JP4144427B2 - 光導波路およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアおよびクラッドを具備してなる光導波路に関するもので、例えば、光導波路の端面に形成されたマークの数を顕微鏡で目視することによって、その端面の形成状態を検査しうるようにした光導波路の構造およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光導波路１００としては、図１７に示すようなものが存在する。図１７（ａ）は光導波路１００の平面図、図１７（ｂ）はその側面図である。この図１７において、１０１は石英やシリコンなどで形成される基板、１０２ｄ、１０２uはその基板１０１上に設けられるクラッド、１０３はその基板１０２ｄ、１０２ｕ内に設けられ光を閉じ込めて伝搬させるためのコア、１０３ａはそのコア１０３に設けられた分岐部、１０４はカバーガラスである。また、この図において、１０５は光ファイバ１０５ｂを有するファイバアレイを示し、フィルタ１０５ａを介して光導波路１００の結合端面１０６に接合される。
【０００３】
次に、この光導波路１００を製造する工程を図１８を用いて説明する。この光導波路１００を製造する工程は、光導波路１００のチップを形成する工程と、その光導波路１００の結合端面１０６を研磨する工程と、その研磨された結合端面１０６の形成状態を検査する工程とからなる。
【０００４】
まず、光導波路１００のチップを形成する工程を説明する。図１８に示すように、まず、石英やシリコンなどの平面状の基板１０１を準備し、その上面にＵＶ硬化樹脂１０２ａを滴下して（図１８（ａ））図示しないスタンパで押圧し、紫外線を照射することによってコア用凹部１０２ｂを有する下部クラッド１０２ｄを形成する（図１８（ｂ））。そして、下部クラッド１０２ｄにより形成されたコア用凹部１０２ｂに対し、クラッド１０２ｄより屈折率の高いコア材を充填してコア１０３を形成する（図１８（ｃ））。次に、クラッド用樹脂１０２ａをこのコア１０３上に滴下し、カバーガラス１０４で押圧して同様に上部クラッド１０２ｕを形成する（図１８（ｄ））。このようにして光導波路１００を得る。
【０００５】
そして、光導波路１００を研磨する工程においては、その光導波路１００の結合端面１０６が所定の角度をなし、また、分岐部１０３ａ近傍の所定の位置に結合端面１０６が形成されるように研磨する。具体的には、結合端面１０６で生じる光の反射に基づくコアへの影響を抑えるために、図１７（ｂ）における角度θ２を約８２度に研磨し、また、ファイバアレイ１０５との結合効率を良くするために、図１７（ａ）における角度θ１をほぼ直角に研磨する。また、分岐部１０３ａとフィルタ１０５ａの距離により変化する反射光の結合損失を最小にするために、光軸と垂直な方向の切断位置に関しても同様にコアパターンに適した位置に結合端面１０６を形成するように研磨する。この研磨作業は、研磨装置を用いて行われ、治具に光導波路１００を取り付けて研磨板と結合端面１０６を接触回転させることによって行われる。
【０００６】
この治具の構成を図１９に示す。図１９の（ａ）は、治具７０の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は（ｂ）のＭ―Ｍ断面図を示したものである。この図１９において、７０は研磨装置に取り付けられる円盤状の治具であり、７１は光導波路１００を取り付けるための凹部である。そして、この光導波路１００の結合端面１０６を研磨する工程においては、まず、図１９（ｃ）に示すように、治具７０の凹部７１に光導波路１００の結合端面１０６を突出させて装着し、この結合端面１０６を下向きにして研磨装置の研磨板（図示せず）に接触させる。そして、この治具７０を回転させることによって光導波路１００の結合端面１０６を研磨する。
【０００７】
結合端面１０６の形成状態を検査する工程においては、結合端面１０６に顕微鏡の対物レンズ８を近づけることによって行われ、具体的には、図１７（ａ）における側面１０７と結合端面１０６との角度θ１、および、図１７（ｂ）における上面１０８ｕもしくは底面１０８ｄと結合端面１０６との角度θ２を実測し、また分岐部１０３ａの切断位置をそのコアパターンなどから検査する。
【０００８】
しかし、治具７０に光導波路１００を保持したままでは、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、波線で示した顕微鏡の対物レンズ８を治具７０の外周部分よりも内側に近づけることができないため、顕微鏡との焦点を合わせることができない。このため、従来では、図２０に示すように、光導波路１００を治具７０から取り外して、顕微鏡ステージの上に光導波路１００を載置し、そこで結合端面１０６の形成状態を一つずつ検査しなければならなかった。
【０００９】
一方、かかる課題を解決するものとして下記の特許文献１に示すようなものが存在する。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２１４４６８号公報
【００１１】
この特許文献１に開示されている光導波路は、基板上に光軸方向と直交するような複数のマークを蒸着して形成したものであり、研磨の工程において、マークの除去された程度を観察することによりθ１の値を実測せずに結合端面の形成状態を確認しうるようにしたものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特許文献１に記載された光導波路は、平面視においてのみしかマークを視認することができないため、図１７（ａ）における平面視の角度θ１しか検査することができない。しかも、治具に取り付けた状態でそのマークを観察しようとすると、治具の外周部よりも顕微鏡の対物レンズを近づけることができないため、従前と同様に治具からその光導波路を取り外して結合端面の形成状態を検査しなければならない。
【００１３】
そこで、本発明は、上記課題に着目してなされたもので、治具から取り外すことなく光導波路の端面の形成状態を検査することができるような光導波路およびその光導波路の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の光導波路は、上記課題を解決するために、コアおよびクラッドを有してなり、クラッドからコアが露出する側の結合端面に、平面視における当該結合端面と光導波路側面とのなす形成角度（θ１）および、側面視における当該結合端面と光導波路上面とのなす形成角度（θ２）および、当該結合端面の形成位置を確認しうるマークを有してなる光導波路であって、当該マークを、前記コアの光軸と平行であって、かつ、クラッドの凹部に埋め込まれ、前記結合端面による露出断面が所定の長方形状をなす複数のマーク要素で構成し、当該マーク要素を、その結合端面側の端部と当該結合端面との距離を異なるように複数配置し、かつ前記光軸を挟んで両側にそれぞれ形成するようにしたものである。
【００１５】
このように構成すれば、マークを結合端面から視認しうるように設けているので、結合端面を研磨する際、光導波路を治具に装着したまま顕微鏡の対物レンズをその端面に近づけることができ、従来のように、その光導波路を治具から取り外すことなくその端面の角度や位置を検査することができるようになる。また、マーク要素の露出側端部から結合端面までの距離を異なるように配置し、かつ、そのマーク要素の断面を所定の長方形状としたので、結合端面を側面と直角に形成できなかった場合に、その結合端面から露出するマーク要素の本数などが変化し、そのマークの状態を顕微鏡で見ただけで容易にその結合端面の形成状態を把握することができるようになる。さらに、このような構成において、コアを挟んだ両側にマークを配置するように設けたので、コアを中心として結合端面を均一かつ精度よく所定の角度に形成することができるようになる。なお、この配置の形態としては、コアを挟んで対称となるように設ける方法や、コアを挟んで同一形態となるように設ける方法などが考えられる。
【００１６】
さらに、このような構成において、コアを挟んだ両側にマークを配置するように設けても良い。
【００１７】
このように構成すれば、コアを中心として結合端面を均一かつ精度よく所定の角度に形成することができるようになる。なお、この配置の形態としては、コアを挟んで対称となるように設ける方法や、コアを挟んで同一形態となるように設ける方法などが考えられる。
【００１８】
また、このマークにおける露出側端部と反対側の端部を光軸と直交方向に揃える。
【００１９】
このように構成すれば、露出側端部と反対側の端部から入射される光の強度を均一にさせることができ、検査に適した均一な光を露出側端部から出力させることができるようになる。
【００２０】
また、このような構成において、光の進行方向に沿って段差を有する複数のブロックから構成され、それぞれのブロックにおける段差寸法を他のブロックにおける段差寸法と異なるように設けても良い。
【００２１】
このように構成すれば、マーク要素の切断状態を認識する際、段差の露出状態を把握することによって切断位置の寸法を厳密に把握することができるようになる。すなわち、例えば、図１４に示すように、コアから側方に向けて順次太い線状のマーク要素からなるブロックを設け、かつ、それぞれのブロックにおける線要素の露出端部を光の進行方向に沿ってその線幅分の段を設けるようにする。このように構成した場合は、段差の大きいマーク要素の切断状態を把握することによって大まかな端面の切断位置を把握することができ、さらに、細いマーク要素の切断状態を把握することによって、それよりも寸法の小さい切断位置を把握することができるようになる。
【００２２】
さらに、このようにマークを形成する場合、そのマークをコアと同一の材料で設けるようにしても良い。
【００２３】
このように構成すれば、マークを形成する段階において、例えば、下部クラッド層上にコア用凹部とマーク用凹部を形成し、これらの凹部上にコア材を充填するようにすれば、マークとコアを同時に形成することができる。これにより、より簡単にマークを形成することができるようになる。
【００２４】
また、コアおよびクラッドを有してなり、クラッドからコアが露出する側の結合端面に、平面視における当該結合端面と光導波路側面とのなす形成角度（θ１）および、側面視における当該結合端面と光導波路上面とのなす形成角度（θ２）および、当該結合端面の形成位置を確認しうるマークを有する光導波路の製造方法であって、クラッドに、コアの光軸と平行な複数の凹部を形成する工程と、当該凹部にマーク要素を形成するための材料を充填して所定の結合端面による露出断面が長方形状をなすマーク要素を形成する工程とを備えてなり、前記マーク要素の結合端面側の端部と前記結合端面との距離を異なるように、複数のマーク要素をコアの光軸を挟んだ両側にそれぞれ形成するようにする。
【００２５】
このように構成すれば、コアとマークを同時に設けることができるため、スタンパの押圧工程でそれぞれの相対的な位置精度を高くすることができるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第一の実施形態）
以下、本発明の実施の形態における光導波路１の構成について図面を参照して説明する。図１は第一の実施形態における光導波路１の平面図を示したものであり、図２はその正面図および図３はその側面図を示したものである。図１から図３において、２ｄは石英やシリコンなどによって構成される基板、３は下部クラッド層３ｄおよび上部クラッド層３ｕからなるクラッド、４は下部クラッド層３ｄに設けられるコア、２ｕはこのクラッド層３の上面に設けられるカバーガラスを示したものである。そして周知のように、このクラッド３の屈折率よりコア４の屈折率を高くすることによって、光をコア４内に閉じこめて伝搬させるようにしたものである。なお、この光導波路１は、コア４に分岐部４１を設けているが、コアの端部における形成状態について精度が要求されるような光導波路全般について適用することができる。
【００２７】
このようなものにおいて、本実施の形態においては、コア４の端部４０が存在する結合端面６（図２参照）の形成状態を検査しうるマーク５を設けている。このマーク５は、図１における結合端面６の形成角度θ１および図３における結合端面６の角度θ２、および光軸方向に対する結合端面６の形成位置を検査しうるようにしたものであり、結合端面６から露出しているマーク５の露出パターンを検査することによって角度θ１、θ２、形成位置をそれぞれ検査しうるようにしたものである。
【００２８】
このためマーク５は、その露出側に位置する露出側端部５１を結合端面６側から視認しうる複数の線状マーク要素５０によって構成される。このマーク要素５０は、それぞれ矩形状断面を有し、かつ、それぞれ光軸方向と平行に同じ長さを有する。さらに、そのマーク要素５０の露出側端部５１は、結合端面６の形成角度θ１、θ２、形成位置によってそのマーク５の露出パターンを変化させうるように段違いに傾斜するように位置させている。すなわち、マーク要素５０は、要求切断位置ＣＬがほぼその中心となるように設けられ、また、図１に示すように、コア４の端部４０を通る光軸に平行な線を中心として左右対称に配列され、そして、これらのマーク要素５０のうち、コア４に近い側を結合端面６から奥側に設けるとともに、コア４から光軸と垂直な方向に遠ざかるにつれて順次露出側端部５１を結合端面６側に位置させている。
【００２９】
このマーク要素５０について、図１のＸ部分の拡大図を図４に示す。このマーク要素５０は、図４に示すように、要求切断位置ＣＬにおけるマーク要素５０の幅Ｗ３を最も厚くしてその露出形態を変化させ、検査工程において要求切断位置ＣＬをスムーズに認識させるようにしている。さらに、その他のマーク要素５０は相対的に線幅を細くするとともに、所定間隔毎に線幅を太くしてマーク要素５０の露出本数をカウントしやすくしている。これらのマーク要素５０の幅、間隔、角度は次のようにして設定される。
【００３０】
まず、ＣＬを平面視における要求切断位置とし、Ｌ１を最も結合端面６側（＋側）に設けられた露出側端部５１とＣＬとの距離、Ｌ２を最も結合端面６から奥側（−側）に設けられたマーク要素５０の露出側端部５１とＣＬとの距離とした場合、
【００３１】
Ｌ１＞＋方向への設計許容範囲長さ
Ｌ２＞−方向への設計許容範囲長さ
【００３２】
となるように設定する。これにより、要求切断位置ＣＬから設計許容範囲長さ内におけるずれに対して、マーク５を結合端面６から露出させられるようにしている。
【００３３】
また、マーク要素５０の線分長さをＬ３とした場合、
【００３４】
Ｌ１≦Ｌ３
Ｌ２≦Ｌ３
【００３５】
とする。これにより要求切断位置ＣＬ近傍で結合端面６が形成された場合、そこから露出するマーク要素５０の本数を可能な限り多くできるようにしている。
さらに、一番細いマーク要素５０の幅をＷ１、各マーク要素５０間の距離をＷ４、各マーク要素５０における露出側端部５１の段差をＬ４、形成角度θ１に対する片方向の設計許容角度をＤとした場合、位置精度のみの検査をする場合においては、Ｌ４を検査に必要な最小分解能に設定し、また、角度θ１の検査をする場合においては、
【００３６】
Ｄ≧θ１
tanθ１＝Ｌ４／（Ｗ１＋Ｗ４）
【００４２】
となるように、それぞれL４、Ｗ１、Ｗ４を設定する。そして、これらの関係を全て満たすように各パラメータを設定すれば、マーク５の露出パターンのみを検査することにより、角度θ１と切断位置Lを同時に検査することができるようにしている。
【００３７】
次に、この光導波路１の製造方法について図５から図８を用いて説明する。まず、光導波路１を製造する場合、図５に示すように、石英やシリコンなどで形成された平面状の基板２ｄを準備し、その上面にＵＶ硬化樹脂３ａを滴下して（図５（ａ））図示しないスタンパで押圧し、紫外線を照射することによってコア用凹部３０およびマーク用凹部３１を有する下部クラッド層３ｄを形成する（図５（ｂ））。そして、下部クラッド層３ｄ上に形成されたコア用凹部３０およびマーク用凹部３１に対し、屈折率の高いコア材を充填してコア４およびマーク５を同時に形成する（図５（ｃ））。次に、クラッド用樹脂３ａをこのコア４およびマーク５上に滴下し、カバーガラス２ｕにて押圧し、同様に上部クラッド層３ｕを形成する（図５（ｄ））。このようにして光導波路１を得る。
【００３８】
次に、この光導波路１の結合端面６を研磨する。この光導波路１は、図６に示すように、結合端面６側が上側に突出するようにして治具７０の凹部７１に装着する。そして、この結合端面６を下向きにして図示しない研磨装置の研磨板に接触させるように取り付け、結合端面６を研磨する。この研磨においては、図１における光の進行方向と結合端面６との角度θ１が９０度となるように研磨され、また、図３における結合端面６と上面との角度θ２は、９０度よりも若干小さい所定の傾斜角度（例えば、８２度）を有するように形成される。さらに、分岐部４１の端部との距離が所定の距離となるように研磨される。
【００３９】
そして、この研磨の工程においては、所定時間の研磨を行った後、治具７０を研磨装置から取り外し、結合端面６が上向きになるようにして顕微鏡の対物レンズ８と対向するように設置し、治具７０に光導波路１を取り付けたまま結合端面６の形成状態を上方から検査する。この検査の工程においては、顕微鏡を用いた目視作業によって行われるが、この実施の形態では、治具７０の外周部分に対物レンズ８を接近させて検査する必要がなく、図６（ａ）（ｃ）に示すように対物レンズ８を結合端面６に直接接近させて検査することができる。この検査の工程において目視されるマーク５の露出パターンの図を図７および図８に示す。
【００４０】
図７は、図１においてθ１およびＬを変化させて切断した場合のマークの露出パターンを示したものであり、ＣＬ、Ａ１、Ａ２ラインにおける切断の状態をそれぞれ示したものである。
【００４１】
図１のＣＬで示すように、光の進行方向と直角な正規の形成位置、および正規な形成角度θ１である光の進行方向と９０度をなす向きに結合端面６を形成した場合は、図７（ａ）に示すように、マーク５はコア４を中心として左右対称となる位置に同じ本数だけ露出する。また、図１のＡ１で示すように、正常な角度から所定角度ずれた状態で研磨した場合（θ１＜９０度）は、図７（ｂ）で示すように、マーク５はコア４を中心として左右非対称となる位置に異なる本数露出することになる。さらに、図１のＡ２で示すように、θ１＝９０度であっても正規の位置ＣＬと異なる位置で研磨された場合、結合端面６から露出するマーク５の本数が増減することになる。このため、あらかじめ、設計許容範囲におけるマーク要素５０の露出本数を検査者に示しておき、コア４を中心として左右対称にこの本数のマーク要素５０が露出するように研磨作業を繰り返す。
【００４２】
また、図８は、図３における角度θ２の角度を変化させた場合のマークの露出パターンを示したものである。
【００４３】
図３において正規の角度θ２で結合端面６が形成された場合、図８（ａ）に示すように、マーク要素５０は所定の長方形状をなして露出する。また、正規の角度θ２よりも大きな角度で結合端面６が形成された場合、図８（ｂ）に示すように、露出するマーク要素５０は正規のマーク要素５０の縦長寸法よりも小さくなり、正方形状に近づく。一方、正規の角度よりも小さな角度で結合端面６が形成された場合、図８（ｃ）に示すように、露出するマーク要素５０の縦長寸法は正規のマーク要素５０の縦長寸法よりも長くなる。このため、あらかじめ、正規の角度θ２における露出端部の長さを検査者に示しておき、これと略同一の長さを有するように研磨作業を繰り返す。
【００４４】
このように第一の実施の形態によれば、コア４の端部が存在する結合端面６を視認しうる方向からその結合端面６の形成状態、すなわち、形成角度θ１、θ２、および形成位置L、を検査しうるマーク５を設けるようにしたので、治具７０に光導波路１を取り付けたまま結合端面６の形成状態を検査することができるようになる。
【００４５】
また、この実施の形態では、光軸と平行に直線状のマーク要素５０を設けたので、結合端面６から露出しているマーク要素５０の本数をカウントするだけで形成角度θ１および形成位置Lを把握することができるようになる。
【００４６】
さらに、この実施の形態では、下部クラッド層３ｄの上面にコア用凹部３０とマーク用凹部３１を設け、コア４を形成する工程で同時にマーク５も形成するようにしたので、マーク５を簡略に形成することができ、また、コア４とマーク５の相対的な位置精度を高くすることができる。
【００４７】
この際、コア４と同一の材料をマーク用凹部３１にも充填してマーク５を形成するようにしたので、よりマーク５の形成工程を簡素化することができるようになる。
【００４８】
（第二の実施の形態）
次に、本発明の第二の実施の形態における光導波路１ａの構成について説明する。図９は、第二の実施の形態における光導波路１ａの平面図を示したものである。この図において、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００４９】
この実施の形態において、マーク５ａは、同一の線分長を有する複数の平行な線状マーク要素５０によって構成され、しかも、そのマーク要素５０の幅W１、W２、W３、マーク要素５０間の距離W４、マーク要素５０の露出側端部５１の段差L４などについても第一の実施の形態と同様に設定される。ただし、この第二の実施の形態において、マーク要素５０は、コア４を挟んで同一方向に傾斜させて設けられる。
【００５０】
この第二の実施の形態においても、結合端面６から露出するマーク要素５０の本数をカウントするだけで、その結合端面６の形成角度θ１、形成位置Lを検査することができ、また、同様に露出するマーク要素５０の断面形状を検査することによって形成角度θ２を検査することができるようになる。
【００５１】
（第三の実施の形態）
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。図１０は第三の実施の形態における光導波路１ｂの平面図を示したものである。この図において、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００５２】
この第三の実施の形態において、マーク要素５０ｂは、反対側端部５２ｂを図９におけるコア４のポート４０a、４０ｂ側の結合端面６まで伸ばすことなく、その途中で光の進行方向に対してほぼ直角となる線上にその端部５２ｂを揃えるようにしている。このように構成すれば、顕微鏡ステージから透過光を入射させてマーク５のパターンを顕微鏡で検査する場合、顕微鏡ステージから照射された透過光がマーク要素５０ｂの露出側端部５１と反対側の端部に届くまでの間にクラッドによって均一に弱められ、また、結合端面６側から露出してないマーク要素５０ｂについては、さらに露出側端部５１と結合端面６との間に存在するクラッドによってその透過光が弱められる。一方、結合端面６から露出しているマーク要素５０ｂについては、露出側端部５１の先端側にはクラッドが存在しないため、透過光は弱められることなく、露出側端部５１が結合端面６から露出していないマーク要素５０ｂよりも相対的に大きな光量で透過光が観察される。これによって、結合端面６から露出しているマーク要素５０ｂと露出していないマーク要素５０ｂの透過光の光量に差を持たせることができ、容易にマーク要素５０ｂの露出の有無を確認することができる。
【００５３】
（第四の実施の形態）
次に、本発明の第四の実施の形態について説明する。図１１は第四の実施の形態における光導波路１ｃの平面図を示したものである。この図においても、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００５４】
この実施の形態において、マーク５ｃは、複数の平行な線状マーク要素５０によって構成され、しかも、そのマーク要素５０ｃの幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、マーク要素５０ｃ間の距離Ｗ４、マーク要素５０ｃの露出側端部５１ｃの段差Ｌ４などについても第一の実施の形態と同様に設定される。ただし、この実施の形態では、要求切断位置ＣＬに対して線対称となるようにマーク要素５０ｃを設けている。具体的には、要求切断位置ＣＬを中心軸としてマーク要素５０ｃの長さが前後方向に同じになるようにし、さらに順次幅方向にその前後方向の長さを長くして設けられる。
【００５５】
このように構成すれば、ウエハから１チップの光導波路１を抽出する工程において、切り落とされた先端側のチップ破片のマーク露出パターンと光導波路１側のマークの露出パターンを比較することによってダイスの刃の厚みなどの状態を調べることができる。
【００５６】
（第五の実施の形態）
次に、本発明の第五の実施の形態について説明する。図１２および図１３は、第五の実施の形態における二種類の光導波路１ｄ、１eの平面図を示したものである。この図１２および図１３において、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００５７】
この実施の形態においては、マーク５ｄ、５ｅは、線状のマーク要素５０ｄ、５０ｅを密着させてブロック状となるように構成され、さらに、密着したマーク要素５０ｄ、５０ｅの露出側端部５１ｄ、５１ｅは前後方向に段違いとなるように設けられている。この場合、結合端面６におけるマーク５ｄ、５ｅの露出パターンはブロック状になるため、線状マーク要素５０ｄ、５０ｅの本数を数えることができず、そのブロックの露出サイズを測らなければならないが、結合端面から露出している部分の面積が大きくなるので露出している部分を探しやすくなる。また、マーク５ｄ、５ｅがブロック化しているため、マーク５を容易に製作することができるようになる。一方、マーク５のサイズを測らなければならなくなるという問題に対しては、目視レベルでわかるサイズにすることでこの問題点を解決することができる。
【００５８】
なお、ブロック状のマークを設ける場合、図１３に示すように、第三の実施の形態と同様に露出側端部５１ｅと反対側端部５２ｅを光軸方向に対して直交する線上に揃えるように設けても良い。このように構成した場合は、第三の実施の形態と同様に、顕微鏡で露出パターンを検査する際、照射光のムラをなくすことができるようになる。
【００５９】
（第六の実施の形態）
次に、本発明の第六の実施の形態について説明する。図１４は第六の実施の形態における平面図を示したものである。この図においても、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００６０】
この実施の形態においては、要求切断位置ＣＬを中心軸として前後方向に同一長さを有する線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３を密着させたブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３を複数設けている。この線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３は、異なるブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３における線幅と異なるように設けられ、さらに、そのブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３内における線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の両端部はそれぞれ隣接するマーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の線幅分だけ長くなるように段差を設けるようにしている。
【００６１】
図１５にこのマーク５ｆの拡大図を示す。この図１５は、マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の段差作成限界が１マイクロメートルである場合において、第一のブロック５ｆ１の段差を１マイクロメートル、第二のブロック５ｆ２の段差を２マイクロメートル、第三のブロック５ｆ３を３マイクロメートルとして設けた場合の構成を示す。
【００６２】
このようなものにおいて、例えば、図１５に示すＺ線に沿って切断され、そこで結合端面６が形成された場合、第五の実施の形態のように、結合端面６に露出しているマーク５ｆの寸法を測ることによって、もしくは、光導波路１の上面からマーク５の切断状態を目視することによって、第一ブロック５ｆ１の一番左側に線状マーク要素５００のみが結合端面６に露出しないことが分かる。このため、切断要求位置ＣＬを挟んだ片方分である１マイクロメートルの半分、０．５マイクロメートル以上ずれていることが分かり、また、このブロック５ｆ１の二番目５０１の線状マーク要素５０ｆ１が結合端面６に露出していることから、ずれの範囲は、０．５マイクロメートル〜１．５マイクロメートルの範囲であると分かる。また、第二のブロック５ｆ２における結合端面６の露出パターンを見た場合、このブロック５ｆ２における一番左側の線状マーク要素５０２は結合端面６に露出しておらず、また二番目５０３の線状マーク要素５０ｆ２が結合端面６に露出していることから、ずれの範囲は、１．０マイクロメートル〜３．０マイクロメートルの範囲内であることが分かる。さらに、第三のブロック５ｆ３における結合端面６の露出パターンを見た場合、一番左端の線状マーク要素５０４が結合端面６にと出しているので、ずれの範囲は、０〜１．５マイクロメートルであることが分かる。そして、これらのアンド条件をとると、結局ずれの範囲は、１．０〜１．５マイクロメートルの範囲であることが分かる。
【００６３】
このようにこの実施の形態のマーク５ｆは、複数の線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３によってブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３を構成し、また、それぞれのブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３におけるマーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の段差寸法を他のブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３のマーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の段差寸法と異なるようにしたので、段差の作製限界を超えた微少なサイズの測定も行うことができるようになる。
【００６４】
なお、本発明は上述のような実施の形態によって実施されるが、本発明はこれらの実施の形態には限定されない。
【００６５】
例えば、上記実施の形態では、一方の結合端面６側にマーク５、５ｂ〜ｆを設けた場合の説明を行ったが、図１６に示すように、両側の結合端面６にそれぞれ結合端面６を視認しうる方向からその結合端面６の形成角度または形成位置を確認しうるマーク５ｇを設けるようにしても良い。
【００６６】
また、上記実施の形態では、コア材と同じ材料によってマーク５を形成するようにしたが、これと異なる材料によってマーク５を形成するようにしても良い。この際、クラッド３との識別を容易にすべく、クラッド３と異なる色を有するようにマーク５を着色しても良く、もしくは、無色透明で屈折率の異なるコア材と異なる材料によってマーク５を形成するようにしても良い。
【００６７】
さらに、上記実施の形態では、コア４を有する下部クラッド層３ｄと同一の層にマーク５を設けるようにしたが、これと異なる層にマーク５を設けるようにしても良い。また、この際、結合端面６側からそのマーク５を視認できるようなものであれば、そのマーク５の断面形状については、矩形形状に限らず、円形状、楕円形状、太い線形状などのような形状を採用することもできる。
【００６８】
また、上記実施の形態のうち、図１５に示す第六の実施の形態では、線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の幅をそれぞれ１マイクロメートル、２マイクロメートル、３マイクロメートルとしているが、これに限らず、それぞれ１マイクロメートル、１．５マイクロメートル、２マイクロメートルなどのように要求精度に対応したピッチ幅にすることができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、マークを結合端面から視認しうるように設けているので、結合端面を研磨する際、光導波路を治具に装着したまま顕微鏡の対物レンズをその端面に近づけることができ、従来のように、その光導波路を治具から取り外すことなくその端面の角度や位置を検査することができるようになる。また、マーク要素の露出側端部から前記端面までの距離を異なるように配置し、かつ、そのマーク要素の断面を所定の長方形状としたので、結合端面を側面と直角に形成できなかった場合に、その結合端面から露出するマーク要素の本数などが変化し、そのマークの状態を顕微鏡で見ただけで容易にその結合端面の形成状態を把握することができるようになる。さらに、このような構成において、コアを挟んだ両側にマークを配置するように設けたので、コアを中心として結合端面を均一かつ精度よく所定の角度に形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図２】図１における正面図を示したものである。
【図３】図１における側面図を示したものである。
【図４】図１におけるマーク要素の配列状態を示したものである。
【図５】本発明の第一の実施の形態における光導波路の製造工程を示したものである。
【図６】本発明における研磨装置に装着される治具を示したものである。
【図７】正面視における形成状態に対応するマークの露出パターンを示したものである。
【図８】側面視における形成状態に対応するマークの露出形態を示したものである。
【図９】第二の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１０】第三の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１１】第四の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１２】第五の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１３】第五の実施の形態における別の光導波路の平面図を示したものである。
【図１４】第六の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１５】図１４におけるマークの拡大図（ａ）と、その切断状態（ｂ）を示したものである。
【図１６】マークを両側の結合端面に設けた光導波路の平面図を示したものである。
【図１７】従来における光導波路の構成を示したものである。
【図１８】従来における光導波路の製造工程を示す図である。
【図１９】従来における結合端面の検査の状態を示したものである。
【図２０】従来の顕微鏡を用いた検査の状態を示したものである。
【符号の説明】
１、１ｂ〜１ｆ・・・光導波路
３・・・クラッド
３ｄ・・・下部クラッド層
４・・・コア
５・・・マーク
６・・・結合端面
４０・・・コアの端部
５０、５０ｂ〜５０ｆ・・・マーク要素
５１、５０ｂ〜５０ｆ・・・マーク要素における露出側端部
７０・・・治具
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアおよびクラッドを具備してなる光導波路に関するもので、例えば、光導波路の端面に形成されたマークの数を顕微鏡で目視することによって、その端面の形成状態を検査しうるようにした光導波路の構造およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光導波路１００としては、図１７に示すようなものが存在する。図１７（ａ）は光導波路１００の平面図、図１７（ｂ）はその側面図である。この図１７において、１０１は石英やシリコンなどで形成される基板、１０２ｄ、１０２uはその基板１０１上に設けられるクラッド、１０３はその基板１０２ｄ、１０２ｕ内に設けられ光を閉じ込めて伝搬させるためのコア、１０３ａはそのコア１０３に設けられた分岐部、１０４はカバーガラスである。また、この図において、１０５は光ファイバ１０５ｂを有するファイバアレイを示し、フィルタ１０５ａを介して光導波路１００の結合端面１０６に接合される。
【０００３】
次に、この光導波路１００を製造する工程を図１８を用いて説明する。この光導波路１００を製造する工程は、光導波路１００のチップを形成する工程と、その光導波路１００の結合端面１０６を研磨する工程と、その研磨された結合端面１０６の形成状態を検査する工程とからなる。
【０００４】
まず、光導波路１００のチップを形成する工程を説明する。図１８に示すように、まず、石英やシリコンなどの平面状の基板１０１を準備し、その上面にＵＶ硬化樹脂１０２ａを滴下して（図１８（ａ））図示しないスタンパで押圧し、紫外線を照射することによってコア用凹部１０２ｂを有する下部クラッド１０２ｄを形成する（図１８（ｂ））。そして、下部クラッド１０２ｄにより形成されたコア用凹部１０２ｂに対し、クラッド１０２ｄより屈折率の高いコア材を充填してコア１０３を形成する（図１８（ｃ））。次に、クラッド用樹脂１０２ａをこのコア１０３上に滴下し、カバーガラス１０４で押圧して同様に上部クラッド１０２ｕを形成する（図１８（ｄ））。このようにして光導波路１００を得る。
【０００５】
そして、光導波路１００を研磨する工程においては、その光導波路１００の結合端面１０６が所定の角度をなし、また、分岐部１０３ａ近傍の所定の位置に結合端面１０６が形成されるように研磨する。具体的には、結合端面１０６で生じる光の反射に基づくコアへの影響を抑えるために、図１７（ｂ）における角度θ２を約８２度に研磨し、また、ファイバアレイ１０５との結合効率を良くするために、図１７（ａ）における角度θ１をほぼ直角に研磨する。また、分岐部１０３ａとフィルタ１０５ａの距離により変化する反射光の結合損失を最小にするために、光軸と垂直な方向の切断位置に関しても同様にコアパターンに適した位置に結合端面１０６を形成するように研磨する。この研磨作業は、研磨装置を用いて行われ、治具に光導波路１００を取り付けて研磨板と結合端面１０６を接触回転させることによって行われる。
【０００６】
この治具の構成を図１９に示す。図１９の（ａ）は、治具７０の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は（ｂ）のＭ―Ｍ断面図を示したものである。この図１９において、７０は研磨装置に取り付けられる円盤状の治具であり、７１は光導波路１００を取り付けるための凹部である。そして、この光導波路１００の結合端面１０６を研磨する工程においては、まず、図１９（ｃ）に示すように、治具７０の凹部７１に光導波路１００の結合端面１０６を突出させて装着し、この結合端面１０６を下向きにして研磨装置の研磨板（図示せず）に接触させる。そして、この治具７０を回転させることによって光導波路１００の結合端面１０６を研磨する。
【０００７】
結合端面１０６の形成状態を検査する工程においては、結合端面１０６に顕微鏡の対物レンズ８を近づけることによって行われ、具体的には、図１７（ａ）における側面１０７と結合端面１０６との角度θ１、および、図１７（ｂ）における上面１０８ｕもしくは底面１０８ｄと結合端面１０６との角度θ２を実測し、また分岐部１０３ａの切断位置をそのコアパターンなどから検査する。
【０００８】
しかし、治具７０に光導波路１００を保持したままでは、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、波線で示した顕微鏡の対物レンズ８を治具７０の外周部分よりも内側に近づけることができないため、顕微鏡との焦点を合わせることができない。このため、従来では、図２０に示すように、光導波路１００を治具７０から取り外して、顕微鏡ステージの上に光導波路１００を載置し、そこで結合端面１０６の形成状態を一つずつ検査しなければならなかった。
【０００９】
一方、かかる課題を解決するものとして下記の特許文献１に示すようなものが存在する。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２１４４６８号公報
【００１１】
この特許文献１に開示されている光導波路は、基板上に光軸方向と直交するような複数のマークを蒸着して形成したものであり、研磨の工程において、マークの除去された程度を観察することによりθ１の値を実測せずに結合端面の形成状態を確認しうるようにしたものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特許文献１に記載された光導波路は、平面視においてのみしかマークを視認することができないため、図１７（ａ）における平面視の角度θ１しか検査することができない。しかも、治具に取り付けた状態でそのマークを観察しようとすると、治具の外周部よりも顕微鏡の対物レンズを近づけることができないため、従前と同様に治具からその光導波路を取り外して結合端面の形成状態を検査しなければならない。
【００１３】
そこで、本発明は、上記課題に着目してなされたもので、治具から取り外すことなく光導波路の端面の形成状態を検査することができるような光導波路およびその光導波路の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の光導波路は、上記課題を解決するために、コアおよびクラッドを有してなり、クラッドからコアが露出する側の結合端面に、平面視における当該結合端面と光導波路側面とのなす形成角度（θ１）および、側面視における当該結合端面と光導波路上面とのなす形成角度（θ２）および、当該結合端面の形成位置を確認しうるマークを有してなる光導波路であって、当該マークを、前記コアの光軸と平行であって、かつ、クラッドの凹部に埋め込まれ、前記結合端面による露出断面が所定の長方形状をなす複数のマーク要素で構成し、当該マーク要素を、その結合端面側の端部と当該結合端面との距離を異なるように複数配置し、かつ前記光軸を挟んで両側にそれぞれ形成するようにしたものである。
【００１５】
このように構成すれば、マークを結合端面から視認しうるように設けているので、結合端面を研磨する際、光導波路を治具に装着したまま顕微鏡の対物レンズをその端面に近づけることができ、従来のように、その光導波路を治具から取り外すことなくその端面の角度や位置を検査することができるようになる。また、マーク要素の露出側端部から結合端面までの距離を異なるように配置し、かつ、そのマーク要素の断面を所定の長方形状としたので、結合端面を側面と直角に形成できなかった場合に、その結合端面から露出するマーク要素の本数などが変化し、そのマークの状態を顕微鏡で見ただけで容易にその結合端面の形成状態を把握することができるようになる。さらに、このような構成において、コアを挟んだ両側にマークを配置するように設けたので、コアを中心として結合端面を均一かつ精度よく所定の角度に形成することができるようになる。なお、この配置の形態としては、コアを挟んで対称となるように設ける方法や、コアを挟んで同一形態となるように設ける方法などが考えられる。
【００１６】
さらに、このような構成において、コアを挟んだ両側にマークを配置するように設けても良い。
【００１７】
このように構成すれば、コアを中心として結合端面を均一かつ精度よく所定の角度に形成することができるようになる。なお、この配置の形態としては、コアを挟んで対称となるように設ける方法や、コアを挟んで同一形態となるように設ける方法などが考えられる。
【００１８】
また、このマークにおける露出側端部と反対側の端部を光軸と直交方向に揃える。
【００１９】
このように構成すれば、露出側端部と反対側の端部から入射される光の強度を均一にさせることができ、検査に適した均一な光を露出側端部から出力させることができるようになる。
【００２０】
また、このような構成において、光の進行方向に沿って段差を有する複数のブロックから構成され、それぞれのブロックにおける段差寸法を他のブロックにおける段差寸法と異なるように設けても良い。
【００２１】
このように構成すれば、マーク要素の切断状態を認識する際、段差の露出状態を把握することによって切断位置の寸法を厳密に把握することができるようになる。すなわち、例えば、図１４に示すように、コアから側方に向けて順次太い線状のマーク要素からなるブロックを設け、かつ、それぞれのブロックにおける線要素の露出端部を光の進行方向に沿ってその線幅分の段を設けるようにする。このように構成した場合は、段差の大きいマーク要素の切断状態を把握することによって大まかな端面の切断位置を把握することができ、さらに、細いマーク要素の切断状態を把握することによって、それよりも寸法の小さい切断位置を把握することができるようになる。
【００２２】
さらに、このようにマークを形成する場合、そのマークをコアと同一の材料で設けるようにしても良い。
【００２３】
このように構成すれば、マークを形成する段階において、例えば、下部クラッド層上にコア用凹部とマーク用凹部を形成し、これらの凹部上にコア材を充填するようにすれば、マークとコアを同時に形成することができる。これにより、より簡単にマークを形成することができるようになる。
【００２４】
また、コアおよびクラッドを有してなり、クラッドからコアが露出する側の結合端面に、平面視における当該結合端面と光導波路側面とのなす形成角度（θ１）および、側面視における当該結合端面と光導波路上面とのなす形成角度（θ２）および、当該結合端面の形成位置を確認しうるマークを有する光導波路の製造方法であって、クラッドに、コアの光軸と平行な複数の凹部を形成する工程と、当該凹部にマーク要素を形成するための材料を充填して所定の結合端面による露出断面が長方形状をなすマーク要素を形成する工程とを備えてなり、前記マーク要素の結合端面側の端部と前記結合端面との距離を異なるように、複数のマーク要素をコアの光軸を挟んだ両側にそれぞれ形成するようにする。
【００２５】
このように構成すれば、コアとマークを同時に設けることができるため、スタンパの押圧工程でそれぞれの相対的な位置精度を高くすることができるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第一の実施形態）
以下、本発明の実施の形態における光導波路１の構成について図面を参照して説明する。図１は第一の実施形態における光導波路１の平面図を示したものであり、図２はその正面図および図３はその側面図を示したものである。図１から図３において、２ｄは石英やシリコンなどによって構成される基板、３は下部クラッド層３ｄおよび上部クラッド層３ｕからなるクラッド、４は下部クラッド層３ｄに設けられるコア、２ｕはこのクラッド層３の上面に設けられるカバーガラスを示したものである。そして周知のように、このクラッド３の屈折率よりコア４の屈折率を高くすることによって、光をコア４内に閉じこめて伝搬させるようにしたものである。なお、この光導波路１は、コア４に分岐部４１を設けているが、コアの端部における形成状態について精度が要求されるような光導波路全般について適用することができる。
【００２７】
このようなものにおいて、本実施の形態においては、コア４の端部４０が存在する結合端面６（図２参照）の形成状態を検査しうるマーク５を設けている。このマーク５は、図１における結合端面６の形成角度θ１および図３における結合端面６の角度θ２、および光軸方向に対する結合端面６の形成位置を検査しうるようにしたものであり、結合端面６から露出しているマーク５の露出パターンを検査することによって角度θ１、θ２、形成位置をそれぞれ検査しうるようにしたものである。
【００２８】
このためマーク５は、その露出側に位置する露出側端部５１を結合端面６側から視認しうる複数の線状マーク要素５０によって構成される。このマーク要素５０は、それぞれ矩形状断面を有し、かつ、それぞれ光軸方向と平行に同じ長さを有する。さらに、そのマーク要素５０の露出側端部５１は、結合端面６の形成角度θ１、θ２、形成位置によってそのマーク５の露出パターンを変化させうるように段違いに傾斜するように位置させている。すなわち、マーク要素５０は、要求切断位置ＣＬがほぼその中心となるように設けられ、また、図１に示すように、コア４の端部４０を通る光軸に平行な線を中心として左右対称に配列され、そして、これらのマーク要素５０のうち、コア４に近い側を結合端面６から奥側に設けるとともに、コア４から光軸と垂直な方向に遠ざかるにつれて順次露出側端部５１を結合端面６側に位置させている。
【００２９】
このマーク要素５０について、図１のＸ部分の拡大図を図４に示す。このマーク要素５０は、図４に示すように、要求切断位置ＣＬにおけるマーク要素５０の幅Ｗ３を最も厚くしてその露出形態を変化させ、検査工程において要求切断位置ＣＬをスムーズに認識させるようにしている。さらに、その他のマーク要素５０は相対的に線幅を細くするとともに、所定間隔毎に線幅を太くしてマーク要素５０の露出本数をカウントしやすくしている。これらのマーク要素５０の幅、間隔、角度は次のようにして設定される。
【００３０】
まず、ＣＬを平面視における要求切断位置とし、Ｌ１を最も結合端面６側（＋側）に設けられた露出側端部５１とＣＬとの距離、Ｌ２を最も結合端面６から奥側（−側）に設けられたマーク要素５０の露出側端部５１とＣＬとの距離とした場合、
【００３１】
Ｌ１＞＋方向への設計許容範囲長さ
Ｌ２＞−方向への設計許容範囲長さ
【００３２】
となるように設定する。これにより、要求切断位置ＣＬから設計許容範囲長さ内におけるずれに対して、マーク５を結合端面６から露出させられるようにしている。
【００３３】
また、マーク要素５０の線分長さをＬ３とした場合、
【００３４】
Ｌ１≦Ｌ３
Ｌ２≦Ｌ３
【００３５】
とする。これにより要求切断位置ＣＬ近傍で結合端面６が形成された場合、そこから露出するマーク要素５０の本数を可能な限り多くできるようにしている。
さらに、一番細いマーク要素５０の幅をＷ１、各マーク要素５０間の距離をＷ４、各マーク要素５０における露出側端部５１の段差をＬ４、形成角度θ１に対する片方向の設計許容角度をＤとした場合、位置精度のみの検査をする場合においては、Ｌ４を検査に必要な最小分解能に設定し、また、角度θ１の検査をする場合においては、
【００３６】
Ｄ≧θ１
tanθ１＝Ｌ４／（Ｗ１＋Ｗ４）
【００４２】
となるように、それぞれL４、Ｗ１、Ｗ４を設定する。そして、これらの関係を全て満たすように各パラメータを設定すれば、マーク５の露出パターンのみを検査することにより、角度θ１と切断位置Lを同時に検査することができるようにしている。
【００３７】
次に、この光導波路１の製造方法について図５から図８を用いて説明する。まず、光導波路１を製造する場合、図５に示すように、石英やシリコンなどで形成された平面状の基板２ｄを準備し、その上面にＵＶ硬化樹脂３ａを滴下して（図５（ａ））図示しないスタンパで押圧し、紫外線を照射することによってコア用凹部３０およびマーク用凹部３１を有する下部クラッド層３ｄを形成する（図５（ｂ））。そして、下部クラッド層３ｄ上に形成されたコア用凹部３０およびマーク用凹部３１に対し、屈折率の高いコア材を充填してコア４およびマーク５を同時に形成する（図５（ｃ））。次に、クラッド用樹脂３ａをこのコア４およびマーク５上に滴下し、カバーガラス２ｕにて押圧し、同様に上部クラッド層３ｕを形成する（図５（ｄ））。このようにして光導波路１を得る。
【００３８】
次に、この光導波路１の結合端面６を研磨する。この光導波路１は、図６に示すように、結合端面６側が上側に突出するようにして治具７０の凹部７１に装着する。そして、この結合端面６を下向きにして図示しない研磨装置の研磨板に接触させるように取り付け、結合端面６を研磨する。この研磨においては、図１における光の進行方向と結合端面６との角度θ１が９０度となるように研磨され、また、図３における結合端面６と上面との角度θ２は、９０度よりも若干小さい所定の傾斜角度（例えば、８２度）を有するように形成される。さらに、分岐部４１の端部との距離が所定の距離となるように研磨される。
【００３９】
そして、この研磨の工程においては、所定時間の研磨を行った後、治具７０を研磨装置から取り外し、結合端面６が上向きになるようにして顕微鏡の対物レンズ８と対向するように設置し、治具７０に光導波路１を取り付けたまま結合端面６の形成状態を上方から検査する。この検査の工程においては、顕微鏡を用いた目視作業によって行われるが、この実施の形態では、治具７０の外周部分に対物レンズ８を接近させて検査する必要がなく、図６（ａ）（ｃ）に示すように対物レンズ８を結合端面６に直接接近させて検査することができる。この検査の工程において目視されるマーク５の露出パターンの図を図７および図８に示す。
【００４０】
図７は、図１においてθ１およびＬを変化させて切断した場合のマークの露出パターンを示したものであり、ＣＬ、Ａ１、Ａ２ラインにおける切断の状態をそれぞれ示したものである。
【００４１】
図１のＣＬで示すように、光の進行方向と直角な正規の形成位置、および正規な形成角度θ１である光の進行方向と９０度をなす向きに結合端面６を形成した場合は、図７（ａ）に示すように、マーク５はコア４を中心として左右対称となる位置に同じ本数だけ露出する。また、図１のＡ１で示すように、正常な角度から所定角度ずれた状態で研磨した場合（θ１＜９０度）は、図７（ｂ）で示すように、マーク５はコア４を中心として左右非対称となる位置に異なる本数露出することになる。さらに、図１のＡ２で示すように、θ１＝９０度であっても正規の位置ＣＬと異なる位置で研磨された場合、結合端面６から露出するマーク５の本数が増減することになる。このため、あらかじめ、設計許容範囲におけるマーク要素５０の露出本数を検査者に示しておき、コア４を中心として左右対称にこの本数のマーク要素５０が露出するように研磨作業を繰り返す。
【００４２】
また、図８は、図３における角度θ２の角度を変化させた場合のマークの露出パターンを示したものである。
【００４３】
図３において正規の角度θ２で結合端面６が形成された場合、図８（ａ）に示すように、マーク要素５０は所定の長方形状をなして露出する。また、正規の角度θ２よりも大きな角度で結合端面６が形成された場合、図８（ｂ）に示すように、露出するマーク要素５０は正規のマーク要素５０の縦長寸法よりも小さくなり、正方形状に近づく。一方、正規の角度よりも小さな角度で結合端面６が形成された場合、図８（ｃ）に示すように、露出するマーク要素５０の縦長寸法は正規のマーク要素５０の縦長寸法よりも長くなる。このため、あらかじめ、正規の角度θ２における露出端部の長さを検査者に示しておき、これと略同一の長さを有するように研磨作業を繰り返す。
【００４４】
このように第一の実施の形態によれば、コア４の端部が存在する結合端面６を視認しうる方向からその結合端面６の形成状態、すなわち、形成角度θ１、θ２、および形成位置L、を検査しうるマーク５を設けるようにしたので、治具７０に光導波路１を取り付けたまま結合端面６の形成状態を検査することができるようになる。
【００４５】
また、この実施の形態では、光軸と平行に直線状のマーク要素５０を設けたので、結合端面６から露出しているマーク要素５０の本数をカウントするだけで形成角度θ１および形成位置Lを把握することができるようになる。
【００４６】
さらに、この実施の形態では、下部クラッド層３ｄの上面にコア用凹部３０とマーク用凹部３１を設け、コア４を形成する工程で同時にマーク５も形成するようにしたので、マーク５を簡略に形成することができ、また、コア４とマーク５の相対的な位置精度を高くすることができる。
【００４７】
この際、コア４と同一の材料をマーク用凹部３１にも充填してマーク５を形成するようにしたので、よりマーク５の形成工程を簡素化することができるようになる。
【００４８】
（第二の実施の形態）
次に、本発明の第二の実施の形態における光導波路１ａの構成について説明する。図９は、第二の実施の形態における光導波路１ａの平面図を示したものである。この図において、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００４９】
この実施の形態において、マーク５ａは、同一の線分長を有する複数の平行な線状マーク要素５０によって構成され、しかも、そのマーク要素５０の幅W１、W２、W３、マーク要素５０間の距離W４、マーク要素５０の露出側端部５１の段差L４などについても第一の実施の形態と同様に設定される。ただし、この第二の実施の形態において、マーク要素５０は、コア４を挟んで同一方向に傾斜させて設けられる。
【００５０】
この第二の実施の形態においても、結合端面６から露出するマーク要素５０の本数をカウントするだけで、その結合端面６の形成角度θ１、形成位置Lを検査することができ、また、同様に露出するマーク要素５０の断面形状を検査することによって形成角度θ２を検査することができるようになる。
【００５１】
（第三の実施の形態）
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。図１０は第三の実施の形態における光導波路１ｂの平面図を示したものである。この図において、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００５２】
この第三の実施の形態において、マーク要素５０ｂは、反対側端部５２ｂを図９におけるコア４のポート４０a、４０ｂ側の結合端面６まで伸ばすことなく、その途中で光の進行方向に対してほぼ直角となる線上にその端部５２ｂを揃えるようにしている。このように構成すれば、顕微鏡ステージから透過光を入射させてマーク５のパターンを顕微鏡で検査する場合、顕微鏡ステージから照射された透過光がマーク要素５０ｂの露出側端部５１と反対側の端部に届くまでの間にクラッドによって均一に弱められ、また、結合端面６側から露出してないマーク要素５０ｂについては、さらに露出側端部５１と結合端面６との間に存在するクラッドによってその透過光が弱められる。一方、結合端面６から露出しているマーク要素５０ｂについては、露出側端部５１の先端側にはクラッドが存在しないため、透過光は弱められることなく、露出側端部５１が結合端面６から露出していないマーク要素５０ｂよりも相対的に大きな光量で透過光が観察される。これによって、結合端面６から露出しているマーク要素５０ｂと露出していないマーク要素５０ｂの透過光の光量に差を持たせることができ、容易にマーク要素５０ｂの露出の有無を確認することができる。
【００５３】
（第四の実施の形態）
次に、本発明の第四の実施の形態について説明する。図１１は第四の実施の形態における光導波路１ｃの平面図を示したものである。この図においても、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００５４】
この実施の形態において、マーク５ｃは、複数の平行な線状マーク要素５０によって構成され、しかも、そのマーク要素５０ｃの幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、マーク要素５０ｃ間の距離Ｗ４、マーク要素５０ｃの露出側端部５１ｃの段差Ｌ４などについても第一の実施の形態と同様に設定される。ただし、この実施の形態では、要求切断位置ＣＬに対して線対称となるようにマーク要素５０ｃを設けている。具体的には、要求切断位置ＣＬを中心軸としてマーク要素５０ｃの長さが前後方向に同じになるようにし、さらに順次幅方向にその前後方向の長さを長くして設けられる。
【００５５】
このように構成すれば、ウエハから１チップの光導波路１を抽出する工程において、切り落とされた先端側のチップ破片のマーク露出パターンと光導波路１側のマークの露出パターンを比較することによってダイスの刃の厚みなどの状態を調べることができる。
【００５６】
（第五の実施の形態）
次に、本発明の第五の実施の形態について説明する。図１２および図１３は、第五の実施の形態における二種類の光導波路１ｄ、１eの平面図を示したものである。この図１２および図１３において、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００５７】
この実施の形態においては、マーク５ｄ、５ｅは、線状のマーク要素５０ｄ、５０ｅを密着させてブロック状となるように構成され、さらに、密着したマーク要素５０ｄ、５０ｅの露出側端部５１ｄ、５１ｅは前後方向に段違いとなるように設けられている。この場合、結合端面６におけるマーク５ｄ、５ｅの露出パターンはブロック状になるため、線状マーク要素５０ｄ、５０ｅの本数を数えることができず、そのブロックの露出サイズを測らなければならないが、結合端面から露出している部分の面積が大きくなるので露出している部分を探しやすくなる。また、マーク５ｄ、５ｅがブロック化しているため、マーク５を容易に製作することができるようになる。一方、マーク５のサイズを測らなければならなくなるという問題に対しては、目視レベルでわかるサイズにすることでこの問題点を解決することができる。
【００５８】
なお、ブロック状のマークを設ける場合、図１３に示すように、第三の実施の形態と同様に露出側端部５１ｅと反対側端部５２ｅを光軸方向に対して直交する線上に揃えるように設けても良い。このように構成した場合は、第三の実施の形態と同様に、顕微鏡で露出パターンを検査する際、照射光のムラをなくすことができるようになる。
【００５９】
（第六の実施の形態）
次に、本発明の第六の実施の形態について説明する。図１４は第六の実施の形態における平面図を示したものである。この図においても、特に示さない限り第一の実施の形態と同じ番号を付したものは第一の実施の形態と同様に構成され、また、第一の実施の形態と同様の工程を経て製造される。
【００６０】
この実施の形態においては、要求切断位置ＣＬを中心軸として前後方向に同一長さを有する線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３を密着させたブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３を複数設けている。この線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３は、異なるブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３における線幅と異なるように設けられ、さらに、そのブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３内における線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の両端部はそれぞれ隣接するマーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の線幅分だけ長くなるように段差を設けるようにしている。
【００６１】
図１５にこのマーク５ｆの拡大図を示す。この図１５は、マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の段差作成限界が１マイクロメートルである場合において、第一のブロック５ｆ１の段差を１マイクロメートル、第二のブロック５ｆ２の段差を２マイクロメートル、第三のブロック５ｆ３を３マイクロメートルとして設けた場合の構成を示す。
【００６２】
このようなものにおいて、例えば、図１５に示すＺ線に沿って切断され、そこで結合端面６が形成された場合、第五の実施の形態のように、結合端面６に露出しているマーク５ｆの寸法を測ることによって、もしくは、光導波路１の上面からマーク５の切断状態を目視することによって、第一ブロック５ｆ１の一番左側に線状マーク要素５００のみが結合端面６に露出しないことが分かる。このため、切断要求位置ＣＬを挟んだ片方分である１マイクロメートルの半分、０．５マイクロメートル以上ずれていることが分かり、また、このブロック５ｆ１の二番目５０１の線状マーク要素５０ｆ１が結合端面６に露出していることから、ずれの範囲は、０．５マイクロメートル〜１．５マイクロメートルの範囲であると分かる。また、第二のブロック５ｆ２における結合端面６の露出パターンを見た場合、このブロック５ｆ２における一番左側の線状マーク要素５０２は結合端面６に露出しておらず、また二番目５０３の線状マーク要素５０ｆ２が結合端面６に露出していることから、ずれの範囲は、１．０マイクロメートル〜３．０マイクロメートルの範囲内であることが分かる。さらに、第三のブロック５ｆ３における結合端面６の露出パターンを見た場合、一番左端の線状マーク要素５０４が結合端面６にと出しているので、ずれの範囲は、０〜１．５マイクロメートルであることが分かる。そして、これらのアンド条件をとると、結局ずれの範囲は、１．０〜１．５マイクロメートルの範囲であることが分かる。
【００６３】
このようにこの実施の形態のマーク５ｆは、複数の線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３によってブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３を構成し、また、それぞれのブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３におけるマーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の段差寸法を他のブロック５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３のマーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の段差寸法と異なるようにしたので、段差の作製限界を超えた微少なサイズの測定も行うことができるようになる。
【００６４】
なお、本発明は上述のような実施の形態によって実施されるが、本発明はこれらの実施の形態には限定されない。
【００６５】
例えば、上記実施の形態では、一方の結合端面６側にマーク５、５ｂ〜ｆを設けた場合の説明を行ったが、図１６に示すように、両側の結合端面６にそれぞれ結合端面６を視認しうる方向からその結合端面６の形成角度または形成位置を確認しうるマーク５ｇを設けるようにしても良い。
【００６６】
また、上記実施の形態では、コア材と同じ材料によってマーク５を形成するようにしたが、これと異なる材料によってマーク５を形成するようにしても良い。この際、クラッド３との識別を容易にすべく、クラッド３と異なる色を有するようにマーク５を着色しても良く、もしくは、無色透明で屈折率の異なるコア材と異なる材料によってマーク５を形成するようにしても良い。
【００６７】
さらに、上記実施の形態では、コア４を有する下部クラッド層３ｄと同一の層にマーク５を設けるようにしたが、これと異なる層にマーク５を設けるようにしても良い。また、この際、結合端面６側からそのマーク５を視認できるようなものであれば、そのマーク５の断面形状については、矩形形状に限らず、円形状、楕円形状、太い線形状などのような形状を採用することもできる。
【００６８】
また、上記実施の形態のうち、図１５に示す第六の実施の形態では、線状マーク要素５０ｆ１、５０ｆ２、５０ｆ３の幅をそれぞれ１マイクロメートル、２マイクロメートル、３マイクロメートルとしているが、これに限らず、それぞれ１マイクロメートル、１．５マイクロメートル、２マイクロメートルなどのように要求精度に対応したピッチ幅にすることができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、マークを結合端面から視認しうるように設けているので、結合端面を研磨する際、光導波路を治具に装着したまま顕微鏡の対物レンズをその端面に近づけることができ、従来のように、その光導波路を治具から取り外すことなくその端面の角度や位置を検査することができるようになる。また、マーク要素の露出側端部から前記端面までの距離を異なるように配置し、かつ、そのマーク要素の断面を所定の長方形状としたので、結合端面を側面と直角に形成できなかった場合に、その結合端面から露出するマーク要素の本数などが変化し、そのマークの状態を顕微鏡で見ただけで容易にその結合端面の形成状態を把握することができるようになる。さらに、このような構成において、コアを挟んだ両側にマークを配置するように設けたので、コアを中心として結合端面を均一かつ精度よく所定の角度に形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図２】図１における正面図を示したものである。
【図３】図１における側面図を示したものである。
【図４】図１におけるマーク要素の配列状態を示したものである。
【図５】本発明の第一の実施の形態における光導波路の製造工程を示したものである。
【図６】本発明における研磨装置に装着される治具を示したものである。
【図７】正面視における形成状態に対応するマークの露出パターンを示したものである。
【図８】側面視における形成状態に対応するマークの露出形態を示したものである。
【図９】第二の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１０】第三の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１１】第四の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１２】第五の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１３】第五の実施の形態における別の光導波路の平面図を示したものである。
【図１４】第六の実施の形態における光導波路の平面図を示したものである。
【図１５】図１４におけるマークの拡大図（ａ）と、その切断状態（ｂ）を示したものである。
【図１６】マークを両側の結合端面に設けた光導波路の平面図を示したものである。
【図１７】従来における光導波路の構成を示したものである。
【図１８】従来における光導波路の製造工程を示す図である。
【図１９】従来における結合端面の検査の状態を示したものである。
【図２０】従来の顕微鏡を用いた検査の状態を示したものである。
【符号の説明】
１、１ｂ〜１ｆ・・・光導波路
３・・・クラッド
３ｄ・・・下部クラッド層
４・・・コア
５・・・マーク
６・・・結合端面
４０・・・コアの端部
５０、５０ｂ〜５０ｆ・・・マーク要素
５１、５０ｂ〜５０ｆ・・・マーク要素における露出側端部
７０・・・治具
Claims (8)
- コアおよびクラッドを有してなり、クラッドからコアが露出する側の結合端面に、平面視における当該結合端面と光導波路側面とのなす形成角度（θ１）および、側面視における当該結合端面と光導波路上面とのなす形成角度（θ２）および、当該結合端面の形成位置を確認しうるマークを有してなる光導波路であって、
当該マークを、前記コアの光軸と平行であって、かつ、クラッドの凹部に埋め込まれ、前記結合端面による露出断面が所定の長方形状をなす複数のマーク要素で構成し、
当該マーク要素を、その結合端面側の端部と当該結合端面との距離を異なるように複数配置し、かつ前記光軸を挟んで両側にそれぞれ形成したことを特徴とする光導波路。 - 前記マーク要素を、所定数毎にその形態を変化させて設けた請求項１に記載の光導波路。
- 前記マーク要素における結合端面側の端部とは反対側の端部を光軸と直交方向に揃えた請求項１に記載の光導波路。
- 前記マークを、光軸方向に沿って段差を有するように密着して設けられた複数の直線状のマーク要素からなるブロックで構成し、各ブロックにおけるマーク要素の光軸方向に沿った段差寸法を異なるようにした請求項１に記載の光導波路。
- 前記マークを、コアと同一材料で形成した請求項１に記載の光導波路。
- コアおよびクラッドを有してなり、クラッドからコアが露出する側の結合端面に、平面視における当該結合端面と光導波路側面とのなす形成角度（θ１）および、側面視における当該結合端面と光導波路上面とのなす形成角度（θ２）および、当該結合端面の形成位置を確認しうるマークを有する光導波路の製造方法であって、
クラッドに、コアの光軸と平行な複数の凹部を形成する工程と、
当該凹部にマーク要素を形成するための材料を充填して所定の結合端面による露出断面が長方形状をなすマーク要素を形成する工程とを備えてなり、
前記マーク要素の結合端面側の端部と前記結合端面との距離を異なるように、複数のマーク要素をコアの光軸を挟んだ両側にそれぞれ形成することを特徴とする光導波路の製造方法。 - 前記凹部を形成する工程と、コア用の凹部を形成する工程とを同時にしたことを特徴とする請求項６に記載の光導波路の製造方法。
- 前記マーク要素を形成する材料をコア材と同じ材料とした請求項６に記載の光導波路の製造方法。
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