平面光波导装置的制造方法
专利汇可以提供平面光波导装置的制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 是提供一种高分子平面光 波导 装置的制备方法，该方法包含如下步骤：提供一 基板 ；于该基板上涂布包覆材料，以形成一包覆层，并将该包覆层 固化 ；于该包覆层上涂布核心材料，以形成一核心层；于该核心层上形成一罩幕层，并以偏振光照射该罩幕层至少一次，使该核心层上对应于该罩幕层开口处进行一次或多次曝光，以产生方向性的链接，形成光路；最后，移除该罩幕层，并将其余核心层和该光路固化。，下面是平面光波导装置的制造方法专利的具体信息内容。
1.一种制造平面光波导装置的方法，其包括下列步骤：
提供一基板10；
于该基板上涂布包覆层材料，以形成一包覆层20，并将该包覆层20固化；
于该包覆层20上涂布核心层材料，形成一核心层30；
于该核心层30上形成一具有定义所要线路形状的开口的罩幕层40，自罩幕层40的上方 照射至少一次偏振光50，以使该核心层30上对应于该罩幕层40开口的部位进行一次或 多次曝光，产生方向性的键结，形成光路300；
移除该罩幕层40；以及
将其余核心层30和该光路300固化。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中该核心材料为感光型材料。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中该感光型材料为感光型聚酰亚胺树脂、感光型溶 胶凝胶或其混合物或化合物。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中该包覆层20的固化方法为照光固化或加热固化。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其中该核心层30和该光路300的固化方法为照光固化 或加热固化。
6.根据权利要求4或5所述的制造方法，其中照光固化为照非偏振光固化。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其中照非偏振光固化为照紫外光固化。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其中该多次曝光，为每次使用不同方向的偏振光重复 曝光。
9.根据权利要求1所述的制造方法，进一步于该固化的核心层30和该光路300上涂布包覆 材料，形成一额外的包覆层60。
技术领域
背景技术
光可以在适当的媒介中以光速传输信号，并且可以在同一个媒介中同时传输不同波 长的信号，因此光所能传输的数据量远比用电传输来得大。然而，光通讯虽然拥有传输 量大的优点，但在价格上与电通讯相比较，却是昂贵了许多，所以使得世界各地推行光 纤到家的计划因而受阻。
「光波导」是光传输媒介的泛称，由可以传输光通讯波长的材料所组成。光在光波 导中传输时所走的路径称为「光路」，所以在光波导中，其核心层材料的折射率必须高 于外围的材料，才能使光在光路中造成全反射，使光照着设计的路线走。
从前光传输时，其信号的分流及偶合工作由熔接光纤所制成的分光及偶光组件所控 制，但是光纤熔接法需要精密的接合点，因此成本质量的高低便取决于操作人员的训练， 另外，以光纤熔接法所制成的组件因为体积大、制程困难耗时、成本昂贵，造成光纤熔 接法的发展受限，所以当需要的分光偶光的光路增多时，光纤熔接法的竞争力也就越显 薄弱。因此，近年来，以玻璃或石英为基材的「平面光波导」，逐渐在市场上取代光纤 熔接技术。
利用平面光波导来传输光信号具有以下的优点：(1)可以直接在同一平面上，依照不 同的需要设计不同的光路；(2)可运用台湾工业界较熟悉的半导体制程；及(3)可减少制程 中，有关″人″的因素干扰。不过，平面光波导技术，因为需要大厚度的凝核，因而制程 时间长，且产量及产率皆不易控制，所以利用无机材料所制得的平面光波导，价格昂贵。 目前行业内人士研发利用高分子材料来取代无机材料，它具有材料成本低，可变性高及 制程快速等优点。
传统的高分子平面光波导制程是在基板上由下而上铺上包覆层材料、导光层材料、 金属膜以及光阻，然后在光阻上运用黄光微影制程定义出所要的线路形状，再用湿蚀刻 法洗去所定义线路外的光阻及金属膜，以及用干蚀刻法除去所定义线路外的导光层材 料，此时所定义线路上的金属膜则可以抵挡干蚀刻操作。等到干蚀刻制程完成后，再用 湿蚀刻法去掉所定义线路上的金属膜，以完成导光层线路。最后，再于其上铺上一层包 覆层。上述制程的缺点为所涉及制程步骤太过复杂，为了解决此问题，许多新的制程方 法相继提出。例如，美国专利第4,609,252号揭示一种制造有机光波导装置的方法，其先 利用感光型的高分子材料来进行曝光显影，以定出线路，再利用湿蚀刻法洗去线路外的 材料。此法虽然可以简化制程步骤，不过湿蚀刻的效果难以达到理想状况。另外，美国 专利第5,054,872号揭示一种制造聚合性光波导的方法，其利用添加光起始剂，然后照射 紫外线，UV光被光起始剂吸收，造成光起始剂引发产生自由基，与感光材料产生交链 反应，因此可直接在感光材料上定义线路。虽然利用紫外线曝光改变光路层折射率的方 式，可以省去湿蚀刻操作的步骤，但是此专利因添加粘结剂(binder)参与反应，照射 紫外线当时会产生扩散现象，造成光路层不平整。
为解决上述的缺点，本案发明者经广泛研究发现一种新颖的高分子平面光波导制程 方法，因为省去湿蚀刻步骤，所以可以消除湿蚀刻的不稳定性，且因使用偏振光直接照 射特殊的感光型材料，所以不需添加光起始剂和粘结剂(binder)，从而在制程上更为简单、 快速，真正达到市场低成本及快速的需求。
发明内容
附图说明
图1至图4为本发明高分子平面光波导装置制程顺序的图式说明。
具体实施方式
现以所附图1至图4依次序说明本发明高分子平面光波导装置制程的具体操作步骤。
如图1所示，首先提供一基板10，于该基板上涂布下包覆层材料，形成一包覆层 (cladding layer)20，并将该包覆层20固化。接着，于该包覆层20上涂布核心层材料，以 形成一核心层(core layer)30。
如图2所示，紧接着于该核心层30上形成一罩幕层(mask layer)40，该罩幕层40具有 定义所要线路形状的开口。自罩幕层40的上方照射至少一次偏振光50，以使该核心层30 上对应于该罩幕层40开口的部位进行一次或多次曝光，产生方向性的键结，形成光路 300。
最后，再如图3所示，移除该罩幕层40，将其余核心层30与该光路300进行固化。
根据本发明的一优选实施方面，如图4所示，可视需要在该核心层30与该光路300上 进一步涂布上包覆层材料并将其固化，以形成额外的包覆层60。
本发明用于固化包覆层的方法，并无特殊限制，为所属领域的技术人员所熟知，其 例如但不限于照光固化或热固化，较好是以非偏振光照射方式加以固化，更好为以紫外 线固化。
本发明用于将核心层30与光路300进行固化的方法亦无特殊限制，可使用前述照光 固化方式或热固化方式达成，较佳是以非偏振光照射方式加以固化，更好为以紫外线固 化。
本发明方法中所使用的偏振光及非偏振光为所属领域的技术人员所熟知。一般而 言，非偏振光泛指无特定电场震荡方向限制，且具有一定波长范围的光源，例如紫外线、 红外线或热射线(放射或辐射)等，较好为紫外线。相反地，偏振光则是指通过偏光器 (polarizer)，具特定电场震荡方向的光源。
本发明的方法所使用的基板并无特殊限制，任何适合用于支撑高分子光波导的基板 皆适用于本发明的方法。典型使用的基板为无机物，其例如硅晶圆(silicon wafer)或耐热 玻璃(pyrex)；或有机高分子树脂，其例如但不限于聚酯树脂(polyester resin)、聚碳酸酯 树脂(polycarbonate resin)或聚氨基甲酸酯树脂(polyurethane resin)；或其混合物。
本发明的方法所使用的包覆层材料，属于所属领域的技术人员所皆知的，其例如但 不限于聚压克力酸酯(Polyacrylate)、聚硅氧烷(Polysiloxane)、聚酰亚胺(Polyimide)或聚 碳酸酯(Polycarbonate)。
本发明所使用的核心层须为感光型材料，且因不添加光起始剂，所以此材料必须在 特定波长的偏振光照射下，可以直接吸收能量成受激态(exciting state)，诱发产生方向性 的链接，从而改变折射率。本发明所使用的偏振光的波长是依赖所用感光型材料而定。 合适的感光型材料包括但不限于感光型聚酰亚胺树脂(PSPI)、感光型溶胶凝胶(sol-gel) 或其混合物或化合物。
本发明可以视需要使用不同方向的偏振光，于该核心层30上对应于该罩幕层40开口 的部位进行多次重复曝光。因此，当多次曝光时，每次曝光为使用不同方向的偏振光重 复曝光。
在未进一步阐述下，任何所属领域的技术人员依上述揭示内容所可轻易达成的修正 及改变，均涵盖于本发明的保护范围内。
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