JP2004334057A - Optical waveguide and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
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るものにおいて、コアの端部が存在する端面に、その端面を視認しうる方向からその端面の角度や位置を確認しうるマークを設け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。
【0016】
また、このような光導波路の構成において、マークにおける光導波路の端面から露出する側を露出側端部とした場合、その露出側端部を光の進行方向に沿って異なる位置に設けても良い。このようなものとしては、例えば、線状のマーク要素によってマークを形成した場合は、そのマーク要素の露出側端部を順次奥行方向に段違いに傾斜される方法などが考えられる。
【0017】
このように構成すれば、例えば、平面視において結合端面を側面と直角に形成できなかった場合、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するので、そのマークの状態を顕微鏡でみる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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
加えて、このようなマークを設ける場合、マークを複数の線状のマーク要素から構成し、そのマーク要素を所定数毎に形態を変化させるようにしても良い。このマーク要素を変化させる形態としては、例えば、所定本数毎に線状マークの太さを変えることなどが考えられる。
【0021】
このように構成すれば、例えば、露出しているマークの本数をカウントする場合、そのマークの形態を所定数毎に変化させていれば、その本数を容易にカウントすることができるようになる。
【0022】
また、このマークにおける露出側端部と反対側の端部を、光の進行方向と直交する線上に揃えるように設けても良い。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
また、このマークを、コアを有する層と同じ層に設けるようにしても良い。
このように構成すれば、光導波路を製造する工程において、下部クラッド層上にコアを形成する段階で同時にマークを形成することができ、簡単にマークを形成することができるようになる。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
また、コアとクラッドを有してなる光導波路を製造する際、クラッド上に、コアを形成するための凹部および結合端面の形成角度または形成位置を確認しうるマーク形成用の凹部を同時に設け、これらの凹部にコア材を充填して、その上にクラッドを設けるようにする。
【0030】
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。
【0031】
【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。
【0032】
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。
【0033】
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を設けて構成される。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。
【0034】
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。
【0035】
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、
【0036】
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
【0037】
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。
【0038】
また、マーク要素50の線分長さをL3とした場合、
【0039】
L1≦L3
L2≦L3
【0040】
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、
【0041】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
(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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
(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。
【0058】
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。
【0059】
(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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
(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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
(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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
【発明の効果】
本発明は、コアの端部が存在する端面に、その端面を視認しうる方向からその端面の形成角度または形成位置を確認しうるマークを設けるようにしたので、光導波路を治具から取り外すことなくその端面の形成状態を検査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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical waveguide having a core and a clad, for example, by visually observing the number of marks formed on the end face of the optical waveguide with a microscope, so that the state of formation of the end face can be inspected. The present invention relates to a structure of an optical waveguide and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
As the conventional
[0003]
Next, a process of manufacturing the
[0004]
First, a step of forming a chip of the
[0005]
Then, in the step of polishing the
[0006]
FIG. 19 shows the configuration of this jig. 19A is a plan view of the
[0007]
The step of inspecting the state of formation of the
[0008]
However, while holding the
[0009]
On the other hand, as a solution to such a problem, there is one disclosed in
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-214468
[0011]
The optical waveguide disclosed in
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical waveguide described in
[0013]
In view of the above, the present invention has been made in view of the above problems, and provides an optical waveguide capable of inspecting the state of formation of an end face of the optical waveguide without removing the optical waveguide from a jig, and a method of manufacturing the optical waveguide. It is intended for that purpose.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
That is, in order to solve the above-mentioned problems, an optical waveguide according to the present invention includes a core and a clad. In the optical waveguide, an angle of the end face from the direction in which the end face is visible to the end face where the end of the core exists. And a mark for confirming the position.
[0015]
With this configuration, since the mark is provided so as to be visible from the coupling end face, when polishing the coupling end face, the objective lens of the microscope can be brought close to the end face while the optical waveguide is mounted on the jig. In addition, the angle and the position of the end face can be inspected without removing the optical waveguide from the jig as in the related art.
[0016]
Further, in such a configuration of the optical waveguide, when the side of the mark exposed from the end face of the optical waveguide is an exposed end, the exposed end may be provided at a different position along the light traveling direction. . As such a method, for example, when a mark is formed by a linear mark element, a method in which the exposed end of the mark element is sequentially inclined stepwise in the depth direction can be considered.
[0017]
With this configuration, for example, if the coupling end face cannot be formed perpendicularly to the side surface in plan view, the number of mark elements exposed from the coupling end face changes, and the state of the mark is only observed with a microscope. Thus, the state of formation of the connection end face can be easily grasped.
[0018]
Further, in such a configuration, marks may be provided on both sides of the core.
[0019]
With this configuration, the joint end face can be formed uniformly and accurately at a predetermined angle with the core as a center. In addition, as a form of this arrangement, a method of providing the same shape across the core or a method of providing the same shape across the core can be considered.
[0020]
In addition, when such a mark is provided, the mark may be composed of a plurality of linear mark elements, and the form of the mark element may be changed every predetermined number. As a form of changing the mark element, for example, changing the thickness of the linear mark for each predetermined number is conceivable.
[0021]
With this configuration, for example, when counting the number of exposed marks, if the form of the mark is changed every predetermined number, the number can be easily counted.
[0022]
Further, an end of the mark opposite to the end on the exposed side may be provided so as to be aligned on a line orthogonal to the light traveling direction.
[0023]
With this configuration, the intensity of light incident from the end opposite to the exposed end can be made uniform, and uniform light suitable for inspection can be output from the exposed end. Become like
[0024]
In such a configuration, a plurality of blocks having a step along the traveling direction of light may be provided, and a step in each block may be provided so as to be different from a step in another block.
[0025]
According to this configuration, when recognizing the cutting state of the mark element, the dimension of the cutting position can be precisely grasped by grasping the exposure state of the step. That is, for example, as shown in FIG. 14, blocks composed of thick linear mark elements are sequentially provided from the core to the side, and the exposed ends of the line elements in each block are arranged along the light traveling direction. To provide a step corresponding to the line width. In such a configuration, the rough cutting position of the end face can be grasped by grasping the cutting state of the mark element having a large step, and further by grasping the cutting state of the thin mark element. Also, it becomes possible to grasp a cutting position having a small size.
[0026]
Further, this mark may be provided on the same layer as the layer having the core.
According to this structure, in the process of manufacturing the optical waveguide, the mark can be formed simultaneously with the step of forming the core on the lower clad layer, and the mark can be easily formed.
[0027]
Furthermore, when forming a mark in this way, the mark may be provided with the same material as the core.
[0028]
According to this structure, in the step of forming the mark, for example, a core concave portion and a mark concave portion are formed on the lower cladding layer, and the core material is filled on these concave portions. Can be simultaneously formed. Thereby, the mark can be formed more easily.
[0029]
Further, when manufacturing an optical waveguide having a core and a clad, on the clad, a concave portion for forming a core and a concave portion for forming a mark capable of confirming a forming angle or a forming position of a coupling end face are simultaneously provided, These concave portions are filled with a core material, and a clad is provided thereon.
[0030]
According to this structure, since the core and the mark can be provided at the same time, the relative positional accuracy of each of the stampers can be increased in the pressing step.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, the configuration of the
[0032]
In such a case, in the present embodiment, the
[0033]
For this reason, the
[0034]
FIG. 4 is an enlarged view of the X part of FIG. As shown in FIG. 4, the
[0035]
First, CL is a required cutting position in plan view, L1 is the distance between the exposed
[0036]
L1> Design allowable range length in + direction
L2>-Design allowable range length in the direction
[0037]
Set so that As a result, the
[0038]
When the length of the line segment of the
[0039]
L1 ≦ L3
L2 ≦ L3
[0040]
And Thus, when the
Further, the width of the
[0041]
D ≧ θ1
tan θ1 = L4 / (W1 + W4)
[0042]
L4, W1, and W4 are set so that If each parameter is set so as to satisfy all of these relationships, the angle θ1 and the cutting position L can be inspected simultaneously by inspecting only the exposure pattern of the
[0043]
Next, a method for manufacturing the
[0044]
Next, the
[0045]
Then, in this polishing step, after performing polishing for a predetermined time, the
[0046]
FIG. 7 shows an exposure pattern of a mark when cutting is performed by changing θ1 and L in FIG. 1, and shows cutting states in lines CL, A1, and A2, respectively.
[0047]
As shown by CL in FIG. 1, when the
[0048]
FIG. 8 shows an exposure pattern of the mark when the angle θ2 in FIG. 3 is changed.
[0049]
When the
[0050]
As described above, according to the first embodiment, the formation state of the
[0051]
Further, in this embodiment, since the
[0052]
Further, in this embodiment, the core
[0053]
At this time, the
[0054]
(Second embodiment)
Next, the configuration of the optical waveguide 1a according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a plan view of an optical waveguide 1a according to the second embodiment. In this figure, components denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment are configured in the same manner as those of the first embodiment, and are manufactured through the same steps as those of the first embodiment, unless otherwise specified. You.
[0055]
In this embodiment, the mark 5a is composed of a plurality of parallel
[0056]
Also in the second embodiment, the formation angle θ1 and the formation position L of the
[0057]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows a plan view of an optical waveguide 1b according to the third embodiment. In this figure, components denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment are configured in the same manner as those of the first embodiment, and are manufactured through the same steps as those of the first embodiment, unless otherwise specified. You.
[0058]
In the third embodiment, the
[0059]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 shows a plan view of an optical waveguide 1c according to the fourth embodiment. Also in this figure, unless otherwise specified, those denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment are configured in the same manner as the first embodiment, and are manufactured through the same steps as those of the first embodiment. Is done.
[0060]
In this embodiment, the mark 5c is constituted by a plurality of parallel
[0061]
According to this configuration, in the step of extracting the
[0062]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIGS. 12 and 13 are plan views of two types of optical waveguides 1d and 1e according to the fifth embodiment. In FIGS. 12 and 13, components denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment are configured in the same manner as in the first embodiment, and the same processes as those in the first embodiment, unless otherwise specified. It is manufactured through
[0063]
In this embodiment, the marks 5d and 5e are configured so that the linear mark elements 50d and 50e are brought into close contact with each other to form a block, and furthermore, the exposed side ends 51d of the contacted mark elements 50d and 50e are formed. 51e is provided so that it may be stepped in the front-back direction. In this case, since the exposed patterns of the marks 5d and 5e on the
[0064]
When a block-shaped mark is provided, as shown in FIG. 13, the exposed end 51e and the opposite end 52e are aligned on a line orthogonal to the optical axis direction, as in the third embodiment. May be provided. With this configuration, as in the third embodiment, when inspecting an exposure pattern with a microscope, it is possible to eliminate unevenness in irradiation light.
[0065]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 shows a plan view of the sixth embodiment. Also in this figure, unless otherwise specified, those denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment are configured in the same manner as the first embodiment, and are manufactured through the same steps as those of the first embodiment. Is done.
[0066]
In this embodiment, a plurality of blocks 5f1, 5f2, 5f3 in which linear mark elements 50f1, 50f2, 50f3 having the same length in the front-rear direction with the required cutting position CL as the central axis are provided. The linear mark elements 50f1, 50f2, and 50f3 are provided so as to have different line widths from different blocks 5f1, 5f2, and 5f3. Further, the linear mark elements 50f1, 50f2, and 50f3 in the blocks 5f1, 5f2, and 5f3 are provided. Both ends are provided with steps so as to be longer by the line width of the adjacent mark elements 50f1, 50f2, 50f3.
[0067]
FIG. 15 is an enlarged view of the mark 5f. FIG. 15 shows that when the step formation limit of the mark elements 50f1, 50f2, and 50f3 is 1 micrometer, the step of the first block 5f1 is 1 micrometer, the step of the second block 5f2 is 2 micrometer, The configuration when three blocks 5f3 are provided as 3 micrometers is shown.
[0068]
In such a case, for example, when the
[0069]
As described above, the mark 5f of this embodiment forms the blocks 5f1, 5f2, 5f3 by the plurality of linear mark elements 50f1, 50f2, 50f3, and the mark elements 50f1, 50f2 in the respective blocks 5f1, 5f2, 5f3. , 50f3 are made different from the step sizes of the mark elements 50f1, 50f2, 50f3 of the other blocks 5f1, 5f2, 5f3, so that it is possible to measure even a minute size exceeding the manufacturing limit of the steps. become.
[0070]
Note that the present invention is implemented by the above-described embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0071]
For example, in the above embodiment, the description has been given of the case where the
[0072]
Further, in the above embodiment, the
[0073]
Further, in the above-described embodiment, the
[0074]
In the above embodiment, in the sixth embodiment shown in FIG. 15, the widths of the linear mark elements 50f1, 50f2, and 50f3 are 1 micrometer, 2 micrometers, and 3 micrometers, respectively. However, the pitch width can be set to 1 μm, 1.5 μm, 2 μm, etc., corresponding to the required accuracy.
[0075]
【The invention's effect】
According to the present invention, the end face where the end of the core is present is provided with a mark for confirming the formation angle or the formation position of the end face from a direction in which the end face can be visually recognized, so that the optical waveguide is removed from the jig. The state of formation of the end face can be inspected without the need.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an optical waveguide according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of FIG.
FIG. 3 is a side view of FIG. 1;
FIG. 4 shows an arrangement state of mark elements in FIG. 1;
FIG. 5 shows a manufacturing process of the optical waveguide according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a jig mounted on the polishing apparatus according to the present invention.
FIG. 7 illustrates an exposure pattern of a mark corresponding to a formation state in a front view.
FIG. 8 shows an exposure mode of a mark corresponding to a formation state in a side view.
FIG. 9 is a plan view of an optical waveguide according to a second embodiment.
FIG. 10 is a plan view of an optical waveguide according to a third embodiment.
FIG. 11 is a plan view of an optical waveguide according to a fourth embodiment.
FIG. 12 is a plan view of an optical waveguide according to a fifth embodiment.
FIG. 13 is a plan view of another optical waveguide according to the fifth embodiment.
FIG. 14 is a plan view of an optical waveguide according to a sixth embodiment.
FIG. 15 shows an enlarged view of the mark in FIG. 14 (a) and its cut state (b).
FIG. 16 is a plan view of an optical waveguide in which marks are provided on both coupling end faces.
FIG. 17 shows a configuration of a conventional optical waveguide.
FIG. 18 is a diagram showing a conventional optical waveguide manufacturing process.
FIG. 19 shows a conventional state of inspection of a joint end face.
FIG. 20 shows a state of an inspection using a conventional microscope.
[Explanation of symbols]
1, 1b-1f ... optical waveguide
3 ... Clad
3d: Lower cladding layer
4 ・ ・ ・ Core
5 ... mark
6 ・ ・ ・ Connection end face
40 ... End of core
50, 50b to 50f ... mark element
51, 50b to 50f... Exposed end of mark element
70 ・ ・ ・ Jig
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