JPH0815542A

JPH0815542A - 漂白マスク

Info

Publication number: JPH0815542A
Application number: JP17689095A
Authority: JP
Inventors: Tsjerk Hans Hoekstra; ハンスヘクストラツェルク
Original assignee: Akzo Nobel NV
Current assignee: Akzo Nobel NV
Priority date: 1994-06-23
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1996-01-19
Also published as: CA2152558A1; CN1125850A; TW275668B

Abstract

(57)【要約】【目的】横方向に規定された導波体チャンネルのパタ
ーンがポリマー光学導波体中に作られ得る簡素化された
方法を提供する。【構成】導波性物質の部分を選択的に覆うマスクを導
波性物質に備え、そして該マスクを通して導波性物質を
照射することにより、覆われていない導波性物質の部分
の屈折率を変化させる工程を含む、適切な波長の照射を
受けたときに屈折率の変化を受ける導波性物質を採用す
るポリマー光学導波体部品を作る方法において、マスク
が、照射波長に対して実質的に透過性でない現像された
フォトレジストであることを特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学導波体に関する。
そのような導波体は、通常、導波性物質より低い屈折率
を持っている物質により囲まれた導波性物質の光閉込め
(confinement) 中で光が伝ぱんすることができるように
造られている。

【０００２】本発明は、導波性物質の部分を選択的に覆
うマスクを導波性物質に備え、そして次に該マスクを通
して導波性物質を照射することにより、覆われていない
導波性物質の部分の屈折率を変化させる工程を含む、適
切な波長の照射を受けたときに屈折率の変化を受ける導
波性物質（即ち、可漂白ポリマー）を採用するポリマー
光学導波体部品を作る方法に向けられている。

【０００３】より詳細には、本発明は、光ガイディング
層より低い屈折率の二つの偏向層の間に挟まれた可漂白
ポリマーの光ガイディング層を含むところの積層ポリマ
ー光学導波体構造を含む積層導波体部品に関する。この
ように、垂直方向（即ち、層に対して垂直）における波
閉込め(wave confinement)は、積層構造により決定され
る。導波体チャンネルは、光ガイディング層中の可漂白
ポリマーの屈折率を選択的に変化することにより横方向
に規定されている。

【０００４】

【従来の技術】上記の方法は米国特許第５，１４２，６
０５号明細書（及び対応する欧州特許第３５８，４７６
号公報）から公知であり、該明細書は全ての目的のため
に引用することにより本願明細書に組込まれる。屈折率
の変化は通常、導波体チャンネルが所望の波閉込めを囲
む物質を照射することにより作り出されることができる
ような減少量である。照射へのポリマー物質の選択的な
露光は、適用される照射に対して透過性である部分と非
透過性である部分を持つマスクを通して生じ得ることが
述べられている。

【０００５】実際上は、公知のただ一つの実行可能なマ
スクは金属マスクである。金属、一般に金又はアルミニ
ウムは、漂白する照射が、漂白されてはならない導波性
ポリマーの部分に届くことを非常に効果的に妨げるが、
一方、金属マスクの使用は種々の欠点を持っている。

【０００６】一つのそのような欠点は、プロセスが長々
としていて、かつ複雑であることである。それは通常、
次の段階を含む。即ち、（ａ）積層導波体を作ること、
（ｂ）導波体上に金属フィルムを施与すること、（ｃ）
金属フィルムにフォトレジスト層を備えること、（ｄ）
横方向の波閉込めの所望のパターンを規定するマスクを
通してフォトレジストを選択的に露光すること、（ｅ）
フォトレジストを現像して金属を選択的にむき出しにす
ること、（ｆ）むき出しにされた金属部分をエッチング
除去して開口部を作ること、（ｇ）フォトレジストをは
ぎとること、（ｈ）導波性ポリマーの屈折率を変化させ
るところの照射を用いて該開口部を通して導波体を照射
すること、（ｉ）金属をエッチング除去することであ
る。

【０００７】もし電気光学的に活性な導波体が作られる
なら、金属マスクは電極として使用され得るので、金属
マスクを取り除くことをやめることができる。しかし、
その場合に、電極は漂白マスクと同じ形を持つであろ
う。このことは厳しい設計上の制限である。受動導波体
部品及び熱光学導波体部品のために、金属層は常に余分
であり、そして取り除かれなければならない。

【０００８】高価な貴金属の施与及び除去を含むそのよ
うな方法は、扱い難くかつ経済的でない。その上に、そ
れは高価な装置の使用を要求する。また、金属マスクの
除去後に、通常、望まれない金属残留物が残る。

【０００９】いくつかの更なる欠点があてはまる。フォ
トレジストマスクを用いて金属をエッチングすること
は、通常、「エッチング不足(underetching)」をもたら
すであろう。即ち、得られた金属の細長い片、そして従
って、結果として生ずる波閉込めは、その上のレジスト
の細長い片より狭い幅を持つであろう。その上、金属の
エッチングは、好ましくない粗さを持つ壁をもたらすか
もしれない。それ故、波閉込めがより正確に規定され得
る方法を提供することが望まれる。更に、金属のために
使用されるエッチング剤は導波体ポリマーに対して有害
であるかもしれないので、もしそれらの使用が避けられ
るなら有利である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を負わな
い漂白方法を提供することが本発明の目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的で、本発明
は、「産業上の利用分野」の項で述べたような方法にお
いて、マスクが、照射波長に対して実質的に透過性でな
い現像されたフォトレジストであることにある。

【００１２】得られた方法は次の段階を含む。即ち、
（ａ）積層導波体を作ること、（ｂ）導波体上にフォト
レジスト層を施与すること、（ｃ）横方向の波閉込めの
所望のパターンを規定するマスクを通してフォトレジス
トを露光すること、（ｄ）フォトレジストを現像して開
口部を作ること、即ち導波体を選択的にむき出しにする
こと、（ｅ）ガイディング層ポリマーの屈折率を変化さ
せるところの照射を用いて該開口部を通して導波体を照
射すること、（ｆ）フォトレジストをはぎとること、で
ある。

【００１３】また、本発明は、ある波長又はある波長範
囲内の照射を用いて導波体を照射することにより平らな
光学導波体中に一つ又はそれ以上の導波体チャンネルの
パターンを規定するために、ある波長又はある波長範囲
内の光に対して実質的に非透過性であるフォトレジスト
を使用する方法である。

【００１４】この驚くべき簡単な方法は、照射波長に対
する低い透過率を持つフォトレジストの使用によって可
能にされる。約５０％の透過率は、約０．００３の漂白
されたポリマー及び漂白されていないポリマーの間の屈
折率コントラスト（これに基いて、好ましい導波体チャ
ンネルが得られる）を達成するために十分である。フォ
トレジストの適合を決定するための指標として、それは
少なくとも５０％の不透明度（即ち、多くても５０％の
透過率）を持たなければならないことが、一般に、述べ
られ得る。しかし、波長並びにガイディング層ポリマー
の漂白感受性に依存して、実質的により高い透過率（例
えば７５％）は未だ許容し得る屈折率コントラストを与
えるであろうし、あるいはフォトレジストが照射波長に
対して実質的に透過性でないためには透過率ははるかに
低くなければならない（例えば２５％）ことが判るであ
ろう。通常、適切なフォトレジストは、漂白波長のエネ
ルギーを吸収するであろうフォトレジストである。好ま
しくは、それは、適切な波長内に吸収バンドを持つ染料
分子を含むところのフォトレジストを採用することによ
り達成される。金属又は半導体粒子、例えばケイ素含有
レジストを含むフォトレジストがまた用いられ得る。

【００１５】使用されるべき波長は、ガイディング層に
利用されるポリマーに依存する。適切なポリマーは、な
かんずく欧州特許第３５８，４７６号公報中に述べられ
ている。本発明は、ある波長又はある波長範囲内の照射
を受けた時、ポリマーが屈折率の変化を受ける限り、ポ
リマーの特定のタイプに限定されない。

【００１６】漂白照射は通常、紫外線又は可視光線であ
り、ここで青色光が殆どの場合において好ましい。一般
に、適切なフォトレジストは、「染料入りレジスト(dye
d resists)」として公知である。それらは、いずれも４
３６ｎｍで吸収するＡＺ６６１８‐２ＤＧ、ＡＺ６
２１８Ｂ‐３ＤＧ、及び３６５ｎｍで吸収するＡＺ７５
１０‐２ＤＧの商標でヘキスト株式会社により市販され
ているものを含む。他の染料入りレジストは、商標ミク
ロポジット(microposit)（Ｓ１８１３‐Ｊ２、Ｓ１８１
８‐Ｊ２、Ｓ１４００‐２７Ｄ１、Ｓ１４００‐３１
Ｄ１）としてシップリー(Shipley) 社により市販され
ているものである。もし漂白照射が２００〜３００ｎｍ
の範囲内の波長を持つなら、多くの慣用のフォトレジス
トが漂白マスクとして採用され得る。紫外線照射に対し
て部分的に透過性であり、そして部分的に非透過性であ
るテンプレートが、プリント配線基板の製造に使用する
ために、ドイツ民主主義共和国特許第１１４７１７号公
報に記述されている。

【００１７】フォトレジストは、フォトレジストが施与
されるポリマー（通常、頂部偏向層）を損傷しないとこ
ろの現像剤により現像され得ることが必要である。上記
のフォトレジストは、金属イオンのない又は金属イオン
に基く現像剤を使用して現像され得る。適切な現像剤
は、フォトレジスト製造業者により通常推奨される。

【００１８】基本的に、本発明の方法は、ポリマー光学
導波体部品の全てのタイプを作るために使用され得る。
例えば、電気光学部品（この場合、可漂白ポリマーは電
気光学的活性（即ち、ＮＬＯポリマー）にされ得る）、
熱光学部品、及び受動的部品である。そのような部品
は、一般に当業者に公知であり、そして本発明の目的の
ために本明細書において、更なる説明を必要としない。

【００１９】本発明の方法は添付図面中に更に説明され
ており、これはいかなる点においても本発明を限定する
ものと解してはならない。

【００２０】図１は、本発明の方法を示し、図２は、慣
用の先行技術の方法を示す。両図中、順次続くプロセス
段階が、また上記で使用された文字を用いて示されてい
る。即ち、本発明の方法は段階（１ａ）から（１ｆ）を
含み、一方、先行技術方法は段階（２ａ）から（２ｉ）
を含む。両図中、それぞれの段階に関して表示された構
造は、光ガイディング方向に垂直な層の断面図である。

【００２１】まず、本発明に関する図１について説明す
る。

【００２２】図１ａ中に、基板（１）、下部偏向層
（２）、波ガイディング層（３）及び頂部偏向層（４）
を含む積層導波体が示されている。この段階で頂部偏向
層を省くこと、そして波閉込めが形成された後それを施
与することが、また可能である。図１ｂ中に、フォトレ
ジスト層（１１）が頂部偏向層（４）上に施与されてい
る同一の構造が示されている。

【００２３】図１ｃ中に、フォトレジスト層（１１）が
どのようにしてマスク（７）を通して露光されるかが示
されており、ここでｈν‐Ｅはフォトレジスト層を活性
にするために採用される露光照射（通常、約３〜５秒
間）を示す。

【００２４】図１ｄ中に、マスクを通してのフォトレジ
スト層（１１）の露光及び現像がどのようにして開口部
（１２）を生じるかが示されている。

【００２５】図１ｅ中に、フォトレジスト層（１１）中
の開口部（１２）を通しての導波体の照射が描かれてお
り、ここでｈν‐Ｂはガイディング層ポリマー中で所望
の屈折率変化を引起こすために採用される漂白照射（通
常、約４〜１２時間）を示す。

【００２６】図１ｆ中に、フォトレジストがはぎ取ら
れ、そしてガイディング層（３）が、漂白された物質
（１０）により囲まれた波閉込め（９）を含むように適
切に漂白されたことが示されている。

【００２７】次に、比較のため慣用の先行技術に関する
図２について説明する。

【００２８】図２ａ中に、基板（１）、下部偏向層
（２）、波ガイディング層（３）及び頂部偏向層（４）
を含む積層導波体が示されている。再び、この段階で頂
部偏向層を省くこと、そして波閉込めが形成された後そ
れを施与することが、また可能である。

【００２９】図２ｂ中に、金属層（５）が頂部偏向層
（４）上に施与されている同一の構造が示されている。

【００３０】図２ｃ中に、フォトレジスト層（６）が金
属層上に施与されていることが示されている。

【００３１】図２ｄ中に、どのようにフォトレジスト層
（６）がマスク（７）を通して露光されるかが示されて
おり、ここでｈν‐Ｅはフォトレジスト層（６）を活性
にするために採用される露光照射（通常、約３〜５秒
間）を示す。

【００３２】図２ｅ中に、マスクを通してのフォトレジ
スト層（６）の露光及び現像が、どのようにして選択的
にむき出しにされる金属を生じるかが示されている。

【００３３】図２ｆ中に、むき出しにされた金属部分が
エッチング除去され、金属層（５）中に開口部（８）を
作ることが示されている。

【００３４】図２ｇ中に、フォトレジストがはぎ取られ
ていることが示されている。導波体は、金属（５）及び
開口部（８）を含むマスクにより覆われたままである。

【００３５】図２ｈ中に、開口部を通しての導波体の照
射が描かれており、ここでｈν‐Ｂはガイディング層ポ
リマー中で所望の屈折率変化を引起こすために採用され
る漂白照射（通常、約４〜１２時間）を示す。

【００３６】図２ｉ中に、金属がエッチング除去され、
そしてガイディング層（３）が、漂白された物質（１
０）により囲まれた波閉込め（９）を含むように適切に
漂白されたことが示されている。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、横方向に規定された導波体チ
ャンネルのパターンがポリマー光学導波体中に作られ得
る簡素化された方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリマー光学導波体部品の製造方法を
示す。

【図２】慣用の先行技術のポリマー光学導波体部品の製
造方法を示す。

【符号の説明】

１．基板２．下部偏向層３．波ガイディング層４．頂部偏向層５．金属層６．フォトレジスト層７．マスク８．開口部９．波閉込め１０．漂白された物質１１．フォトレジスト層１２．開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導波性物質の部分を選択的に覆うマスク
を導波性物質に備え、そして該マスクを通して導波性物
質を照射することにより、覆われていない導波性物質の
部分の屈折率を変化させる工程を含む、適切な波長の照
射を受けたときに屈折率の変化を受ける導波性物質を採
用するポリマー光学導波体部品を作る方法において、マ
スクが、照射波長に対して実質的に透過性でない現像さ
れたフォトレジストであることを特徴とする方法。
【請求項２】ポリマー光学導波体中に横方向に規定さ
れた導波体チャンネルのパターンを作る方法において、
次の段階、即ち（ａ）ガイディング層より低い屈折率の
二つの偏向層（２、４）間に挟まれたポリマーガイディ
ング層（３）を含む積層構造を持つ導波体を提供するこ
と、（ｂ）該積層導波体上にフォトレジスト層（１１）
を施与すること、（ｃ）所望のパターンを規定するマス
ク（７）を通してフォトレジストを露光すること、
（ｄ）フォトレジストを現像して積層導波体の覆われた
部分及びむきだしの部分のパターンを規定する開口部
（１２）を作ること、（ｅ）ガイディング層ポリマーの
屈折率を変化させるところの波長を用いてパターンで覆
われた導波体を照射することを含み、ここで現像された
フォトレジストが照射波長に対して実質的に透過性でな
いことを条件とする方法。
【請求項３】現像されたフォトレジストが、使用され
る波長を実質的に吸収することを特徴とする請求項１又
は２記載の方法。
【請求項４】フォトレジストが、適切な波長のエネル
ギーを吸収するところの染料分子を含むことを特徴とす
る請求項３記載の方法。
【請求項５】ある波長又はある波長範囲内の照射を用
いて導波体を照射することにより平らな光学導波体中に
一つ又はそれ以上の導波体チャンネルのパターンを規定
するために、ある波長又はある波長範囲内の光に対して
実質的に非透過性であるフォトレジストを使用する方
法。