(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路と、電気配線、実装用パッドおよび光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターンと、を備える光導波路回路の製造方法において、
金属基板に、光導波路のコア形成用パターンと導電部パターンとからなる金属パターンを形成する金属パターン形成工程、
少なくとも前記コア形成用パターンの一部を露出するようにクラッド材料により前記金属パターンを被覆してクラッド層を形成するクラッド層形成工程、
前記コア形成用パターンを除去することにより前記クラッド層にコア形成用の凹部を形成し、該凹部にコア材料を充填してコア層を形成するコア層形成工程、とを有することを特徴とする光導波路回路の製造方法。
【請求項２】
前記コア層形成工程の後に、前記コア層の露出面を被覆するように更にクラッド層を形成するコア層埋め込み工程を有することを特徴とする請求項１に記載の光導波路回路の製造方法。
【請求項３】
前記金属基板は、表面側と裏面側に異種の金属層を備えた積層基板であり、
前記金属パターン形成工程において、前記積層基板の表面側の金属層に前記金属パターンを形成し、
前記クラッド層形成工程において、前記積層基板の裏面側の金属層を露出するようにクラッド層を形成し、
前記コア層形成工程の後に、前記積層基板の裏面側の金属層の一部あるいは全部を除去する除去工程を有することを特徴とする請求項１に記載の光導波路回路の製造方法。
【請求項４】
前記除去工程の後に、前記コア層の露出面を被覆するように更にクラッド層を形成するコア層埋め込み工程を有することを特徴とする請求項３に記載の光導波路回路の製造方法。
【請求項５】
光導波路と、電気配線、実装用パッドおよび光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターンと、を備える光導波路回路の製造方法において、
金属基板に光導波路のコア形成用の開口部を形成し、該開口部にコア材料を充填してコア層を形成するコア層形成工程、
前記金属基板に導電部パターンを形成するパターン形成工程、
少なくとも前記コア層の一部を露出するようにクラッド材料により前記コア層および前記導電部パターンを被覆してクラッド層を形成するクラッド層形成工程、とを有することを特徴とする光導波路回路の製造方法。
【請求項６】
前記クラッド層形成工程の後に、前記コア層の露出面を被覆するように更にクラッド層を形成するコア層埋め込み工程を有することを特徴とする請求項５に記載の光導波路回路の製造方法。
【請求項７】
前記金属基板は、表面側と裏面側に異種の金属層を備えた積層基板であり、
前記コア層形成工程において、前記積層基板の表面側の金属層に光導波路の形成用の開口部を形成して該開口部にコア材料を充填してコア層を形成し、
前記パターン形成工程において、前記積層基板の表面側の金属層に前記導電部パターンを形成し、
前記クラッド層形成工程において、前記積層基板の裏面側の金属層を露出するようにクラッド層を形成し、
前記クラッド層形成工程の後に、少なくとも前記コア層が露出するように前記積層基板の裏面側の金属層の一部あるいは全部を除去する除去工程を有することを特徴とする請求項５に記載の光導波路回路の製造方法。
【請求項８】
前記除去工程の後に、前記コア層の露出面を被覆するように更にクラッド層を形成するコア層埋め込み工程を有することを特徴とする請求項７に記載の光導波路回路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光導波路回路の製造方法に係り、特に電気配線、実装用パッド、光制御用電極等の形成と光導波路の形成とを一括で行なうことが可能な光導波路回路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の光通信システムの実用化に伴い、様々な光デバイスの開発が進められており、特に光導波路を有する光集積回路では、光導波路作製技術およびフォトダイオード等の光電子素子の高精度実装技術の確立が求められている。このうち、光集積回路における光電子素子の実装方法では、光電子素子と光導波路間の光の結合損失が少ない方法が要求される。通常用いられるアクティブアライメント方式と呼ばれる実装方法は、光導波路に実際に光を通し出力強度が最大になるようにアライメントを行うため、光信号出力の観察に手間がかかり、作業効率が著しく悪いものである。そこで、機械的なアライメントのみで部品を実装するパッシブアライメント方式が求められており、一つの方法として、半田のリフロー時に発生する表面張力により部品が移動するセルフアライメント効果を利用した実装方法が検討されている。このような半田を搭載するためのパッドは、電気配線を有するプリント基板においては、エッチングにより電気配線と一括で作製される。しかし、光導波路基板上では、光導波路の形成工程と別工程において、めっきやスパッタリングによりパターニングしてパッドを作製するため、工程数の増加等の問題がある。
【０００３】
一方、光導波路形成方法の低コスト化では、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のような低製造コスト、量産性に欠けるドライエッチング法を用いない形成方法が望まれている。ドライエッチング法を用いない従来の光導波路形成方法としては、例えば、特開平９−１８９８１８号のように、ポリイミド凹凸原版を用いてめっきにより金型を作製し、この金型を使用して光導波路を形成する方法が報告されている。また、特開平８−３１３７４７号では、金属金型を使用した形成方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−１８９８１８号に開示された形成方法では、ＲＩＥによるポリイミド原版の作製、剥離用めっき層の形成等の工程が必要であり、金型作製段階における工程が困難で低製造コスト化、量産性に欠けるという問題がある。さらに、量産時において大面積の材料に多面付けを行う場合、ポリイミドの原版作製工程での膜厚分布や、剥離用めっき層の形成工程で生じる膜厚分布により、多面付けの各面の間で光導波路の径に大きな差が生じる等の問題がある。
【０００５】
また、特開平８−３１３７４７号に開示された金属金型を使用する方法では、上述のように、光導波路形成の後工程において、改めて電気配線、実装用パッド、光制御用電極等を形成する工程を必要とする。このため、工程数が増加し、また、光導波路のコアパターンに対して実装用パッドの位置合わせを極めて正確に行うことが要求され、作業性が著しく低いという問題がある。
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、光導波路のコアパターンに対して電気配線、実装用パッド、光制御用電極等を高い位置精度で備える光導波路回路を簡便に製造するための製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、光導波路と、電気配線、実装用パッドおよび光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターンと、を備える光導波路回路の製造方法において、金属基板に光導波路のコア形成用パターンと導電部パターンとからなる金属パターンを形成する金属パターン形成工程、少なくとも前記コア形成用パターンの一部を露出するようにクラッド材料により前記金属パターンを被覆してクラッド層を形成するクラッド層形成工程、前記コア形成用パターンを除去することにより前記クラッド層にコア形成用の凹部を形成し、該凹部にコア材料を充填してコア層を形成するコア層形成工程、とを有するような構成とした。
【０００７】
本発明の他の態様として、前記コア層形成工程の後に、前記コア層の露出面を被覆するように更にクラッド層を形成するコア層埋め込み工程を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記金属基板は、表面側と裏面側に異種の金属層を備えた積層基板であり、前記金属パターン形成工程において、前記積層基板の表面側の金属層に前記金属パターンを形成し、前記クラッド層形成工程において、前記積層基板の裏面側の金属層を露出するようにクラッド層を形成し、前記コア層形成工程の後に、前記積層基板の裏面側の金属層の一部あるいは全部を除去する除去工程を有するような構成とし、また、前記除去工程の後に、前記コア層の露出面を被覆するように更にクラッド層を形成するコア層埋め込み工程を有するような構成とした。
【０００８】
本発明は、光導波路と、電気配線、実装用パッドおよび光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターンと、を備える光導波路回路の製造方法において、金属基板に光導波路のコア形成用の開口部を形成し、該開口部にコア材料を充填してコア層を形成するコア層形成工程、前記金属基板に導電部パターンを形成するパターン形成工程、少なくとも前記コア層の一部を露出するようにクラッド材料により前記コア層および前記導電部パターンを被覆してクラッド層を形成するクラッド層形成工程、とを有するような構成とした。
【０００９】
本発明の他の態様として、前記クラッド層形成工程の後に、前記コア層の露出面を被覆するように更にクラッド層を形成するコア層埋め込み工程を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記金属基板は、表面側と裏面側に異種の金属層を備えた積層基板であり、前記コア層形成工程において、前記積層基板の表面側の金属層に光導波路のコア形成用の開口部を形成して該開口部にコア材料を充填してコア層を形成し、前記パターン形成工程において、前記積層基板の表面側の金属層に前記導電部パターンを形成し、前記クラッド層形成工程において、前記積層基板の裏面側の金属層を露出するようにクラッド層を形成し、前記クラッド層形成工程の後に、少なくとも前記コア層が露出するように前記積層基板の裏面側の金属層の一部あるいは全部を除去する除去工程を有するような構成とし、また、前記除去工程の後に、前記コア層の露出面を被覆するように更にクラッド層を形成するコア層埋め込み工程を有するような構成とした。
【００１０】
上記のような本発明では、金属基板は光導波路のクラッド層やコア層の形成に使用されるとともに、これを選択的に残すことにより電気配線、実装用パッド、光制御用電極等を構成するものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
第１の実施形態
図１および図２は、本発明の光導波路回路の製造方法の一実施形態を示す工程図である。本実施形態の光導波路回路の製造方法は、まず、金属パターン形成工程において、金属基板１１にレジストパターン１２を形成し（図１（Ａ））、このレジストパターン１２をマスクとして金属基板１１をエッチングして、光導波路のコア形成用パターン１３ａと、電気配線、実装用パッドおよび光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターン１３ｂと、からなる金属パターン１３を形成し、レジストパターン１２を除去する（図１（Ｂ））。金属基板１１としては、板状あるいは箔状に成形された銅、ステンレス、アルミニウム材料が好適である。尚、コア形成用パターン１３ａ、導電部パターン１３ｂからなる金属パターン１３の形成は、図示例ではエッチングにより行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、金型打ち抜き等の他の方法によりパターニングを行ってもよい。また、上記のようなコア形成用パターン１３ａ、導電部パターン１３ｂのパターニング後、パターニングにより金属断面に発生するざらつき（あらび）を無くすことを目的として、めっき処理を施して平坦化することもできる。さらに、金属基板１１の金属成分が後工程で形成される光導波路の材料中に溶け込むことを防止するために、めっき等によりニッケル（Ｎｉ）等からなるバリヤー層を形成することも可能である。
【００１２】
次に、クラッド層形成工程において、コア形成用パターン１３ａ、導電部パターン１３ｂからなる金属パターン１３の裏面側を露出させるようにクラッド材料により金属パターン１３（金属基板１１）を被覆してクラッド層１４を形成する（図１（Ｃ））。クラッド材料は、ポリメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド等を使用することができる。クラッド材料がワニス状の場合、スピンコートやダイコート等の塗布手段により金属パターン１３上に塗布し、また、クラッド材料がフィルム形状の場合には、ラミネータにより金属パターン１３上にラミネートし、その後、硬化させてクラッド層１４を形成することができる。尚、塗布時に不要な部位に付着したクラッド材料は、塗布後、あるいは、硬化後に除去するが、除去方法としてはドライエッチングや研磨等の方法を使用することができる。
【００１３】
次いで、コア層形成工程において、まず、上記のようにクラッド層１４が形成された金属基板１１の裏面に、コア形成用パターン１３ａを除く金属パターン１３を被覆するようにレジストパターン１５を形成し（図１（Ｄ））、露出しているコア形成用パターン１３ａをエッチングにより除去して、クラッド層１４にコア形成用の凹部１４ａを形成する（図１（Ｅ））。次に、レジストパターン１５を除去し、形成した凹部１４ａにコア材料を充填してコア層１６を形成する（図２（Ａ））。コア材料は、上記のクラッド層１４に対して屈折率を最適調整したポリメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド等を使用することができ、凹部１４ａに充填した後、硬化させてコア層１６を形成することができる。尚、上記の凹部１４ａからはみ出したコア材料は、硬化前、あるいは、硬化後にドライエッチングや研磨等の方法を用いて除去する。
【００１４】
上述の金属パターン形成工程、クラッド層形成工程、および、コア層形成工程により、金属基板１１を使用して光導波路のクラッド層１４やコア層１６を形成し、かつ、金属基板１１を選択的に残して電気配線、実装用パッド、光制御用電極等の導電部パターン１３ｂを形成して、光導波路回路が形成される。そして、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とする場合、次のコア層埋め込み工程をとる。すなわち、金属基板１１の裏面に、導電部パターン１３ｂを被覆するようにレジストパターン１７を形成し、このレジストパターン１７の非形成部位にクラッド層１４′を形成することにより、裏面側に露出しているコア層１６をクラッド層１４′で被覆する（図２（Ｂ））。この場合も、不要な部位に付着したクラッド材料は、硬化前、あるいは、硬化後にドライエッチングや研磨等の方法により除去する。その後、レジストパターン１７を除去することにより、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とすることができる（図２（Ｃ））。
【００１５】
尚、露出した導電部パターン１３ｂが実装用パッドの場合、接合信頼性を高めるために金等により金属下地層１８を形成し、スクリーン印刷等により半田バンプ１９を形成することができる（図２（Ｄ））。また、上記のクラッド層１４′を形成する前に、導電部パターン１３ｂに金属下地層１８と半田バンプ１９を形成することもできる。
さらに、クラッド層１４′上に保護層を形成してもよい。この保護層は、例えば、感光性ポリイミドを使用して形成することができる。
【００１６】
第２の実施形態
図３および図４は、本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。本実施形態では、金属基板として、表面側の金属層２１ａと裏面側の金属層２１ｂとが異なる積層基板２１を使用する。まず、金属パターン形成工程において、積層基板２１の表面側金属層２１ａ上にレジストパターン２２を形成し（図３（Ａ））、このレジストパターン２２をマスクとして表面側金属層２１ａを選択エッチングして、光導波路のコア形成用パターン２３ａと、電気配線、実装用パッドおよび光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターン２３ｂと、からなる金属パターン２３を形成し、レジストパターン２２を除去する（図３（Ｂ））。使用する積層基板２１を構成する異種の金属層２１ａと金属層２１ｂとして、種々の金属材料の組み合わせが可能である。例えば、表面側の金属層２１ａは、電気配線、実装用パッド、光制御用電極等として機能する材料とすることができる。また、裏面側の金属層２１ｂは、金属層２１ａの支持体として機能し、金属層２１ａに実装用パッド構造を形成する場合には、バリアメタルとして機能し、さらに、高温加熱後においても剥離可能なメタルレジストとして機能する材料とすることができる。耐熱性、エッチングの選択性や実装パッド形成での信頼性等を考慮すると、例えば、金属層２１ａが銅層であり、金属層２１ｂがニッケル層である銅−ニッケル積層基板を挙げることができる。このような積層基板２１を使用することにより、金属層２１ａに形成された金属パターン２３が裏面側の金属層２１ｂに支持されるので、他のパターンや基板２１から離間した箇所に独立して位置するパターンを含むような金属パターン２３の形成が可能となる。
【００１７】
上記の表面側金属層２１ａの選択エッチングは、金属層２１ａは溶解するが金属層２１ｂは溶解しないエッチング液、あるいは、金属層２１ａのエッチング速度に比べて金属層２１ｂのエッチング速度が著しく遅いエッチング液を使用して行うことができる。例えば、積層基板２１が銅−ニッケル積層基板である場合、金属層２１ａとしての銅層の選択エッチングは、市販の有機アンモニア系アルカリエッチング液を使用して行うことができる。
【００１８】
尚、上記のような選択エッチングによるコア形成用パターン２３ａ、導電部パターン２３ｂのパターニング後、パターニングにより金属断面に発生するざらつき（あらび）を無くすことを目的として、めっき処理を施して平坦化することもできる。さらに、積層基板２１の金属層２１ａの金属成分が後工程で形成される光導波路の材料中に溶け込むことを防止するために、めっき等によりニッケル（Ｎｉ）等からなるバリヤー層を形成することも可能である。
【００１９】
次に、クラッド層形成工程において、金属層２１ａに形成したコア形成用パターン２３ａ、導電部パターン２３ｂからなる金属パターン２３をクラッド材料により被覆して、裏面の金属層２１ｂを露出するようにクラッド層２４を形成する（図３（Ｃ））。このクラッド層２４に使用するクラッド材料および形成方法は、上述の実施形態におけるクラッド層１４と同様とすることができる。
【００２０】
次いで、コア層形成工程において、まず、裏面の金属層２１ｂ上に、金属パターン２３のうちコア形成用パターン２３ａを除く金属パターン２３の形成部位を覆うように所望の形状でレジストパターン２５を形成する（図３（Ｄ））。次に、露出している金属層２１ｂをエッチングにより除去し、さらに、コア形成用パターン２３ａをエッチングにより除去して、クラッド層２４にコア形成用の凹部２４ａを形成する（図３（Ｅ））。次に、レジストパターン２５を除去し、形成した凹部２４ａにコア材料を充填してコア層２６を形成する（図４（Ａ））。露出している金属層２１ｂのエッチング除去と、コア形成用パターン２３ａのエッチング除去は、例えば、積層基板２１が銅−ニッケル積層基板である場合、まず、市販の過水硫酸／硝酸系のエッチング液を使用して金属層２１ｂとしてのニッケル層をエッチング除去し、そのあと、上述の銅用のエッチング液を使用してコア形成用パターン２３ａをエッチング除去することができる。あるいは、銅とニッケルの双方を溶解可能なエッチング液を使用して、金属層２１ｂのエッチング除去と、コア形成用パターン２３ａのエッチング除去を連続して行ってもよい。尚、コア層２６に使用するコア材料は、上述の実施形態におけるコア層１６と同様に、上記のクラッド層２４に対して屈折率を最適調整した材料を使用することができる。
【００２１】
次に、除去工程において、導電部パターン２３ｂの所望部位が電気的に独立するように裏面側の金属層２１ｂを除去する（図４（Ｂ））。このようにして残された金属層２１ｂは、外部接続電極として機能する。
【００２２】
上述の金属パターン形成工程、クラッド層形成工程、コア層形成工程、及び、除去工程により、積層基板２１を使用して光導波路のクラッド層２４やコア層２６を形成し、かつ、積層基板２１の表面側金属層２１ａおよび裏面側金属層２１ｂを選択的に残して電気配線、実装用パッド、光制御用電極等の導電部パターン２３ｂを形成して、光導波路回路を形成することができる。
【００２３】
また、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とする場合、次のコア層埋め込み工程によりコア層の埋め込みを行う。すなわち、露出しているコア層２６の裏面側を被覆するようにクラッド層２４′を形成することにより、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とすることができる（図４（Ｃ））。この場合も、不要な部位に付着したクラッド材料は、硬化前、あるいは、硬化後にドライエッチングや研磨等の方法により除去する。尚、金属層２１ｂが不要な場合、再度エッチングして金属層２１ｂを除去して、クラッド層２４′側に導電部パターン２３ｂ（金属層２１ａ）が露出するようにすることも可能である。
【００２４】
さらに、導電部パターン２３ｂが実装用パッドの場合、接合信頼性を高めるために金等により金属下地層２８を形成し、スクリーン印刷等により半田バンプ２９を形成することができる（図４（Ｄ））。この場合、導電部パターン２３ｂに残されている金属層２１ｂは、導電部パターン２３ｂの拡散を防止するバリアメタルとして作用する。
尚、上記のクラッド層２４′を形成する前に、導電部パターン２３ｂ（金属層２１ｂ）に金属下地層２８と半田バンプ２９を形成することもできる。
また、クラッド層２４′上に保護層を形成してもよい。この保護層は、例えば、感光性ポリイミドを使用して形成することができる。
【００２５】
第３の実施形態
図５および図６は、本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。本実施形態では、まず、コア層形成工程において、金属基板３１の表面側にレジストパターン３２を形成し（図５（Ａ））、このレジストパターン３２をマスクとして金属基板３１をエッチングして、光導波路のコア形成用の開口部３３を形成し、レジストパターン３２を除去する（図５（Ｂ））。金属基板３１としては、板状あるいは箔状に成形された銅、ステンレス、アルミニウム材料が好適である。尚、コア形成用の開口部３３の形成は、図示例ではエッチングにより行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、金型打ち抜き等の他の方法によりパターニングを行ってもよい。また、上記のようなコア形状の開口部３３の形成後、金属断面に発生するざらつき（あらび）を無くすことを目的として、めっき処理を施して平坦化することもできる。さらに、金属基板３１の金属成分が、次に形成されるコア層３４中に溶け込むことを防止するために、めっき等によりニッケル（Ｎｉ）等からなるバリヤー層を形成することも可能である。
【００２６】
次に、上記の開口部３３にコア材料を充填してコア層３４を形成する（図５（Ｃ））。コア材料は、ポリメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド等を使用することができる。コア材料がワニス状の場合、スピンコートやダイコート等の塗布手段により金属基板３１上に塗布し、また、コア材料がフィルム形状の場合には、ラミネータにより金属基板３１上にラミネートし、その後、硬化させてコア層３４を形成することができる。尚、塗布時に不要な部位に付着したコア材料は、塗布後、あるいは、硬化後に除去するが、除去方法としてはドライエッチングや研磨等の方法を使用することができる。
【００２７】
次に、パターン形成工程において、コア層３４を形成した金属基板３１上にレジストパターン３５を形成し（図５（Ｄ））、このレジストパターン３５をマスクとして金属基板３１をエッチングして、電気配線、実装用パッドおよび光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターン３６を形成し、レジストパターン３５を除去する（図５（Ｅ））。
【００２８】
次に、クラッド層形成工程において、コア層３４の裏面側と導電部パターン３６の裏面側とを露出させるようにクラッド材料によりコア層３４と導電部パターン３６を被覆してクラッド層３７を形成する（図６（Ａ））。クラッド材料は、上記のコア層３４に対して屈折率を最適調整したポリメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド等を使用することができる。尚、不要な部位に付着したクラッド材料は、硬化前、あるいは、硬化後にドライエッチングや研磨等の方法により除去することができる。
【００２９】
上述のコア層形成工程、パターン形成工程、および、クラッド層形成工程により、金属基板３１を使用して光導波路のコア層３４やクラッド層３７を形成し、かつ、金属基板３１を選択的に残して電気配線、実装用パッド、光制御用電極等の導電部パターン３６を形成して、光導波路回路を形成することができる。そして、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とする場合、次のコア層埋め込み工程をとる。すなわち、金属基板３１の裏面に、導電部パターン３６を被覆するようにレジストパターン３８を形成し、このレジストパターン３８の非形成部位にクラッド層３７′を形成することにより、裏面側に露出しているコア層３４をクラッド層３７′で被覆する（図６（Ｂ））。この場合も、不要な部位に付着したクラッド材料は、硬化前、あるいは、硬化後にドライエッチングや研磨等の方法により除去する。その後、レジストパターン３８を除去することにより、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とすることができる（図６（Ｃ））。
【００３０】
尚、露出した導電部パターン３６が実装用パッドの場合、接合信頼性を高めるために金等により金属下地層３９を形成し、スクリーン印刷等により半田バンプ４０を形成することができる（図６（Ｄ））。また、上記のクラッド層３７′を形成する前に、導電部パターン３６に金属下地層３９と半田バンプ４０を形成することもできる。
また、クラッド層３７′上に保護層を形成してもよい。この保護層は、例えば、感光性ポリイミドを使用して形成することができる。
【００３１】
第４の実施形態
図７および図８は、本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。本実施形態では、金属基板として、表面側の金属層４１ａと裏面側の金属層４１ｂとが異なる積層基板４１を使用する。そして、コア層形成工程において、積層基板４１の表面側金属層４１ａにレジストパターン４２を形成し（図５（Ａ））、このレジストパターン４２をマスクとして表面側金属層４１ａを選択エッチングして、光導波路のコア形成用の開口部４３を形成し、レジストパターン４２を除去する（図７（Ｂ））。使用する積層基板４１は、上述の積層基板２１と同様とすることができる。上記の表面側金属層４１ａの選択エッチングは、金属層４１ａは溶解するが金属層４１ｂは溶解しないエッチング液、あるいは、金属層４１ａのエッチング速度に比べて金属層４１ｂのエッチング速度が著しく遅いエッチング液を使用して行うことができる。例えば、積層基板４１が銅−ニッケル積層基板である場合、金属層４１ａとしての銅層の選択エッチングは、市販の有機アンモニア系アルカリエッチング液を使用して行うことができる。
【００３２】
尚、上記のような選択エッチングによるコア形成用の開口部４３の形成後、金属断面に発生するざらつき（あらび）を無くすことを目的として、めっき処理を施して平坦化することもできる。さらに、積層基板４１の金属層４１ａの金属成分が、次に形成されるコア層４４中に溶け込むことを防止するために、めっき等によりニッケル（Ｎｉ）等からなるバリヤー層を形成することも可能である。
【００３３】
次に、上記の開口部４３にコア材料を充填してコア層４４を形成する（図７（Ｃ））。このコア層４４に使用するコア材料および形成方法は、上述の実施形態におけるコア層３４と同様とすることができる。
次に、パターン形成工程において、コア層４４を形成した積層基板４１の表面側の金属層４１ａ上にレジストパターン４５を形成し（図７（Ｄ））、このレジストパターン４５をマスクとして金属層４１ａをエッチングして、電気配線、実装用パッドおよび光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターン４６を形成し、レジストパターン４５を除去する（図７（Ｅ））。
【００３４】
次に、クラッド層形成工程において、コア層４４と、金属層４１ａに形成した導電部パターン４６をクラッド材料により被覆して、裏面側の金属層４１ｂが露出するようにクラッド層４７を形成する（図８（Ａ））。使用するクラッド材料は、上述の実施形態におけるクラッド層３７のクラッド材料と同様に、上記のコア層４４に対して屈折率を最適調整した材料を使用することができる。尚、不要な部位に付着したクラッド材料は、硬化前、あるいは、硬化後にドライエッチングや研磨等の方法により除去することができる。
【００３５】
次に、除去工程において、裏面側の金属層４１ｂ上に所望形状のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして不要な金属層４１ｂをエッチング除去する（図８（Ｂ））。このようにして残された金属層４１ｂは、外部接続電極として機能する。
【００３６】
上述のコア層形成工程、パターン形成工程、クラッド層形成工程、および、除去工程により、積層基板４１を使用して光導波路のコア層４４やクラッド層４７を形成し、かつ、積層基板４１の表面側金属層４１ａ、裏面側金属層４１ｂを選択的に残して電気配線、実装用パッド、光制御用電極等の導電部パターン４６を形成して、光導波路回路が形成される。
【００３７】
また、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とする場合、次のコア層埋め込み工程によりコア層の埋め込みを行う。すなわち、露出しているコア層４４の裏面側を被覆するようにクラッド層４７′を形成することにより、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とすることができる（図８（Ｃ））。この場合も、不要な部位に付着したクラッド材料は、硬化前、あるいは、硬化後にドライエッチングや研磨等の方法により除去する。尚、金属層４１ｂが不要な場合、再度エッチングして金属層４１ｂを除去して、クラッド層４７′側に導電部パターン４６（金属層４１ａ）が露出するようにすることも可能である。
【００３８】
また、導電部パターン４６が実装用パッドの場合、接合信頼性を高めるために金等により金属下地層４８を形成し、スクリーン印刷等により半田バンプ４９を形成することができる（図８（Ｄ））。この場合、導電部パターン４６に残されている金属層４１ｂは、導電部パターン４６の拡散を防止するバリアメタルとして作用する。
【００３９】
尚、上記のクラッド層４７′を形成する前に、導電部パターン４６（金属層４１ｂ）に金属下地層４８と半田バンプ４９を形成することもできる。
また、導電部パターン４６に残された金属層４１ｂが露出するように、あるいは、半田バンプ４９が露出するように、クラッド層４７′上に保護層を形成してもよい。この保護層は、例えば、感光性ポリイミドを使用して形成することができる。
【００４０】
本発明では、裏面側の金属層４１ｂの所望部位を残して導電部パターンとし、上記の積層基板４１の表面側の金属層４１ａに形成した導電部パターン４６とは別の導電部パターンとしてもよい。このような実施形態を、図９を参照して説明する。
この実施形態では、まず、上述の第４の実施形態と同様のコア層形成工程（図７（Ａ）〜図７（Ｃ））を完了する。
次に、パターン形成工程において、コア層４４を形成した積層基板４１の表面側の金属層４１ａ上にレジストパターン４５′を形成し（図９（Ａ））、このレジストパターン４５′をマスクとして金属層４１ａをエッチングして、電気配線、および光制御用電極の少なくとも１種の導電部パターン４６を形成する。その後、上述の第４の実施形態と同様に、クラッド層形成工程において、裏面側の金属層４１ｂが露出するようにクラッド層４７を形成する（図９（Ｂ））。
【００４１】
次に、除去工程において、表面側の金属層４１ａに形成した導電部パターン４６とは別のパターンをなすように裏面側の金属層４１ｂ上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして不要な金属層４１ｂをエッチング除去する（図９（Ｃ））。このようにして残された金属層４１ｂは、表面側の金属層４１ａに形成した導電部パターン４６とは別の導電部パターン４６′として、例えば、外部接続電極（実装用パッド）となる。
【００４２】
このようなコア層形成工程、パターン形成工程、クラッド層形成工程、および、除去工程により、積層基板４１を使用して光導波路のコア層４４やクラッド層４７を形成し、かつ、積層基板４１の表面側金属層４１ａ、裏面側金属層４１ｂを選択的に残して電気配線、実装用パッド、光制御用電極等の導電部パターン４６，４６′を形成して、光導波路回路が形成される。
【００４３】
また、コア層がクラッド層に埋め込まれた構造の光導波路とする場合、上述の第４の実施形態と同様に、コア層埋め込み工程によりコア層の埋め込みを行うことができる。
さらに、導電部パターン４６′が実装用パッドの場合、接合信頼性を高めるために金等により金属下地層４８を形成し、スクリーン印刷等により半田バンプ４９を形成することができる（図９（Ｄ））。
【００４４】
【実施例】
次に、より具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
金属基板として、厚み５０μｍの銅層と、この銅層の裏面に電解めっきにより厚み１０μｍのニッケル層を設けた銅−ニッケル積層基板を準備した。
【００４５】
この銅−ニッケル積層基板を使用して、上述の第４の実施形態の各工程にしたがって、以下のように光導波路回路を作製した。
まず、銅−ニッケル積層基板の銅層上にドライフィルムレジスト（旭化成（株）製サンフォート）をラミネートし、所定のフォトマスクを介して露光、現像することにより、光導波路コア形状の開口パターンをもつレジストパターンを形成した。次に、有機アンモニア系アルカリのエッチング液（メルテックス（株）製エープロセス）を用いて、裏面のニッケル層を溶解することなく、表面側の銅層を選択エッチングして、光導波路コア形成用の開口部を銅層に形成した。その後、アルカリ系剥離液（３％水酸化ナトリウム水溶液）を使用してレジストパターンを剥離除去した。
【００４６】
次いで、上記のように銅層に形成したコア形成用の開口部に、光導波路コア材料としてフッ素化ポリイミドをスピンコート法により充填し、３５０℃で加熱して硬化処理を施した後、開口部からはみ出したフッ素化ポリイミドを研磨により除去した。これにより、断面寸法が５０μｍ×５０μｍであるコア層を形成した。
（以上、コア層形成工程）
【００４７】
次に、上記のようにコア層を形成した銅層上に、上記と同じドライフィルムレジストをラミネートし、所定のフォトマスクを介して露光、現像することにより、銅層のうち、実装用パッドとして残す部分にレジストパターンを形成した。このレジストパターンは、図１０に示されるように、一辺０．５ｍｍの正方形パターンがコア層（斜線で図示された部分）から約０．５ｍｍの距離に位置し、かつ、コア層の軸方向に沿ってピッチ２ｍｍで配列（２列２行）されたものとした。
次に、上記の有機アンモニア系アルカリのエッチング液を用いて、裏面のニッケル層を溶解することなく、表面側の銅層を選択エッチングして、銅層からなる導電パターン（実装用パッド）を形成した。その後、上記のアルカリ系剥離液を使用してレジストパターンを剥離除去した。
（以上、パターン形成工程）
【００４８】
次に、上記のコア層に対して屈折率を最適調整したフッ素化ポリイミドをクラッド材料として準備し、このクラッド材料をコア層と実装用パッドを被覆するようにスピンコート法により塗布し、３５０℃で加熱して硬化処理を施した。これにより、厚み６０μｍのクラッド層を形成した。
（以上、クラッド層形成工程）
【００４９】
次に、裏面側のニッケル層にドライフィルムレジスト（旭化成（株）製サンフォート）をラミネートし、所定のフォトマスクを介して露光、現像することにより、上記の銅層からなる導電部パターン位置に相当するニッケル層の部位にレジストパターンを形成した。
次いで、上記のレジストパターンをマスクとして、過水硫酸系のエッチング液（奥野製薬工業（株）製トップリップＲＳII）を用いて、銅層からなる実装用パッドを溶解することなく裏面側のニッケル層を選択エッチングして、銅層からなる導電部パターン上にニッケル層からなる導電部パターン（実装用パッド）を形成した。その後、上記のアルカリ系剥離液を使用してレジストパターンを剥離除去した。
（以上、除去工程）
【００５０】
次に、ニッケル層側から上記と同じクラッド材料をコア層を被覆するようにスピンコート法により塗布し、３５０℃で加熱して硬化処理を施した。その後、ニッケル層（実装用パッド）が露出するように研磨して、厚み１０μｍであるクラッド層を形成し、コア層の埋め込みを行った。
（以上、コア層埋め込み工程）
【００５１】
次いで、ニッケル層（実装用パッド）上に無電解めっきにより金めっき層を形成し、さらに、裏面側のクラッド層上に感光性ポリイミド（東レ（株）製フォトニース）を塗布し、露光、現像して、ニッケル層（実装用パッド）が露出するように保護層を形成した。その後、金めっき層上に、半田ペーストをスクリーン印刷し、リフローにより溶融させて半田バンプを形成した。
以上の工程により、光導波路回路を作製した。この光導波路回路は、半田バンプを介してプリント基板等に実装可能なものであり、銅層からなる実装用パッドと金めっき層との間にバリアメタルとしてニッケル層を備えるものである。
【００５２】
［実施例２］
まず、実施例１と同様にして、コア層形成工程まで行った。
次に、上述の図９に示した実施形態にしたがって、以下のように光導波路回路を作製した。
すなわち、上記のようにコア層を形成した銅層上に実施例１と同様のドライフィルムレジストをラミネートし、所定のフォトマスクを介して露光、現像することにより、銅層のうち、電極および電気配線として残す部分にレジストパターンを形成した。レジストパターンを形成した。このレジストパターンは、図１１に示されるように、光導波路コア層（斜線で図示された部分）の両側に平行に設けられた電極用の幅５０μｍ、長さ５００μｍのパターンと、後述する工程でニッケル層を残して形成される実装用パッド（鎖線で図示された部分）との電気配線用のＬ型パターンで構成されるものとした。
【００５３】
次に、実施例１で使用した有機アンモニア系アルカリのエッチング液を用いて、裏面のニッケル層を溶解することなく、表面側の銅層を選択エッチングして、銅層からなる導電パターン（電極および電気配線）を形成した。その後、上記のアルカリ系剥離液を使用してレジストパターンを剥離除去した。
（以上、パターン形成工程）
【００５４】
次に、上記のコア層に対して屈折率を最適調整したフッ素化ポリイミドをクラッド材料として準備し、このクラッド材料をコア層と導電パターン（電極および電気配線）を被覆するようにスピンコート法により塗布し、３５０℃で加熱して硬化処理を施した。これにより、厚み６０μｍのクラッド層を形成した。
（以上、クラッド層形成工程）
【００５５】
次に、裏面側のニッケル層に実施例１と同様のドライフィルムレジストをラミネートし、所定のフォトマスクを介して露光、現像することにより、実装用パッドとして残すニッケル層の部位にレジストパターンを形成した。
次いで、上記のレジストパターンをマスクとして、実施例１と同様の過水硫酸系のエッチング液を用いて、銅層からなる導電パターン（電極および電気配線）を溶解することなく、裏面側のニッケル層を選択エッチングして導電部パターン（実装用パッド）を形成した。この導電部パターン（実装用パッド）は、上記の銅層からなる電気配線を介して電極に接続されるものである。その後、上記のアルカリ系剥離液を使用してレジストパターンを剥離除去した。
（以上、除去工程）
【００５６】
次に、ニッケル層側から上記と同じクラッド材料をコア層を被覆するようにスピンコート法により塗布し、３５０℃で加熱して硬化処理を施した。その後、ニッケル層（実装用パッド）が露出するように研磨して、厚み１０μｍのクラッド層を形成し、コア層の埋め込みを行った。
（以上、コア層埋め込み工程）
【００５７】
次いで、ニッケル層（実装用パッド）上に無電解めっきにより金めっき層を形成し、さらに、裏面側のクラッド層上に感光性ポリイミド（東レ（株）製フォトニース）を塗布し、露光、現像して、ニッケル層（実装用パッド）が露出するように保護層を形成した。その後、金めっき層上に、半田ペーストをスクリーン印刷し、リフローにより溶融させて半田バンプを形成した。
以上の工程により、光導波路回路を作製した。この光導波路回路は、光導波路と電気配線、電極を混載し、半田バンプを介してプリント基板等に実装可能なものであり、接合信頼性向上のための金めっき層を備えるものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば金属パターン形成工程にて、金属基板に光導波路のコア形成用パターンと導電部パターンとからなる金属パターンを形成し、その後、クラッド層、コア層を形成するものであり、あるいは、金属基板にコア層を形成した後、パターン形成工程にて金属基板に導電部パターンを形成し、その後、クラッド層を形成するものであり、金属基板を光導波路のクラッド層やコア層の形成に使用し、かつ、これを導電部パターンとして選択的に残して電気配線、実装用パッド、光制御用電極等を形成するので、光導波路と電気配線、実装用パッド、光制御用電極等との位置精度が極めて高いものとなり、また、光導波路と電気配線、実装用パッド、光制御用電極等を一括して形成することができるので、工程数の増加を防止でき、高価で作業性の低いＲＩＥ等のドライエッチングが不要となり、製造コストの低減が可能であり、さらに、工程中に高度な膜厚制御がなく、大面積での多面付けによる大量生産により品質が均一な光導波路回路を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光導波路回路製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図２】本発明の光導波路回路製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図３】本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図４】本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図５】本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図６】本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図７】本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図８】本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図９】本発明の光導波路回路製造方法の他の実施形態を示す工程図である。
【図１０】本発明の実施例１における光導波路回路製造方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施例１における光導波路回路製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１１…金属基板
２１…積層基板
２１ａ…表面側金属層
２１ｂ…裏面側金属層
１３，２３…金属パターン
１３ａ，２３ａ…コア形成用パターン
１３ｂ，２３ｂ…導電部パターン
１４，１４′，２４，２４′…クラッド層
１４ａ，２４ａ…凹部
１６，２６…コア層
３１…金属基板
４１…積層基板
４１ａ…表面側金属層
４１ｂ…裏面側金属層
３３，４３…開口部
３４，４４…コア層
３６，４６，４６′…導電部パターン
３７，３７′，４７，４７′…クラッド層
【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】
0004703065.tif 000009
【図９】
0004703065.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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