(57)【要約】【課題】エンボス用成形型を安価かつ短時間で容易に作製することができる高分子光導波路の製造方法を提供する。【解決手段】高分子光導波路は、表面に微細な凹部よりなるコアパターンが凹設されたクラッド基部と、同クラッド基部のコアパターン内に形成されたコアと、クラッド基部の表面でコアの露出部分を被覆するクラッド蓋部とから構成されている。このクラッド基部のコアパターンは、微細な凸部よりなるコアパターンを有するエンボス用成形型を使用し、同エンボス用成形型をクラッド基部の表面に押し付けることによって成形されている。当該エンボス用成形型は、シリコン基板の（１１０）面を異方性ウェットエッチングすることにより、その表面に微細な凸部よりなるコアパターンが形成された原板から複製されたものである。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の（１１０）面を表面とし、同表面を被覆膜でマスキングした後、当該被覆膜の表面にレジスト膜によりレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
同レジストパターン以外の被覆膜をエッチングし、シリコン基板の表面に被覆膜によるマスキングパターンを形成するマスキングパターン形成工程と、
同マスキングパターンが形成されたシリコン基板の表面を異方性ウェットエッチング法でエッチングすることにより、表面に凸部からなるコアパターンが形成された原板を製造する原板製造工程と、
同原板のコアパターンを複製型の表面に型取りした後、この複製型を使用し、エンボス用成形型の表面に原板のコアパターンと同一の凸部からなるコアパターンを複製する複製工程と、
同エンボス用成形型を使用した加熱エンボス加工法により、凹部からなるコアパターンが表面に凹設されたクラッド基部を形成した後、その凹部内にコアを形成し、その後、コアの露出部分を覆うようにクラッド基部の表面にクラッド蓋部を形成する光導波路形成工程と
を備えることを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記原板製造工程において、異方性ウェットエッチング法は、表面にマスキングパターンが形成されたシリコン基板をエッチング液に浸漬することによって行われ、同エッチング液にはｐＨ１２以上の強アルカリ性のものが使用されることを特徴とする請求項１に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項３】
前記レジストパターン形成工程では、ポジ型又はネガ型フォトレジストを被覆膜の表面に塗布してレジスト膜を形成し、同レジスト膜に活性エネルギー線を照射し、ポジ型又はネガ型フォトレジストを露光させてレジストパターンを描画した後、現像することにより、ポジ型フォトレジストならばレジスト膜の露光した部分を、ネガ型フォトレジストならばレジスト膜の露光されていない部分を除去することでレジストパターンを形成する請求項１又は請求項２に記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項４】
前記被覆膜はシリコン基板の表面を酸化させて形成されるシリコン酸化膜であり、マスキングパターン形成工程では希フッ酸又はバッファードフッ酸を使用してシリコン酸化膜をエッチングする請求項１から請求項３のいずれかに記載の高分子光導波路の製造方法。
【請求項５】
前記複製工程では、原板の表面に液状のシリコーンゴムを塗布し、同シリコーンゴムを硬化させて原板の表面から剥離させることにより、原板の凸部からなるコアパターンと対応する凹部からなるコアパターンを表面に有する複製型を形成した後、同複製型の凹部内に液状の活性エネルギー線硬化性樹脂を充填し、活性エネルギー線の照射により活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化させ、その後、複製型の表面から硬化した活性エネルギー線硬化性樹脂を剥離させることにより、活性エネルギー線硬化性樹脂からなるエンボス用成形型を形成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の高分子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、光情報通信において、例えば光回折路、光分波路及び光合波路、光分岐路及び光合成路、光スイッチ、光回路等のような光情報を伝搬するための高分子光導波路の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような高分子光導波路は、コアと、同コアを取り囲むようにその周面を被覆するクラッドとを備えている。コアは無色透明な合成樹脂より形成されるとともに、クラッドはコアを形成する合成樹脂よりも屈折率の低い無色透明な合成樹脂より形成されている。そして、光情報は前記コアとクラッドとの境界面で反射されながら、コア内を伝搬される。
【０００３】
この高分子光導波路は、主に反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）によって形成されていた。すなわち、まずスピンコート法等で基材上に形成された薄膜状の下部クラッドの表面に、スピンコート法等の方法により薄膜状のコア層が積層されて形成される。次いで、同コア層の一部をＲＩＥ法でエッチングして除去することにより、下部クラッドの表面に凸部からなるコアが所定のパターン形状をなすように形成される。そして、スピンコート法等の方法で下部クラッドの表面全体を覆うように上部クラッドが形成され、同上部クラッドで下部クラッドの表面のコアが被覆されることにより、高分子光導波路が形成されていた。
【０００４】
しかし、このＲＩＥ法による高分子光導波路の製造方法は、各高分子光導波路毎にエッチング等の処理をそれぞれ個別に施さねばならず、加工速度が遅いうえ作業が繁雑で製造コストが嵩むことから、量産化を図りにくいという問題があった。そこで、量産化を図ることが可能な高分子光導波路の製造方法として、加熱エンボス加工法、直接露光法、フォトブリーチング法等の方法が提案されている。特に、これらのなかでも加熱エンボス加工法は、生産性を高めやすく、高分子光導波路の製造方法として注目されている。
【０００５】
当該加熱エンボス加工法で製造された高分子光導波路のクラッドは、その表面に凹条が凹設された矩形状をなすクラッド基部と、当該凹条の開口を塞ぐようにクラッド基部の表面に取着された板状をなすクラッド蓋部とから形成されている。このクラッド基部の凹条は、加熱軟化された熱可塑性樹脂に対し、表面に凸条を有するエンボス用金型を押し付けることにより、凸条に対応した凹条を刻設することによって形成されている。そして、クラッド基部の凹条内に前記コアを形成した後、同クラッド基部及びコアの表面を覆うようにクラッド蓋部が形成されることによって高分子光導波路が製造される。
【０００６】
上記の加熱エンボス加工法において、クラッド基部に凹条を形成するために使用されるエンボス用金型は、ＬＩＧＡプロセス法又はＳＩＧＡプロセス法で作製されていた。当該ＬＩＧＡプロセス法とは、シンクロトロン放射装置を使用し、レジスト材料にマスクを介して放射光を所定範囲内に照射した後、現像することで同レジスト材料の一部を除去することにより、原板である凹型を得る方法である。このＬＩＧＡプロセス法で得られた凹型は、主にコア径が６００μｍまでの高分子光導波路を形成するために使用される。一方、前記ＳＩＧＡプロセス法とは、所定範囲以外の箇所がマスクされたシリコン基板の表面をＲＩＥ法等の方法でエッチングし、原板である凹型を得る方法である。このＳＩＧＡプロセス法で得られた凹型は、主にコア径が３〜１００μｍ程度の高分子光導波路を形成するために使用される。
【０００７】
上記のＬＩＧＡプロセス法又はＳＩＧＡプロセス法で得られた凹型の表面に電鋳法等の方法でニッケル等よりなる金属を積層し、同金属を凹型から剥離させることにより、当該金属からなる凸型としてエンボス用金型が作製されていた。そして、当該エンボス用金型を使用した加熱エンボス加工法は、クラッド基部の表面に凹条を簡易かつ短時間で刻設することができ、生産性を向上させ、量産化を図ることが可能となっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のＬＩＧＡプロセス法で使用されるシンクロトロン放射装置は、非常に高価で、大がかりな装置であり、また使用可能なマスクは特殊なものに限られ、非常に高価なものであった。このため、同装置を使用する際の運用コストが嵩んでしまい、生産性は向上しても、製造コストが却って高騰してしまう傾向があった。また、ＳＩＧＡプロセス法は、原板である凹型をＲＩＥ法等の方法で作製することから同凹型の作製に長時間を要するとともに、真空雰囲気下で加工作業を行う必要があり、製造装置が大型化し、かつ高価なものとなる傾向があった。従って、ＬＩＧＡプロセス法及びＳＩＧＡプロセス法による高分子光導波路の製造方法では、エンボス用金型を作製するときに作製時間の長時間化及び製造コストの高騰を招いてしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、エンボス用成形型を安価かつ短時間で容易に作製することができる高分子光導波路の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、シリコン基板の（１１０）面を表面とし、同表面を被覆膜でマスキングした後、当該被覆膜の表面にレジスト膜によりレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、同レジストパターン以外の被覆膜をエッチングし、シリコン基板の表面に被覆膜によるマスキングパターンを形成するマスキングパターン形成工程と、同マスキングパターンが形成されたシリコン基板の表面を異方性ウェットエッチング法でエッチングすることにより、表面に凸部からなるコアパターンが形成された原板を製造する原板製造工程と、同原板のコアパターンを複製型の表面に型取りした後、この複製型を使用し、エンボス用成形型の表面に原板のコアパターンと同一の凸部からなるコアパターンを複製する複製工程と、同エンボス用成形型を使用した加熱エンボス加工法により、凹部からなるコアパターンが表面に凹設されたクラッド基部を形成した後、その凹部内にコアを形成し、その後、コアの露出部分を覆うようにクラッド基部の表面にクラッド蓋部を形成する光導波路形成工程とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１に記載の発明において、前記原板製造工程において、異方性ウェットエッチング法は、表面にマスキングパターンが形成されたシリコン基板をエッチング液に浸漬することによって行われ、同エッチング液にはｐＨ１２以上の強アルカリ性のものが使用されることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記レジストパターン形成工程では、ポジ型又はネガ型フォトレジストを被覆膜の表面に塗布してレジスト膜を形成し、同レジスト膜に活性エネルギー線を照射し、ポジ型又はネガ型フォトレジストを露光させてレジストパターンを描画した後、現像することにより、ポジ型フォトレジストならばレジスト膜の露光した部分を、ネガ型フォトレジストならばレジスト膜の露光されていない部分を除去することでレジストパターンを形成することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記被覆膜はシリコン基板の表面を酸化させて形成されるシリコン酸化膜であり、マスキングパターン形成工程では希フッ酸又はバッファードフッ酸を使用してシリコン酸化膜をエッチングすることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の高分子光導波路の製造方法の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記複製工程では、原板の表面に液状のシリコーンゴムを塗布し、同シリコーンゴムを硬化させて原板の表面から剥離させることにより、原板の凸部からなるコアパターンと対応する凹部からなるコアパターンを表面に有する複製型を形成した後、同複製型の凹部内に液状の活性エネルギー線硬化性樹脂を充填し、活性エネルギー線の照射により活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化させ、その後複製型の表面から硬化した活性エネルギー線硬化性樹脂を剥離させることにより、活性エネルギー線硬化性樹脂からなるエンボス用成形型を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、高分子光導波路を構成するクラッド基部１１は、矩形状に形成され、その表面には複数の微細な凹部よりなるコアパターン１２が凹設されている。このクラッド基部１１のコアパターン１２内には、断面正方形状のコア１３が形成されている。さらに、クラッド基部１１の表面には、コア１３の露出部分を被覆するように、薄板状のクラッド蓋部１４が取着されている。
【００１６】
前記クラッド基部１１は、透明な合成樹脂よりなるフィルム、厚さ１ｍｍ以上の基板、スピンコート法等によってシリコン基板、金属基板、金属酸化物基板、ガラス基板等の表面に積層されたフィルム等より形成されている。前記クラッド蓋部１４は、該クラッド基部１１の表面に対し、透明な合成樹脂よりなるフィルム、厚さ１ｍｍ以上の基板を貼り合わせたり、溶剤に溶解させる等して液状とした合成樹脂を塗布し、硬化させる等して形成されている。クラッド基部１１及びクラッド蓋部１４に使用される合成樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の熱可塑性樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型ビニル樹脂等の紫外線硬化樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの中でも、該クラッド基部１１は、後述するように加熱エンボス加工法によってその表面にコアパターン１２が形成されることから、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
【００１７】
前記コア１３は、透明な合成樹脂であり、かつクラッド基部１１及びクラッド蓋部１４で使用するものよりも屈折率の高いものであれば、何れの合成樹脂を使用してもよい。具体的にはコア１３に使用する合成樹脂として、クラッド基部１１及びクラッド蓋部１４の材料として挙げた熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、フッ素樹脂等の他に、ポリイミド等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
【００１８】
なお、クラッド基部１１、クラッド蓋部１４及びコア１３に使用する合成樹脂について、透明とは、高分子光導波路として使用する際、伝搬される光の波長域で透明であることを示す。そして、当該合成樹脂は無色透明のものに限らず、伝搬される光の波長域で透明である、つまり伝搬される光を吸収しないものであれば、有色透明のものを使用してもよい。具体的に、伝搬される光には４００〜１６００ｎｍの波長域のものが使用され、主に６５０ｎｍ、８５０ｎｍ、１３００ｎｍ及び１５５０ｎｍの波長域の光が用途に応じて選択して使用される。このため、クラッド基部１１、クラッド蓋部１４及びコア１３に使用する材料には、これらの波長域の光を吸収しない色調で透明な合成樹脂が使用される。
【００１９】
上記のクラッド基部１１、コア１３及びクラッド蓋部１４によって高分子光導波路が構成されている。この高分子光導波路は、例えば光ファイバーのコネクタ、スプリッタ等のように、光情報を伝搬する際の光回折路、光分波路及び光合波路、光分岐路及び光合成路、光スイッチ、光回路等に使用される。そして、入力された光情報は、光としてクラッド基部１１又はクラッド蓋部１４と、コア１３との境界面で反射を繰り返しながら、コア１３内を伝搬される。
【００２０】
前記クラッド基部１１においては、コアパターン１２の内面の粗さを使用する光の波長域の２０分の１以下に抑えることが好ましい。具体的には、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９９４に規定されるコアパターン１２の内面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１μｍ以上であり、０．１μｍ未満であることが好ましい。Ｒａが０．１μｍ以上の場合、コア１３内で光が乱反射し、光情報を正確に伝搬することができなくなるおそれがあり、ノイズの発生等のような不具合が生じてしまう。コアパターン１２の内面のＲａは、小さいものほど光波が乱反射しにくく、光情報を正確に伝搬することができるようになるが、過剰に小さくした場合、製造の長時間化、煩雑化等の不具合が生じ、製造コストの高騰を招いてしまう。従って、このような不具合が生じない範囲とするならば、Ｒａの下限を０．０１μｍとすることが好ましい。
【００２１】
前記コア１３の径、つまり一辺の長さは、好ましくは３〜１０００μｍである。例えば、光ファイバーからの光を高分子光導波路に入射したり、高分子光導波路からの出射光を光ファイバーに入射したりする場合、高分子光導波路のコア１３の径と、光ファイバーのコア径とを同値とする必要がある。これは、いずれか一方の径が他方の径と異なる場合、一部に入射されない光が存在し、接続損失が発生してしまうためである。そして、一般的に使用される光ファイバーのコア径は、３〜１０００μｍであるため、これに合わせて、コア１３の径を３〜１０００μｍとすることが好ましい。この実施形態では、接続作業における位置合わせを簡略化することが可能であることから、コア１３の径は１００μｍ以上とされている。
【００２２】
次に、上記構成の高分子光導波路の製造方法について説明する。
図６（ａ），（ｂ）に示すように、上記の高分子光導波路は、光導波路形成工程において、エンボス加工工程を経た後、形成工程を経て製造される。まず最初に、当該エンボス加工工程では、エンボス用成形型２７を使用した加熱エンボス加工法により、クラッド基部１１のコアパターン１２が成形される。このエンボス用成形型２７は、ガラス板２６と、同ガラス板２６の裏面に設けられた合成樹脂製のスタンパ２５とから形成されている。スタンパ２５の下面には、前記コアパターン１２と逆転したパターン形状をなすように、凸部よりなる第３コアパターン２５ａが形成されている。
【００２３】
加熱エンボス加工法でクラッド基部１１の成形を行うときには、まずエンボス用成形型２７がクラッド基部１１の材料である合成樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度となるまで加熱される。次いで、図６（ａ）中で矢印で示すように、加熱されたエンボス用成形型２７が、その表面側から加圧された状態で、クラッド基部１１の表面に押し付けられる。その後、前記合成樹脂のガラス転移点以下の温度となるまで冷却された後、クラッド基部１１の表面からエンボス用成形型２７が剥離される。すると、図６（ｂ）に示すように、クラッド基部１１の表面には第３コアパターン２５ａと逆転したパターン形状のコアパターン１２が刻設される。
【００２４】
エンボス用成形型２７の製造を容易なものとするため、スタンパ２５の材料には、液状の状態からＸ線、紫外線、電子線等の活性エネルギー線の照射により硬化する活性エネルギー線硬化性樹脂を使用することが好ましい。また、エンボス用成形型２７が加熱されることから、スタンパ２５の材料には、クラッド基部１１の材料である合成樹脂よりもガラス転移点が高いものを使用することが好ましい。さらに、エンボス用成形型２７が加圧された状態でクラッド基部１１に押し付けられることから、スタンパ２５の材料にはクラッド基部１１の材料である合成樹脂よりも硬度の高いものを使用することが好ましい。これらを満たす活性エネルギー線硬化性樹脂としては、前述の紫外線硬化樹脂が挙げられ、好ましくはカチオン重合タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂が使用される。
【００２５】
続いて、前記形成工程においては、まず前段階として、図１（ａ）に示すように、クラッド基部１１のコアパターン１２内にコア１３が形成される。同コア１３の形成は、コアパターン１２内に前述の紫外線硬化樹脂を充填した後、紫外線を照射することによって行われる。この他に、溶剤に溶解する等して液状とした合成樹脂をコアパターン１２内に充填し、減圧雰囲気下又はクラッド基部１１の材料である合成樹脂のＴｇ以下の温度雰囲気下で溶剤を揮発させ、合成樹脂を硬化させる等してコア１３の形成を行ってもよい。
【００２６】
その後、形成工程の後段階として、図１（ｂ）に示すように、クラッド基部１１の表面にクラッド蓋部１４が形成され、高分子光導波路が製造される。同クラッド蓋部１４の形成は、前述のフィルムを貼着する、クラッド基部１１の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線の照射により硬化させる、スピンコート法等で液状とした合成樹脂を塗布し、硬化させる等の方法で行われる。
【００２７】
次いで、上記エンボス用成形型２７の製造方法について説明する。
このエンボス用成形型は、順番にレジストパターン形成工程、マスキングパターン形成工程、原板製造工程及び複製工程を経て製造される。
【００２８】
前記レジストパターン形成工程においては、原板の材料であるシリコン基板の表面が被覆膜でマスキングされ、さらに同被覆膜の表面にレジストパターンが形成される。この工程では、まず図２（ａ）に示すように、シリコン基板２１が、（１１０）面を表面とされた状態で高温の電気炉等で焼成される。すると、シリコン基板２１の表面には、シリコン酸化膜よりなる被覆膜２２が形成され、同被覆膜２２によりシリコン基板２１の表面がマスキングされる。なお、（ｈｋｌ）面は、ミラー指数による格子面の定義を示している。
【００２９】
この被覆膜２２の表面には、スピンコート法等により、液状のレジスト材料が均一な厚さとなるように塗布される。そして、レジスト材料が加熱乾燥されることにより、被覆膜２２の表面にレジスト膜２３が形成される。その後、レジスト膜２３に対し、その上面側からマスクを介して活性エネルギー線である紫外線が照射されることにより、レジスト膜２３が露光される。そして、同レジスト膜２３が現像されることにより、図２（ｂ）に示すように、レジスト膜２３の一部が除去され、被覆膜２２上にはレジストパターン２３ａが形成される。
【００３０】
前記被覆膜２２は、その膜厚を前記コア１３の径の１０００分の３程度とすることが好ましい。これは、後述する原板製造工程でシリコン基板２１をエッチングするとき、シリコン基板２１のエッチング液に対するエッチングレートが１０００であるのに対し、被覆膜２２であるシリコン酸化膜の同エッチング液に対するエッチングレートが２程度であるからである。そして、被覆膜２２の膜厚が前記コア１３の径の１０００分の３未満の場合、コア１３の径が所望値に達する前に被覆膜２２がエッチングにより除去されてしまうおそれがある。このようにコア１３の径が所望値に達する前に被覆膜２２がエッチングされると、シリコン基板２１の表面が荒れてしまい、コアパターン１２の内面のＲａが０．１μｍ以上となったり、コア１３の径を所望値とすることができなくなったりするおそれがある。また、被覆膜２２の膜厚の上限は５０μｍである。これは、膜厚が５０μｍ以下の被覆膜２２でシリコン基板２１の表面を十分に保護することができるとともに、膜厚が５０μｍを超える被覆膜２２を形成することは難しく、却って製造コストが嵩むためである。
【００３１】
前記レジスト材料としては、電子線、Ｘ線、紫外線等の活性エネルギー線で露光可能なポジ型又はネガ型フォトレジストが使用される。ポジ型フォトレジストを使用する場合、前記マスクにはレジストパターン２３ａとパターン形状が同一のものが使用される。そして、ポジ型フォトレジストならば、レジスト膜２３の露光部分が可溶性となり、現像により露光部分が除去されることにより、未露光部分でレジストパターン２３ａが形成される。一方、ネガ型フォトレジストを使用する場合、前記マスクにはレジストパターン２３ａとパターン形状が反転したものが使用される。そして、ネガ型フォトレジストならば、レジスト膜２３の露光部分が不溶性となり、現像により未露光部分が除去されることにより、露光部分がレジストパターン２３ａとなる。
【００３２】
前記マスキングパターン形成工程においては、被覆膜２２の表面にレジストパターン２３ａが形成されたシリコン基板２１をエッチング剤中に浸漬することにより、レジストパターン２３ａ以外の部分で外部に露出された被覆膜２２がエッチングされ、除去される。そして、図３（ａ）に示すように、シリコン基板２１の表面には、レジストパターン２３ａとパターン形状が同一のマスキングパターン２２ａが形成される。このエッチング剤には、シリコン酸化膜を溶解可能な薬液が使用される。このような薬液としては、希フッ酸又はバッファードフッ酸が挙げられる。
【００３３】
前記原板製造工程においては、まずレジストパターン２３ａを濃硫酸、過酸化水素水等のレジスト除去剤を使用して除去した後、表面にマスキングパターン２２ａが形成されたシリコン基板２１が異方性ウェットエッチング法によってエッチングされる。そして、図３（ｂ）に示すように、シリコン基板２１の表面の一部が除去され、その表面に凸部からなる第１コアパターン２１ｂが形成された原板２１ａが作製される。
【００３４】
この凸部からなる第１コアパターン２１ｂは、前記エンボス用成形型２７の第３コアパターン２５ａと同一のパターン形状をなし、前記クラッド基部１１の凹部からなるコアパターン１２の原型となるものである。このため、第１コアパターン２１ｂを構成する凸部は、その上面及び両側面のＲａがコアパターン１２の内面のＲａと同じく、０．０１μｍ以上であり、０．１μｍ未満であることが好ましい。これは、原型である凸部の上面及び両側面が荒れていた場合、その荒れがコアパターン１２の内面に転写されてしまうことによる。そして、凸部の上面及び両側面のＲａが０．１μｍを超える場合、コアパターン１２の内面が荒れた品質の低い高分子光導波路が製造されてしまう。また、Ｒａを０．０１μｍ未満とすることは、製造の長時間化、煩雑化等が生じるため難しく、却って製造コストが嵩んでしまう。
【００３５】
前記異方性ウェットエッチング法とは、シリコン基板２１が結晶面によってエッチング速度が異なる性質を有することを利用し、所望する形状となるようにエッチングを行う方法である。すなわち、シリコン基板は、（１１１）面に沿う方向のエッチング速度が最も遅くなる性質を有し、（１１１）面が現れるまでエッチングすると、これよりエッチング速度が速い他の面は除去されてしまう。例えば、シリコン基板の表面を（１００）面とした場合、同（１００）面と（１１１）面とが５４．７゜の角度で交わるため、シリコン基板の表面は、断面Ｖ字状のラインを描くようにエッチングされてしまう。これに対し、シリコン基板の表面を（１１０）面とした場合、同（１１０）面と（１１１）面とが９０゜の角度で交わるため、シリコン基板の表面は、断面凹凸状にエッチングされる。そして、本発明では表面が（１１０）面のシリコン基板２１を使用することにより、同表面に凸条部分が残るようにシリコン基板２１がエッチングされる。
【００３６】
この異方性ウェットエッチング法は、加熱したエッチング液中にシリコン基板２１が浸漬されることによって行われる。このとき、シリコン基板２１は、表面の一部がマスキングパターン２２ａによってマスキングされていることから、同マスキングパターン２２ａ以外の部分で外部に露出されたシリコン基板２１の表面がエッチングされ、除去される。そして、シリコン基板の表面には、上面がマスキングパターン２２ａによって保護された元の（１１０）面で構成され、両側面がエッチングによって現れた（１１１）面で構成される凸部が形成される。
【００３７】
前記エッチング液としては、ｐＨ１２以上の強アルカリ性の溶液ならば何れを使用してもよい。例えば、強アルカリ性の溶液として、無機系の溶液としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化セシウム水溶液等が挙げられる。有機系の溶液としては、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、エチレンジアミン・ピロカテコール水溶液、アンモニア水、ヒドラジン、コリン等が挙げられる。この実施形態のエッチング液には、入手が容易であり、低コストであることから、水酸化カリウム水溶液が使用される。
【００３８】
エッチング液として水酸化カリウム水溶液を使用する場合、その濃度は好ましくは２０〜４５重量％であり、より好ましくは２３〜３２重量％である。濃度が２０重量％未満の場合、第１コアパターン２１ｂを構成する各凸部の間に形成される（１１０）面が荒れ、これに影響されて第１コアパターン２１ｂの断面形状が崩れてしまうおそれがある。一方、濃度が４５重量％を超えると、（１１０）面のエッチング速度よりも（３１１）面のエッチング速度が遅くなるため、同（３１１）面がエッチング面の表面に現れてしまい、形成されるコアパターン１２の内面形状が崩れてしまうおそれがある。
【００３９】
また、水酸化カリウム水溶液を使用する場合、その温度は好ましくは３０〜９０℃である。温度が３０℃未満の場合、エッチング速度が低下し、製造時間に長時間を要するおそれがある。温度が９０℃を超えると、エッチング速度が過剰に速くなり、コア１３の径を正確な寸法で形成することが難しくなったり、コア１３の径が所望値に達する前にマスキングパターン２２ａがエッチングされ、除去されてしまうおそれがある。
【００４０】
ここで、原板２１ａに凸部からなる第１コアパターン２１ｂを形成する理由について説明する。原板を作製する場合、その表面に凸部からなるコアパターンを形成する方法と、凹部からなるコアパターンを形成する方法との二通りの方法が考えられる。後者の方法のように凹部からなるコアパターンを形成した場合、凹部の内底面の状態がコアパターン１２の内底面に転写されることとなる。同凹部は、両内側面がエッチングによって現れた（１１１）面で構成され、内底面がエッチングによって現れた（１１０）面で構成されることとなる。このため、エッチングによって荒らされた面でコアパターン１２の内面が形成されることとなり、原板として不適である。
【００４１】
なお、エッチングによって凹部の特に内底面が荒れる理由について、発明者等は、エッチング時にエッチング液中に発生する気泡が微小な凹部内で逃げることなく留まり、エッチング速度を変化させることが原因の１つであると推定している。他に、（１１０）面のエッチング速度が速いこと、エッチングによって現れた（１１０）面が高い確率で荒れること等も原因となると推定している。実際にエッチングによって現れた（１１１）面と（１１０）面とを比較しても、（１１１）面は平滑面となり、（１１０）面は粗面となるため、結晶面による違いも原因の１つであると発明者等は考えている。
【００４２】
これに対し、前者の方法のように凸部からなるコアパターンを形成する場合、凸部の上面の状態がコアパターン１２の内底面に転写されることとなる。同凸部は、上面が元はシリコン基板２１の表面を構成していた未エッチングの（１１０）面で構成され、両側面がエッチングによって現れた平滑な（１１１）面で構成されることとなる。従って、エッチングにより荒らされていない（１１０）面とエッチングによって現れた平滑な（１１１）面でコアパターン１２の内面が形成されることとなり、同内面を平滑なものとすることができ、光の乱反射による不具合の発生を抑えることができる。このため、発明者等は原板に凸部からなるコアパターンを形成する方法を採用した。
【００４３】
上記原板製造工程の後、原板２１ａは、図４（ａ）に示すように、マスキング除去工程でその表面からマスキングパターン２２ａが除去される。このマスキングパターン２２ａの除去には、前述のマスキング処理工程で使用されたエッチング剤が使用される。マスキング除去工程は、後述する複製工程にて同マスキングパターン２２ａを形成するシリコン酸化膜にシリコーンゴムが固着することを抑制するために行われる。
【００４４】
前記複製工程においては、まず図４（ｂ）に示すように、原板２１ａの表面に液状のシリコーンゴムが塗布され、同シリコーンゴムが硬化することにより、複製型２４が形成される。そして、同複製型２４の裏面には前記第１コアパターン２１ｂと逆転するパターン形状をなすように、凹部からなる第２コアパターン２４ａが型取りされる。
【００４５】
上記の液状のシリコーンゴムには、縮合反応型のものと、付加反応型のものとがあり、何れを使用してもよいが、付加反応型のシリコーンゴムを使用することがより好ましい。これは、付加反応型のものは、その硬化時に副生成物が発生せず、また硬化時の体積収縮率も小さいため、第１コアパターン２１ｂをより精密な寸法精度で型取りすることができるためである。
【００４６】
その後、複製工程において、当該複製型２４は、図５（ａ）に示すように、原板２１ａの表面から剥離され、第２コアパターン２４ａが表面側となるように配置される。この状態で複製型２４の表面には活性エネルギー線硬化性樹脂である紫外線硬化樹脂が塗布されるとともに、同紫外線硬化樹脂に接触するようにガラス板２６が載置される。
【００４７】
この後、図中に矢印で示すように、ガラス板２６が複製型２４へ押圧された状態でその上方から活性エネルギー線である紫外線が照射される。すると、紫外線硬化樹脂が硬化し、同紫外線硬化樹脂よりなるスタンパ２５とガラス板２６とからなるエンボス用成形型２７が作製される。そして、このスタンパ２５の裏面には第２コアパターン２４ａと逆転するパターン形状をなす、つまり前記第１コアパターン２１ｂと同一のパターン形状が複製された凸部からなる第３コアパターン２５ａが形成される。
【００４８】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・　実施形態の高分子光導波路は、エンボス用成形型２７を使用してクラッド基部１１にコアパターン１２を形成した後、順番にコア１３及びクラッド蓋部１４を形成して製造される。このエンボス用成形型２７は、シリコン基板２１の（１１０）面が有する性質を利用した異方性ウェットエッチング法により作製された原板２１ａから複製されたものである。このため、大がかりな設備等は必要なく、また作製作業も簡易であり、短時間で終了させることができる。従って、エンボス用成形型２７を安価かつ短時間で容易に作製することができる。
【００４９】
・　また、異方性ウェットエッチング法では、エッチング液としてｐＨ１２以上の強アルカリ性のものが使用される。同エッチング液は、シリコン基板２１に対しては強力なエッチング能を有し、シリコン酸化膜よりなるマスキングパターン２２ａに対してはシリコン基板２１よりも劣るエッチング能を有する。従って、シリコン基板２１の表面でマスキングパターン２２ａ以外の露出された部分を効率よく、迅速に精密な寸法精度でエッチングすることができる。
【００５０】
・　また、レジストパターン形成工程では、ポジ型又はネガ型フォトレジストによりレジスト膜２３を形成し、同レジスト膜２３から第１コアパターン２１ｂと同一パターン形状のレジストパターン２３ａを形成している。従って、レジストパターン２３ａを簡易かつ迅速に形成することができ、エンボス用成形型２７の作製時間のさらなる短縮化を図ることができる。
【００５１】
・　また、マスキングパターン２２ａを形成することとなる被覆膜２２にはシリコン酸化膜が使用され、同シリコン酸化膜をエッチングするエッチング剤には希フッ酸又はバッファードフッ酸が使用される。同希フッ酸又はバッファードフッ酸は、シリコン基板２１に対するエッチング能はほとんど示さず、シリコン酸化膜に対しては強力なエッチング能を有する。従って、シリコン基板２１の表面に影響を与えることなく、マスキングパターン２２ａを精密な寸法精度で形成することができる。
【００５２】
・　また、エンボス用成形型２７のスタンパ２５は、活性エネルギー線硬化性樹脂である紫外線硬化樹脂より形成されている。さらに、同エンボス用成形型２７の表面はガラス板２６より形成されており、活性エネルギー線である紫外線を透過可能に構成されている。このため、予め複製型２４に液状の紫外線硬化樹脂を塗布した状態でガラス板２６を載置しても同紫外線硬化樹脂を簡易かつ迅速に硬化させることができる。加えて、加熱雰囲気、減圧雰囲気等の特別な環境とすることなく、通常の環境下で作業を行うことができるとともに、同通常の環境下であってもガラス板２６を複製型２４に押し付けながら作業を行うことができる。さらに、同ガラス板２６でスタンパ２５を補強しつつ、ガラス板２６に固着されたスタンパ２５を複製型２４から容易に剥離させることができる。従って、エンボス用成形型２７の製造時における作業性を良好なものとすることができる。
【００５３】
・　また、エンボス用成形型２７の加熱エンボス成形法が行われる際に押圧される部分は、表面が平滑なガラス板２６より形成されている。このため、エンボス用成形型２７の全体を均等な圧力で押圧することができ、コアパターン１２を精密な寸法精度で形成することができる。
【００５４】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・　例えば、図５（ｂ）に示すように、複製型２４の表面に電鋳法等の方法でニッケル（Ｎｉ）等の金属元素を堆積させることにより、金属製のエンボス用成形型２７を形成してもよい。このように構成した場合、エンボス用成形型２７の強度及び耐久性を向上させることができる。
【００５５】
・　複製型２４は、必ずしもシリコーンゴムによって形成されることに限らず、例えば前述の紫外線硬化樹脂、熱可塑性樹脂、フッ素樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂、熱可塑性エラストマー等より形成してもよい。この他に、原板２１ａを成形型として使用する加熱エンボス加工法により、合成樹脂製のフィルム、基板等から複製型２４を形成してもよい。
【００５６】
・　エンボス用成形型２７は、必ずしもスタンパ２５及びガラス板２６から構成される必要はなく、ガラス板２６を省略し、スタンパ２５のみで構成してもよい。この場合、スタンパ２５を複製型２４から容易に剥離させることができ、かつ同スタンパ２５が所望の強度を維持することができるように、スタンパ２５の厚みを厚くすることが好ましい。また、加熱エンボス加工法で使用する際、エンボス用成形型２７の全体に均等な圧力を加えることができるように、スタンパ２５の押圧される面を平滑面とすることが好ましい。
【００５７】
・　マスキング除去工程は必ずしも必要ではなく、例えば原板２１ａの表面にフッ素樹脂等よりなる離型剤を塗布する等することによって原板２１ａから複製型２４を不具合なく剥離することができるのであれば省略してもよい。
【００５８】
・　前記被覆膜２２はシリコン酸化膜から形成されることに限らず、例えば窒化膜等より形成してもよい。
・　前記コア１３の径は、１００μｍのものに限らず、原板２１ａのマスキングパターン２２ａの幅及び異方性ウェットエッチング法を行う時のエッチング条件を変更することによって所望とする任意のサイズに変更してもよい。
【００５９】
・　前記クラッド蓋部１４は、コア１３で使用する合成樹脂よりも屈折率が低く、クラッド基部１１と屈折率が同程度の合成樹脂であれば、何れの合成樹脂で形成してもよい。例えば、クラッド基部１１を熱可塑性合成樹脂で形成するとともに、クラッド蓋部１４を紫外線硬化樹脂で形成してもよい。あるいは、クラッド蓋部１４をポリイミド等の熱硬化性樹脂で形成してもよい。また、クラッド蓋部１４は、フィルム、基板等よりなるクラッド基部１１と必ずしも同形態とする必要はなく、クラッド蓋部１４を液状とした熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂等をスピンコート法等の方法でクラッド基部１１の表面に塗布し、硬化させて形成してもよい。
【００６０】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）　前記原板製造工程と、複製工程との間には、製造された原板の表面から残留する被覆膜を除去するマスキング除去工程を備える請求項１から請求項５のいずれかに記載の高分子光導波路の製造方法。このように構成した場合、被覆膜と複製型とが強固に接合されることを防止することができる。
【００６１】
（２）　請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法によって製造された高分子光導波路であって、透明な合成樹脂よりなり、その表面には凹部からなるコアパターンが凹設されたクラッド基部と、前記合成樹脂よりも屈折率の高い透明な合成樹脂よりなり、該クラッド基部のコアパターン内に形成されたコアと、同コアを形成する合成樹脂よりも屈折率の低い合成樹脂よりなり、クラッド基部の表面でコアの露出部分を被覆するように形成されたクラッド蓋部とを備えるとともに、コア径が３〜１０００μｍであることを特徴とする高分子光導波路。このように構成した場合、コア径の大きな高分子光導波路を安価に得ることができる。
【００６２】
（３）　前記クラッド基部において、コアパターンの内面は、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ未満であることを特徴とする（２）に記載の高分子光導波路。このように構成した場合、コア内での光波の乱反射を抑制することができ、得られる高分子光導波路を高品質なものとすることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、エンボス用成形型を安価かつ短時間で容易に作製することができる。
【００６４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、原板のコアパターンを精密な寸法精度で形成することができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、レジストパターンを簡易かつ迅速に形成することができ、エンボス用成形型の作製時間のさらなる短縮化を図ることができる。
【００６５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加え、シリコン基板に影響を与えることなく、マスキングパターンを精密な寸法精度で形成することができる。
【００６６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加え、エンボス用成形型の作製時における作業性を良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はコアパターン内にコアが形成された状態のクラッド基部を示す断面図、（ｂ）は実施形態の高分子光導波路を示す断面図。
【図２】（ａ）はシリコン基板の表面に被覆膜及びレジスト膜が形成された状態を示す断面図、（ｂ）は被覆膜の表面にレジストパターンが形成された状態を示す断面図。
【図３】（ａ）は被覆膜がエッチングされてマスキングパターンが形成された状態を示す断面図、（ｂ）はシリコン基板がエッチングされて原板が作製された状態を示す断面図。
【図４】（ａ）は原板の表面からマスキングパターンが除去された状態を示す断面図、（ｂ）は原板の表面に複製型が形成された状態を示す断面図。
【図５】（ａ）は複製型の表面にエンボス用成形型が形成された状態を示す断面図、（ｂ）は複製型の表面に別形態のエンボス用成形型が形成された状態を示す断面図。
【図６】（ａ）はエンボス用成形型を使用してクラッド基部を成形する状態を示す断面図、（ｂ）は成形されたクラッド基部を示す断面図。
【符号の説明】
１１…クラッド基部、１２…クラッド基部に設けられたコアパターン、１３…コア、１４…クラッド蓋部、２１…シリコン基板、２１ａ…原板、２１ｂ…原板に設けられた第１コアパターン、２２…被覆膜、２２ａ…マスキングパターン、２３…レジスト膜、２３ａ…レジストパターン、２４…複製型、２５ａ…エンボス用成形型に設けられた第３コアパターン、２７…エンボス用成形型。
【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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