JP4218068B2 - 光導波路デバイス - Google Patents

Description

本発明は、光導波路デバイスの製造方法及びそれに用いる基板に関し、特に、基板上に形成された光ファイバ用のＶ溝と光導波路の水平方向の位置ずれを精度良く測定する検査工程を含む光導波路デバイスの製造方法及びそれに用いる基板に関する。

近年のパソコンやインターネットの普及に伴い、情報伝送需要が急激に増大している。このため、伝送速度の速い光伝送を、パソコン等の末端の情報処理装置まで普及させることが望まれている。これを実現するには、光インターコネクション用に、高性能な光導波路を、安価かつ大量に製造する必要がある。

光導波路の材料としては、ガラスや半導体材料等の無機材料や、樹脂が知られている。無機材料により光導波路を製造する場合には、真空蒸着装置やスパッタ装置等の成膜装置により無機材料膜を成膜し、これを所望の導波路形状にエッチングすることにより製造する方法が用いられる。しかしながら、真空蒸着装置やスパッタ装置は、真空排気設備が必要であるため、装置が大型で高価である。また、真空排気工程が必要であるため工程が複雑になる。これに対し、樹脂によって光導波路を製造する場合には、成膜工程を、塗布と加熱により大気圧中で行うことができるため、装置及び工程が簡単であるという利点がある。
また、光導波路ならびにクラッド層を構成する樹脂としては、種々のものが知られているが、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、耐熱性に優れるポリイミドが特に期待されている。ポリイミドにより光導波路及びクラッド層を形成した場合、長期信頼性が期待でき、半田付けにも耐えることができる。

樹脂製の光導波路デバイスは、一般的には、基板上に、光ファイバ搭載用のＶ溝を設け、さらに樹脂製の下部クラッド層、光導波路層及び上部クラッド層を積層することにより構成される。このとき、基板の主平面方向における光ファイバ搭載用のＶ溝と光導波路の位置ずれ（横ずれ）が予め定められた範囲内に入っているかどうかは、Ｖ溝に搭載するファイバと光導波路とのアラインメントを精度よく行うために重要である。また、発光素子や受光素子を搭載する電極と光導波路とが、同一基板上に搭載されている場合には、基板の主平面方向における光導波路と電極との横ずれ量が予め定めた範囲内に入っているかどうかも、同様に重要である。

Ｖ溝と光導波路との横ずれ量の測定には、通常、顕微鏡による拡大画像の画素数で測定する方法や、接眼測微計によって測定する方法が用いられている。しかしながら、画素数で測定する場合、視野の広さと画像分解能（画素の密度）とが測定精度を決定する。通常のＶ溝の大きさを考慮し、視野の径を４００μｍとし、標準的な画像分解能５００画素で測定を行うと一画素あたり０．８μｍとなり、測定精度は０．８μｍとなる。また、接眼測微計は、拡大像上で指標ラインを移動させて測定するため、指標ラインを移動させる駆動部の駆動誤差（パックラッシュ）が大きな誤差となり、対物レンズ倍率４０倍で２〜３μｍの測定精度となる。しかしながら光導波路の幅は、数μｍであるため、これらの測定精度では不十分である。

従って、本発明の目的は、基板上に形成された光ファイバ搭載用のＶ溝と光導波路の水平方向の位置ずれを精度良く測定する検査工程を含む光導波路デバイスの製造方法、及びそれに使用する基板を提供することである。

本発明は下記の工程を有する、光導波路デバイスの製造方法を提供するものである。
基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝及び第１の位置合わせマークを形成する第１の工程と、
基板上に下部クラッド層を形成する第２の工程と、
該下部クラッド層上に光導波路層を形成する第３の工程と、
該光導波路層上にレジスト層を設け、該レジスト層を所望の光導波路及び第２の位置合わせマークのパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像して所望の光導波路及び第２の位置合わせマークを有するレジストパターンを形成する第４の工程と、
該レジストパターンをエッチングマスクとして該光導波路層をエッチングして、所望の光導波路及び第２の位置合わせマークを形成する第５の工程と
前記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークの位置ずれ量を求め、該位置ずれ量が予め定めた量よりも大きい場合には不良品と判断する第６の工程。
本発明はまた、基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝及び第１の位置合わせマークを形成してなる光導波路デバイスの製造に使用する基板を提供するものである。

本発明によれば、基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝と光導波路を搭載した光導波路デバイスの製造方法であって、Ｖ溝と光導波路のアラインメントを精度良く測定できる検査工程を備えた光導波路デバイスの製造方法を提供することができる。

本発明の光導波路デバイスの一実施形態である光導波路デバイス１００の構成を図１〜図４を用いて説明する。光導波路デバイス１００は、シリコン単結晶の基板１上に、光導波路積層体１０が搭載された領域と、Ｖ溝２１が配置された領域２０と、発光素子または受光素子を搭載するための電極７が配置された領域３０とを有している。光導波路積層体１０は、光導波路４を含み、本実施の形態では、光導波路４をポリイミド樹脂により構成している。

光導波路積層体１０の構造についてさらに説明する。基板１の上面には、基板１を保護し、屈折率を調整するための二酸化珪素層２が備えられ、光導波路積層体１０は、二酸化珪素層２の上に形成されている。光導波路積層体１０は、図３により詳細に示すように二酸化珪素層２の上に、順に積層された、有機ジルコニウム化合物層２２と、フッ素を含まない樹脂層２３と、下部クラッド層３と、光導波路４と、光導波路４を埋め込む上部クラッド層５と、保護層９とを含んでいる。下部クラッド層３、光導波路４及び上部クラッド層５は、いずれもフッ素を含むポリイミド樹脂により形成されている。なお、有機ジルコニウム化合物層２２及びフッ素を含まない樹脂層２３は、基板１と下部クラッド層３との接着性を高めるために配置されている。

下部クラッド層３及び上部クラッド層５は、いずれも、第１のポリイミド樹脂膜からなる。下部クラッド層３の膜厚は、約６μｍ、上部クラッド層５の膜厚は、光導波路４の直上で約１０μｍ、他の部分で約１５μｍである。光導波路４は、第２のポリイミド樹脂膜からなり、その膜厚は約６．５μｍである。保護層９は、第３のポリイミド樹脂膜であり、その膜厚は、光導波路４から離れた端部で約５μｍである。

有機ジルコニウム化合物層２２を構成する化合物としては、種々の化合物を用いることができるが、ここでは、トリブトキシアセチルアセトネートジルコニウムを用いている。有機ジルコニウム化合物層２２は、膜厚が５０オングストローム以上２００オングストローム以下の範囲に収まるように、特に望ましくは、５０オングストローム以上１５０オングストローム以下の範囲に収まるようにむらなく形成されている。これは、膜厚が５０オングストロームよりも薄くなると、接着性向上の効果を発揮できず、下部クラッド層３が基板１から剥がれることがあるためである。また、膜厚が２００オングストロームを越えると、膜がもろくなるためである。この５０オングストローム以上２００オングストローム以下という範囲は、有機ジルコニウム化合物の分子層（分子の重なり）でいうと、５分子層以上２０分子層以下にほぼ相当する。フッ素を含まない樹脂層２３は、第３のポリイミド樹脂層である。その膜厚は、約０．２３μｍである。

基板１上の領域２０に配置されたＶ溝２１は、光ファイバを搭載するためのものである。Ｖ溝２１は、予め定められた径の光ファイバを搭載した場合、光導波路４とアラインメン卜した状態となるよう、その深さ及び幅が設計されている。
従って、例えば、電極７上に発光素子を搭載した場合には、発光素子から発せられた光は、光導波路４に入射して、これを伝搬し、光導波路４から出射され、Ｖ溝２１に搭載された光ファイバに高効率で入射する。また、電極７上に受光素子を搭載した場合には、光ファイバを伝搬してきた光が、光ファイバから出射されると高効率で光導波路４に入射して、これを伝搬し、光導波路４を伝搬し、受光素子に向かって出射され、受光素子で受光される。

Ｖ溝２１は、シリコン単結晶の基板１を異方性エッチングすることにより形成された深さ約１００μｍの溝であり、断面はＶ字型である。Ｖ溝２１が配置された領域２０と光導波路積層体１０との境界には、図１、図２、図４に示すように光導波路積層体１０の端面を切断する際に形成された切り込み２５が存在している。同様に、電極７の領域３０と光導波路積層体１０との境界にも切り込み２６が存在している。切り込み２５の形成前には、第１の位置合わせマーク３３、３４が、領域３０の電極７の両脇には位置合わせマーク３１，３２が配置されている。これら第１の位置合わせマーク３１，３２，３３、３４は、Ｖ溝２１を形成する際に同時に異方性エッチングにより形成された凹部であり、その平面形状は、Ｖ溝に平行な２辺を有する正方形であることが好ましい。この場合、異方性エッチングにより形成された凹部は逆ピラミッド状となる。

次に、本発明の第１の実施形態の光導波路デバイスの製造方法について、図５を用いて説明する。
基板上に光ファイバ搭載用のＶ溝及び第１の位置合わせマークを形成する第１の工程
ここでは、基板１として直径約１２．７ｃｍのシリコンウエハを用意し、この基板１の上に図１の構造を縦横に多数配列して形成し、後の工程でダイシングにより切り離して、個々の光導波路デバイス１００に分離する。これにより、多数の図１の光導波路デバイス１００を量産することができる。よって、成膜やパターニング等は、ウエハ状の基板１全体で一度に行う。
まず、ウエハ状の基板１の上面全体に、二酸化珪素層２を熱酸化法や気相堆積法等により形成した後、フォトリソグラフィとシリコン単結晶の異方性を利用したウエットエッチングにより、Ｖ溝２１を図５のように配列して形成する。このとき、図４に示した位置合わせマーク３１，３２，３３、３４として用いる凹部もＶ溝２１と同時に形成する。

このウエハ状の基板１の上に金属膜を成膜してパターニングすることにより、図１の電極７を形成する。これにより、図５のように、ウエハ状の基板１には、Ｖ溝２１と電極７とが多数配列されて形成される。
次に、図５のウエハ状の基板１の全体に有機ジルコニウム化合物層２２を形成する。まず、有機ジルコニウム化合物溶液を基板１全体にスピンコートによって塗布した後、得られた塗膜を１６０°Ｃで５分程度加熱して乾燥させ、有機ジルコニウム化合物層２２を形成する。有機ジルコニウム化合物溶液としては、例えば、トリブトキシアセチルアセトネートジルコニウムをブタノールに溶解して、１重量％溶液に調製したものを用いる。

次に、有機ジルコニウム化合物層２２の上に、フッ素を含まない樹脂層形成用組成物をスピンコートで塗布し、得られた塗膜を加熱して溶媒を蒸発させ、さらに加熱して硬化させることにより、フッ素を含まない樹脂層２３を形成する。フッ素を含まない樹脂層２３の厚さは、０．２３μｍとなるようにスピンコートの条件を制御する。
次に、ウエハ状の基板１の上面のうち、完成後の光導波路デバイスで光導波路積層体１０が配置されていない領域２０，３０となる部分について、フッ素を含まない樹脂層２３と、有機ジルコニウム化合物層２２を除去する。ウエハ状の基板１には光導波路デバイスを縦横に配列して製造しているため、ウエハ状の基板１の上面のうち、領域２０及び領域３０は、図６のように光導波路積層体１０の両脇の帯状の部分である。この帯状の部分からフッ素を含まない樹脂層２３と有機ジルコニウム化合物層２２とを除去しておくここにより、下部クラッド層３がこの帯状部分では基板１から剥がれやすくなるため、後述の工程で、基板１の領域２０，３０の部分から光導波路積層体１０を帯状に剥がして除去することが可能になる。

基板１上の領域２０，３０からフッ素を含まない樹脂層２３と有機ジルコニウム化合物層２２とを除去する方法について、具体的に説明する。
まず、ウエハ状の基板１の全面にレジスト液をスピンコートし、１００℃で乾燥することによりレジスト膜を形成する。この後、水銀ランプでフォトマスクの像を露光する。フォトマスクは、光導波路積層体１０を形成すべき部分にのみレジスト膜が残るように形成されている。その後、レジスト膜を現像する。これによりレジスト膜のみならず、フッ素を含まない樹脂層２３もウエットエッチングされ、両者をほぼ除去することができる。このとき、Ｖ溝２１及び第１の位置合わせマーク３１、３２、３３、３４は凹部形状をしているため、その底部ではレジスト膜とフッ素を含まない樹脂層２３が一部残存する。そこで、この状態で、もう一度、先ほどのフォトマスクを用いて露光し、現像を行う。これにより、Ｖ溝２１及び第１の位置合わせマーク３１、３２、３３、３４内に残っていたレジスト膜とフッ素を含まない樹脂層２３を完全に除去することができる。

この方法は、レジスト膜の露光及び現像を繰り返すという簡単な工程で、フッ素を含まない樹脂層２３をＶ溝２１及び第１の位置合わせマーク３１、３２、３３、３４から完全に除去できるという利点がある。この後、フッ酸を用いたウエットエッチングまたは反応性イオンエッチングにより、有機ジルコニウム化合物層２２を除去する。有機ジルコニウム化合物層２２は、膜厚が非常に薄いため、Ｖ溝２１及び第１の位置合わせマーク３１、３２、３３、３４の内部の層もウエットエッチングまたは反応性イオンエッチングにより除去することができる。最後に、レジスト膜を除去する。

基板上に下部クラッド層を形成する第２の工程
次に、ウエハ状の基板１の上面全体に前述の第１のポリイミド樹脂膜形成用組成物（すなわち、下部クラッド層３形成用組成物）をスピンコートして材料溶液膜を形成する。その後、乾燥器で１００℃で３０分、次いで、２００℃で３０分加熱することにより溶媒を蒸発させ、続けて３７０℃で６０分加熱することにより硬化させ、厚さ６μｍの下部クラッド層３を形成する。

下部クラッド層上に光導波路層を形成する第３の工程
この下部クラッド層３の上に、光導波路層用の前述の第２のポリイミド樹脂膜形成用組成物をスピンコートして材料溶液膜を形成する。その後、乾燥器で１００℃で３０分間、次いで、２００℃で３０分間加熱することにより溶媒を蒸発させ、続いて３５０℃で６０分間加熱することにより硬化を行い、光導波路４となる厚さ６．５μｍの第２のポリイミド樹脂膜を形成する。

光導波路層上にレジスト層を設け、露光、現像してレジストパターンを形成する第４の工程
次に、第２のポリイミド樹脂膜（即ち、光導波路層）上に、シリコン含有レジスト層（通常は膜厚約１μｍ程度）を設け、該レジスト層を所望の光導波路及び第２の位置合わせマークのパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成する。露光は紫外線を用いて通常は３０秒〜１２０秒程度行えばよい。現像は、アルカリ性現像液をスプレーし、室温（約２３℃）で約９０秒程度で充分に行われる。この際、未露光部のエッチングされずに残った所望の光導波路及び第２の位置合わせマークの上にあるレジスト層の断面形状は図９に示すように傾斜角約８０°の台形をなしている。この工程でレジスト層に第２の位置合わせマーク４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂが形成される。

光導波路及び第２の位置合わせマークのパターンを形成する第５の工程
該レジストパターンをエッチングマスクとして、該光導波路層をエッチングして、所望の光導波路４及び第２の位置合わせマーク４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ（図１０参照）を形成する。エッチングは、レジストパターンをエッチングマスクとして、酸素イオンを用いた反応性イオンエッチング（Ｏ₂−ＲＩＥ）により行う。これにより、図６に示すように基板１上に多数の光導波路デバイスを配列して一度に形成することができる。

さらに具体的には、この実施の形態では、基板１上に設けた第１の位置合わせマーク３１、３２、３３、３４のそれぞれに対応して、下部クラッド層３上に第２の位置合わせマーク４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａを光導波路４と同時に形成する。このように第２の位置合わせマーク４１、４２、４３、４４としては、第４の工程でレジスト層に形成された、図９に示されるマーク４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂを使用しても良いし、第５の工程で光導波路層に形成された、図１０に示されるマーク４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａを使用しても良い。
各々の位置合わせマークの形状、寸法、個数は特に限定されないが、形成が容易であること、顕微鏡観察により位置ずれの測定が容易にできるという観点から、１辺が１０μｍ〜５０μｍ、好ましくは２０〜４０μｍ、最も好ましくは約３０μｍ程度の正方形であることが望ましい。

また、第１の位置合わせマークとこれに対応する第２の位置合わせマークは、第２の位置合わせマークが第１の位置合わせマークの凹部の影響を受けることがなく、両者が顕微鏡で同一視野内に入り、両者の位置ずれの測定が容易にできるという観点から、基板１の面内の横方向の間隔（図８（ａ）のαで示される）が１０〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ、最も好ましくは約２０〜２５μｍ程度となるように配置することが望ましい。一方、第１の位置合わせマークとこれに対応する第２の位置合わせマークは、基板の長手方向にその中心を一致させて配置することが好ましい。中心を一致させて配置した場合には、横ずれ量ｃは後述の式により求められるが、中心を一致させないで配置した場合には、その不一致分を後述の式により求められた横ずれ量ｃに対して較正する必要がある。

第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークの位置ずれ量から製品の良否を判断する第６の工程
次に、第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークの位置ずれ量を求め、この位置ずれ量が予め定めた量よりも大きい場合には不良品と判断する。先に説明したように、第２の位置合わせマーク４１、４２、４３、４４としては、第４の工程でレジスト層に形成された、図９に示されるマーク４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂを使用しても良いし、第５の工程で光導波路層に形成された、図１０に示されるマーク４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａを使用しても良い。
しかし、第２の位置合わせマーク４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂは、レジストパターンを形成する第４の工程において形成されているので、第６の位置ずれ量を求める工程は第４の工程の後、第５の工程の前に実施することが望ましい。
その理由は以下のとおりである。
図９ａに示すように、レジスト層に形成された第２の位置合わせマーク４１ｂ（４２ｂ、４３ｂ、４４ｂも同様である）は、その側面が基板平面に対して約８０°傾斜しているため、矢印で示すように上からの光がこのテーパー部４１ｃに入射しても横方向に逃げて行き検査機に光が戻らない。このため、図９ｂに示すようにこのテーパー部４１ｃが黒い線として観察され、位置合わせマーク４１ｂのエッジがより明瞭となり、検査精度が±０．１μｍ程度に向上する。
これに対して、レジスト層を除去した後は、図１０ａに示すように、第２の位置合わせマーク４１ｂが除去され、位置合わせマーク４１ａが残存するが、位置合わせマーク４１ａの側面は基板平面に対して垂直であり、テーパー部がない。
また、位置合わせマーク４１ａは下部クラッド層３と同色であるため、位置合わせマーク４１ａのエッジは、位置合わせマーク４１ｂのエッジと比較するとぼやけている。このため、検査精度は±１．０μｍ程度となる。

ここで、本実施の形態では、図８に示したようにＶ溝２１の中心と光導波路４の中心とが、基板１の面内で横方向にどれだけずれているかを示す横ずれ量ｃを測定し、横ずれ量ｃが予め予定した範囲内に入っているかどうかを検査する。本実施形態では、横ずれ量ｃの測定を、例えば、第１の位置合わせマーク３１とこれに対応する第２の位置合わせマーク４１とを用いて行う。Ｖ溝と第１の位置合わせマーク３１は、同時に異方性エッチングにより形成された凹部であるから、その位置関係はフォトリソグラフィの精度で保証されている。また、第２の位置合わせマーク４１と光導波路４は、同一マスクにより露光現像したものであるから、その位置関係はフォトリソグラフィの精度で保証されている。

よって、第１の位置合わせマーク３１と第２の位置合わせマーク４１との位置ずれを測定することにより、Ｖ溝２１と光導波路４の横ずれ量ｃを測定することができる。第２の位置合わせマーク４１は、第１の位置合わせマーク３１の上方に長手方向に間隔αをあけて形成されているので、両者が同一視野内に入るまで顕微鏡（例えば、対物レンズの倍率１００）で拡大した像を、ＣＣＤカメラで撮影する。このとき、図８（ａ）に示すように第１の位置合わせマーク３１に合焦させて撮像した画像と、同位置で焦点だけをずらして図８（ｂ）のように第２の位置合わせマーク４１に合焦させて撮影した画像とを取得する。図８（ａ）の画像からは、距離ａ及びｂを画素数から求め、図８（ｂ）の画像からは、距離ｘ及びｙを画素数から求める。そして、
横ずれ量ｃ＝（ａ＋ｂ）／２ − （ｘ＋ｙ）／２
の式に代入することにより横ずれ量ｃを求めることができる。

この実施形態では、第１の位置合わせマーク３１と第２の位置合わせマーク４１の間隔αは約２５μｍ程度であり、その長手方向の中心は一致させているので、図８（ａ）、（ｂ）の画像は視野を約７０μｍまで拡大して得ることができる。よって、ＣＣＤカメラとして、一般的な、画像分解能が５００画素のものを用いた場合であっても、理論的には０．１４μｍ／画素の精度で横ずれ量ｃを測定することができる。
一方、比較例として、第２の位置合わせマーク４１、４２、４３、４４を設けない場合には、図４のような視野の画像により、横ずれ量ｃを求める必要があるため、視野を、例えば４００μｍにすると、ＣＣＤカメラとして一般的な画像分解能が５００画素のものを用いた場合には理論的には０．８μｍ／画素の程度の測定精度になってしまう。

このように、本発明では、Ｖ溝２１の形成時に第１の位置合わせマーク３１、３２、３３、３４を基板１上に設け、光導波路４の形成時に第２の位置合わせマーク４１、４２、４３、４４を第１の位置合わせマーク３１、３２、３３、３４の上方に設けておくことにより、画素数の多い高価なＣＣＤカメラを使用しなくても高精度に横ずれ量ｃを測定することができる。この横ずれ量ｃが予め定めた範囲内に入っていない場合には、その製品は不良品と判定する。なお、光導波路が分岐している場合でも、分岐した導波路とそれに対応して設けられた電極について、同様に横ずれ量ｃを測定し、不良品の判断をすることができる。

次に、光導波路４及び下部クラッド層３を覆うように、第１のポリイミド樹脂膜形成用組成物をスピンコートする。得られた材料溶液膜を、乾燥器で１００℃で３０分間、次いで、２００℃で３０分間加熱して材料溶液膜中の溶媒を蒸発させ、３５０℃で６０分間加熱することにより第１のポリイミド樹脂膜の上部クラツド層５を形成する。さらに、上部クラッド層５の上面に、フッ素を含まないポリイミド樹脂膜形成用組成物をスピンコートし、乾燥器で１００℃で３０分間、２００℃で３０分間加熱して溶媒を蒸発させ、次いで、３５０℃で６０分間加熱して、上面がほぼ平坦で光導波路４から離れた端部の部分の厚さが約５μｍのフッ素を含まないポリイミド樹脂膜の保護層９を得る。

次に、下部クラッド層３から保護層９までの各層は、これらが不要な領域２０及び３０にも配置されているため、これを剥がして除去する。すなわち、図６のように領域２０と光導波路積層体１０との境界、及び、光導波路積層体１０と領域３０との境界にそれぞれダイシングにより切り込み２５，２６を入れ、下部クラッド層３から保護層９までの各層を切断する。このとき、ダイシングによる切り込みの深さは、光導波路積層体１０は切断されるが、基板１は切り離されない深さにする。先の工程で、領域２０及び領域３０の基板１の上面からは、有機ジルコニウム化合物層２２とフッ素を含まない樹脂層２３が除去されているため、領域２０及び領域３０では下部クラッド層３と基板１との密着力は小さい。したがって、領域２０及び領域３０の上に搭載されている下部クラッド層３から保護層９間での各層は、切り込み２５，２６を入れたことにより、ウエハ状の基板１から帯状に容易に剥がすことができる。これにより、図６のウエハ状の基板１において、領域２０及び領域３０では基板上面（二酸化珪素層）が露出される。

次に、図７（ａ）、（ｂ）のようにウエハ状の基板１をダイシングにより切断することにより、短冊状に切り出し、さらに図７（ｃ）、（ｄ）のように短冊状の基板１をダイシングにより、個々の光導波路デバイス１００に切り出し、光導波路デバイス１００を完成させる。なお、基板１を切断するダイシング工程の手順は、この手順に限られるものではなく、図７（ａ）の工程で縦横にメッシュ状にダイシングして図７（ｄ）のように光導波路デバイス１００を形成することも可能である。
本実施の形態の光導波路デバイスは光導波路４が直線形状であったが、光導波路積層体１０の光導波路４の形状は、光導波路デバイスとして必要とされる機能に合わせて直線形状に限らずｙ分岐やｘ型等の所望の形状にすることができる。
また、光導波路の形状に合わせて、Ｖ溝２１や、電極７を複数個備える構成にすることも可能である。

また、本実施の形態で製造される光導波路デバイス１００は、下部クラッド層３から上部クラッド層５まで全ての層をポリイミド樹脂で形成しているため、Ｔｇが高く、耐熱性に優れている。よって、本実施の形態の光導波路デバイスは、高温になっても伝搬特性を維持できる。また、ポリイミド樹脂は、半田付け等の高温工程にも耐えることができるため、光導波路デバイスの上にさらに別の光導波路デバイスや電気回路素子や発光素子を半田付けすることも可能である。

本発明の光導波路デバイス１００の製造方法では、検査工程でＶ溝２１と光導波路４との位置ずれを高精度に測定して、位置ずれ量が予め定めた範囲内のもののみを良品としている。よって、本発明の製造方法で製造した光導波路デバイス１００を用いて、光通信装置を製造することにより、光ファイバと光導波路４とのアラインメントが容易で、結合効率の高い高性能な光通信装置を安価に製造することができる。
なお、本発明において光導波路デバイスとは、基板として、ガラス、石英等の無機材料、シリコン、ガリウムヒ素、アルミニウム、チタン等の半導体や、金属材料、ポリイミド、ポリアミド等の高分子材料、またはこれらの材料を複合化した材料を用いて、これら基板の上に、光導波路を設けたもの、及びさらに、光合波器、光分波路、光減衰器、光回折器、光増幅器、光干渉器、光フィルタ、光スイッチ、波長変換器、発光素子、受光素子あるいはこれらが複合化されたものなどを形成したものを指す。上記の基板上には、発光ダイオード、フォトダイオード等の半導体装置や金属膜を形成することもあり、更に基板の保護や屈折率調整などのために、基板上に、上述のとおり二酸化珪素被膜を形成したり、あるいは、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化タンタルなどの被膜を形成してもよい。

本発明の一実施の形態の模式化した光導波路デバイス１００を示す斜視図である。 図１の光導波路デバイスのＡ−Ａ´断面図である。 図１の光導波路デバイスのＢ−Ｂ´断面図である。 図１の光導波路デバイスの平面図である。 本発明の一実施の形態の光導波路デバイスの製造方法を説明するためのウエハ状の基板１の平面図である。 本発明の一実施の形態の光導波路デバイスの製造方法を説明するためのウエハ状の基板１の平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態の光導波路デバイスの製造方法においてウエハ状の基板１を切り出す工程を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図４の一部拡大図であり、（ａ）は第１の位置合わせマーク３１に対物レンズの焦点を合わせた状態、（ｂ）は第２の位置合わせマーク４１に対物レンズの焦点を合わせた状態を示す説明図である。 （ａ）は光導波路層４の上に設けられた第２の位置合わせマーク４１ｂの断面形状を示す図面である。（ｂ）は上記第２の位置合わせマーク４１ｂの平面図である。 （ａ）は下部クラッド層３の上に設けられた第２の位置合わせマーク４１ａの断面形状を示す図面である。（ｂ）は上記第２の位置合わせマーク４１ａの平面図である。

符号の説明

１：シリコン基板、２：二酸化珪素層、３：下部クラッド層、４：光導波路、５：上部クラッド層、７：電極、９：保護層、１０：光導波路積層体、２０：光ファイバ搭載領域、２１：Ｖ溝、２２：有機ジルコニウム化合物層、２３：フッ素を含まない樹脂層、３０：電極搭載領域、３１、３２、３３、３４：第１の位置合わせマーク、４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ：光導波路層に設けられた第２の位置合わせマーク、４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ：レジスト層に設けられた第２の位置合わせマーク、４１ｃ：第２の位置合わせマーク４１ｂのテーパー部

Claims (8)

1. 基板上に、縦横に多数配列して形成された後に分離された光導波路デバイスであって、
   光ファイバ搭載用のＶ溝、
   光導波路、
   Ｖ溝と同時に形成された第１の位置合わせマーク、及び
   光導波路と同時に形成された第２の位置合わせマークを有し、
   第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークが、顕微鏡で同一視野内に入る位置に配置されていることを特徴とする光導波路デバイス。
2. 前記第１の位置合わせマークが、Ｖ溝と同時に形成された凹部であることを特徴とする請求項１記載の光導波路デバイス。
3. 前記第１の位置合わせマークが、逆ピラミッド状の凹部であることを特徴とする請求項１記載の光導波路デバイス。
4. 前記基板が、上面に基板を保護し、屈折率を調整するための二酸化珪素層を備え、光導波路を含む光導波路積層体が前記二酸化珪素層上に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光導波路デバイス。
5. 有機ジルコニウム化合物層と、フッ素を含まない樹脂層と、下部クラッド層と、光導波路と、光導波路を埋め込む上部クラッド層と、保護層とが順に積層された光導波路積層体が、前記基板上に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の光導波路デバイス。
6. 前記下部クラッド層、光導波路及び上部クラッド層が、いずれもフッ素を含むポリイミド樹脂により形成されていることを特徴とする請求項５記載の光導波路デバイス。
7. 前記有機ジルコニウム化合物層が、膜厚が５０オングストローム以上２００オングストローム以下の範囲に収まるように形成されていることを特徴とする請求項５又は６記載の光導波路デバイス。
8. 第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークの間隔が１０〜４０μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の光導波路デバイス。

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