレール１７６が敷設されている（図では、上側のレール１７６を省略している）。各一対のレール１７６には、前述した露光ヘッド１６６を複数備えるライン状のスキャナ１６２Ａ、１６２Ｂがステージ１７２の幅方向（主走査方向）に亘って架設されており、スキャナ１６２Ａ、１６２Ｂは、図示しない駆動装置により駆動制御されて、レール１７６に沿って副走査方向に移動するよう構成されている。
【０１０７】
また、ステージ１７２上に載置される光配線基板材料（光配線基板２２０）は、その長手方向の両側端部が一対のローラー１８６に押圧されて固定されるようになっており、各ローラー１８６は、上方に配置されたエアシリンダ等のアクチュエータ１９０にローラー軸の両端部がそれぞれ支持され、アクチュエータ１９０の駆動により上下方向に移動して、光配線基板２２０を固定及び固定解除する。
【０１０８】
以上の構成により、露光装置１７１の露光動作では、図２４に示すように、光配線基板２２０の上面（表面）２２０Ａには、上側のスキャナ１６２Ａから主走査方向に亘って出射されるレーザ光ＵＶＡが照射され、下面（裏面）２２０Ｂには、下側のスキャナ１６２Ｂから同様に出射されたレーザ光ＵＶＢがステージ１７２を透過して照射され、各スキャナがレール１７６に沿って副走査方向に移動することにより、基板を反転させることなく両面を１回の走査で同時に露光することができる。
【０１０９】
次に、上記の露光装置１７１を用いて複数段の光配線回路を備える光配線基板の製造方法について説明する。まず、前述した製造方法の図１８（Ａ）〜（Ｃ）工程により、仮基板２０２上に、クラッド層（フッ素化ポリイミド層）２０４、クラッド層２０４よりも屈折率の大きなコア層（フッ素化ポリイミド層）２０６、感光材料（ポジ型フォトレジスト）１５０を順に形成する。また、ここでの仮基板２０２は、光透過性を有する透明材料（ガラス板や透明樹脂板等）によって形成されている。
【０１１０】
光配線基板２２０を露光装置１７１のステージ１７２にセットし、装置を操作すると、アクチュエータ１９０が駆動してローラー１８６を下方に移動させ、基板両端がローラー１８６に固定されて、露光動作がスタートする。そして上述したように、スキャナ１６２Ａ、１６２Ｂの副走査方向への移動に伴い、各スキャナから照射されるレーザ光によって、画像データに応じた露光パターンが感光材料１５０に露光される。
【０１１１】
ここでも、多重露光によって露光するパターン端部での露光量を変えている。ただし、露光パターンとしては、図２５（Ｋ）に示すように、パターン端部の一方（図の左側）は、上方に配置されたスキャナ１６２Ａからのレーザ光ＵＶＡで露光し、パターン端部の他方（図の右側）は、下方に配置されたスキャナ１６２Ｂから出射されてステージ１７２、仮基板２０２、クラッド層２０４、及びコア層２０６を透過したレーザ光ＵＶＢにより露光している。各レーザ光の光量分布については、前述の製造方法と同様に、コア層２０６の反射ミラー配置部分と対応した所定領域を、先端側から内側にかけて、オーバーラップ数を段階的に減らし、露光量の分布（矢印ＵＶＡ及び矢印ＵＶＢ）が図示のような傾斜（約４５°）となるよう露光量制御している。なお、図では、奥行き方向を主走査方向とし、横方向を副走査方向として示している。
【０１１２】
露光装置１７１による感光材料１５０の露光工程を終えた後は、感光材料１５０を現像する。この現像処理では、図２５（Ｌ）のように、右側の端部が逆テーパー（アンダーカット）の斜面構造とされた断面平行四辺形のエッチングマスク１５０Ｂがつくられる。
【０１１３】
図２５（Ｍ）で、コア層２０６を加工するためにドライエッチングを施すと、コア層２０６は、前述したエッチング加工と同じ作用で、エッチングマスク１５０Ｂとともにエッチング加工される。その加工の様子を図２９（Ｕ）〜（Ｗ）に示す。図示のように、エッチングマスク１５０Ｂの逆テーパー部では、エッチングによるコア層２０６及びエッチングマスク１５０Ｂの侵食が進行するのに従い、コア層２０６の下方への侵食と、傾斜面の内側（図中左方向）への侵食とが同時に進行する。これにより、コア層２０６には、エッチングマスク１５０Ｂの平行四辺形形状が徐々に縮小されながらそのマスクパターンが転写されることとなり、したがって、エッチング加工後に、図２５（Ｍ）のような断面平行四辺形のコア層２０６Ａが形成される。
【０１１４】
そして、エッチングマスク１５０Ｂを剥離後、コア層２０６Ａの両端部の傾斜面２０８に金属蒸着等で薄膜状の反射ミラー２１０を形成し、クラッド層２０４によってコア層２０６Ａを被覆すると、図２６（Ｎ）のように、両端部に反射ミラーを備えたコア層２０６Ａ、及びコア層２０６Ａを被覆するクラッド層２０４からなる光導波路によって回路構成される１段目の光配線回路が形成される。
【０１１５】
次に、２段目の光配線回路を形成するため、図２６（Ｏ）で、クラッド層２０４上に、コア層２０６及び感光材料（ポジ型フォトレジスト）１５０を順に形成した後、図２６（Ｐ）で、露光装置１７１により、再度、露光工程を実施する。この２回目の露光では、図示のように、各パターン端部での上下の露光方向を逆方向から行うようにし、パターン端部の他方は、上方のスキャナ１６２Ａからのレーザ光ＵＶＡで露光し、パターン端部の一方は、下方のスキャナ１６２Ｂから出射されてステージ１７２、仮基板２０２、クラッド層２０４、及びコア層２０６を透過したレーザ光ＵＶＢにより露光する。また、それぞれの露光領域は、１段目のコア層２０６Ａの端部よりも外側の略隣接領域とし、レーザ光の光量分布については、１回目と同様にする。
【０１１６】
これにより、露光工程後に感光材料１５０を現像すると、図２７（Ｑ）のように、左側の端部を逆テーパー面とした断面平行四辺形のエッチングマスク１５０Ｃがつくられる。このエッチングマスク１５０Ｃを用い、ドライエッチングを施すと、図２９（Ｕ）〜（Ｗ）での説明と同じ作用により、エッチングマスク１５０Ｃのマスクパターンがコア層に転写されて、図２７（Ｒ）に示す２段目のコア層２０６Ｂが形成される。このコア層２０６Ｂは、１段目のコア層２０６Ａを上下に反転させた平行四辺形形状となり、また、各コア層の両端部の傾斜面位置は、上下にそれぞれほぼ重なって配置される。
【０１１７】
そして、残ったエッチングマスク１５０Ｃを剥離し、コア層２０６Ｂの両端部の傾斜面２０８に金属蒸着等によって反射ミラー２１０を形成し、コア層２０６Ｂをクラッド層２０４で被覆して、図２７（Ｓ）のように、２段目の光配線回路を形成する。最後に、仮基板２０２から剥離すると、図２８（Ｔ）に示すような、光配線回路を複数段備える光配線基板２２０が完成する。
【０１１８】
また、この光配線基板２２０を用いる場合は、例えば、図に示すように、上段に配置された光配線回路（コア層２０６Ｂ）の左側端部の反射ミラー２１０に、上方の発光素子２１４から光Ｌを入射させる。すると、反射ミラー２１０で反射された光Ｌは、コア層２０６Ｂに導かれて反対側端部の反射ミラー２１０に至り、そこで反射され下方に出射される。さらに光Ｌは、下段に位置する光配線回路（コア層２０６Ａ）の右側端部の反射ミラー２１０へと入射し反射されて、コア層２０６Ａに入射する。そしてコア層２０６Ａにより導かれ、左側端部の反射ミラー２１０で反射されて光配線基板２２０の下方へと出射される。
【０１１９】
なお、上述した２度のフォトリソグラフィー工程による光配線基板の製造では、１回目と２回目の露光パターンの相対的な位置精度を高めるために、周知のアライメント技術やスケーリング機能を用いることができる。また、そのために必要となるアライメントマークには、例えば、コア層２０６Ａに形成した反射ミラー２１０を利用する方法や、１回目の露光で光導波路パターンとは別に、アライメントマークと対応するマークパターンを露光・形成しておく方法等が挙げられる。そしてそれらのアライメントマークを、露光装置に装備したＣＣＤカメラ等で撮像し、画像データからアライメントマークの位置を求め、その位置データをもとにスケーリング等を施すことで、高精度に位置合わせされた立体光配線回路を備える光配線基板が得られる。また、２段以上の光配線回路でも、上述と同様のフォトリソグラフィー工程を繰り返すことで容易に形成することができる。
【０１２０】
また、エッチングマスクの端部に逆テーパー面を形成する方法は、上述したような両面露光以外でもよく、例えば、露光条件やエッチング条件を変えることで所望の形状に形成することもできる。
【０１２１】
以上説明したように、複数段の光配線回路を備える光配線基板の製造においては、光ビームを用いるデジタルマスクレス露光によって、従来のマスク露光よりも基板を容易に形成することができる。また、アライメントやスケーリングを用いることも容易となり、それによって、立体的な光配線回路をより高い精度に位置合わせすることができる。
【０１２２】
（第３の実施形態）
次に、第１の実施形態で説明した露光装置１００を用い、光配線基板（光配線回路）をフォトブリーチング法により製造する方法を説明する。
【０１２３】
図３０〜図３２には、フォトブリーチング法による光配線基板の製造工程が示されている。まず、図３０（Ａ）で、仮基板２０２にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を塗布・ベークすることにより、クラッド層２２２を形成する。図３０（Ｂ）で、クラッド層２２２上に、クラッド層２２２よりも屈折率が大きく、且つ、ＵＶ光に感応して分子構造が変化し屈折率が低下する性質を持つフォトブリーチング用ポリマ材料としてのポリシランを塗布・ベークしコア層２２４を形成する。
【０１２４】
次に、この光配線基板材料を露光装置１００のステージ１５２にセットし、スキャナ１６２から照射されるレーザ光（ＵＶ光）により、コア層２２４を所定の露光パターンで露光する。図３１（Ｃ）に示すように、ここでも、コア層２２４の端部に形成する傾斜面と対応した所定領域では、先端側から内側にかけて、２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光のそのオーバーラップ数を段階的に減らすことにより、露光量の分布（矢印ＵＶ）が図示のような傾斜（約４５°）となるよう露光量を制御している。
【０１２５】
ここで、コア層２２４に用いたポリシランの性質により、レーザ光により露光されたコア層２２４の露光領域は感光して屈折率が低下する。この低屈折率部がクラッド層２２６となり、未露光の高屈折率部がコア層２２４となる。また、コア層２２４の端部（図３１（Ｃ）では左右の側端部）におけるクラッド層２２６との境界には、露光量の分布に応じて傾斜した傾斜面２２８が形成される。
【０１２６】
露光装置１００によるコア層２２４の露光工程を終えた後は、露光済みの光配線基板材料をステージ１５２から取り外し、図３１（Ｄ）で、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を塗布・ベークし、クラッド層２２２によってコア層２２４及びクラッド層２２６を被覆する。最後に、仮基板２０２から剥離すると、光配線基板２３０が完成する（図３２（Ｅ））。
【０１２７】
また、この光配線基板２３０は傾斜面２２８付近で屈折率が変化しており、図３３にその傾斜面２２８付近の屈折率の分布を模式的に示す。ポリシランの場合、屈折率を６％程度変化させることができるが、ここでの傾斜面２２８の屈折率は、物性の範囲内で、傾斜面２２８に対する略垂直方向において段階的に変化した分布になっている。図３３では傾斜面２２８を、コア層２２４側が高屈折率の傾斜面第１層２２８Ａ、クラッド層２２６側が低屈折率の傾斜面第２層２２８Ｂとして模式的に示している。また、この傾斜面第１層２２８Ａ及び傾斜面第２層２２８Ｂからなる２段（２層）構造の傾斜面２２８と、コア層２２４、クラッド層２２６の屈折率の関係は、コア層２２４＞傾斜面第１層２２８Ａ＞傾斜面第２層２２８Ｂ＞クラッド層２２６となっている。
【０１２８】
この傾斜面２２８に、図３２（Ｆ）及び図３３に示すように、発光素子２１４から出射された光Ｌを入射角ｉ１＝４５°で入射させた場合、光Ｌは、コア層２２４と傾斜面第１層２２８Ａとの界面２２９Ａ、及び、傾斜面第１層２２８Ａと傾斜面第２層２２８Ｂとの界面２２９Ｂでそれぞれ屈折角が大きくなる側へ屈折し、傾斜面第２層２２８Ｂとクラッド層２２６との界面２２９Ｃへ入射角ｉ２で入射する。この入射角ｉ２は、入射角ｉ１よりも大きいため、界面２２９Ｃで反射される光Ｌの反射率が高まる。そして、界面２２９Ｃで反射された光Ｌは、界面２２９Ｂ及び界面２２９Ａで屈折角が小さくなる側へ屈折し、屈折角ｉ３＝４５°でコア層２２４へ入射する。
【０１２９】
このように、傾斜面２２８に入射角ｉ１＝４５°で入射させた光Ｌは、界面２２９Ａ、界面２２９Ｂ、及び界面２２９Ｃを含む傾斜面２２８により高反射率で反射されて光路が９０°変換され（図３２（Ｆ）及び図３３では上方から入射させた光Ｌが左方へ反射された状態で示している）、したがって、この傾斜面２２８は反射ミラーとして機能する。
【０１３０】
そして、この傾斜面２２８で反射された光Ｌは、コア層２２４を伝送されて反対側端部の傾斜面２２８に至り、その傾斜面２２８でも同様に高反射率で反射されて光路が９０°変換され、上方へと出射される。
【０１３１】
以上説明したように、本実施形態に係るフォトブリーチング法による光配線基板の製造方法では、画像情報に応じてＤＭＤ５０により変調された光ビームで画像露光を行う露光装置１００を用い、ＵＶ光の照射により屈折率が低下するフォトブリーチング用ポリマ材料（ポリシラン）からなるコア層２２４の所定領域を、光ビームにより露光してパタニングすることにより、コア層２２４に対し屈折率が低くされるクラッド層２２６を形成し、さらに、コア層２２４の端部では、傾斜面２２８の傾斜形状に応じて露光量を制御した光ビームにより露光してパタニングすることにより、反射ミラーとして機能する傾斜面２２８を形成する。
【０１３２】
これにより、フォトブリーチング法による光配線基板の製造においても、光導波路を構成するコア層及びクラッド層がマスクレス露光で形成できるようになり、光配線回路及び光配線基板の製造が容易となる。
【０１３３】
また、エッチング法と同様に、マスクレス露光であるため、回路変更や複雑な回路構成の製造にも容易に対応することができ、さらに、ライン露光であるため、ロール状で供給されるフィルムや光シートバスのような回路パターンでも、高速且つ大面積に光配線回路を形成することができる。また、解像度が０．１μｍ程度の非常に高精細な光ビームによる露光であるため、パターン形状が良好で伝播ロスが抑えられた光導波路、光分岐回路を形成することができ、コア層２２４の端部に設ける傾斜面２２８についても、多重露光により容易に露光量が制御できるため、傾斜形状を滑らかにすることができる。
【０１３４】
また、図３３に示した傾斜面２２８の屈折率の分布は、その一例を模式的に示したものであるが、これ以外に、例えば、屈折率が傾斜面２２８に対する略垂直方向において３段（３層）以上で段階的に変化するような場合、あるいは、屈折率の変化幅が極めて小さく実質上連続的に変化するような場合でも、同様の作用により、傾斜面２２８に入射させた光Ｌを高い反射率で反射させることができる。したがって、この反射ミラーとして機能する傾斜面２２８により、反射ミラーを別途設けなくても、光Ｌを効率よく曲げることができる。
【０１３５】
（第４の実施形態）
次に、第２の実施形態で説明した露光装置１７１を用い、光配線回路を複数段備える光配線基板をフォトブリーチング法により製造する方法を説明する。
【０１３６】
まず、第３の実施形態における図３０（Ａ）〜（Ｂ）工程により、ガラス板等の仮基板２０２上に、クラッド層（ポリフッ化ビニリデン層）２２２、クラッド層２２２よりも屈折率の大きなコア層（フォトブリーチング用ポリマ材料層）２２４を順に形成する。
【０１３７】
この光配線基板材料を露光装置１７１のステージ１７２にセットし、コア層２２４の一方（図の左側）の端部は、上方に配置されたスキャナ１６２Ａからのレーザ光ＵＶＡで露光し、他方（図の右側）の端部は、下方に配置されたスキャナ１６２Ｂから出射されてステージ１７２、仮基板２０２、及びクラッド層２２２を透過したレーザ光ＵＶＢにより露光する。各レーザ光の光量分布については、図３４（Ｇ）に示すように、ここでも、コア層２２４の端部に形成する傾斜面と対応した所定領域では、先端側から内側にかけて、２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光のそのオーバーラップ数を段階的に減らすことにより、露光量の分布（矢印ＵＶＡ及び矢印ＵＶＢ）が図示のような傾斜（約４５°）となるよう露光量を制御している。
【０１３８】
これにより、コア層２２４の露光領域は感光して屈折率が低下しクラッド層２２６Ａとなり、未露光領域は、右側の端部が逆テーパーの斜面構造とされた断面平行四辺形のコア層２２４Ａとなって、コア層２２４Ａの端部（図３４（Ｇ）では左右の側端部）におけるクラッド層２２６Ａとの境界には、露光量の分布に応じて傾斜した傾斜面２２８が形成される。
【０１３９】
この１段目のコア層の露光工程を終えた後は、露光済みの光配線基板材料をステージ１７２から取り外し、図３４（Ｈ）で、クラッド層２２２によりコア層２２４Ａ及びクラッド層２２６Ａを被覆する。これにより、両端部に傾斜面２２８が設けられたコア層２０６Ａ、及びコア層２０６Ａを被覆するクラッド層２２２、２２６Ａからなる光導波路によって回路構成される１段目の光配線回路が形成される。
【０１４０】
次に、２段目の光配線回路を形成するため、図３５（Ｉ）で、クラッド層２２２上にコア層２２４を形成した後、図３５（Ｊ）で、露光装置１７１により、再度、露光工程を実施する。この２回目の露光では、図示のように、各パターン端部での上下の露光方向を逆方向から行うようにし、コア層２２４の他方の端部は、上方のスキャナ１６２Ａからのレーザ光ＵＶＡで露光し、コア層２２４の一方の端部は、下方のスキャナ１６２Ｂから出射されてステージ１７２、仮基板２０２、クラッド層２２２、クラッド層２２６Ａ、及びクラッド層２２２を透過したレーザ光ＵＶＢにより露光する。また、レーザ光ＵＶＢによる露光領域は、１段目のコア層２２４Ａの端部よりも外側の略隣接領域とし、各レーザ光の光量分布については、１回目と同様にする。
【０１４１】
これにより、コア層２２４の露光領域は感光して屈折率が低下しクラッド層２２６Ｂとなり、未露光領域は、左側の端部を逆テーパー面とした断面平行四辺形のコア層２２４Ｂとなって、コア層２２４Ｂの端部（図３５（Ｊ）では左右の側端部）におけるクラッド層２２６Ｂとの境界には、露光量の分布に応じて傾斜した傾斜面２２８が形成される。また、コア層２２４Ｂの右側の傾斜面２２８は、コア層２２４Ａの傾斜面２２８に対し、上下にほぼ重なって配置される。
【０１４２】
そして、図３６（Ｋ）で、コア層２２４Ｂ及びクラッド層２２６Ｂをクラッド層２２２で被覆して、２段目の光配線回路を形成する。最後に、仮基板２０２から剥離すると、図３６（Ｌ）に示すような、光配線回路を複数段備える光配線基板２４０が完成する。
【０１４３】
この光配線基板２４０の使用例としては、図３６（Ｌ）に示すように、上段のコア層２２４Ｂの左側の傾斜面２２８に、上方の発光素子２１４から光Ｌを入射させると、光Ｌは傾斜面２２８で反射されコア層２２４Ｂに導かれて反対側の傾斜面２２８に至り、そこで反射され下方に出射される。さらに光Ｌは、下段のコア層２２４Ａの右側の傾斜面２２８へと入射し反射され、コア層２２４Ａにより導かれて、左側の傾斜面２２８で反射され光配線基板２４０の下方へと出射される。
【０１４４】
以上説明したように、複数段の光配線回路を備える光配線基板をフォトブリーチング法により製造する場合も、光ビームを用いるデジタルマスクレス露光によって、従来のマスク露光よりも基板を容易に形成することができる。また、第２実施形態と同様に、アライメントやスケーリングを行うことで、複数段の光配線回路を高精度に位置合わせすることができる。
【０１４５】
（第５の実施形態）
次に、露光装置１００を用い、光配線基板（光配線回路）を直接露光法により製造する方法を説明する。
【０１４６】
図３７〜図４０には、直接露光法による光配線基板の製造工程が示されている。まず、図３７（Ａ）で、仮基板２０２にポリイミド等を塗布・ベークすることにより、クラッド層２４２を形成する。図３７（Ｂ）で、クラッド層２４２上に、クラッド層２４２よりも屈折率の大きな光硬化材料（ＵＶアクリレート、ＵＶエポキシ樹脂等）を塗布・ベークしコア層２４４を形成する。
【０１４７】
次に、この光配線基板材料を露光装置１００のステージ１５２にセットし、スキャナ１６２から照射されるレーザ光（ＵＶ光）により、コア層２４４を所定の露光パターンで露光する。図３８（Ｃ）に示すように、ここでは、コア層２４４により構成する光配線回路のパターン形成（配線）領域をレーザ光によって露光する。また、コア層２２４の端部に形成する傾斜面と対応した所定領域では、内側から先端側にかけて、多重露光によるオーバーラップ数を段階的に減らすことにより、露光量の分布（矢印ＵＶ）が図示のような傾斜（約４５°）となるよう露光量を制御している。
【０１４８】
ここで、コア層２４４に用いた光硬化材料の性質により、露光装置１００のレーザ光によって露光されたコア層２４４の露光領域は感光して硬化する。
【０１４９】
露光装置１００によるコア層２４４の露光工程を終えた後は、露光済みの光配線基板材料をステージ１５２から取り外し、コア層２４４を現像する。この現像処理により、コア層２２４の未露光部分が除去されて、図３８（Ｄ）に示すように、端部を逆テーパー面（傾斜面２４６）とした断面台形のコア層２２４Ｂがつくられる。
【０１５０】
続いて、図３９（Ｅ）で、コア層２４４の傾斜面２４６での光反射率を高めるために、傾斜面２４６に金属を蒸着して薄膜状の反射ミラー２４８を形成する。最後に、図３９（Ｆ）で、ポリイミド等を塗布・ベークし、クラッド層２４２によってコア層２４４を覆い、仮基板２０２から剥離すると、光配線基板２５０が完成する（図４０（Ｇ））。なお、この光配線基板２５０の使用例を図４０（Ｇ）に示しているが、その説明は省略する。
【０１５１】
以上説明したように、本実施形態に係る直接露光法による光配線基板の製造方法では、画像情報に応じてＤＭＤ５０により変調された光ビームで画像露光を行う露光装置１００を用い、光照射により硬化する光硬化材料からなるコア層２４４の所定領域を、光ビームにより露光してパタニングすることにより、コア層２４４の所定領域を硬化させ、さらに、コア層２４４の端部では、傾斜面２４６の傾斜形状に応じて露光量を制御した光ビームにより露光してパタニングすることにより、反射ミラー２４８を設けるための斜面構造（傾斜面２４６）を形成する。
【０１５２】
これにより、直接露光法による光配線基板の製造においても、コア層、及びコア層の端部に設ける傾斜面がマスクレス露光で形成できるようになり、光配線回路及び光配線基板の製造が容易となる。
【０１５３】
また、エッチング法やフォトブリーチング法と同様に、マスクレス露光であるため、回路変更や複雑な回路構成の製造にも容易に対応することができ、さらに、ライン露光であるため、ロール状で供給されるフィルムや光シートバスのような回路パターンでも、高速且つ大面積に光配線回路を形成することができる。また、解像度が０．１μｍ程度の非常に高精細な光ビームによる露光であるため、パターン形状が良好で伝播ロスが抑えられた光導波路、光分岐回路を形成することができ、コア層２４４の端部に設ける傾斜面２４６についても、多重露光により容易に露光量が制御できるため、傾斜形状を滑らかにすることができる。
【０１５４】
（第６の実施形態）
次に、露光装置１７１を用い、光配線回路を複数段備える光配線基板を直接露光法により製造する方法を説明する。
【０１５５】
まず、第５の実施形態における図３７（Ａ）〜（Ｂ）工程により、ガラス板等の仮基板２０２上に、クラッド層（ポリイミド層）２４２、クラッド層２４２よりも屈折率の大きなコア層（光硬化材料層）２４４を順に形成する。
【０１５６】
この光配線基板材料を露光装置１７１のステージ１７２にセットし、コア層２４４の一方（図の左側）の端部は、下方に配置されたスキャナ１６２Ｂから出射されてステージ１７２、仮基板２０２、及びクラッド層２４２を透過したレーザ光ＵＶＢで露光し、光配線回路のパターン形成領域及びコア層２４４の他方（図の右側）の端部は、上方に配置されたスキャナ１６２Ａからのレーザ光ＵＶＡにより露光する。各レーザ光の光量分布については、図４１（Ｈ）に示すように、コア層２４４の端部に形成する傾斜面と対応した所定領域では、内側から先端側にかけて、多重露光によるオーバーラップ数を段階的に減らすことにより、露光量の分布（矢印ＵＶＡ及び矢印ＵＶＢ）が図示のような傾斜（約４５°）となるよう露光量を制御している。これにより、コア層２２４の露光領域は感光して硬化する。
【０１５７】
この１段目のコア層の露光工程を終えた後は、露光済みの光配線基板材料をステージ１７２から取り外し、コア層２４４を現像する。この現像処理により、コア層２２４の未露光部分が除去されて、図４１（Ｉ）に示すように、右側の端部が逆テーパーの斜面構造とされた断面平行四辺形のコア層２４４Ａがつくられる。
【０１５８】
続いて、図４２（Ｊ）で、コア層２４４Ａの両端部の傾斜面２４６に金属を蒸着して薄膜状の反射ミラー２４８を形成し、クラッド層２４２によってコア層２４４Ａを被覆すると、図４２（Ｋ）のように、両端部に反射ミラーを備えた光導波路（コア層２４４Ａ）によって構成される１段目の光配線回路が形成される。
【０１５９】
次に、２段目の光配線回路を形成するため、図４２（Ｌ）で、クラッド層２４２上に、コア層２４４を形成した後、図４３（Ｍ）で、露光装置１７１により、再度、露光工程を実施する。この２回目の露光では、図示のように、光配線回路のパターン形成領域及びコア層２４４の一方の端部は、上方に配置されたスキャナ１６２Ａからのレーザ光ＵＶＡにより露光する。レーザ光ＵＶＡの光量分布については、コア層２４４の端部に形成する傾斜面と対応した所定領域では、内側から先端側にかけて、多重露光によるオーバーラップ数を段階的に減らすことにより、露光量の分布（矢印ＵＶＡ）が図示のような傾斜（約４５°）となるよう露光量を制御している。
【０１６０】
コア層２４４の他方の端部については、下方に配置されたスキャナ１６２Ｂからのレーザ光ＵＶＢにより露光するが、ここでは、１段目のコア層２４４Ａの左側端部に形成された反射ミラー２４８と対応する領域にレーザ光ＵＶＢを照射する。また、レーザ光ＵＶＢの光量分布については、コア層２４４Ａ（傾斜面２４６）の先端側から内側にかけて、多重露光によるオーバーラップ数を段階的に減らすことにより、露光量の分布（矢印ＵＶＢ）が図示のような傾斜（約４５°）となるよう露光量を制御している。
【０１６１】
そしてこのレーザ光ＵＶＢは、ステージ１７２、仮基板２０２、及びクラッド層２４２を透過して、コア層２４４Ａの左側端部の反射ミラー２４８へ入射すると、反射ミラー２４８により反射されてコア層２４４Ａに入射し、さらにコア層２４４Ａにより導かれ、右側端部の反射ミラー２４８により反射されて上方へ出射され、コア層２４４の他方の端部に下方から照射される。また、このコア層２４４の他方の端部におけるレーザ光ＵＶＢの露光量の分布は、内側から先端側にかけて露光量が漸次減少する分布となる。
【０１６２】
これにより、２段目のコア層２２４の露光領域は感光して硬化し、このコア層２４４を現像処理して未露光部分を除去すると、図４３（Ｎ）に示すように、左側の端部を逆テーパー面とした断面平行四辺形のコア層２４４Ｂがつくられる。このコア層２４４Ｂは、１段目のコア層２４４Ａを上下に反転させた平行四辺形形状となり、また、各コア層の両端部の傾斜面位置は、上下にそれぞれほぼ重なって配置される。
【０１６３】
そして、図４３（Ｏ）で、コア層２４４Ｂの両端部の傾斜面２４６に金属蒸着等によって反射ミラー２４８を形成し、図４４（Ｐ）で、コア層２４４Ｂをクラッド層２４２で被覆して２段目の光配線回路を形成する。最後に、仮基板２０２から剥離すると、図４４（Ｑ）に示すような、光配線回路を複数段備える光配線基板２６０が完成する。なお、この光配線基板２６０の使用例を図４４（Ｑ）に示しているが、図２８（Ｔ）に示した光配線基板２２０と同様であるためその説明は省略する。
【０１６４】
以上説明したように、複数段の光配線回路を備える光配線基板を直接露光法により製造する場合も、光ビームを用いるデジタルマスクレス露光によって、従来のマスク露光よりも基板を容易に形成することができる。また、第２及び第４実施形態と同様に、アライメントやスケーリングを行うことで、複数段の光配線回路を高精度に位置合わせすることができる。
【０１６５】
以上、本発明を上述した第１〜第６の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。
【０１６６】
例えば、第１〜第６の実施形態では、感光材料を露光する光ビームの露光量制御を、２画素以上をオーバーラップさせて露光する多重露光によって行っているが、画素毎に光強度を変更する強度変調によっても同様に露光量を変えることができる。また、光配線基板については、コア層（光導波路）をクラッド層で被覆する構造のものに限らず、コア層がクラッド層上に積層されるものでもよい。
【０１６７】
また、各光配線基板の製造においては仮基板２０２を用いているが、この仮基板２０２に替えて、コア層の屈折率よりも小さいプラスチックフィルム等を用いる場合は、１層目のクラッド層を形成する工程を省略して、プラスチックフィルム上に直接コア層を形成することもできる。
【０１６８】
また、空間変調素子としてＤＭＤを備えた露光ヘッドについて説明したが、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等、ＭＥＭＳタイプ以外の空間変調素子を用いた場合にも、同様の効果を得ることができる。
【０１６９】
なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間変調素子を意味している。
【０１７０】
【発明の効果】
本発明では上記構成としたので、マスクレス露光により光配線回路を容易に形成することができ、特に、光導波路の端部に反射ミラーを設けるための傾斜面形状、あるいは、光配線回路を積層方向に複数段形成する回路構成でも容易に形成することができる光配線回路の製造方法、及びその光配線回路を備えた光配線基板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る露光装置のスキャナの構成を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は図４に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図６】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示す平面図である。
【図９】（Ａ）はファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａの部分拡大図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）はレーザ出射部における発光点の配列を示す平面図である。
【図１０】マルチモード光ファイバの構成を示す図である。
【図１１】合波レーザ光源の構成を示す平面図である。
【図１２】レーザモジュールの構成を示す平面図である。
【図１３】図１２に示すレーザモジュールの構成を示す側面図である。
【図１４】図１２に示すレーザモジュールの構成を示す部分側面図である。
【図１５】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の露光装置における焦点深度と本発明の一実施の形態に露光装置における焦点深度との相違を示す光軸に沿った断面図である。
【図１６】（Ａ）及び（Ｂ）は、ＤＭＤの使用領域の例を示す図である。
【図１７】（Ａ）はＤＭＤの使用領域が適正である場合の側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の光軸に沿った副走査方向の断面図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態に係る光配線基板のエッチング法による製造方法を説明する図で、（Ａ）はクラッド層を仮基板上に形成した状態であり、（Ｂ）はクラッド層上にコア層を形成した状態であり、（Ｃ）はコア層上に感光材料を塗布した状態である。
【図１９】図１８の製造工程以降を説明する図で、（Ｄ）は光ビームによる露光量を変化させて感光材料を露光する様子であり、（Ｅ）は感光材料を現像してエッチングマスクを形成した状態であり、（Ｆ）はコア層をドライエッチングした状態である。
【図２０】図１９の製造工程以降を説明する図で、（Ｇ）はエッチングマスクを剥離した状態であり、（Ｈ）はコア層端部の傾斜面に反射ミラーを形成した状態であり、（Ｉ）はコア層をクラッド層により被覆した状態である。
【図２１】（Ｊ）はエッチング法により製造された光配線基板の完成状態を示す図である。
【図２２】分岐回路を光ビーム露光する際の解像度の違いによるパターン形状の差を模式的に示した平面図で、（Ｘ）は低解像度の場合であり、（Ｙ）は高解像度の場合である。
【図２３】本発明の第２の実施形態に係る露光装置を示す斜視図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係る露光装置を示す正面図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態に係る光配線回路を複数段備える光配線基板のエッチング法による製造方法を説明する図で、（Ｋ）は光ビームによる露光量を変化させて感光材料を両面から露光する様子であり、（Ｌ）は感光材料を現像してエッチングマスクを形成した状態であり、（Ｍ）は１段目のコア層をドライエッチングした状態である。
【図２６】図２５の製造工程以降を説明する図で、（Ｎ）は１段目のコア層端部の傾斜面に反射ミラーを形成してコア層をクラッド層により被覆した状態であり、（Ｏ）はクラッド層上に２段目のコア層を形成して感光材料を塗布した状態であり、（Ｐ）は光ビームによる露光量を変化させて感光材料を両面から露光する様子である。
【図２７】図２６の製造工程以降を説明する図で、（Ｑ）は感光材料を現像してエッチングマスクを形成した状態であり、（Ｒ）は２段目のコア層をドライエッチングした状態であり、（Ｓ）は２段目のコア層端部の傾斜面に反射ミラーを形成してコア層をクラッド層により被覆した状態である。
【図２８】（Ｔ）はエッチング法により製造された光配線回路を複数段備える光配線基板の完成状態及びその使用例を示す図である。
【図２９】図２５の（Ｍ）工程を詳細に説明する図で、（Ｕ）、（Ｖ）、（Ｗ）は、ドライエッチングによってコア層及びエッチングマスクが徐々に加工されていく様子を示す模式図である。
【図３０】本発明の第３の実施形態に係る光配線基板のフォトブリーチング法による製造方法を説明する図で、（Ａ）はクラッド層を仮基板上に形成した状態であり、（Ｂ）はクラッド層上にコア層を形成した状態である。
【図３１】図３０の製造工程以降を説明する図で、（Ｃ）は光ビームによる露光量を変化させてコア層を露光する様子であり、（Ｄ）はコア層をクラッド層により被覆した状態である。
【図３２】図３１の製造工程以降を説明する図で、（Ｅ）は光配線基板を仮基板２０２から剥離した状態であり、（Ｆ）はフォトブリーチング法より製造された光配線基板の完成状態及びその使用例を示す図である。
【図３３】フォトブリーチング法により製造された光配線基板のコア層、クラッド層、及び傾斜面の屈折率の分布と、傾斜面による光反射の様子を示す拡大模式断面図である。
【図３４】本発明の第４の実施形態に係る光配線回路を複数段備える光配線基板のフォトブリーチング法による製造方法を説明する図で、（Ｇ）は光ビームによる露光量を変化させて１段目のコア層を両面から露光する様子であり、（Ｈ）は１段目のコア層をクラッド層により被覆した状態である。
【図３５】図３４の製造工程以降を説明する図で、（Ｉ）はクラッド層上に２段目のコア層を形成した状態であり、（Ｊ）は光ビームによる露光量を変化させて２段目のコア層を両面から露光する様子である。
【図３６】図３５の製造工程以降を説明する図で、（Ｋ）は２段目のコア層をクラッド層により被覆した状態であり、（Ｌ）はフォトブリーチング法より製造された光配線回路を複数段備える光配線基板の完成状態及びその使用例を示す図である。
【図３７】本発明の第５の実施形態に係る光配線基板の直接露光法による製造方法を説明する図で、（Ａ）はクラッド層を仮基板上に形成した状態であり、（Ｂ）はクラッド層上にコア層を形成した状態である。
【図３８】図３７の製造工程以降を説明する図で、（Ｃ）は光ビームによる露光量を変化させてコア層を露光する様子であり、（Ｄ）はコア層を現像した状態である。
【図３９】図３８の製造工程以降をを説明する図で、（Ｅ）はコア層端部の傾斜面に反射ミラーを形成した状態であり、（Ｆ）はコア層をクラッド層により被覆した状態である。
【図４０】（Ｇ）は直接露光法より製造された光配線基板の完成状態及びその使用例を示す図である。
【図４１】本発明の第６の実施形態に係る光配線回路を複数段備える光配線基板の直接露光法による製造方法を説明する図で、（Ｈ）は光ビームによる露光量を変化させて１段目のコア層を両面から露光する様子であり、（Ｉ）は１段目のコア層を現像した状態である。
【図４２】図４１の製造工程以降をを説明する図で、（Ｊ）は１段目のコア層端部の傾斜面に反射ミラーを形成した状態であり、（Ｋ）は１段目のコア層をクラッド層により被覆した状態であり、（Ｌ）はクラッド層上に２段目のコア層を形成した状態である。
【図４３】図４２の製造工程以降を説明する図で、（Ｍ）は光ビームによる露光量を変化させて２段目のコア層をを両面から露光する様子であり、（Ｎ）は２段目のコア層を現像した状態であり、（Ｏ）は２段目のコア層端部の傾斜面に反射ミラーを形成した状態である。
【図４４】図４３の製造工程以降を説明する図で、（Ｐ）は２段目のコア層をクラッド層により被覆した状態であり、（Ｑ）は直接露光法より製造された光配線回路を複数段備える光配線基板の完成状態及びその使用例を示す図である。
【符号の説明】
５０　　　　ＤＭＤ（空間光変調素子）
１００　　　　露光装置（露光手段）
１５０　　　　感光材料（光学材料／フォトレジスト）
１５０Ａ　　　エッチングマスク
１５０Ｂ　　　エッチングマスク
１５０Ｃ　　　エッチングマスク
１７１　　　　露光装置（露光手段）
２００　　　　光配線基板
２０４　　　　クラッド層（光導波路／光配線回路）
２０６　　　　コア層（光導波路／光配線回路）
２０８　　　　傾斜面
２１０　　　　反射ミラー
２２０　　　　光配線基板
２２２　　　　クラッド層（光導波路／光配線回路）
２２４　　　　コア層（光導波路／光配線回路／光学材料／請求項７の光導波路材料）
２２６　　　　クラッド層（光導波路／光配線回路／光学材料／請求項７の光導波路材料）
２２８　　　　傾斜面（傾斜面／反射ミラー）
２２８Ａ　　　傾斜面第１層
２２８Ｂ　　　傾斜面第２層
２３０　　　　光配線基板
２４０　　　　光配線基板
２４２　　　　クラッド層（光導波路／光配線回路）
２４４　　　　コア層（光導波路／光配線回路／光学材料／請求項１０の光導波路材料）
２４６　　　　傾斜面
２４８　　　　反射ミラー
２５０　　　　光配線基板
２６０　　　　光配線基板
ＵＶ　　　　レーザ光（光ビーム）
ＵＶＡ　　　レーザ光（光ビーム）
ＵＶＢ　　　レーザ光（光ビーム）
Ｌ　　　　光
【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】
2004062157.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004062157.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004062157.tif 000011
【図１０】
2004062157.tif 000012
【図１１】
2004062157.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004062157.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2004062157.tif 000037
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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