(57)【要約】    【課題】高分子膜などの作製コストの低い転写型を用い、かつ転写回数を向上させるような転写型の構造を提供することを課題とする。【解決手段】転写型の両面及び側面にも高分子膜をコートし、基板を挟み込んだ構造にすることにより、リッジ型高分子光導波路作製の際に、基板による熱膨張係数の差による剥離性を向上させたまま、転写型の基板と高分子膜間の界面剥離を抑えることができる。そのため転写型の使用可能回数が多くすることができることによる量産性が期待でき、かつ低コストなまま、転写型が作製でき、大量かつ低コストに高分子光導波路が作製可能になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リジット基板の両面及び側面に高分子膜がコートされ、かつ少なくとも１つの面の高分子膜に凹凸パターンが形成されていることを特徴とする転写型
【請求項２】
高分子からなる光導波路の導波路パターンを、請求項１に記載の転写型を用いて形成することを特徴とする高分子光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高分子を成型加工するための転写型、およびこの転写型を用いた高分子光導波路の製造方法に関し、特に光集積回路、光インターコネクション、あるいは光合分波等の光学部品を製造する方法に関する
【背景技術】
【０００２】
光部品、あるいは光ファイバの基材としては、光伝搬損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴を有する石英ガラスや多成分ガラス等の無機系の材料が広く使用されているが、最近では高分子系の材料も開発され、無機系材料に比べて加工性や価格の点で優れていることから、光導波路用材料として注目されている。例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、あるいは、ポリスチレンのような透明性に優れた高分子をコアとし、そのコア材料よりも屈折率の低い高分子をクラッド材料としたコア−クラッド構造からなる平板型光導波路が作製されている（特開平３−１８８４０２号）。これに対して松浦らにより耐熱性の高い透明性高分子であるポリイミドを用い低損失の平板型光導波路が実現されている（特開平２−１１０５００号）。
【０００３】
しかし、これらの方法はいずれにおいても、クラッド層の表面にコア構造を形成するに際して、一枚毎にフォトレジストを用いたコアパターンの形成やこれに引き続いての反応性イオンエッチングなどによる凹凸形成加工が必要であり、量産性や低価格化の点で課題があった。そこで、導波路のコアパターン形状に表面形状を凹凸形成加工した転写型に、溶融状態や溶液状態の高分子に押し当てそのまま高分子を硬化させ凹凸の転写を高分子表面に行う方法により量産性を向上しようとする検討が行われている。
【０００４】
微細な溝が表面に形成された転写型表面に、硬化すると基板よりも屈折率が高くなるコア材料をモノマー状態で滴下することによって、溝の中にだけモノマー材料を充填した後、重合、硬化させることによって、リッジ型高分子光導波路を製造する方法がある。（特許文献１：特開２００１−３１８２５７号）なお、この際には剥離を容易にするために犠牲層としてシリカガラス層を形成し、剥離の際のきっかけとしている。この方法によれば、溝を形成した基板を射出成形などの方法で作製することで、低コストで大量生産が可能となり、低価格にて光部品を提供することができる。しかしながら、シリコンは破損しやすい材料で、取り扱いに注意を要す。またリジッド基板によっては成形材料が剥離しにくい場合もある。
【特許文献１】特開２００１−３１８２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記従来の問題点を解消すべくなされたものであり、破損がしにくく取り扱いが容易で剥離性も高く、かつ転写回数を向上させるような転写型の構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討した結果、転写型の両面及び側面にも高分子膜をコートすることにより前記課題を解決することを見出し本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、リジット基板の両面及び側面に高分子膜がコートされ、かつ少なくとも１つの面の高分子膜に凹凸パターンが形成されていることを特徴とする転写型であり、また、高分子からなる光導波路の導波路パターンを、上記の転写型を用いて形成することを特徴とする高分子光導波路の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるリジッド基板の両面及び側面に高分子をコートした転写型を用いることにより、リジッド基板を保護して転写型の強度が増し、かつリジッド基板と成形体の熱膨張係数の差により剥離性も高くなるが、剥離する際にリジッド基板を被う高分子層がバッファとなって、剥離をスムーズが行われ、転写可能回数を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、本発明の構成を図１を参照して詳細に説明する。
【００１０】
（転写型の作成）
本発明で構成する凹凸形状が形成されている転写型は、シリコン、ガラス、アルミニウム、ステンレス等からなるリジッドな基板１の両面及び側面に、ポリイミド等の高分子膜２をコートし、転写面にメッキやプラズマエッチング、ケミカルエッチング、レーザアブレーション等の方法により光導波路のコア部となる凹凸形状を加工したものである。リジッド基板として成形体材料となるポリイミド樹脂との熱膨張の差が適当であるシリコンが特に好ましい。
【００１１】
図２を用いてその作成方法を説明する。基板１の上にポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液をスピンコート等の方法により塗布し、これを加熱してイミド化することにより、基板上にポリイミドからなる高分子層２を得る(図２(a))。ポリアミド酸溶液に用いる溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、メチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の極性有機溶媒を用いる。次に基板をひっくり返し、同様にスピンコート法により塗布し、加熱してイミド化することにより基板裏面にもポリイミドからなる高分子層２を形成する。この際に溶液状態のポリアミド酸溶液が側面に回りこむことにより、側面もコートされる（図２(b)）。
【００１２】
次にこの上に光回路パターンを形成するためのマスク層３を形成する(図２(c))。マスクとしては、アルミニウム、チタン等の金属、酸化シリコン、スピンオングラス（ＳＯＧ）、シリコン含有レジスト、感光性ポリイミドなどを用いることができる。マスク層３を形成した後、必要に応じてレジスト層をコーティングし、周知のフォトリソグラフィにより露光現像を行いパターンニングされたレジスト層を得る。次にレジスト層により保護されていないマスク層部分をエッチング液等により除去して所望の導波路パターンとなす。マスク層としてシリコン含有レジストや感光性ポリイミドを用いた場合はフォトレジストを使用せずに，直接露光と現像することでマスクパターン３ａが得られる（図２(d)）。次に反応性イオンエッチングにより、ポリイミドがマスクパターン３ａから露出している部分のみを所定の深さにエッチングした後（図２(e)）、残ったマスクパターン３ａを反応性イオンエッチングや剥離液を用いることにより除去する。これにより転写型５が得られる（図２(f)）。
【００１３】
（光導波路の作成）
以上作成した転写型を金型として用いて光導波路を作製する場合の工程の一例を図３に示す。図３の符号１１は下部クラッド層、１２はフッ酸溶液、１３はコア層、１４は上部クラッド層である。まず、得られた高分子光導波路用転写型５の上にクラッド層となる６ＦＤＡと２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４, ４' −ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）のポリアミド酸約２５ｗｔ％ＤＭＡｃ溶液ををスピンコート等の方法により塗布し、これを加熱イミド化することにより、金型の凸部形状がポリイミドのクラッド層に転写される(図３(a))。次に、該ポリイミド膜付き金型をフッ酸溶液１２に浸漬させることにより、金型から高分子を剥離する（図３(b)）。これで、リッジ型高分子光導波路の下部クラッド層が作製できることになる。
【００１４】
更に、下部クラッド層１１の金型との接触面であった面を上にして、コア層となる２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）と４, ４' −オキシジアニリン（ＯＤＡ）のポリアミド酸の１５ｗｔ％Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）溶液をクラッド凹部にスピンコート等の方法により塗布し、加熱イミド化させることによりコア層１３を埋め込んだ（図３(c)）。そして、その上に上部クラッド層１４となる６ＦＤＡと２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４, ４' −ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）のポリアミド酸約２５ｗｔ％ＤＭＡｃ溶液をスピンコート等の方法により塗布しこれを加熱イミド化し、クラッド層１４とした(図３(d))。このようにして高分子光導波路用金型を用いて埋め込み型高分子光導波路を作製することができる。
【００１５】
本発明による両面及び側面をコートした転写型を用いることにより、良好に転写を繰り返し、リッジ型高分子光導波路が作製でき、スピンコート法のみにより埋め込み型高分子光導波路を作製することができた。ここでは、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液を用いたポリイミド光導波路作製を例に挙げて説明したが、光導波路材料としてポリアミド酸溶液以外の光学用材料の樹脂溶液などを用いて作製することももちろん可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
スタンパー方式高分子光導波路作製用の転写型として利用でき、多数回利用可能であり、光導波路の量産性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の転写型の断面図である。
【図２】高分子金型を作製する工程の一例を示す図である。
【図３】金型を用いて光導波路を作製する場合の工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：基板、    ２：高分子層、  ３：マスク層、  ３ａ：マスクパターン、
５：転写型、    １１：下部クラッド層、  １２：フッ酸溶液、
１３：コア層、  １４：上部クラッド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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