(57)【要約】【課題】  高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成する。【解決手段】  光導波路層３の端面５の反射ミラーを金属薄膜７により形成することにより、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層３の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層３の端面５の反射ミラーを金属薄膜７により形成することにより、光導波路層３の端面５への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、
前記光導波路層の端面を、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状とする逆テーパ形状形成工程と、
この逆テーパ形状の前記光導波路層の端面に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、
を具備することを特徴とする光配線システムの製造方法。
【請求項２】
前記金属薄膜形成工程は、逆テーパ形状の前記光導波路層の端面近傍であって前記基板上に微小誘電体を形成し、前記微小誘電体と前記光導波路層の端面との間に金属薄膜を形成する、
ことを特徴とする請求項１記載の光配線システムの製造方法。
【請求項３】
基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、
前記基板上に微小誘電体を形成する微小誘電体形成工程と、
形成された前記微小誘電体に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、
を具備し、
前記光導波路層は、前記微小誘電体に形成された前記金属薄膜に接して設けられる、
ことを特徴とする光配線システムの製造方法。
【請求項４】
基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、
前記基板上に、前記光導波路層の端面の形状に対してネガ形状となる形状の微小誘電体を形成する微小誘電体形成工程と、
前記微小誘電体に接して前記光導波路層を形成する光導波路層形成工程と、
前記微小誘電体を前記基板上から除去して、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の前記光導波路層の端面を形成する逆テーパ形状形成工程と、
この逆テーパ形状の前記光導波路層の端面に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、
を具備することを特徴とする光配線システムの製造方法。
【請求項５】
前記微小誘電体は、前記光導波路層の端面に接する部分を除く部分が曲面構造からなる、
ことを特徴とする請求項３または４記載の光配線システムの製造方法。
【請求項６】
前記金属薄膜を、無電解メッキを用いて形成する、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の光配線システムの製造方法。
【請求項７】
前記金属薄膜が銅薄膜である、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一記載の光配線システムの製造方法。
【請求項８】
前記微小誘電体は、前記基板上に感光性材料を塗布して形成した感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成した後、感光性材料層を現像することにより形成する、
ことを特徴とする請求項３ないし７のいずれか一記載の光配線システムの製造方法。
【請求項９】
空間変調素子とレーザ光とを用いた多階調露光システムにより多階調露光する、
ことを特徴とする請求項８記載の光配線システムの製造方法。
【請求項１０】
前記多階調露光システムを、前記光伝送素子における入出射光を集光するマイクロレンズの形成にも用いる、
ことを特徴とする請求項９記載の光配線システムの製造方法。
【請求項１１】
空間変調素子と多階調マスクとを用いた多階調露光システムにより多階調露光する、
ことを特徴とする請求項８記載の光配線システムの製造方法。
【請求項１２】
前記多階調露光システムを、前記光伝送素子における入出射光を集光するマイクロレンズの形成にも用いる、
ことを特徴とする請求項１１記載の光配線システムの製造方法。
【請求項１３】
基板と、
この基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、
この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子と、
前記光導波路層に形成され、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の端面と、
この光導波路層の端面に形成され、光信号を屈曲する金属薄膜と、
を具備する光配線システム。
【請求項１４】
基板と、
この基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、
この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子と、
前記光導波路層に形成され、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の端面と、
この光導波路層の端面近傍であって前記基盤上に形成される微小誘電体と、
この微小誘電体と前記光導波路層の端面との間に形成される金属薄膜と、
を具備する光配線システム。
【請求項１５】
前記金属薄膜が銅薄膜である、
請求項１３または１４記載の光配線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光配線システムの製造方法及び光配線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子等の光伝送素子と電子回路素子とをパッケージ化することによりマルチチップモジュールとなる光伝送素子パッケージ（“ＯＥ−ＭＣＭ”とも呼ばれる）は、光伝送素子、光結合素子、光実装基板、発光用ドライバ電子回路素子、受光用増幅電子回路素子、論理電子回路素子、さらにはこれら全体を封止するパッケージ、端子、ＭＣＭ基板等から構成される。
【０００３】
特許文献１には、従来の光伝送素子パッケージの構成例が掲載されている。図１０は、特許文献１に記載された従来の光伝送素子パッケージの構成例を概略的に示す断面図である。図１０に示すように、光伝送素子パッケージ１００は、その光電変換面を光配線基板１０１に対向させて配置されている。光配線基板１０１は、プリント基板１０２上の光伝送素子パッケージ１００側に多層構成の光導波路１０３を表面実装しており、この光導波路１０３により複数の光伝送素子パッケージ１００間を光学的に接続することを可能としている。このような光伝送素子パッケージ１００は、ＬＳＩチップ１０４と光伝送素子である面型光素子アレイ１０５とを透明樹脂１０６によってパッケージして作製されている。また、光伝送素子パッケージ１００の透明樹脂１０６の表面及び光配線基板１０１には、マイクロレンズ１０７が配設されており、平行光束により空間光伝播を行っている。
【０００４】
面型光素子アレイ１０６の電極は光配線基板１０１側とは反対側に配置されており、ＬＳＩチップ１０４自体をインタポーザ基板として用いてこれに接合されている。ＬＳＩチップ１０４は、フラットリード１０９を有する金属１０８にダイボンドされ、かつ、フラットリード１０９にもワイヤボンドされている。このフラットリード１０９は、プリント基板１０２と接合されている。
【０００５】
光伝送素子パッケージ１００内に配設された面型光素子アレイ１０６（ここでは、発光素子）から出射された光ビームは、光伝送素子パッケージ１００下面のマイクロレンズ１０７によってコリメートされ、プリント基板１０２に対して垂直方向に伝播し、光導波路１０３の上面に形成されたマイクロレンズ１０７によって光導波路１０３に集光される。光導波路１０３の端面には、空気界面による全反射ミラー１１０が形成されており、集光ビームは全反射ミラー１１０において９０度の光路変換がなされた後、光導波路１０３の各コアに導光される。
【０００６】
このようにプリント基板１０２上の多層構成からなる光導波路１０３が、空気界面による全反射ミラー１１０により面型光素子アレイ１０６からのプリント基板１０２に垂直な伝播光をプリント基板１０２に平行な伝播光に偏向することにより、面型光素子アレイ１０６からの光を高効率で光導波路１０３に結合することができる。また、同様に光導波路１０３からのプリント基板１０２に平行な方向の伝播光を、光導波路１０３端部の空気界面による全反射ミラー１１０により、プリント基板１０２に垂直な伝播光に偏向して、高効率に光信号を電気信号に変換する面型光素子アレイ１０６（ここでは、受光素子）に結合することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８９１３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されているような全反射ミラー１１０は、光導波路１０３への入射角度が小さい光束の場合には、その反射率が非常に高く損失が小さいが、光導波路１０３への入射角度が５度以上の成分を含む光束の場合には、その臨界角以下の光束が大きくなり、その損失が非常に大きくなってしまう。
【０００９】
また、光導波路１０３の全反射ミラー１１０をダイシングによる機械的加工で形成する場合には、直線状に全反射ミラー１１０を加工していくので、そのパターニングに制約があり、光伝送素子パッケージのレイアウトに大きな制約が生じてしまい、光伝送する帯域が制限される。一方、全反射ミラー１１０の形成にドライエッチングを用いた場合には、基板全体を真空または減圧にすることが必要であり、非常に高コストである。
【００１０】
本発明は、高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明の光配線システムの製造方法は、基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、前記光導波路層の端面を、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状とする逆テーパ形状形成工程と、この逆テーパ形状の前記光導波路層の端面に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、を具備する。
【００１２】
したがって、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することが可能になる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光配線システムの製造方法において、前記金属薄膜形成工程は、逆テーパ形状の前記光導波路層の端面近傍であって前記基板上に微小誘電体を形成し、前記微小誘電体と前記光導波路層の端面との間に金属薄膜を形成する。
【００１４】
したがって、光導波路層と異なる部分の微小誘電体は親水性状態、形状およびその精度を光導波路層と独立して制御することが可能になるので、金属薄膜を容易に形成することができるようになり、より金属薄膜を容易に作製できるようになる。
【００１５】
請求項３記載の発明の光配線システムの製造方法は、基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、前記基板上に微小誘電体を形成する微小誘電体形成工程と、形成された前記微小誘電体に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、を具備し、前記光導波路層は、前記微小誘電体に形成された前記金属薄膜に接して設けられる。
【００１６】
したがって、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することが可能になる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００１７】
請求項４記載の発明の光配線システムの製造方法は、基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子とを備える光配線システムの製造方法において、前記基板上に、前記光導波路層の端面の形状に対してネガ形状となる形状の微小誘電体を形成する微小誘電体形成工程と、前記微小誘電体に接して前記光導波路層を形成する光導波路層形成工程と、前記微小誘電体を前記基板上から除去して、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の前記光導波路層の端面を形成する逆テーパ形状形成工程と、この逆テーパ形状の前記光導波路層の端面に、光信号を屈曲する金属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、を具備する。
【００１８】
したがって、光導波路層の反射ミラーの形状加工工程が不要で、あらかじめ光導波路層と異なる部材として微小誘電体として光導波路層の転写ネガパターンを形成しているので、多層構造からなり、光伝送素子から離れるにしたがって光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状からなる光導波路層のミラー部分を、基板に対してテーパ構造として簡単に作製できるようになる。これにより、より経済性が高い光配線システムの製造方法を提供することができるようになる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の光配線システムの製造方法において、前記微小誘電体は、前記光導波路層の端面に接する部分を除く部分が曲面構造からなる。
【００２０】
したがって、微小誘電体上の金属薄膜の反射ミラー面自体もその微小粗さが低減されるので、形状精度が向上することと、反射ミラーの面粗さが低減することの２つにより、光結合効率を向上することができるようになる。これにより、エネルギー効率の高い光配線システムを提供することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一記載の光配線システムの製造方法において、前記金属薄膜を、無電解メッキを用いて形成する。
【００２２】
したがって、光導波路層の端面のみに容易に金属薄膜を作製することができる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一記載の光配線システムの製造方法において、前記金属薄膜が銅薄膜である。
【００２４】
したがって、光伝送素子として例えば波長８５０ｎｍの可視域帯域での光伝送素子である面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface-Emitting Laser）を用いた場合には、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項３ないし７のいずれか一記載の光配線システムの製造方法において、前記微小誘電体は、前記基板上に感光性材料を塗布して形成した感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成した後、感光性材料層を現像することにより形成する。
【００２６】
したがって、感光性材料のγ特性に最適化して、露光した部分の現像液に対する溶解性を高めることにより、露光と現像工程により基板上部の面積が小さいテーパ形状の微小誘電体を高精度に非常に簡単に作成することができる。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の光配線システムの製造方法において、空間変調素子とレーザ光とを用いた多階調露光システムにより多階調露光する。
【００２８】
したがって、空間変調素子に入力するデータを任意に制御することにより、その多階調露光の面積分布を容易に変更可能であるので、基板ごとの個別の設計デザインごとに対応した微小誘電体を非常に容易に高速に形成することができるようになる。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の光配線システムの製造方法において、前記多階調露光システムを、前記光伝送素子における入出射光を集光するマイクロレンズの形成にも用いる。
【００３０】
したがって、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。
【００３１】
請求項１１記載の発明は、請求項８記載の光配線システムの製造方法において、空間変調素子と多階調マスクとを用いた多階調露光システムにより多階調露光する。
【００３２】
したがって、多階調性の固定パターンを多階調マスク上にあらかじめ形成しておくことができるので、解像度を向上させることもできる。
【００３３】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の光配線システムの製造方法において、前記多階調露光システムを、前記光伝送素子における入出射光を集光するマイクロレンズの形成にも用いる。
【００３４】
したがって、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。
【００３５】
請求項１３記載の発明の光配線システムは、基板と、この基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子と、前記光導波路層に形成され、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の端面と、この光導波路層の端面に形成され、光信号を屈曲する金属薄膜と、を具備する。
【００３６】
したがって、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することが可能になる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００３７】
請求項１４記載の発明の光配線システムは、基板と、この基板上に設けられて光信号を伝達する光導波路を有する光導波路層と、この光導波路層の前記光導波路を介して光結合される光伝送素子と、前記光導波路層に形成され、前記光伝送素子から離れるにしたがって前記光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状の端面と、この光導波路層の端面近傍であって前記基盤上に形成される微小誘電体と、この微小誘電体と前記光導波路層の端面との間に形成される金属薄膜と、を具備する。
【００３８】
したがって、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することが可能になる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００３９】
請求項１５記載の発明は、請求項１３または１４記載の光配線システムにおいて、前記金属薄膜が銅薄膜である。
【００４０】
したがって、光伝送素子として例えば波長８５０ｎｍの可視域帯域でのＶＣＳＥＬを用いた場合には、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。
【発明の効果】
【００４１】
請求項１記載の発明の光配線システムの製造方法によれば、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、光導波路層と異なる部分の微小誘電体は親水性状態、形状およびその精度を光導波路層と独立して制御することができるので、金属薄膜を容易に形成することができるようになり、より金属薄膜を容易に作製できるようになる。
【００４３】
請求項３記載の発明によれば、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００４４】
請求項４記載の発明によれば、光導波路層の反射ミラーの形状加工工程が不要で、あらかじめ光導波路層と異なる部材として微小誘電体として光導波路層の転写ネガパターンを形成しているので、多層構造からなり、光伝送素子から離れるにしたがって光導波路層の面積が小さくなる逆テーパ形状からなる光導波路層のミラー部分を、基板に対してテーパ構造として簡単に作製できるようになるので、より経済性が高い光配線システムの製造方法を提供することができるようになる。
【００４５】
請求項５記載の発明によれば、微小誘電体上の金属薄膜の反射ミラー面自体もその微小粗さが低減されるので、形状精度が向上することと、反射ミラーの面粗さが低減することの２つにより、光結合効率を向上することができるようになるので、エネルギー効率の高い光配線システムを提供することができる。
【００４６】
請求項６記載の発明によれば、金属薄膜を、無電解メッキを用いて形成することにより、光導波路層の端面のみに容易に金属薄膜を作製することができる。
【００４７】
請求項７記載の発明によれば、金属薄膜が銅薄膜であることにより、光伝送素子として例えば波長８５０ｎｍの可視域帯域でのＶＣＳＥＬを用いた場合には、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。
【００４８】
請求項８記載の発明によれば、感光性材料のγ特性に最適化して、露光した部分の現像液に対する溶解性を高めることにより、露光と現像工程により基板上部の面積が小さいテーパ形状の微小誘電体を高精度に非常に簡単に作成することができる。
【００４９】
請求項９記載の発明によれば、空間変調素子に入力するデータを任意に制御することにより、その多階調露光の面積分布を容易に変更可能であるので、基板ごとの個別の設計デザインごとに対応した微小誘電体を非常に容易に高速に形成することができるようになる。
【００５０】
請求項１０記載の発明によれば、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。
【００５１】
請求項１１記載の発明によれば、多階調性の固定パターンを多階調マスク上にあらかじめ形成しておくことができるので、解像度を向上させることもできる。
【００５２】
請求項１２記載の発明によれば、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。
【００５３】
請求項１３記載の発明の光配線システムによれば、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００５４】
請求項１４記載の発明の光配線システムによれば、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路層の光導波路を容易に形成することができる。また、光導波路層の端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路層の端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００５５】
請求項１５記載の発明によれば、金属薄膜が銅薄膜であることにより、光伝送素子として例えば波長８５０ｎｍの可視域帯域でのＶＣＳＥＬを用いた場合には、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
［第一の実施の形態］
本発明の第一の実施の形態を図１に基づいて説明する。
【００５７】
図１は、本発明の第一の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【００５８】
図１（ａ）に示すように、基板１上に、順にアンダークラッド層２、光導波路を有する光導波路層であるコア層３、およびレジスト層４を形成する。アンダークラッド層２、コア層３、およびレジスト層４の形成については、周知であるので、ここでの説明は省略する。基板１としては、ガラス基板、セラミック基板、高分子からなる基板等の種々の材料からなる基板を用いることができる。より具体的には、基板１は、ガラス−エポキシ複合電気配線基板、ガラス−フッ素化合物複合電気配線基板、セラミックス電気配線基板等を用いることができる。なお、特に図示はしていないが、基板１上および基板１内には、電気配線、スルーホールを有している。アンダークラッド層２は、基板１や下地層との密着性が高く、熱膨張係数差が小さいことが好ましい。なお、アンダークラッド層２とコア層３、アンダークラッド層２と基板１、およびコア層３とレジスト層４との間に中間層を設けてもよい。このような中間層の吸収係数や屈折率は、光導波路構成の一つとして最低に設計されることが必要である。光導波路材料としては、伝播光が近赤外光から可視光である場合には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリシラノール樹脂、ポリシラン、ガラス等を用いることができる。なお、ダイシングによりコア層３の一部を除去する場合には、レジスト層４を設けなくてもよいが、コア層３の保護層として上部被覆層を設けても良い。
【００５９】
続いて、図１（ｂ）に示すように、露光装置によってレジスト層４に所定のパターンを露光した後、現像を行なうことにより露光部分のレジスト層４が溶解され、残ったレジスト層４により凹形状が形成されてパターニングがなされる。
【００６０】
この状態で、図１（ｃ）に示すように、コア層３上のレジスト層４をエッチングマスクとしてコア層３をドライエッチングによりエッチング（異方性エッチング）することで、コア層３に逆テーパ形状の断面５を有する光導波路微小構造を形成する。
【００６１】
次に、図１（ｄ）に示すように、レジスト層４によりコア層３上部が被覆されている状態のまま、カップリング剤を含有する親水化処理液に浸漬して、断面５の部分に親水化処理部分６を形成する。なお、光導波路材料がガラスのように、元々親水性の面を有する場合には、この親水化処理を施さなくても良い。光導波路端面の親水性部分は、露光パターニングによるレジスト層４や印刷層によるマスキング処理により露出部分を親水性化処理する以外にも、インクジェットや印刷処理や光照射により直接に親水性化処理を施しても効果的である。また、適宜、親油化処理を施したり、保護膜を施すことも効果的である。
【００６２】
この後、図１（ｅ）に示すように、レジスト層４を研磨、薬品処理またはドライエッチングにより除去する。
【００６３】
このようにしてレジスト層４を除去した後、図１（ｆ）に示すように、全部または部分的に銅の無電解メッキ液に浸漬して、この親水化処理部分６に銅無電解メッキ膜（金属薄膜）７を形成する。無電解メッキの上に、さらに電解メッキを施して金属薄膜厚さを厚くすることも効果的である。このように無電解メッキにより容易に親水化処理部分６に選択的にメッキ層を設けることができるので、コア層３（光導波路）の端面のみに容易に金属薄膜７を作製することができる。また、不要な面に形成した無電解メッキ部分を、後からレーザ、フォトリソによるエッチングにより除去することも効果的である。さらに、銅のみから金属反射膜を形成する以外に、銅と他の金属からなる反射膜を組み合わせることも金属の密着力を向上させるとともに、反射率を向上させることに効果的である。
【００６４】
次に、予めパターニングされた熱可塑性材料からなる高分子フィルムをコア層３及びアンダークラッド層２に対して密着させて押圧することにより、図１（ｇ）に示すような基板１上部方向にレベリングされたオーバクラッド層８を形成する。
【００６５】
最後に、図１（ｈ）に示すように、オーバクラッド層８の上部に配線電極９を銅箔圧着とエッチングにより形成する。
【００６６】
そして、図１（ｈ）に示すように、別途作製した光伝送素子である面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface-Emitting Laser）１０（または、ＶＣＳＥＬ１０を実装したインタポーザ基板）を、この配線電極９に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。ここで、１１はＶＣＳＥＬ１０の発光面であり、１２はＶＣＳＥＬ１０に設けられた配線電極であり、１３は配線電極９とＶＣＳＥＬ１０に設けられた配線電極１２とを電気的に結合するハンダバンプであり、１４はＶＣＳＥＬ１０からの出射光束である。
【００６７】
ここで、波長８５０ｎｍの可視域帯域でのＶＣＳＥＬ１０を用いた場合には、銅無電解メッキ膜７（銅からなる金属薄膜）を用いることにより、アルミからなる反射膜の場合と比べて非常に高い金属反射率を得ることができ、金または銀からなる反射膜の場合と同様の金属反射率を得ることができる。
【００６８】
上述したような光配線システムの製造方法により、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路を容易に形成できる。
【００６９】
また、上述したような光配線システムの製造方法は、光導波路端面の反射ミラーが金属薄膜により形成されているので、光導波路端面への空気中の結露やホコリにより反射率の低減を受けにくくなる。
【００７０】
また、上述したような無電解メッキからなる反射ミラーは、主基板となる光導波路を有する基板とは別の、この主基板よりも小さい主基板に実装する補助基板に形成した光導波路を用いて光配線システムを構成する場合の、この補助基板上の光導波路に対する光配線システムの一部の製造方法としても効果的である。
【００７１】
なお、図１においては光伝送素子として発光素子であるＶＣＳＥＬ１０を適用したが、光伝送素子として受光素子であるＰＤ（Photo Detector）を適用するようにしても良い。このようなＰＤを搭載した光配線システムとＶＣＳＥＬ１０を搭載した光配線システムとをペアで備えることにより、光伝送によるデータ伝送を行うことができるようになる。
【００７２】
［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態を図２に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する（以降の実施の形態についても同様）。本実施の形態は、前述した第一の実施の形態とは、オーバクラッド層の形成手法が異なるものである。
【００７３】
図２は、本発明の第二の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【００７４】
図２（ａ）〜（ｆ）については、前述した第一の実施の形態の図１（ａ）〜（ｆ）と何ら変わるものではないため、その説明は省略する。
【００７５】
銅無電解メッキ膜７が形成されると、図２（ｇ）に示すように、コア層３及びアンダークラッド層２の上部にオーバクラッド層１５をスピンコートにより形成し、ポストベークまたは光照射を行い完全に硬化させる。
【００７６】
その後、図２（ｈ）に示すように、このオーバクラッド層１５の上部に、第一の実施の形態と同様に、配線電極１２を銅箔圧着とエッチングにより形成する。
【００７７】
そして、図２（ｈ）に示すように、別途作製したＶＣＳＥＬ１０（または、ＶＣＳＥＬ１０を実装したインタポーザ基板）を、この配線電極９に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。
【００７８】
上述したような光配線システムの製造方法により、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路を容易に形成できる。
【００７９】
本実施の形態の光配線システムの形成方法によれば、光導波路端面の反射ミラーを金属薄膜である銅無電解メッキ膜７で構成することにより、オーバクラッド層１５に完全に埋め込むことができる。これにより、光伝送素子を基板と接合する電極部分を光反射ミラーと近接させることができるので、位置精度を向上することができるようになる。また、空気と遮断されるように完全に埋め込まれているので、金属反射の空気酸化による反射率の低下を低減することができるようになる。
【００８０】
なお、オーバクラッド層１５の代わりに、コア埋め込み層を設けて、その後にオーバクラッド層を設けても良い。また、オーバクラッド層は２層以上を設けることも効果的である。
【００８１】
［第三の実施の形態］
本発明の第三の実施の形態を図３または図４に基づいて説明する。
【００８２】
図３は、本発明の第三の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【００８３】
図３（ａ）〜（ｃ）については、前述した第一の実施の形態の図１（ａ）〜（ｃ）と何ら変わるものではないため、その説明は省略する。
【００８４】
エッチング（異方性エッチング）することで、コア層３に断面５を有する光導波路微小構造が形成されると、図３（ｄ）に示すように、コア層３上部のレジスト層４を剥離する。
【００８５】
次に、図３（ｅ）に示すように、図３（ｃ）であらかじめ形成した光導波路のコア層３端面の逆テーパ形状（断面５）付近に、親水性部２０ａを有している微小誘電体２０を形成する。微小誘電体２０は、コーティング、デポジッション、フィルム付着等の成膜手法とフォトリソやエッチングを組み合わせて作製しても良いし、インクジェットやスクリーン印刷手法により作製しても良い。例えば、基板上１に感光性材料を塗布して感光性材料層を形成した後、感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成する。その後、感光性材料層を現像することにより、基板１上に微小誘電体２０を形成することができる。また、微小誘電体２０上の親水性部２０ａは、あらかじめ親水性部が表面に露出可能な材料単体または混合体を用いても良いし、微小誘電体２０の形状を作製した後に、インクジェットや浸漬や成膜手法およびパターニング手法を組み合わせても良い。この後、図３（ｅ）に示すように、銅の無電解メッキ浴に浸漬して、無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜２１を微小誘電体２０上に形成する。
【００８６】
その後、図３（ｆ）に示すように、さらに電解メッキにより金属薄膜２１の厚さを厚くすることにより、コア層３端面との隙間を充填せしめて、コア層３端面の外側を被覆する金属被覆層２２とする。この金属被覆層２２も、一種の金属薄膜である。なお、隙間が非常に小さい場合には、無電解メッキによる銅薄膜２１のみでも良い。また、銅以外の複数の種類の金属薄膜を設けても良い。すなわち、金属被覆層２２は光導波路端面に密着しており、光導波路の金属反射ミラーとして機能するものである。
【００８７】
次に、図３（ｇ）に示すように、コア層３の上部にオーバクラッド層２３を形成し、金属反射ミラー（金属被覆層２２）を有する光導波路を作製する。
【００８８】
最後に、図３（ｈ）に示すように、オーバクラッド層２３の上部に配線電極９を銅箔圧着とエッチングにより形成する。
【００８９】
そして、図３（ｈ）に示すように、別途作製した光伝送素子であるＶＣＳＥＬ１０（または、ＶＣＳＥＬ１０を実装したインタポーザ基板）を、この配線電極９に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。
【００９０】
上述したような光配線システムの製造方法により、全反射によらずに金属反射による高い光結合効率の反射面を有する光導波路を容易に形成できる。
【００９１】
本実施の形態の光配線システムの形成方法によれば、微小誘電体２０上に形成した金属被覆層２２を光導波路層のコア層３に対して反射ミラーとして機能させており、コア層３と異なる部分の微小誘電体２０は親水性状態、形状およびその精度をコア層３と独立して制御することができるので、金属反射膜を容易に形成することができるようになり、より金属反射膜を容易に作製できるようになる。
【００９２】
なお、微小誘電体２０の変形例について図４を参照して説明する。図４に示すように、基板１上に、親水性部２０ａを有している微小誘電体２０を設ける。微小誘電体２０は、コーティング、デポジッション、フィルム付着等の成膜手法とフォトリソやエッチングを組み合わせて作製しても良いし、インクジェットやスクリーン印刷手法により作製してもよい。また、微小誘電体２０上の親水性部２０ａは、あらかじめ親水性部が表面に露出可能な材料単体または混合体を用いても良いし、微小誘電体２０の形状を作製した後に、インクジェットや浸漬や成膜手法およびパターニング手法を組み合わせても良い。この後、銅の無電解メッキ浴に浸漬して、無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜２１を微小誘電体２０上に形成する。
【００９３】
その後、アンダークラッド層２、コア層３およびオーバクラッド層２３をスピンコートやスクリーン印刷やインクジエット等の流動性を有する材料を積層させて形成した場合に、その流動性や硬化条件に対して曲率を最適化することにより、従来のアンダークラッド層２またはオーバクラッド層２３とコア層３との界面の平面性を向上することができるようになる。
【００９４】
なお、この変形例における微小誘電体２０は、図４に示すように、コア層３に対応した部分は略平面部分ａを有し、コア層３以外のクラッド層２，２３に対応した部分で微小誘電体構造に曲面部分ｂを有している。このような曲面部分ｂを有する微小誘電体構造は、曲面部分ｂを有しない微小誘電体を熱により変形させたり、ウエットまたはドライエッチング処理により変形せしめたり、露光により形成する場合に拡散作用のある光学素子を用いたり、解像度を低減せしめる光学システムまたは光学素子を設けることにより、形成することができる。
【００９５】
この形成方法に伴い、金属被覆層２２の反射ミラー面自体もその微小粗さが低減されるので、形状精度が向上することと、反射ミラーの面粗さが低減することの２つにより、光結合効率を向上することができるようになる。
【００９６】
［第四の実施の形態］
本発明の第四の実施の形態を図５に基づいて説明する。
【００９７】
図５は、本発明の第四の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【００９８】
図５（ａ）に示すように、基板１上に、微小誘電体３０を形成する。例えば、基板上１に感光性材料を塗布して感光性材料層を形成した後、感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成する。その後、感光性材料層を現像することにより、基板１上に微小誘電体３０を形成することができる。この微小誘電体３０の表面に親水性部分３０ａを形成する。この親水性部分３０ａは、微小誘電体３０の材料特性によるものでも良いし、微小誘電体３０を形成後に、表面を親水性化処理を施したものでも良い。親水性化処理を施す場合には、微小誘電体３０の表面の全部でも良いし、パターニングして親水性処理を施しても良い。このような微小誘電体３０は、あらかじめ光導波路端面のパターンを転写できるように、光導波路端面の形状に対してネガ形状となる形状に形成しておくことが好ましい。また、以下に示す次工程での金属薄膜形成分の厚さに対応して、微小誘電体３０の表面形状を変形しておくことが好ましい。
【００９９】
この後、図５（ｂ）に示すように、銅の無電解メッキ浴に浸漬して、無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜３１を微小誘電体３０の表面に形成する。この無電解メッキは単独で形成しても良いし、無電解メッキの後に電解メッキを組み合わせることも効果的である。また、無電解メッキは、その無電解メッキ浴の成分や温度を制御することにより、メッキ成長速度を優先したり、メッキ表面粗さの低減を優先することが可能である。無電解メッキ初期にはメッキ成長速度を優先させ、無電解メッキ成長終期には、メッキ表面粗さを光学レベルにするように条件設定することがより好ましい。
【０１００】
次に、図５（ｃ）に示すように、微小誘電体３０上およびその表面に形成した金属薄膜３１をそのまま基板１上に残したまま、アンダークラッド層２、コア層３、オーバクラッド層３２を形成し、微小誘電体３０を完全に埋め込み、表面はオーバクラッド層３２にする。
【０１０１】
最後に、図５（ｄ）に示すように、オーバクラッド層３２の上部に配線電極９を銅箔圧着とエッチングにより形成する。
【０１０２】
そして、図５（ｄ）に示すように、別途作製した光伝送素子であるＶＣＳＥＬ１０（または、ＶＣＳＥＬ１０を実装したインタポーザ基板）を、この配線電極９に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。
【０１０３】
本実施の形態の光配線システムの製造方法においては、光導波路の反射ミラーの形状加工工程が不要で、あらかじめ光導波路と異なる部材として微小誘電体３０として光導波路の転写ネガパターンを形成しているので、多層構造からなり、ＶＣＳＥＬ１０から離れるにしたがってコア層３の面積が小さくなる逆テーパ形状からなる光導波路のミラー部分を、基板に対してテーパ構造として簡単に作製できるようになる。これにより、より経済性が高い光配線システムの製造方法を提供することができるようになる、
微小誘電体３０は、金属の無電解メッキにより形成した金属薄膜３１を表面に設けることにより光導波路の反射ミラーを形成しているので、微小誘電体３０を構成する材料自体が金属からなる必要がないので、微小誘電体３０を、フォトリソを用いたエッチングやリフトオフ、ナノインプリント、インクジェットやスクリーン印刷、オフセット印刷、レーザアブソレーション等の種々のパターニング方法を用いて形成することができるので、形状を高精度に形成したり、材料コストや工程時間を改善することで、より経済性を向上させて形成することができるようになる。
【０１０４】
また、微小誘電体３０と光導波路部分との間に中間層を設けても良い。中間層は、密着性を増加させたり、形状を制御したり、金属薄膜３１の増反射誘電体膜として用いたりすることができる。
【０１０５】
また、微小誘電体３０は、光導波路に完全に埋め込まなくてもよく、オーバクラッド層３２から露出していても良い。また、微小誘電体３０は、複数の光導波路に対する金属薄膜３１を形成してもよい。また、微小誘電体３０の金属薄膜３１は、光導波路の反射ミラーとして用いる以外に、光配線システムと同時用いる場合の電気配線システムの電極として用いたり、別途に作製して基板に実装する光伝送素子の電極パッドやアライメントマークとして用いても良い。
【０１０６】
［第五の実施の形態］
本発明の第五の実施の形態を図６に基づいて説明する。
【０１０７】
図６は、本発明の第五の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【０１０８】
まず、図６（ａ）に示すように、基板１に上に微小誘電体４０を形成する。例えば、基板上１に感光性材料を塗布して感光性材料層を形成した後、感光性材料層に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部を形成する。その後、感光性材料層を現像することにより、基板１上に微小誘電体４０を形成することができる。なお、微小誘電体４０は、あらかじめ光導波路端面のパターンを転写できるように、光導波路端面の形状に対してネガ形状となる形状に形成しておくことが好ましい。また、以下に示す次工程での金属薄膜形成分の厚さに対応して、微小誘電体４０の表面形状を変形しておくことが好ましい。
【０１０９】
この後、図６（ｂ）に示すように、微小誘電体４０上をそのまま基板１上に残したまま、アンダークラッド層２、コア層３、オーバクラッド層４１を形成し、微小誘電体４０の少なくとも一部分を埋め込み、表面はオーバクラッド層４１にする。
【０１１０】
この後、図６（ｃ）に示すように、微小誘電体４０をウエットエッチングにより基板１上から除去して、光導波路端面４２を形成する。
【０１１１】
その後、インクジェット法や印刷法等により微小誘電体４０を除去した部分に親水化処理のためのカップリング剤を挿入した後に不要なカップリング剤を除去し、図６（ｄ）に示すように、光導波路端面４２に親水化処理層４３を形成する。このとき、親水化処理層４３を部分的に行うために、あらかじめ保護層をオーバクラッド層４１上部に形成しておくことも効果的である。保護層は、微小誘電体４０を除去後に形成しても良い。基板１の上部から親水化処理液を噴霧することにより、逆テーパ形状部分以外をセルフアライメントされてパターニングすることができる。また、あらかじめオーバクラッド層４１の形成に連続して形成しても良い。
【０１１２】
その後、図６（ｅ）に示すように、この基板１を無電解メッキ浴に浸漬して、光導波路端面４２上に無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜４４を形成する。
【０１１３】
そして、特に図示しないが、前述した第一ないし第四の実施の形態と同様に、オーバクラッド層４１の上部に、配線電極を銅箔圧着とエッチングにより形成し、別途作製した光伝送素子であるＶＣＳＥＬ（または、ＶＣＳＥＬを実装したインタポーザ基板）を、この配線電極に対してフリップチップによるバンプ実装することにより、光配線システムを構成する。
【０１１４】
本実施の形態の光配線システムの製造方法においては、光導波路の反射ミラーの形状加工工程が不要で、あらかじめ光導波路と異なる部材として微小誘電体４０として光導波路の転写ネガパターンを形成しているので、多層構造からなり、ＶＣＳＥＬ１０から離れるにしたがってコア層３の面積が小さくなる逆テーパ形状からなる光導波路のミラー部分を、基板に対してテーパ構造として簡単に作製できるようになる。これにより、より経済性が高い光配線システムの製造方法を提供することができるようになる。
【０１１５】
［第六の実施の形態］
本発明の第六の実施の形態を図７に基づいて説明する。
【０１１６】
図７は、本発明の第六の実施の形態として、光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【０１１７】
まず、図７（ａ）に示すように、基板上１にポジ型感光性材料を塗布してポジ型感光性材料層７１を形成する。次いで、図７（ｂ）に示すように、ポジ型感光性材料層７１に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部７２を形成する。その後、図７（ｃ）に示すように、ポジ型感光性材料層７１を現像して基板１上に微小誘電体７３を形成する。
【０１１８】
ここで、多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体の製造方法について図８を参照しつつ説明する。図８において、５１は紫外線レーザ、５２はコリメータレンズ、５３はホモジナイザ、５４はレーザ光束、５５は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、５６は反射型空間光変調素子、５７は縮小結像レンズ、７１はポジ型感光性材料層、１は基板、５８は基板支持部材、５９ａ，５９ｂは基板支持部材移動手段である。
【０１１９】
図８に示すように、紫外線レーザ５１から放出されたレーザ光は、コリメータレンズ５２を介してホモジナイザ５３に入射し、ホモジナイザ５３によりそのビーム面積強度を均一化される。ホモジナイザ５３は、非球面２面レンズにより構成したり、２組のフライアイレンズまたは４組のシリンドリカルレンズ等により構成することができる。ホモジナイザ５３に加えて、レーザ光のコヒーレント低減光学素子を組み合わせるようにしても良い。
【０１２０】
このようにして均一化されたレーザ光は、ＰＢＳ５５で反射されて反射型空間光変調素子５６に入射する。ＰＢＳ５５は、キュービック型の多層膜型ＰＢＳやワイヤグリッド偏光子を用いることができる。反射型空間光変調素子５６としては、ＬＣＯＳと呼ばれる液晶素子をシリコン基板上に形成した素子や、ポリシリコン基板上に反射ミラーと液晶素子を形成した素子等を用いることができる。ＬＣＯＳでは、偏光方向をドットごとに制御できるが、外部からの入力されたデータに従ってＬＣＯＳの１ドットからの反射光を多階調に制御したり、ＬＣＯＳの複数ドットからの反射光をディザ法により多階調に制御したりすることにより、面積階調反射型マスクとして用いる。また、このＬＣＯＳを機械手段により動的に振動させたり、垂直配向液晶やＴＮ液晶等の光学素子によりピクセルシフトしたりすることにより、その面積階調性をより高解像度に制御することも非常に効果的である。
【０１２１】
この反射型空間光変調素子５６により反射されたレーザ光からなる反射光は、縮小結像レンズ５７により基板１上のポジ型感光性材料層７１に結像される。ＬＣＯＳの１ドットに１４μｍのものを用い、２０分の１に縮小することにより、０．７μｍの画素を形成でき、２値階調のＬＣＯＳ制御の場合においても、ポジ型感光性材料層７１上で約５μｍ単位で６４階調を実現することができる。また、２５６階調のレーザ光の露光をＬＣＯＳを用いた場合は、約１．４μｍ単位で１０２４階調と非常に多階調数のレーザ光の露光を実現することもできる。これらの露光は、必要に応じて拡散作用または解像度低減作用のある光学素子を結合光学系の一部に設けることにより、６４階調といった離散的な階調数においてもその量子化のステップを消去して、露光量として十分になだらかに変化する階調性露光を実現することもできる。
【０１２２】
これにより、５０μｍ程度のコア径のコア層を有する光導波路においても、感光性材料のγ特性に最適化して、露光した部分の現像液に対する溶解性を高めることにより、露光と現像工程により基板上部の面積が小さいテーパ形状の微小誘電体を高精度に非常に簡単に作成することができる。
【０１２３】
このような光配線システムの微小誘電体の製造方法によれば、ＬＣＯＳに入力するデータを任意に制御することにより、その多階調露光の面積分布を容易に変更可能であるので、基板支持部材５８の基板支持部材移動手段５９ａ，５９ｂと連携制御することにより、基板１ごとの個別の設計デザインごとに対応した微小誘電体を非常に容易に高速に形成することができるようになる。なお、基板１自体を移動させる方法以外に、上部の露光光学系全体または一部を移動させたり、偏向光学手段を組み合わせるようにしても良い。
【０１２４】
電気配線システムは、製造される基板の種類が非常に多く、その基板ごとの個別の設計デザインに対応して、電極パッド、スルーホール、電気配線等がフォトリソや印刷工程により容易に高速に作製することができる。しかし、パターニングのためのフォトリソ工程として、単純な透過型の１ドット多階調マスクまたは透過型のディザ法多階調を用いた場合には、ＩＣ製造と同様のフォトリソマスクを、製造される基板種類ごとに作製する必要があり、製造枚数の小さい場合に経済性に劣る。本実施の形態の光配線システムの製造方法においては、反射型ＬＣＯＳを用いて個別の設計に対応した多階調マスクパターンとし、レーザ光を照射することにより、少数枚数の基板においても非常に経済性の高くかつ高速に光配線システムを形成することができるようになる。
【０１２５】
なお、縮小結像レンズ５７に設ける拡散手段としては、拡散板や回折格子を用いたりすることができる。また、縮小結像レンズ５７はＬＣＯＳの１画素が十分に小さい場合には等倍結像系や拡大結象系を用いてもよい。また、実際の結像系のレンズで取り込むレーザ光に対しては、ＬＣＯＳ等による回折の影響があるため、ＬＣＯＳでの面積変調パターンに対応して開口を透過できる光束が変動することによる光利用効率の変動、さらには反射光のＮＡが変動したり面積分布パターンが変動することによる解像度の変動に対応させて、あらかじめＬＯＣＳによる空間光変調のデータを補正制御することは非常に効果的である。
【０１２６】
この光配線システムの製造方法は、微小誘電体の製造そのもの以外にも、光硬化型の感光性材料を用いて、逆テーパ形状を有するコア層を直接に作製することに用いても非常に効果的である。
【０１２７】
以上が、多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体７３の製造方法についての説明である。
【０１２８】
このようにして微小誘電体７３が形成されると、図７（ｄ）に示すように、銅の無電解メッキ浴に浸漬して、無電解銅メッキからなる銅の金属薄膜７４を微小誘電体７３上に形成する。
【０１２９】
続いて、図７（ｅ）に示すように、微小誘電体７３上およびその表面に形成した金属薄膜７４をそのまま基板１上に残したまま、アンダークラッド層２、コア層３、オーバクラッド層７５を形成し、微小誘電体７３を完全に埋め込み、表面はオーバクラッド層７５にする。さらに、図７（ｅ）に示すように、このオーバクラッド層７５の上に再びポジ型感光性材料層７６を形成する。
【０１３０】
次に、図７（ｆ）に示すように、ポジ型感光性材料層７６に対して紫外線を多階調露光して多階調紫外線露光部７７を形成する。この多階調露光は、図８に示したような空間光変調器を用いた多諧調露光方法を用いる。すなわち、この多階調露光方法として、微小誘電体７３の形成方法と同一の手法を用いることができるので、余分な装置をラインに設ける必要がなく、非常に経済的である。
【０１３１】
この後、図７（ｇ）に示すように、ポジ型感光性材料層７６を現像してオーバクラッド層７５上にマイクロレンズ７８を形成した後、図７（ｈ）に示すように、マイクロレンズ７８及びオーバクラッド層７５の上部にオーバクラッド層７９をスピンコートにより形成し、ポストベークまたは光照射を行い完全に硬化させる。
【０１３２】
最後に、図７（ｉ）に示すように、オーバクラッド層７９の上部に配線電極９を銅箔圧着とエッチングにより形成する。そして、別途作製したＶＣＳＥＬ１０（または、ＶＣＳＥＬ１０を実装したインタポーザ基板）を、この配線電極９に対してフリップチップによるバンプ実装をすることにより、光配線システムを構成する。
【０１３３】
オーバクラッド層７５上のマイクロレンズ７８は、ＶＣＳＥＬ１０（または、ＶＣＳＥＬ１０を実装したインタポーザ基板）の入出射光８０を光導波路端面に形成した反射ミラー（金属薄膜７４）の光結合部において光結合することができる。このとき、マイクロレンズ７８は平行ビームを光結合することができるので、５０μｍという小さなコア径を４倍以上の２００μｍ径の平行ビームとして入出射できるようになるので、アライメントがずれた場合のトレランスを大きく向上することができるようになり、より工程速度を向上した、より一層に経済性の高い光配線システムの製造方法を実現することができるようになる。
【０１３４】
ここで、多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体の製造方法の変形例について図９を参照しつつ説明する。図９に示す微小誘電体の製造方法は、図８で説明した微小誘電体の製造方法とは、結像光学系の構成が異なるものである。したがって、図８で説明した微小誘電体の製造方法と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【０１３５】
図８に示すように、本実施の形態の結像光学系は、拡大結像レンズ６１と、透過型面積階調マスク６２と、縮小結像レンズ６３とで構成されている。
【０１３６】
反射型空間光変調素子５６により反射されたレーザ光からなる反射光は、拡大結像レンズ６１により、透過型面積階調マスク６２に結像され、この透過型面積階調マスク６２により複合的に階調制御される。この透過型面積階調マスク６２において複合階調制御されたレーザ光は、縮小結像レンズ６３により基板１上のポジ型感光性材料層７１に結像される。
【０１３７】
反射型空間光変調素子５６として２階調の高速強誘電体液晶からなるＬＣＯＳを用い、さらにこの１ドットに２５μｍのものを用い、２０倍に拡大することにより、透過型面積階調マスク６２は、５００μｍ単位で透過率を２階調で制御することができる。さらに、透過型面積階調マスク６２を、５００μｍ単位で、複数種類の多階調透過パターンを形成しておき、この透過型面積階調マスク６２のうちで選択的に多階調露光したい種類の多階調透過パターンの位置および領域に対応するＬＣＯＳの１画素を２階調でスイッチングすることにより、複数種類の多階調透過パターンを簡単に制御することができる。このようにして選択された透過型面積階調マスク６２の多階調透過パターンは、縮小レンズにより２０分の１に縮小することにより、２５０μｍ単位で多階調数のレーザ光の露光を実現することもできる。これらの露光は、必要に応じて拡散作用または解像度低減作用のある光学素子を結合光学系の一部に設けることにより、６４階調といった離散的な階調数においてもその量子化のステップを消去して、露光量として十分になだらかに変化する階調性露光を実現することもできる。
【０１３８】
これにより、５０μｍ程度のコア径のコア層を有する光導波路においても、感光性材料のγ特性に最適化して、露光した部分の現像液に対する溶解性を高めることにより、露光と現像工程により基板上部の面積が小さな順テーパ形状の微小誘電体を高精度に非常に簡単に作成することができる。
【０１３９】
また、多階調性の固定パターンを透過型面積階調マスク６２上にあらかじめ形成しておくことができるので、解像度を向上させることもできる。特に、拡大結像レンズ６１を用いることにより、透過型面積階調マスク６２を、ディザ法により形成しても非常に高解像度の多階調マスクとして機能させることができる。
【０１４０】
なお、本実施の形態においては、拡大結像レンズ６１と縮小結像レンズ６３を用いているが、これらはそれぞれの露光したい対象に応じて、拡大、等倍、縮小の組み合わせ、およびその倍率を最適に設計さらにはズームレンズや挿入変倍レンズにより制御することも効果的である。
【０１４１】
また、２値のＬＣＯＳ（反射型空間光変調素子５６）と透過型面積階調マスク６２を用いる以外に、ＬＣＯＳで多階調性を実現し、透過型面積階調マスク６２は低階調で補助的に用いるなど、複合多階調の度合い露光対象に応じて最適化することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の第一の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【図４】微小誘電体の変形例を示す模式図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【図６】本発明の第五の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【図７】本発明の第六の実施の形態の光配線システムの製造方法を示す模式図である。
【図８】多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体の製造方法を示す模式図である。
【図９】多階調露光方法による光配線システムの微小誘電体の製造方法の変形例を示す模式図である。
【図１０】従来の光伝送素子パッケージの構成例を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１        基板
３        光導波路層
１０      光伝送素子
７，２１，２２，３１，４４，７４    金属薄膜
２０，３０，４０，７３    微小誘電体
【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】
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【図９】
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【図１０】
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