(57)【要約】【課題】  湾曲した主表面を有する基板型光ウエーブガイド及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  一実施例では、感光性クラッディング層が、第１グレースケールマスクを通過した化学線にさらされてパターニングされ、その後に現像され、湾曲した主底面を有する溝を層内に規定する。そして、感光性コア材料層が溝状に形成され、第２グレースケールマスクを通過した化学線にさらされてパターニングされ、現像され、コアエレメントを規定する。コアエレメントは、溝の中に設けられ、湾曲した主底面と湾曲した主上面を有する。【選択図】  図１
2005208651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が伝送する伝搬軸と、クラッディング層と、コアエレメントとを有する基板型光ウエーブガイドを製造する方法であって、前記コアエレメントは、前記ウエーブガイドの伝搬軸に平行に伸びる寸法と、該伸びる寸法を横切る横断面とを有し、当該方法は：
（ａ）感光性クラッディング材料より成る下位クラッディング層を形成する工程；
（ｂ）第１のグレースケールマスクを通過した化学線に前記下位クラッディング層をさらす工程；
（ｃ）露光されたパターンを現像し、前記下位クラッディング層内に位置し且つ３次元的な属性を有する溝を形成する工程；
（ｄ）前記溝及び残りの下位クラッディング層の部分上に感光性コア材料より成るコア層を形成する工程；
（ｅ）第２のグレースケールマスクを通過した化学線に前記コア層をさらす工程；及び
（ｆ）露光されたパターンを現像し、前記溝上に位置し且つ３次元的な属性を有するコア材料より成るエレメントを形成する工程；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記感光性クラッディング材料が、ポジ型である
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記感光性コア材料が、ポジ型である
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
コアエレメント及び下位クラッディング層の露出部分上に上位クラッディング層を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
（ｃ）の工程後であって（ｄ）の工程前に、前記下位クラッディング層を少なくとも部分的に硬化させる工程を更に有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
（ｃ）の工程後であって（ｄ）の工程前に、（ｅ）の工程で使用される化学線に対する前記下位クラッディング層の感度を減らす工程を更に有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
コア材料のエレメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で円形断面を有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
コア材料のエレメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で楕円形断面を有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
コア材料のエレメントが、湾曲した上部及び下部表面を有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
クラッディング及びコア材料の各々が共通のベース感光性ポリマ材料より成り、前記クラッディング及びコア材料の一方が、別のポリマ材料より成るマイナー添加物を含む
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
光が伝搬する伝搬軸と、クラッディング層と、コアエレメントとを有する基板型光ウエーブガイドを製造する方法であって、前記コアエレメントは、前記ウエーブガイドの伝搬軸に平行に伸びる寸法と、該伸びる寸法を横切る横断面とを有し、当該方法は：
（ａ）感光性クラッディング材料より成るクラッディング層を基板に形成する工程であって、前記クラッディング材料の現像液に対する溶解性は、化学線の露光放射線量の関数であるところの工程；
（ｂ）第１のグレースケールマスクを通過した化学線に前記クラッディング層をさらしてパターニングする工程であって、前記第１のグレースケールマスクは前記コアエレメントの第１部分を規定する第１領域を有し、前記第１領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、前記第１部分のコアエレメントの前記横断面を最初に規定する幅とを有し、前記グレースケールマスクの前記第１領域は、該幅に沿った不透明度のグラデーションを有するところの工程；
（ｃ）クラッディング層を現像液にさらし、感光性クラッディング材料の層内に溝を形成する工程であって、該溝はウエーブガイドの伝搬軸に沿った長さと湾曲した主表面とを備えた第１部分を有し、湾曲した主表面は、溝の第１部分の長さ方向を横切る方向で湾曲しているところの工程；
（ｄ）前記溝及び前記クラッディング層上に感光性コア材料より成るコア層を形成する工程であって、前記コア材料の現像液に対する溶解性は、化学線の露光放射線量の関数であるところの工程；
（ｅ）第２のグレースケールマスクを通過した化学線に前記コア層をさらしてパターニングする工程であって、前記第２のグレースケールマスクは、ウエーブガイドのコアエレメントの前記第１部分を更に規定する第１領域を有し、前記第１領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、前記第１部分のコアエレメントの前記横断面を更に規定する幅とを有し、前記第２のグレースケールマスクの前記第１領域は、該幅に沿った不透明度のグラデーションを有するところの工程；
（ｆ）コア層を現像液にさらし、ウエーブガイドのコアエレメントの第１部分を形成する工程；
を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
（ｂ）の工程で使用される前記第１のグレースケールマスクが、コアエレメントの第２部分を規定する第２領域を有し、前記第２領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、コアエレメントの第２部分の前記横断面を最初に規定する幅とを有し、前記第１のグレースケールマスクの前記第２領域は、該幅に沿った不透明度の第１のグラデーションと該幅に沿った不透明度の第２のグラデーションとを有し；
クラッディング層を現像液にさらす（ｃ）の工程が、ウエーブガイドの伝搬軸に沿った長さと主表面とを備えた第２部分を有する溝を更に形成し、該主表面は、溝の第２部分の長さ方向を横切る方向で湾曲し、前記溝の第２部分は該幅の中でのグラデーション及び該深さの中でのグラデーションを有し；
コア層を形成する（ｄ）の工程が、前記溝の第２部分上に感光性コア材料を更に形成し；
（ｅ）の工程で使用される前記第２のグレースケールマスクが、ウエーブガイドのコアエレメントの第２部分を更に規定する第２領域を有し、前記第２領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、コアエレメントの第２部分の前記横断面を更に規定する幅とを有し、前記第２のグレースケールマスクの前記第２領域は、該幅に沿った不透明度の第１のグラデーションと該幅に沿った不透明度の第２のグラデーションとを有し；
コア層を現像液にさらす（ｆ）の工程が、ウエーブガイドのコアエレメントの第２部分を更に形成する；
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
（ｂ）の工程で使用される前記第１のグレースケールマスクが、コアエレメントの第２セグメントを規定する第２領域を有し、前記第２領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、コアエレメントの第２セグメントの前記横断面を最初に規定する幅とを有し、前記第１のグレースケールマスクの前記第２領域は、該幅に沿った不透明度の第１のグラデーションを備えた第１部分と、ある地点の周囲に不透明度の放射状グラデーションを備えた第２部分とを有し；
クラッディング層を現像液にさらす（ｃ）の工程が、ウエーブガイドの伝搬軸に沿った長さと主表面とを備えた第２セグメントを有する溝を更に形成し、該主表面は前記溝の第２セグメントの長さ方向を横切る方向で湾曲し、前記溝の第２セグメントの前記主表面は、前記溝の第２セグメントの長さ方向に湾曲した部分を更に有し；
コア層を形成する（ｄ）の工程が、前記溝の第２セグメント上に感光性コア材料を更に設け；
（ｅ）の工程で使用される前記第２のグレースケールマスクが、ウエーブガイドのコアエレメントの第２セグメントを更に規定する第２領域を有し、前記第２領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、コアエレメントの第２セグメントの前記横断面を更に規定する幅とを有し、前記第２のグレースケールマスクの前記第２領域は、前記第２領域の幅方向にて不透明度のグラデーションを備えた第１部分と、円状又は楕円状の一定の不透明度を有する第２部分とを更に有し；及び
コア層を現像液にさらす（ｆ）の工程が、前記ウエーブガイドのコアエレメントの第２セグメントを更に形成する
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
光が伝搬する伝搬軸を有する基板型光ウエーブガイドであって：
上部表面と、下部表面と、第１の自由空間波長を有する光に対する第１の屈折率と、前記上部表面に形成された溝とを有する下位クラッディング層であって、前記溝は湾曲した主表面と最も深い深度とを備えた第１セグメントを有し、該最も深い深度は下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記下位クラッディング層は、該下位クラッディング層が、ある量の光活性化合物及び／又はある量の分解された光活性化合物から形成されるように、感光性材料から形成されるところの下位クラッディング層；
ウエーブガイドの伝搬軸に平行に伸びた寸法と、該伸びた寸法を横切る横断面とを備えたコアエレメントであって、前記コアエレメントは第１の自由空間波長を有する光に対する第２の屈折率を有し、前記第２の屈折率は前記第１の屈折率とは異なり、前記コアエレメントは、前記溝の前記第１セグメントの中及び上に形成された第１のコアセグメントを有し且つ湾曲した主表面及び湾曲した主底面を更に有し、前記コアエレメントは、該コアエレメントが、ある量の光活性化合物及び／又はある量の分解された光活性化合物から形成されるように、感光性材料から形成されるところのコアエレメント；及び
前記下位クラッディング層の露出部分の少なくとも１つ及び前記コアエレメントの露出部分の少なくとも１つの上に形成された上位クラッディング層；
を備えることを特徴とする基板型光ウエーブガイド。
【請求項１５】
前記コアエレメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で円形断面を有する
ことを特徴とする請求項１４記載の基板型光ウエーブガイド。
【請求項１６】
前記下位クラッディング層の前記溝が、前記第１セグメントに隣接する第２セグメントを有し、前記溝の前記第２セグメントは湾曲した主表面及び最も深い深度を有し、最も深い深度は下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、該幅方向でのグラデーションと該深さ方向でのグラデーションとを有し；
前記コアエレメントが、前記溝の第２セグメントの中及び上に形成された第２セグメントを有し、湾曲した上部主表面及び湾曲した下部主表面を更に有し、コアエレメントの第２セグメントの前記下部主表面は、幅方向でのグラデーション及び深さ方向でのグラデーションを有し、コアエレメントの第２セグメントの上部首表面は、幅方向でのグラデーション及び高さ方向でのグラデーションを有する；
ことを特徴とする請求項１４記載の基板型光ウエーブガイド。
【請求項１７】
前記下位クラッディング層の前記溝が、前記第１セグメントに隣接する第２セグメントを有し、前記溝の第２セグメントが湾曲した主表面と最も深い深度とを有し、該深度は前記下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、屈曲した下部を形成するように、幅方向でのグラデーション及び深さ方向でのグラデーションを有し；及び
前記コアエレメントが、前記溝の前記第２セグメントの中及び上に形成され、屈曲した形状を有する第２セグメントを更に有する
ことを特徴とする請求項１４記載の基板型光ウエーブガイド。
【請求項１８】
前記下位クラッディング層の前記溝が、前記第１セグメントに隣接する第２セグメントを有し、前記溝の第２セグメントが湾曲した主表面と最も深い深度とを有し、該深度は前記下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、屈曲した下部を形成するように、幅方向でのグラデーション及び深さ方向でのグラデーションを有し；
金属層が屈曲した面に形成され；及び
前記コアエレメントが、前記溝の前記第２セグメント及び前記金属層上に形成された第２セグメントを有し、前記コアエレメントの第２セグメントは屈曲した形状を有する
ことを特徴とする請求項１４記載の基板型光ウエーブガイド。
【請求項１９】
光が伝搬する伝搬軸を有する基板型光ウエーブガイドであって：
上部表面と、下部表面と、第１の自由空間波長を有する光に対する第１の屈折率と、前記上部表面に形成された溝とを有する下位クラッディング層であって、前記溝は湾曲した主表面と最も深い深度とを備えた第１セグメント及び第１セグメントに隣接する第２セグメントを有し、該最も深い深度は下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、湾曲した主表面と最も深い深度を有し、該深度は前記下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、屈曲した下部を形成するように、幅方向でのグラデーション及び深さ方向でのグラデーションを有するところの下位クラッディング層；
ウエーブガイドの伝搬軸に平行に伸びた寸法と、該伸びた寸法を横切る横断面とを備えたコアエレメントであって、前記コアエレメントは第１の自由空間波長を有する光に対する第２の屈折率を有し、前記第２の屈折率は前記第１の屈折率とは異なり、前記コアエレメントは、第１コアセグメント及び第１コアセグメントに隣接した第２コアセグメントを更に有し、前記第１コアセグメントは、前記溝の前記第１セグメントの中及び上に形成され且つ湾曲した主表面及び湾曲した主底面を更に有し、前記第２コアセグメントは、前記溝の第２セグメントの中及び上に形成され、屈曲した形状を有するところのコアエレメント；及び
前記下位クラッディング層の露出部分の少なくとも１つ及び前記コアエレメントの露出部分の少なくとも１つの上に形成された上位クラッディング層；
を備えることを特徴とする基板型光ウエーブガイド。
【請求項２０】
前記第１のコアセグメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で円形断面を有する
ことを特徴とする請求項１９記載の基板型光ウエーブガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路基板のような平坦な基板に形成された光ウエーブガイド及びその製造方法に関し、特にファイバ形状を有する光ウエーブガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路基板内（場合によっては集積回路チップ間）での信号伝搬時間を減らすように、光ウエーブガイドは、光−電子素子及び／又は電気回路と共に形成可能である。例えば、いくつかの集積回路（ＩＣ）チップを１つのシステムとして共に電気的に接続するよう意図された光電相互接続基板が考えられる。そのようなシステムでは、回路板の一端のＩＣチップから回路板の対向端の別のＩＣチップへ（２つのＩＣチップ間には１０センチメートル程度の距離があるかもしれない）、電気的な信号の伝送が必要とされることが間々ある。これら２つのＩＣチップを電気的に接続するよう構築された、相互接続基板に形成された従来の電気的信号経路は、多くの抵抗及び容量を有し、大きな伝搬遅延をもたらしていた。理論的には、これら２つのＩＣチップ間を光接続にすると、そのような大きな遅延は生じないであろう。そのような光接続に関し、光電変換装置（例えば、ＶＣＳＥＬ又は光もジュレータ）が、あるＩＣチップ下部に設けられてそれに電気的に接続され、別の光電変換装置（例えば、光検出器）が別のＩＣチップ下部に設けられてそれに電気的に接続され、２つの光電変換装置の間に光ウエーブガイドが形成されてもよい。光ウエーブガイドは、正方形又は四角形の横断面を有するコア材料のストリップ（２つのクラッディング層の間に設けられる）から構成される。
【０００３】
そのような基板型の光伝搬システムのパフォーマンス（実効性）は、期待されているものに完全に合致してはおらず、当該技術分野では、これらのシステムを改善する余地がある。信号が信頼性高く伝送されることの可能な距離は、望まれるものより短く、光信号を伝送するのに要するパワーの量は、意図されるものより多い。当該技術分野における目下の研究開発は、光電変換装置を改善すること及びそれらを基板に集積することに注力している。しかしながら、これらのシステムに望まれるパフォーマンスを満足していないのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の課題は、（以下に説明されるような）３次元的な属性を有するウエーブガイドコア及びその製法を提供することである。
【０００５】
本発明の更なる課題は、円形又は楕円形の横断面を有するウエーブガイドコア要素及びその製法を提供することである。
【０００６】
本発明の更なる課題は、屈曲した部材を有するウエーブガイドコア要素及びその製法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基礎研究において、発明者は、基板型ウエーブガイドのコア素子の断面形状が正方形又は長方形であることを認識し、この形状が、ウエーブガイド内の光伝送における偏光依存性損失をもたらしていることを見出した。より具体的には、ウエーブガイドの中心からウエーブガイドの隅（遠い角）までの距離は、中心から脇までの距離よりもかなり大きく（正方形コアの場合には１．４倍大きく、長方形コアでは更に大きくなる）、この差分がウエーブガイドでの光伝送に関する偏光依存性損失を生み出している。
【０００８】
また、発明者は、多くの基板型ウエーブガイド製品は、基板から縦方向に光を向けるために（言い換えれば、伝搬方向を、表面に水平なものから表面に垂直なものに変えるために）、ウエーブガイドの端部に４５度のミラー構造を組み込む必要のあることを認識した。ミラー構造は更なる伝搬損失をもたらす光の発散性を有し、特に長方形及び正方形のコアの場合には、上記の偏光損失効果が生じてしまうことを発明者は見出した。
【０００９】
正方形及び長方形コアを円形又は楕円形状のコアで置換し、４５度ミラーの代わりに屈曲したコア材料部材を用いることで、これらの損失に対処できることを発明者は見出した。
【００１０】
本発明は、これらの構造及びその製法に関する。本発明による方法例は、感光性材料の下位クラッディング層を形成する工程と、従来の「バイナリ」マスクの代わりに第１のグレースケールマスクを介してクラッディング層を化学線にさらす工程と、露出したパターンを現像し、下位クラッディング層に位置する３次元形状を有する溝を形成する工程とを有する。本方法例は、更に、その溝及び下位クラッディング層の残りの部分の上に感光性材料のコア層を形成する工程と、第２のグレースケールマスクを介してコア層を化学線にさらす工程と、露出したパターンを現像し、溝の中及び上に位置して３次元的な形状を有するコア材料の要素を形成する工程とを有する。その後に、上位クラッディング層がコア要素及び下位クラッディング層上に形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に関する上記の及び他の目的は、本願の説明を参照することで当業者に更に明白になるであろう。
【実施例１】
【００１２】
図１には、本発明による第１のウエーブガイド構造が示されている。ウエーブガイド構造１０は、基板１上に形成され、下位クラッディング層１１、下位クラッディング層１１に部分的に埋め込まれたコアエレメント３０及びコアエレメント３０の一部を被覆する上位クラッディング層２０から構成される。ウエーブガイド構造１０は、一般に、約７００ｎｍ乃至約１６００ｎｍ（自由空間で測定されるものであり、「自由空間波長」とも呼ばれる）の範囲内の波長を有する光を伝送するように設計される。クラッディング層１１，２０は、所望の動作波長で光学的に透明又は半透明であり、所望の動作波長で互いに等しい又は近接した屈折率（ｎ）を有する。コアエレメント３０は、所望の動作波長で光学的に透明又は半透明であり、所望の動作波長でクラッディング層各々の屈折率より大きい屈折率を有する（好ましくは少なくとも０．０２だけ値が大きく、好ましくは少なくとも０．０５だけ値が大きい）。コアエレメント及びクラッディング層が大きな光透過度を有することは、より小さな光吸収度しか生じないことを意味し、更にはウエーブガイド構造が長距離にわたって光を伝搬できることを意味する。しかしながら、ウエーブガイド構造１０が短距離にわって光を伝送するのに使用される場合には、そのような高い透過性は不要である。
【００１３】
一実施例として、コアエレメント３０は、第１のコアセグメント３１と、第１のコアセグメント３１に接続された第２のコアセグメント３２とを有する。コアセグメント３１，３２の各々は、光が伝搬する（伝搬軸に沿う）長い寸法を有し、その長い寸法を横切る面（光の伝搬軸を横切る面）内で円形又は楕円形の断面を有する。第１のコアセグメント３１は、細長い寸法の長さ方向に沿って実質的に一様な横断面を有する。例えば、円形横断面の場合には、第１のコアセグメント３１は一様な直径を有していてもよい。また、楕円形の横断面の場合には、第１のコアセグメント３１は、細長い長さ方向に沿って実質的に一定値の長軸及び短軸を有してもよい。何れの場合でも、コアセグメント３１は、湾曲した上位主表面及び湾曲した下位主表面を有し、クラッディング層１１の上位及び下位表面の間でクラッディング層１１内に最も深く横たわる。第２のコアセグメント３２は、ある横断面を有し、その横断面の寸法は長さ方向に沿って変化する。第１のコアセグメント３１との接続点で、第２のコアセグメント３２は、第１のコアセグメント３１の断面と実質的に同じ寸法を有する。しかしながら、第２のコアセグメント３２の断面の寸法（及び領域）は、装置の右端面（コアセグメント３２が基板から出る場所）に向かうにつれて、第２のコアセグメント３２の長さ方向に沿って増える。寸法の増加は、ウエーブガイドコアの広がり又はフレアリング（ｆｌａｒｉｎｇ）を生じさせ、その広がりは、より大きな断面のコアを有する光ファイバにウエーブガイドを接続するのに特に有用である。フレアリングは、ウエーブガイドに対する光ファイバ調整の許容性を緩和し、結合効率を増やす。コアセグメント３１と同様に、コアセグメント３２も湾曲した上位主表面及び湾曲した下位主表面を有し、クラッディング層１１の上位及び下位表面の間でクラッディング層１１内に最も深く横たわる。
【００１４】
ここで使用される「下位クラッディング層」及び「上位クラッディング層」なる用語は、下位クラッディング層が上位クラッディング層より前に形成されることを意味し；これらの用語は、本ウエーブガイド構造を使用する際におけるこれらの層の何らかの特定の方向を意図するものではない（ウエーブガイド構造はいかなる向きで使用されてもよいからである。）。
【００１５】
基板１は、単一の材料層又は様々な材料の複数層から構成されてもよく、電気的な経路、電気的なビア、埋め込まれた電子素子及び埋め込まれた光電素子のような素子を含んでもよい。好適実施例では、基板１は、下位クラッディング層１１の間近に接着層（しばしば、カップリング層とも呼ばれる）を有する。そのような接着層の形成法は当該技術分野でよく知られており、その説明は、本発明をなすこと及び使用することに関し、当業者には必要とされない。
【００１６】
図２−９は、ウエーブガイド構造１０を構築する方法例を示す。基板１と共に始まり、感光性のクラッディング材料の第１クラッディング層１１が基板１に形成される。当該技術分野で知られているように、感光性ポリマ材料が、一方又は双方の面に接着性を有する固体材料のシートの形式で設けられてもよいし、１以上の溶媒により流動化させられた粘性のある形式（流動材料形式と呼んでもよい）で最初に設けられてもよい。本発明は、何れの形式で実現されてもよい。目下のところ流動形式が好ましい。感光性ポリマシートは、既存の積層法によって成膜されてもよいし；敏感な特性を有する既存の層に積層する場合には、減圧雰囲気での積層法が使用されてもよい。積層後に、化学線（ａｃｔｉｎｉｃ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）にさらされて感光性のシートがパターニングされ、現像液で現像される。
【００１７】
液状感光性ポリマ材料は、通常的には、流動形態でスピンコーティングによって基板上に形成され、そのプロセスにより、基板にわたって実質的に一様な厚さを達成する。他のコーティング法も可能である。基板にコーティングした後に、流動性材料層はソフトベークされ（材料の硬化温度に比して低い温度で加熱され）、溶媒を除去し、感光性材料の凝固した層を残す。そして、感光性材料は化学線にさらされてパターニングされ、現像液で現像される。他の流動性ポリマ層が既存のポリマ層上に以後に形成される場合には、その既存のポリマ層は、以後の層の溶媒がその既存の層を劣化させる又は溶解させるのを防ぐように処理されることが望ましい。そのような処理は当該技術分野で周知であり（例えば、層の部分的な硬化）、その説明は、本発明をなすこと及び使用することには必要とされない。
【００１８】
感光性クラッディング層は、それが固体形式の場合には、あるレートで現像液に溶解性であり、そのレート又は速度は化学線の露光放射線量の関数である。商業的に入手可能ないくつかの感光性クラッディング材料が存在する。ネガ型又はネガティブ形式（「ネガティブトーン」及び「ネガティブイメージ」とも呼ばれる）及びポジ型又はポジティブ形式（「ポジティブトーン」及び「ポジティブイメージ」とも呼ばれる）の双方が利用可能である。当該技術分野で周知のように、ポジ型の感光性材料は、現像液での溶解に当初は抵抗性を示すが、化学線の露光放射線量が増えるにつれて、現像液溶媒に更に溶けるようになる。逆に、ネガ型の感光性材料は、現像液に当初は溶解性を示すが、化学線の露光放射線量が増えるにつれて非溶解性を示すようになる。何れの形式でも、感光性材料の現像液による溶解性は、化学線の放射線量の関数である。ポジ型では、溶解性は露光放射線量に直接的に（一方が増える場合に他方も増えるように）関連し；ネガ型では、溶解性は露光放射線量に非直接的に（一方が増える場合に他方は減るように）関連する。ここで使用されるように、化学線は、溶解性に関する所望の変化を開始させ且つ材料層に選択的に印加できるいかなる形式のエネルギでもよい。化学線の典型的な形態は、紫外光線、深淵紫外光線、電子ビーム及びＸ線を含む。紫外光線及び深淵紫外光線は、（自由空間で測定した場合に）５００ｎｍより短い波長を有する。
【００１９】
図３に示されるように、次に、溝を形成するために、感光性クラッディング層１１はグレースケールマスク５０により化学線にさらされ、後にその溝の中にコアエレメント３０が形成される（即ち、クラッディング層１１が化学線にさらされてパターニングされる。）。溝は、湾曲した主表面を有し（即ち、溝の表面の大部分が湾曲している）、コアエレメント３０が下位に湾曲した主表面を有するようにする。例えば、溝は丸みを帯びた表面を備えてもよい。溝の湾曲した主表面は、グレースケールマスク５０により生成され、そのマスクは化学線に対して不透明性の変化する領域を有する。マスクの不透明性の空間的な変化は、クラッディング層１１が、化学線の放射線量に関する空間的な変化を受け入れることを可能にし、クラッディング層１１が、現像液に対する溶解性が空間的に変化することを可能にする。結果として、クラッディング層１１の一部が異なるレートで異なる深さまで除去され、その作用は、現像されるクラッディング層の厚みにはかなりの変化があるので、３次元的な属性を有する構造を形成する。
【００２０】
図４には、マスク５０の平面図が示されている。マスク５０は第１領域５１を有し、その領域は、ウエーブガイド構造１０の伝搬軸に向いた長さと、第１のコアセグメント３１が設けられる溝を最初に規定する幅とを有する。また、マスク５０は第２領域５２も有し、その領域は、ウエーブガイド構造１０の伝搬軸に向いた長さと、第２のコアセグメント３２が設けられる溝を最初に規定する幅とを有する。これらの領域内には、徐々に薄くなる一定の不透明性に関する実線が示されている。そのような線の各々は、同じ不透明度の値を有するマスクの地点に沿うものであり；隣接する線の間で不透明性に関する段階（グラデーション）が生じる。第１及び第２の領域５１，５２の各々は、その幅に沿った不透明度のグラデーションを有する。好適実施例では、感光性クラッディング層１１はポジ型であり、図４に示されるように、領域５１，５２の不透明度は、その領域に関する幅の中央で最低値（不透明性が最小）であり、その幅の端部で最高値（不透明性が最大）であり、中央から端部にかけてのグラデーションを有する。これは、その幅の中央が、端部よりも多量の化学線を受けることを可能にし、その化学線が、端部よりも中央で層内に更に深く浸透することを可能にする。
【００２１】
更に、第２領域５２は、その長さ方向に沿って不透明性に関する第２のグラデーションを有し、第２のコアセグメント３２の高さが広がるようにする（即ち、コアセグメント３２に関する溝が、より深くなるようにする。）ポジ型の感光性材料を使用する好適実施例では、第２領域５２の不透明性は、マスクの領域５１から右端への長さ方向に沿って進むにつれて減少する。言い換えれば、第２領域の左端は第１領域５１の右端と同じ不透明度の値を有し、第２領域５２の不透明度の値は、右に進むにつれて及び第１領域５１から離れるにつれて減少する。
【００２２】
グレースケールマスクの製法は当該技術分野で周知であり、その説明は、本発明をなすこと及び使用することについては当業者に必要でない。更に、当業者が使用することを望むかもしれない具体的な感光性材料及び露光時間に関し、グレースケールマスク５０のグラデーション値を選択すること及び所望のパターニングされる構造に化学線パワーレベルを合わせることは、本明細書の観点から、当該技術分野の通常の知識の範疇にある。ある１つの基本的な手法として、グレースケールマスク上の領域５１，５２に関するいくつかのテストバージョンを作成し、そのテストバージョンは、異なる最小不透明度、最大不透明度及び不透明度のグラデーションを有するようにしてもよい。そして、その結果を検討し、所望の結果をもたらす領域５１，５２を構築するためにそれらの結果の中で改ざんしてもよい。当然に、この手法を更に反復することも可能である。マスクパターンのテストバージョンの作成及び分析は、グレースケールマスクを開発する日常且つ通常の実務の部分であり、過剰な（不当な）実験を含むものではない。
【００２３】
次の工程として、溝１５を形成するために、クラッディング層１１は現像液にさらされ、その溝の中にコアエレメント３０が後に設けられる。図５にその結果が示されている。溝１５は、ウエーブガイドの伝搬軸に沿って設けられた長さを有し、溝の長さ方向を横切る方向に湾曲した表面を有する。図１５は２つのセグメント１６，１７を有し、それらのセグメントの中にコアセグメント３１，３２がそれぞれ設けられる。コアセグメント３１，３２の各々は、湾曲した主表面及び最も深い深度を有し、その深度は、下位クラッディング層１１の上表面及び下表面の間にある。選択的な工程として、現像されたクラッディング層１１は、化学線に対する感度を減らすために、（高温にさらして温度を上昇させること及び／又は化学的な薬品にさらすことによって）部分的に硬化され及び／又は低感度化される。このプロセスは、コア材料が以後に形成されて化学線に露光される場合に、クラッディング層１１が溶解性を更に変化させる機会を減らす。このプロセス工程は、コア層の任意の流動性溶媒によって、クラッディング層１１が溶解する機会を減らすのが通常である。そうでなければ、流動性溶媒に対する抵抗性を増やすための選択的な処理が行われてもよい。上述した用に、そのような処理は当該技術分野で既知である。
【００２４】
図６に示されるように、次に、感光性コア材料のコア層３０’が溝１５及びクラッディング層１１の残りの部分の上に形成される。これは、コアセグメント３１，３２の底部を規定及び形成する。上部はまだ規定されていない。クラッディング材料と同様に、コア層は、あるレートで現像液に溶解性を示し（現像液は通常的には液状溶媒であり、或いは必要ならば流動的でない溶媒でもよい）、そのレートは化学線の露光放射量の関数である。好適実施例では、コア層３０’の材料はポジ型である。
【００２５】
図７に示されるように、次に、感光性コア層３０’は、コアセグメント３１，３２の上部を規定するために、第２のグレースケールマスク６０を通じて化学線にさらされる（即ち、コア層３０’は化学線に露光されてパターニングされる。）。その上部は湾曲した主表面（例えば、丸みを帯びた表面）を有する。湾曲した表面は、グレースケールマスク６０により設けられ、そのマスクは化学線に対して不透明性が変化する領域を有する。マスクの不透明性の空間的な変化は、コア層３０’が、化学線の空間的に変化する放射線量を受けることを可能にし、コア層３０’が現像液に対して空間的に変化する溶解性を有することを可能にする。結果として、コア層３０’の部分が様々なレートで様々な深さまで除去され、それにより、現像されるコア層の厚みに相当の変化が生じるので、３次元的な特性を有する構造を形成する。
【００２６】
図８には、マスク６０の平面図が示される。マスク６０は第１領域６１を有し、その領域は、ウエーブガイド構造１０の伝搬軸に向く長さを有し、第１のコアセグメント３１の上部形状を規定する幅を有する。マスク６０は第２領域６２も有し、その領域は、ウエーブガイド構造１０の伝搬軸に向く長さを有し、第２のコアセグメント３２の上部形状を規定する幅を有する。これらの領域には、徐々に薄くなる一定の不透明性に関する実線が示されている。そのような線の各々は、同じ不透明度の値を有するマスクの部分を描き；隣接する線の間で不透明性に関するグラデーションが生じる。第１及び第２の領域６１，６２の各々は、その幅に沿う向きに不透明性に関するグラデーションを有する。ある好適実施例では、感光性コア層３０’はポジ型であり、領域６１，６２の不透明度は、その領域の幅の中央で最高値（最も高い不透明度）になり、幅の端部で最低値（最も低い不透明度）になり、図８に示されるように、中央から端部にかけてグラデーションがある。これは、その幅の中央部分が、端部よりも少ない量の化学線を受け、概して、化学線が端部よりも中央部で層内に深く浸透しないようにする。不透明性に関するこの変化は、図４に関して上述したクラッディング層１１の好適なグレースケールマスクのものと反対である。従って、図４，８に示される好適なグレースケールマスクは、領域５１，５２，６１，６２にて互いに実質的に相補的である。
【００２７】
更に、第２領域６２は、その長さ方向に沿って不透明性に関する第２のグラデーションを有し、第２のコアセグメント３２の高さに関する広がりをもたらす。ポジ型の感光性材料を用いる好適実施例では、第２領域６２の不透明度は、長さ方向に沿って領域６１からマスクの右端へ向かうにつれて増える。言い換えれば、第２領域６２の左端は、第１領域６１の右端と同じ不透明度を有し、第２領域６２の不透明度の値は、右側に向かうにつれて第１領域６１から離れるにつれて増加する。
【００２８】
当業者が使用することを望むかもしれない具体的な感光性材料及び露光時間に関し、所望のパターニングされた構造を達成するために、グレースケールマスク６０のグラデーション値を選択すること及び化学線パワーレベルを選択することは、本明細書の観点から当業者には明白であろう。ある基本的な手法として、グレースケール５０に関して上記に概説した補間法を使用してもよい。
【００２９】
次の工程として、コア層３０’は現像液にさらされ、その結果が図９に示される。露光及び現像のパターンを組み合わせることで、円形又は楕円形の断面を有し、湾曲した上異主表面及び湾曲した下位主表面を有するコアエレメントを作成できる。ウエーブガイド構造を完成させるために、上位クラッディング層２０が、コアエレメント３０及び露出した下位クラッディング層１１の部分の上に形成される。上位クラッディング層２０は、感光性材料から構成される必要はない。材料に必要とされるならば、構造全体がその後に硬化される。この結果は、図１に示される。
【００３０】
上位クラッディング層２０を形成する前に、コアエレメント３０が部分的に硬化されてもよいし、或いはクラッディング層２０の流動形態の溶媒が、コアエレメント３０を部分的に溶かすことを防いでもよい。感光性材料、特にポジ型のポリマ材料は、一般に、大部分の非感光性のポリマ材料、及び小部分の感光性の化合物（その材料に感光性を与える化合物）から構成される。必要ならば、硬化の工程は、概して、感光性化合物が非感光性化合物を分解するようにする（分解された光活性化合物と呼ぶ）。化学線に対する感光性材料の感度を鈍くする上記の工程も、光活性化合物を、分解された光活性化合物に分解することを可能にする。場合によっては、光活性化合物の総てが硬化工程又は非感光化工程で分解されない。ウエーブガイド構造が形成された後に、下位クラッディング層及びコアエレメントがそれぞれある量の光活性化合物及び／又はある量の分解された光活性化合物から構成されてもよい。
【００３１】
感光性コアを有するウエーブガイドのコアエレメント及び下位クラッディング層を規定する工程は、以下の利点を有する。第１に、溝及びコアエレメントの側壁は、それらの特徴部分が３次元的なフォトレジスト層を用いる異方性エッチングプロセスで規定される場合に比べて、より簡易に作成できる。ポリマ材料に関し、異方性エッチングプロセスは、励起したプラズマを利用する必要があり、そのプロセスはエッチングされる面を荒らしてしまう。そのような粗い表面は、光の吸収及び散乱の要因になり得る。これに対して、パターン露出感光層の現像は、滑らかな表面を形成し、ソフトベーキング工程が続く場合には更に滑らかになる。更に、プラズマエッチングは、エッチングされる表面の化学組成を変化させ、フォトレジストマスクの分解に起因する副産物によって、エッチングされる表面部分を汚染するであろう。この汚染は、光の吸収及び散乱の元にもなる。これに対して、パターニングで露光された感光層の現像は、分解された副産物で側壁を汚染しない。
【００３２】
様々な感光性コア及びクラッディング材料が広く商業的に入手可能であり及び／又は特許文献及び技術文献で説明され、それらは本発明を実施する際に使用されてもよい。更に、光学製品に使用するのに通常は考察されないポリマ材料が使用され、そのポリマ材料は、集積回路チップ及びマルチチップモジュール製品内の金属間誘電層として通常は使用されるポリイミド、特に高度の透過性を有する流動性ポリマ（例えば、流動性ポリイミド）のようなものである。材料選択の１つの手法として、クラッディング及びコア層の一方に基礎となる（ベースの）感光性ポリマ材料を使用し、ベースポリマ材料と、（両立可能であるが）別のポリマ材料の（５０重量％より少ない）少量の（マイナー）添加物との混合物を、クラッディング及びコア層の他方に使用してもよい。別のポリマ材料は、ベースポリマ材料に付加することが、混合した材料に、ベースポリマ材料の屈折率とは異なる屈折率を持たせるように選択される。一般に、ポリマ材料の屈折率は材料の密度に関連付けられる（一般に、密度の増加と共に屈折率も増える）。従って、１つの選択肢として、ベースポリマ材料とは異なる密度を有するように、別のポリマ材料を選択してもよい。屈折率を異ならせる両立可能な材料の選択法は、当業者に周知である。
【００３３】
例として、以下の企業による低損失ポリマを使用することができる：日東電工（感光性ポリイミド）、日立化学株式会社（オーピーガイド（ＯＰＧＵＩＤＥ）及び／又はオーピーアイ（ＯＰＩ）シリーズ）、ＮＴＴアドバンストテクノロジ（ＦＬ−０１、ＣＢ−Ｍ、ＣＢ−Ｌ流動性ポリイミド系）及び日本スチール化学（Ｖ−２５９ＰＨ，ＥＨ  感光性エポキシ製品）。
【実施例２】
【００３４】
図１０には、本発明による第２のウエーブガイド構造１００が示されている。ウエーブガイド構造１００は、基板１上に形成され、下位クラッディング層１１と、下位クラッディング層１１に部分的に埋め込まれたコアエレメント１３０と、コアエレメント１３０及び下位クラッディング層１１の露出部分を被覆する上位クラッディング層２０とを有する。
【００３５】
コアエレメント１３０は、第１のコアセグメント１３１と、第１のコアセグメント１３１に光学的に結合された第２のコアセグメント１３２とを有する。第１のコアセグメント１３１は、それがクラッディング層１１内に更に深く形成される点を除いて、（例えば、円形又は楕円形の断面のような）上述したコアセグメント３１と実質的に同じ形状を有してもよい。第２のコアセグメント１３２は、屈曲したセグメントより成り、コアセグメント１３１と同様にウエーブガイドの短いセグメントであるが、それを９０度屈曲させている（例えば、９０度曲がった円筒管状である。）。図１１は、ウエーブガイド構造の側面を示し、クラッディング層１１内のコアセグメント１３１，１３２の位置を示す。
【００３６】
９０度曲がる曲率半径が１５μｍ以下の場合には、その屈曲部近辺を伝搬する光に、測定可能な損失量が生じる。そのような損失を減らすために、図１１に示されるように、反射金属層１３５が、屈曲した下位湾曲面に形成されてもよい。好適実施例では、金属膜１３５は金より成る。
【００３７】
ウエーブガイド構造１０と同様に、ウエーブガイド構造１００は、概して、約７００ｎｍ乃至約１６００ｎｍの範囲内の波長を有する光を伝送するように設計される。ウエーブガイド１００，１０は、共に同一基板に形成されてもよい。
【００３８】
ウエーブガイド１００は、グレースケールマスクに異なるパターンが使用される点及び必要ならばメタル層１３５を形成するのに余分な工程が含まれる点を除いて、ウエーブガイド構造１０を形成したのと同じ上述の工程で形成されてもよい。簡明化のため、ウエーブガイド１０を形成する上述の工程が、ウエーブガイド構造１００を形成するために使用されるものとする。図１２は、例示的なグレースケールマスク１５０の平面図を示し、このマスクはウエーブガイド構造１００を形成するクラッディング層１１をパターニングするのに使用されてもよい。マスク１５０は第１領域１５１を有し、その領域は、ウエーブガイド構造１００の伝搬軸に向く長さを有し、溝を最初に規定する幅を有し、その溝の中に第１のコアセグメント１３１が設けられる。マスク１５０は第２領域１５２を有し、その領域は、ウエーブガイド構造１００の伝搬軸に向く長さを有し、溝を最初に規定する幅を有し、その溝の中に第２のコアセグメント１３２が設けられる。これらの領域内には、一定の不透明性に関する徐々に薄くなる実線が示されている。そのような線の各々は、同じ不透明度を有するマスクの地点を結び；隣接する線の間に不透明度のグラデーションを生じる。第１及び第２の領域１５１，１５２の各々は、その幅に沿ったグラデーションを有する。好適実施例では、感光性クラッディング層１１はポジ型であり、領域１５１，１５２の不透明度は、その領域の幅の中央で最低値（最低の不透明度）になり、幅の端部で最高値（最高の不透明度）になし、図１２に示されるように、中央部から端部にかけてグラデーションをなす。これは、その幅の中央部が幅の端部より多量の化学線を受け、概して、化学線が、端部より中央部で層内に更に深く浸透することを可能にする。
【００３９】
更に、第２領域１５２は、その右端で不透明度に関する第２のグラデーションを有し、コアセグメント１３２の丸みを帯びた屈曲した底部をもたらす。このグラデーションは、図１２の一定の不透明度の線によって示されるように、放射状である。ポジ型の感光性材料を利用する好適実施例では、第２領域１５２の不透明度は、図１２に示されるように、地点１５３から地点１５３の右の領域に外向きに向かうにつれて減少する。
【００４０】
図１３は、例示的なグレースケールマスク１６０の平面図を示し、そのマスクはウエーブガイド構造１００の構造のコア層３０’をパターニングするのに使用されてもよい（コアセグメント１３１，１３２はコア層３０’から形成される。）。マスク１６０は第１領域１６１を有し、その領域は、ウエーブガイド構造１００の伝搬軸に向く長さと、第１のコアセグメント１３１の上面形状を規定する幅とを有する。マスク１６０は第２領域１６２を有し、その領域は、ウエーブガイド構造１００の伝搬軸に向く長さと、第２のコアセグメント１３２（屈曲部）の上面形状を規定する幅とを有する。これらの領域には、徐々に薄くなる一定の不透明度に関する実線が示されている。そのような線の各々は、同じ不透明度の値を有するマスクの地点を結び；隣接する線の間で不透明度に関するグラデーションを作る。第１及び第２の領域１６１，１６２の各々は、その幅に沿った不透明度のグラデーションを有する。好適実施例では、感光性コア層３０’はポジ型であり、領域１６１の不透明度は、その幅の中央部で最高値（最も高い不透明度）になり、その幅の端部で最低値（最も低い不透明度）になり、図１２に示されるように、中央部から端部にかけてグラデーションをつくる。これは、その幅の中央部が、端部より少量の化学線を受けるようにし、概して、化学線は、端部よりも中央部で層内に深くは浸透しない。
【００４１】
第２領域１６２の不透明度の変化は、より複雑である。領域１６２の左側は領域１６１の不透明度特性に合致し、領域１６２の左側の一定の不透明度の線は、領域１６１の右側のものに合致する。領域１６２の右側において、大きな円又は楕円形の高い不透明度の部分（好ましくは、一定の不透明度）があり、その部分はコアセグメント１３２の垂直部分を規定する。この円の不透明度は、コアセグメント１３１の上部を規定するのに使用される領域１６１内での最大不透明度より高い。不透明度に関するこの差異は、コアセグメント１３２の上端部とコアセグメント１３１の上端部との間の高低差を作成可能にする。最後に、領域１６２の一定の不透明度の線は、コアセグメント１３２の湾曲した上面を規定するために、それらが左から右へ向かうにつれて広がる。
【００４２】
メタル層１３５を形成する工程は、層１１がパターニングされた後であって、層２０が形成される前に実行されてもよい。この場合に、フォトレジスト層が、層１１上に形成され、メタル層１３５が形成される場所の上にウインドウ（窓）を開けるようにパターニング（規定）される。その後に、１以上のメタル層がスパッタリングされ、堆積され、或いはマスクされた構造上に形成される。典型的には、（例えば、クロムより成る）メタル接着層が最初に形成され、（例えば、金より成る）反射メタルがそれに続いて形成される。その後にフォトレジスト層が剥離され、層２０を形成する上述の形成工程と共に処理が続く。
【００４３】
図１４は、コアセグメント３１，１３１のクラッディング層１１に形成された溝１６，１１６の断面を並べた比較例をそれぞれ示す。図１４は、クラッディング層１１が化学線に露光されパターニングされ、その後に現像液にさらされた後の断面を示す。図示されるように、溝１１６は溝１６より深く、溝１１６の側壁は層１１の上部表面に近い部分を有し、その部分は湾曲と言うよりはむしろ実質的に垂直である。図１５は、コア層３０’が形成され、グレースケールマスク６０，１６０を通じて化学線にそれぞれさらされてパターニングされた後のウエーブガイド１０，１００の断面を並べた比較例を示す。これらの構造の各々に関する露光深度は、線６５，１６５で示される。ウエーブガイド構造１００に関し、露光深度はクラッディング層１１内に短い距離だけ浸透している。この浸透に起因して、クラッディング層１１の上部に損失（ロス）があるが、その損失は以後の上部クラッディング層２０の形成によって戻される。また、層１１，３０’に関する屈折率の間の僅かな差異によっては、化学線に対する露光パターニングの間に、望まれない屈折率を生じることは予想されない。
【００４４】
上述したように、円形断面だけでなく楕円形断面を有するウエーブガイドコアが形成されてもよい。図１６は、３０Ａ，３０Ｂの２つの例示的な楕円状コアの断面を示す。これらの断面は、グレースケールマスク５０，６０，１５０，１６０のグラデーションを適切に選択することで簡易に実現できる。
【００４５】
図１７は、相互接続製品２００を示し、ウエーブガイド構造１０及び１００の双方が基板上に形成されて共に使用される。基板１は、複数の配線面２０２と垂直な電気接続部３０４とを有し、それらは複数の集積回路（ＩＣ）チップ２２０を電気的に相互接続する。チップ２２０の電気パッドは、はんだバンプ２１４各自によって、垂直な接続部２０４に電気的に接続される。光相互接続層２１０は、基板の上部表面上に形成され、垂直な相互接続部２０４は、層を通じて垂直に伝送するために、光相互接続層２１０内に全体的に形成される。図１７には、光相互接続層２１０内に、ウエーブガイド構造１０の例及びウエーブガイド１００の３つの例が示されている。そのような光相互接続層は、下位クラッディング層と、上位クラッディング層と、クラッディング層間に設けられた複数のコアエレメントとを有する。ある端部において、ウエーブガイド構造１０は、表面実装ホルダ２０５を通じて光ファイバ５に光学的に結合される。端部の他端では、ウエーブガイド構造１０がウエーブガイド構造１００に光学的に結合され、「光結合（ｏｐｔｉｃａｌ  ｇｌｕｅ）」のボールによってＩＣチップ２２０の部分に光学的に結合される。ＩＣチップのその部分は、光信号を受信又は送信するチップ表面に設けられた光電装置２２５を有する。光結合は、当該技術分野では周知であり、柔軟で透明なポリマ材料より成り、その材料はコア材料に近い屈折率を有する。屈折率が厳密に一致することは不要である、なぜなら、ウエーブガイド１００の端部と光結合のボールとの間の接合部に垂直な方向に光が伝搬するからである。ウエーブガイド１００に関する２つの例も示されており、それらの第２のコアセグメント１３２にて共に光学的に結合されている。これらのウエーブガイドの他端は、ＩＣチップ２２０の最も左の端部及び最も右の端部の部分に、光結合のボール各々を通じて光学的に結合される。光信号を受信するため、光電装置２２５は光検出器から構成され；光信号を送信するため、光電装置２２５は垂直空洞放出レーザ（ＶＣＳＥＬ）から構成されてもよい。
【００４６】
以上本発明が図示の実施例に関して具体的に説明されたが、様々な変更、修正及び応用が本願の開示内容に基づいて行われてもよく、それらは本発明の範囲内にあるように意図されることが理解されるであろう。本発明は、最も実用的且つ好適な実施例と考えられるものに関連して説明されてきたが、本発明は説明された実施例に限定されず、むしろ、様々な修正及び均等的な態様を添付の特許請求の範囲内に含むように意図されることが理解されるべきである。  
以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。
【００４７】
（付記１）
光が伝送する伝搬軸と、クラッディング層と、コアエレメントとを有する基板型光ウエーブガイドを製造する方法であって、前記コアエレメントは、前記ウエーブガイドの伝搬軸に平行に伸びる寸法と、該伸びる寸法を横切る横断面とを有し、当該方法は：
（ａ）感光性クラッディング材料より成る下位クラッディング層を形成する工程；
（ｂ）第１のグレースケールマスクを通過した化学線に前記下位クラッディング層をさらす工程；
（ｃ）露光されたパターンを現像し、前記下位クラッディング層内に位置し且つ３次元的な属性を有する溝を形成する工程；
（ｄ）前記溝及び残りの下位クラッディング層の部分上に感光性コア材料より成るコア層を形成する工程；
（ｅ）第２のグレースケールマスクを通過した化学線に前記コア層をさらす工程；及び
（ｆ）露光されたパターンを現像し、前記溝上に位置し且つ３次元的な属性を有するコア材料より成るエレメントを形成する工程；
を有することを特徴とする方法。
【００４８】
（付記２）
前記感光性クラッディング材料が、ポジ型である
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００４９】
（付記３）
前記感光性コア材料が、ポジ型である
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００５０】
（付記４）
コアエレメント及び下位クラッディング層の露出部分上に上位クラッディング層を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００５１】
（付記５）
（ｃ）の工程後であって（ｄ）の工程前に、前記下位クラッディング層を少なくとも部分的に硬化させる工程を更に有する
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００５２】
（付記６）
（ｃ）の工程後であって（ｄ）の工程前に、（ｅ）の工程で使用される化学線に対する前記下位クラッディング層の感度を減らす工程を更に有する
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００５３】
（付記７）
コア材料のエレメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で円形断面を有する
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００５４】
（付記８）
コア材料のエレメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で楕円形断面を有する
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００５５】
（付記９）
コア材料のエレメントが、湾曲した上部及び下部表面を有する
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００５６】
（付記１０）
クラッディング及びコア材料の各々が共通のベース感光性ポリマ材料より成り、前記クラッディング及びコア材料の一方が、別のポリマ材料より成るマイナー添加物を含む
ことを特徴とする付記１記載の方法。
【００５７】
（付記１１）
光が伝搬する伝搬軸と、クラッディング層と、コアエレメントとを有する基板型光ウエーブガイドを製造する方法であって、前記コアエレメントは、前記ウエーブガイドの伝搬軸に平行に伸びる寸法と、該伸びる寸法を横切る横断面とを有し、当該方法は：
（ａ）感光性クラッディング材料より成るクラッディング層を基板に形成する工程であって、前記クラッディング材料の現像液に対する溶解性は、化学線の露光放射線量の関数であるところの工程；
（ｂ）第１のグレースケールマスクを通過した化学線に前記クラッディング層をさらしてパターニングする工程であって、前記第１のグレースケールマスクは前記コアエレメントの第１部分を規定する第１領域を有し、前記第１領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、前記第１部分のコアエレメントの前記横断面を最初に規定する幅とを有し、前記グレースケールマスクの前記第１領域は、該幅に沿った不透明度のグラデーションを有するところの工程；
（ｃ）クラッディング層を現像液にさらし、感光性クラッディング材料の層内に溝を形成する工程であって、該溝はウエーブガイドの伝搬軸に沿った長さと湾曲した主表面とを備えた第１部分を有し、湾曲した主表面は、溝の第１部分の長さ方向を横切る方向で湾曲しているところの工程；
（ｄ）前記溝及び前記クラッディング層上に感光性コア材料より成るコア層を形成する工程であって、前記コア材料の現像液に対する溶解性は、化学線の露光放射線量の関数であるところの工程；
（ｅ）第２のグレースケールマスクを通過した化学線に前記コア層をさらしてパターニングする工程であって、前記第２のグレースケールマスクは、ウエーブガイドのコアエレメントの前記第１部分を更に規定する第１領域を有し、前記第１領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、前記第１部分のコアエレメントの前記横断面を更に規定する幅とを有し、前記第２のグレースケールマスクの前記第１領域は、該幅に沿った不透明度のグラデーションを有するところの工程；
（ｆ）コア層を現像液にさらし、ウエーブガイドのコアエレメントの第１部分を形成する工程；
を有することを特徴とする方法。
【００５８】
（付記１２）
（ｂ）の工程で使用される前記第１のグレースケールマスクが、コアエレメントの第２部分を規定する第２領域を有し、前記第２領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、コアエレメントの第２部分の前記横断面を最初に規定する幅とを有し、前記第１のグレースケールマスクの前記第２領域は、該幅に沿った不透明度の第１のグラデーションと該幅に沿った不透明度の第２のグラデーションとを有し；
クラッディング層を現像液にさらす（ｃ）の工程が、ウエーブガイドの伝搬軸に沿った長さと主表面とを備えた第２部分を有する溝を更に形成し、該主表面は、溝の第２部分の長さ方向を横切る方向で湾曲し、前記溝の第２部分は該幅の中でのグラデーション及び該深さの中でのグラデーションを有し；
コア層を形成する（ｄ）の工程が、前記溝の第２部分上に感光性コア材料を更に形成し；
（ｅ）の工程で使用される前記第２のグレースケールマスクが、ウエーブガイドのコアエレメントの第２部分を更に規定する第２領域を有し、前記第２領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、コアエレメントの第２部分の前記横断面を更に規定する幅とを有し、前記第２のグレースケールマスクの前記第２領域は、該幅に沿った不透明度の第１のグラデーションと該幅に沿った不透明度の第２のグラデーションとを有し；
コア層を現像液にさらす（ｆ）の工程が、ウエーブガイドのコアエレメントの第２部分を更に形成する；
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００５９】
（付記１３）
（ｂ）の工程で使用される前記第１のグレースケールマスクが、コアエレメントの第２セグメントを規定する第２領域を有し、前記第２領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、コアエレメントの第２セグメントの前記横断面を最初に規定する幅とを有し、前記第１のグレースケールマスクの前記第２領域は、該幅に沿った不透明度の第１のグラデーションを備えた第１部分と、ある地点の周囲に不透明度の放射状グラデーションを備えた第２部分とを有し；
クラッディング層を現像液にさらす（ｃ）の工程が、ウエーブガイドの伝搬軸に沿った長さと主表面とを備えた第２セグメントを有する溝を更に形成し、該主表面は前記溝の第２セグメントの長さ方向を横切る方向で湾曲し、前記溝の第２セグメントの前記主表面は、前記溝の第２セグメントの長さ方向に湾曲した部分を更に有し；
コア層を形成する（ｄ）の工程が、前記溝の第２セグメント上に感光性コア材料を更に設け；
（ｅ）の工程で使用される前記第２のグレースケールマスクが、ウエーブガイドのコアエレメントの第２セグメントを更に規定する第２領域を有し、前記第２領域は、ウエーブガイドの伝搬軸に向いた長さと、コアエレメントの第２セグメントの前記横断面を更に規定する幅とを有し、前記第２のグレースケールマスクの前記第２領域は、前記第２領域の幅方向にて不透明度のグラデーションを備えた第１部分と、円状又は楕円状の一定の不透明度を有する第２部分とを更に有し；及び
コア層を現像液にさらす（ｆ）の工程が、前記ウエーブガイドのコアエレメントの第２セグメントを更に形成する
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６０】
（付記１４）
（ｃ）及び（ｄ）の工程の間に、前記溝の第２セグメントの底面に反射金属層を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする付記１３記載の方法。
【００６１】
（付記１５）
前記感光性クラッディング材料が、ポジ型である
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６２】
（付記１６）
前記感光性コア材料が、ポジ型である
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６３】
（付記１７）
コアエレメント及び下位クラッディング層の露出部分上に上位クラッディング層を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６４】
（付記１８）
（ｃ）の工程後であって（ｄ）の工程前に、前記下位クラッディング層を少なくとも部分的に硬化させる工程を更に有する
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６５】
（付記１９）
（ｃ）の工程後であって（ｄ）の工程前に、（ｅ）の工程で使用される化学線に対する前記下位クラッディング層の感度を減らす工程を更に有する
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６６】
（付記２０）
コア材料のエレメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で円形断面を有する
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６７】
（付記２１）
コア材料のエレメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で楕円形断面を有する
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６８】
（付記２２）
コア材料のエレメントが、湾曲した上部及び下部表面を有する
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６９】
（付記２３）
クラッディング及びコア材料の各々が共通のベース感光性ポリマ材料より成り、前記クラッディング及びコア材料の一方が、別のポリマ材料より成るマイナー添加物を含む
ことを特徴とする付記１１記載の方法。
【００７０】
（付記２４）
光が伝搬する伝搬軸を有する基板型光ウエーブガイドであって：
上部表面と、下部表面と、第１の自由空間波長を有する光に対する第１の屈折率と、前記上部表面に形成された溝とを有する下位クラッディング層であって、前記溝は湾曲した主表面と最も深い深度とを備えた第１セグメントを有し、該最も深い深度は下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記下位クラッディング層は、該下位クラッディング層が、ある量の光活性化合物及び／又はある量の分解された光活性化合物から形成されるように、感光性材料から形成されるところの下位クラッディング層；
ウエーブガイドの伝搬軸に平行に伸びた寸法と、該伸びた寸法を横切る横断面とを備えたコアエレメントであって、前記コアエレメントは第１の自由空間波長を有する光に対する第２の屈折率を有し、前記第２の屈折率は前記第１の屈折率とは異なり、前記コアエレメントは、前記溝の前記第１セグメントの中及び上に形成された第１のコアセグメントを有し且つ湾曲した主表面及び湾曲した主底面を更に有し、前記コアエレメントは、該コアエレメントが、ある量の光活性化合物及び／又はある量の分解された光活性化合物から形成されるように、感光性材料から形成されるところのコアエレメント；及び
前記下位クラッディング層の露出部分の少なくとも１つ及び前記コアエレメントの露出部分の少なくとも１つの上に形成された上位クラッディング層；
を備えることを特徴とする基板型光ウエーブガイド。
【００７１】
（付記２５）
前記コアエレメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で円形断面を有する
ことを特徴とする付記２４記載の基板型光ウエーブガイド。
【００７２】
（付記２６）
前記下位クラッディング層の前記溝が、前記第１セグメントに隣接する第２セグメントを有し、前記溝の前記第２セグメントは湾曲した主表面及び最も深い深度を有し、最も深い深度は下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、該幅方向でのグラデーションと該深さ方向でのグラデーションとを有し；
前記コアエレメントが、前記溝の第２セグメントの中及び上に形成された第２セグメントを有し、湾曲した上部主表面及び湾曲した下部主表面を更に有し、コアエレメントの第２セグメントの前記下部主表面は、幅方向でのグラデーション及び深さ方向でのグラデーションを有し、コアエレメントの第２セグメントの上部首表面は、幅方向でのグラデーション及び高さ方向でのグラデーションを有する；
ことを特徴とする付記２４記載の基板型光ウエーブガイド。
【００７３】
（付記２７）
前記下位クラッディング層の前記溝が、前記第１セグメントに隣接する第２セグメントを有し、前記溝の第２セグメントが湾曲した主表面と最も深い深度とを有し、該深度は前記下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、屈曲した下部を形成するように、幅方向でのグラデーション及び深さ方向でのグラデーションを有し；及び
前記コアエレメントが、前記溝の前記第２セグメントの中及び上に形成され、屈曲した形状を有する第２セグメントを更に有する
ことを特徴とする付記２４記載の基板型光ウエーブガイド。
【００７４】
（付記２８）
前記下位クラッディング層の前記溝が、前記第１セグメントに隣接する第２セグメントを有し、前記溝の第２セグメントが湾曲した主表面と最も深い深度とを有し、該深度は前記下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、屈曲した下部を形成するように、幅方向でのグラデーション及び深さ方向でのグラデーションを有し；
金属層が屈曲した面に形成され；及び
前記コアエレメントが、前記溝の前記第２セグメント及び前記金属層上に形成された第２セグメントを有し、前記コアエレメントの第２セグメントは屈曲した形状を有する
ことを特徴とする付記２４記載の基板型光ウエーブガイド。
【００７５】
（付記２９）
光が伝搬する伝搬軸を有する基板型光ウエーブガイドであって：
上部表面と、下部表面と、第１の自由空間波長を有する光に対する第１の屈折率と、前記上部表面に形成された溝とを有する下位クラッディング層であって、前記溝は湾曲した主表面と最も深い深度とを備えた第１セグメント及び第１セグメントに隣接する第２セグメントを有し、該最も深い深度は下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、湾曲した主表面と最も深い深度を有し、該深度は前記下位クラッディング層の上部及び下部表面の間にあり、前記溝の第２セグメントは、屈曲した下部を形成するように、幅方向でのグラデーション及び深さ方向でのグラデーションを有するところの下位クラッディング層；
ウエーブガイドの伝搬軸に平行に伸びた寸法と、該伸びた寸法を横切る横断面とを備えたコアエレメントであって、前記コアエレメントは第１の自由空間波長を有する光に対する第２の屈折率を有し、前記第２の屈折率は前記第１の屈折率とは異なり、前記コアエレメントは、第１コアセグメント及び第１コアセグメントに隣接した第２コアセグメントを更に有し、前記第１コアセグメントは、前記溝の前記第１セグメントの中及び上に形成され且つ湾曲した主表面及び湾曲した主底面を更に有し、前記第２コアセグメントは、前記溝の第２セグメントの中及び上に形成され、屈曲した形状を有するところのコアエレメント；及び
前記下位クラッディング層の露出部分の少なくとも１つ及び前記コアエレメントの露出部分の少なくとも１つの上に形成された上位クラッディング層；
を備えることを特徴とする基板型光ウエーブガイド。
【００７６】
（付記３０）
前記第１のコアセグメントが、ウエーブガイドの伝搬軸を横切る面内で円形断面を有する
ことを特徴とする付記２４記載の基板型光ウエーブガイド。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明による第１のウエーブガイド構造の斜視図を示す。
【図２】本発明による様々な製造工程における第１のウエーブガイドの様子を示す。
【図３】本発明による様々な製造工程における第１のウエーブガイドの様子を示す。
【図４】本発明による様々な製造工程における第１のウエーブガイドに関する、本発明によるグレースケールマスク例の平面図を示す。
【図５】本発明による様々な製造工程における第１のウエーブガイドの様子を示す。
【図６】本発明による様々な製造工程における第１のウエーブガイドの様子を示す。
【図７】本発明による様々な製造工程における第１のウエーブガイドの様子を示す。
【図８】本発明による様々な製造工程における第１のウエーブガイドに関する、本発明によるグレースケールマスク例の平面図を示す。
【図９】本発明による様々な製造工程における第１のウエーブガイドの様子を示す。
【図１０】本発明による第２のウエーブガイド構造の斜視図を示す。
【図１１】本発明による図１０に示される第２のウエーブガイド構造の断面図を示す。
【図１２】本発明による図１０−１１に示される第２のウエーブガイド構造の構築に使用されてもよいグレースケールマスク例の平面図を示す。
【図１３】本発明による図１０−１１に示される第２のウエーブガイド構造の構築に使用されてもよいグレースケールマスク例の平面図を示す。
【図１４】本発明による溝を示す第１及び第２のウエーブガイド構造の第１の断面形状の比較例を示す。
【図１５】第１及び第２のウエーブガイド構造の第２の断面形状の比較例を示し、本発明による第２群のグレースケールマスクを介する化学線の３次元的な浸透深さを示す。
【図１６】本発明による楕円状横断面のコアを備えたウエーブガイド構造例の断面を示す。
【図１７】本発明による第１及び第２のウエーブガイド構造例を組み込む電子システム例を示す。
【符号の説明】
【００７８】
１    基板
１０  ウエーブガイド構造
１１  下位クラッディング層
１５  溝
１６，１７  セグメント
２０  上位クラッディング層
３０  コアエレメント
３０’コア層
３１  第１コアセグメント
３２  第２コアセグメント
５０  グレースケールマスク
５１  第１領域
５２  第２領域
６０  グレースケールマスク
６１  第１領域
６２  第２領域
１００  ウエーブガイド構造
１１６  溝
１３０  コアエレメント
１３１  第１コアセグメント
１３２  第２コアセグメント
１３５  メタル層
１５０  グレースケールマスク
１５１  第１領域
１５２  第２領域
１６０  グレースケールマスク
１６１  第１領域
１６２  第２領域
２００  相互接続製品
２０２  配線層
２０４  垂直接続部
２１０  光相互接続層
２１４  はんだバンプ
２２０  集積回路チップ
２２５  光電装置  
【図１】
2005208651.tif 000003
【図２】
2005208651.tif 000004
【図３】
2005208651.tif 000005
【図４】
2005208651.tif 000006
【図５】
2005208651.tif 000007
【図６】
2005208651.tif 000008
【図７】
2005208651.tif 000009
【図８】
2005208651.tif 000010
【図９】
2005208651.tif 000011
【図１０】
2005208651.tif 000012
【図１１】
2005208651.tif 000013
【図１２】
2005208651.tif 000014
【図１３】
2005208651.tif 000015
【図１４】
2005208651.tif 000016
【図１５】
2005208651.tif 000017
【図１６】
2005208651.tif 000018
【図１７】
2005208651.tif 000019