113 - 電子情報通信学会

平成 25 年度電子情報通信学会東京支部学生会研究発表会
講演番号： 113
C－3
フォトマスク転写法を用いた光インターコネクト向け
ポリマーV 溝基板の作製
Fabrication of V-grooves for optical interconnects
from UV-curable resin by Mask-Transfer Self-Written method
榎本 忠幸
Tadayuki ENOMOTO
添田 幸伸
三上 修
Yukinobu SOEDA Osamu MIKAMI
東海大学工学部
光・画像工学科
School of Engineering, Tokai University
1. 諸言
近年、スーパーコンピューターなどの演算速度の向上に
より情報量は急速に増加している。故に従来の電気配線代
にわり低電力、低コストが期待される光配線が注目を集め
ている。しかし、光接続の難しさゆえ導入にはいくつかの
課題が残されている。これまで当研究室ではフォトマスク
転写法での V 溝基板作製に成功してきた[1]。ここでは、V
溝の形状制御をはかるとともに、ピッチ変換など新たな付
加価値を与えることを検討した。
2. フォトマスク転写法を用いた V 溝作製プロセス
Fig.1 に自己形成技術を応用したフォトマスク転写法の概
略図を示す。遮蔽板フォトマスクを介し、液状の光硬化樹脂
に UV 光を垂直に照射する。光硬化樹脂はフォトマスクの持
つ開口パターンに従い架橋重合反応を起こし硬化する。Fig.2
にプリズムを用いた V 溝作製の実験系を、Fig.3 に使用する
フォトマスクの開口パターンを図示する。従来のフォトマス
ク転写法で V 字型の溝を作製するには、光源を二つ用意しそ
れぞれのビームにオフセット角を持たせ、フォトマスクに照
射する必要があった。そこで我々は作製プロセスの簡略化の
ため、フォトマスク上に三角プリズムを設置し、プリズムに
よる屈折を利用することで従来と同様に一つの光源での作
製に成功した。またプリズムの頂点角t を変えることにより
V 溝のテーパ角を制御することができる。その相対関係を
Fig.4 に示す。また V 溝のテーパ角はプリズムと光硬化樹
脂の屈折率でコントロールすることも可能である。テー
パ角はスネルの法則より（１）式から導出することが出来
る。
3. ポリマーV 溝の作製
V 溝の高さは V 溝の作製される基板とフォトマスクとの
距離に依存する。基板上に光硬化樹脂を塗布し、平行にフォ
トマスクを上から設置する。フォトマスクの開口パターンは
幅 98mm の開口が 250mm ピッチになるよう設計されている
（Fig.3）
。プリズムとフォトマスクを介し UV 光（=365nm）
を照度約 36ｍW/cm2 で 5 秒間照射した。また今回、頂点角t
を変えることで実際どれほどの形状を制御できるか検証す
るため、
90度と60度の頂点角θt を持つプリズムを用意した。
また屈折率 1.47 の光硬化樹脂を用いて行った。この条件下で
実際にガラス基板上に作製されたポリマーV 溝を Fig.5 に示
す。(1)式より得られる傾斜には至らなかったが、頂点角t を
変えることで形状抑制が出来ることを証明できた。
100mm
100mm
(a) using 90°prism
(b) using 60°prism
Fig. 5 Fabricated V-groove by MTSW method
光配線の高密度集積化を計ることが求められている。ファ
イバをアライメントするだけでピッチ変換可能な V 溝の作
製を試み、500mm から 250mm へのピッチ変換 V 溝の作製に
成功した（Fig.6）
。
1000 μm
UV radiation (=365nm)
photomask
prism
t
photomask
UV-curable resin
V-groove
Self-Written Waveguide (SWW)
Fig.1 The MTSW method setup
Fig.6 Fabricated pitch conversion V-groove

4. 結論
Fig.2 Experiment set up
プリズムを用いることで V 溝作製を簡略化し、かつ
プリズム頂点角 θt を変えることによって V 溝の形状変化を
制御できることを確認した。またピッチ変換 V 溝の検討を行
い、その作製に成功した。
Fig.3 Photmask form
Fig. 4 The relationship between and t
 
t  
 sin  90  2  
t 

 ・・・　（１）
   90    sin 1  

2
n





参考文献
[1] Tadayuki Enomoto , Yukinobu Soeda, Osamu Mikami,
"Novel V-groove for optical interconnect fabricated by
mask-transfer self-written method and UV-curable resin”,
MJIIT-JUC Joint International Symposium 2013 (MJJIS2013),
IT-2-2, Tokai Univ. Nov. 6-8, 2013.
-113-
Copyright © 2014 IEICE