JPWO2014034238A1 - 光集積回路、および光集積回路における光デバイスの検査方法 - Google Patents

Abstract

ウエハ状態で、多数の光デバイスの特性検査を、簡便かつ確実で行う。光集積回路は、半導体基板の表面から光が入射される光結合器と、光結合器に入射された検査光を伝搬する光導波路と、光導波路で伝搬される検査光を複数の光導波路に分配する光分配器と、光分配器を用いて分配された複数の光導波路にそれぞれ設けられた光デバイスとを備える。

Description

本発明は、光通信システムや光情報処理システムで用いられる光集積回路、および光集積回路における光デバイスの検査方法に関する。

光通信システムや光情報処理システムで用いられる光集積回路は、例えば特許文献１に記載されているように、シリコン基板上に、シリコン系材料からなるコア層、クラッド層を備えた光導波路を有した光集積回路を作製する手法を用いて、高性能かつ安価に提供されつつある。

多数の光デバイスを集積した光集積回路においては、ウエハ状態で、光デバイスの光学特性の検査を行うことで、ウエハ状態の光集積回路をダイシングして個々のモジュールへ分割するに先立って、良品を選別するのが好ましい。
そこで、例えば、非特許文献１には、回折格子（グレーティング）を用い、光ファイバからの光をウエハ表面から入射して光導波路に結合させる光結合器が開示されている。この光結合器を用いる結果、ダイシングする前にウエハ状態での検査が可能となっている。

日本特開２０１１−２３２５６７号公報

Ａｔｔｉｌａ Ｍｅｋｉｓ ｅｔ ａｌ．， "Ａ Ｇｒａｔｉｎｇ−Ｃｏｕｐｌｅｒ−Ｅｎａｂｌｅｄ ＣＭＯＳ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｐｌａｔｆｏｒｍ"， ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＥＤ ＴＯＰＩＣＳ ＩＮ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ， ＶＯＬ． １７， ＮＯ． ３， ｐｐ． ５９７−６０８， ２０１１年 （Ｆｉｇ． ３）．

しかしながら、ウエハ状態の光集積回路においては、多数の光デバイスの特性検査が必要となる。光集積回路は、高密度に形成されているため、検査に際して、光結合器を介して光ファイバを光集積回路の光導波路に結合するには、高アライメント精度が要求される。

光デバイスの特性検査は、その光デバイスが設けられた光導波路に、光結合器を介して光ファイバを結合させ、光ファイバから光導波路に検査光を入力し、その出力光をモニタリングすることで行う。このため、ウエハ上の多数のモジュールにそれぞれ設けられた光デバイスの全てを検査しようとすると、多大な時間がかかり、コスト上昇を招くという問題がある。

また、複数組の光ファイバおよび光結合器を用い、複数の光デバイスの検査を同時に行うこともできる。しかし、その場合、複数の光結合器間での特性のばらつきに伴って、複数の光結合器と光ファイバとの結合ロスのばらつきが含まれてしまい、光デバイス特性の検査精度に影響が出るという問題もある。
そこでなされた本発明の目的は、ウエハ状態で、多数の光デバイスの特性検査を、簡便にかつ確実に行うことのできる光集積回路、および光集積回路における光デバイスの検査方法を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の光集積回路は、半導体基板の表面から光が入射される光結合器と、前記光結合器に入射された前記検査光を伝搬する光導波路と、前記光導波路で伝搬される前記検査光を複数の光導波路に分配する光分配器と、前記光分配器を用いて分配された複数の前記光導波路にそれぞれ接続された光デバイスと、を備える。

また、本発明は、上記したような光集積回路における前記光デバイスの検査方法であって、前記光結合器から前記検査光を入射し、前記光分配器を用いて複数の前記光導波路のそれぞれに前記検査光を分配し、分配された前記検査光が前記光デバイスを経ることで得られる出力光に基づいて、前記光デバイスの光学特性を評価する。

本発明では、一つの光結合器から入射した光を、それぞれ光デバイスが設けられた複数の光導波路に分配することで、多数の光デバイスの特性検査をウエハ状態で簡便かつ確実に行うことが可能となる。

第１の実施形態におけるウエハ上の光集積回路に備えられた検査回路の構成を示す図である。 第２の実施形態におけるウエハ上の光集積回路に備えられた検査回路の構成を示す図である。 長さが異なる二つの導波路における検出結果から、他の長さの導波路の評価を行う方法を示す図である。 長さが異なる二つの導波路における検出結果から、他の長さの導波路の評価を行う方法を示す図である。 長さが異なる二つの導波路における検出結果から、他の長さの導波路の評価を行う方法を示す図である。 第３の実施形態におけるウエハ上の光集積回路に備えられた検査回路の構成を示す図である。 第４の実施形態におけるウエハ上の光集積回路に備えられた検査回路の構成を示す図である。 第５の実施形態におけるウエハ上の光集積回路に備えられた検査回路の構成を示す図である。 第６の実施形態におけるウエハ上の光集積回路に備えられた検査回路の構成を示す図である。 第７の実施形態におけるウエハ上の光集積回路に備えられた検査回路の構成を示す図である。 第８の実施形態におけるウエハ上の光集積回路に備えられた検査回路の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る光集積回路、および光集積回路における光デバイスの検査方法を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、ウエハ（半導体基板）１００上に形成された検査回路１０Ａの例を模式的に示す。
図１に示すように、複数の光集積回路Ｃが形成されたウエハ１００上には、それぞれの光集積回路Ｃにおいて、複数の光デバイス２０と、それぞれの光デバイス２０に検査光を入射して、その光学特性を検査する検査回路１０Ａと、が形成されている。

検査回路１０Ａは、ウエハ１００上に設けられた光結合器１１と、光を分配する光分配器１２と、光導波路１３と、を備える。

ウエハ１００は、半導体基板材料からなり、その具体的材料については特に限定されるものではなく、シリコンでも化合物半導体でも良い。

光結合器１１は、ウエハ１００の表面から入射させた検査光Ｓ１を、この光結合器１１に接続された光導波路１３Ａに結合させる機能を有している。この光結合器１１は、例えば、回折格子や４５度ミラー等を用いて構成することができる。好ましくは、一般的な半導体プロセスで作製することができ、波長帯域や光の入射角等を柔軟に設計することのできる、回折格子を光結合器１１に用いるのが好ましい。光結合器１１から入力される検査光Ｓ１の波長帯についても特に限定されるものではなく、基板材料や製造プロセス等を勘案して適宜最適なものを用いることができる。

光分配器１２は、光導波路１３を介して伝搬された光を複数系統の光導波路１３に分配する。本実施形態では、光分配器１２は、１系統の光導波路１３を介して伝搬された光を２系統の光導波路１３に分配する。具体的には、光結合器１１に光導波路１３Ａを介して接続された光分配器１２に２系統の光導波路１３Ｂが接続され、さらに、２系統の光導波路１３Ｂ，１３Ｂのそれぞれに光分配器１２が設けられ、それぞれ２系統の光導波路１３Ｃ，１３Ｃに分配されている。そして、このようにして計４系統に分岐された光導波路１３Ｃのそれぞれが、光デバイス２０の入力ポートに接続されている。

光分配器１２には、Ｙ字型分岐構造の分配カプラ等を用いても良いし、マルチモード干渉計を用いても良い。また、光分配器１２として、光スイッチを用いても良い。この場合、光スイッチを切り替えて、複数系統の光導波路１３へ交互に光を供給し、時分割で光を分配する。光スイッチは、電気的な制御に従って、光の供給先となる光導波路１３を選択することができる。光分配器１２に分配カプラ等を用いた場合、光が複数系統の光導波路１３に同時に分配されるため、供給先の個々の光導波路１３においては、光のエネルギが分割のために小さくなる。これに対し、光スイッチを光分配器１２に用いた場合、分配先の光導波路１３には、光が時分割で供給されるため、分配のために光が減衰することがなく、検査光のエネルギを大きくすることができる。したがって、検査光Ｓ１のエネルギが小さくて済む（光源の出力が小さくて済む）。

上記のようにして、光結合器１１から各光デバイス２０に至る経路は、４つの経路Ｌ１〜Ｌ４に分割されている。
本実施形態において、これら４つの経路Ｌ１〜Ｌ４は、光結合器１１から光デバイス２０に至るまでの経路長が等しくなるよう形成されている。具体的には、光結合器１１から見て１段目の光分配器１２と、２段目の光分配器１２との間の二本の光導波路１３Ｂ，１３Ｂを等しい長さとし、さらに、２段目の２つの光分配器１２とそれぞれの光デバイス２０との間の四本の光導波路１３Ｃ，１３Ｃ，…をそれぞれ等しい長さとした。

このような構成においては、光ファイバ等を用いてウエハ１００の表面から光結合器１１に入射された検査光Ｓ１は、光導波路１３を介して伝搬され、光分配器１２，１２，…を用いて複数系統に分配され、各光デバイス２０に到達する。
そして、各光デバイス２０を経た出力光Ｓ２をモニタリングすれば、光デバイス２０の各種光学特性を検査することが可能である。例えば、光デバイス２０が光変調器である場合、損失、消光比、周波数特性等を検査することが可能である。
出力光Ｓ２をモニタリングするために、光デバイス２０が設けられているのと同一のウエハ１００上に、受光素子を設け、この光を電気信号に変換してこの電気信号を使用してモニタリングすることも可能である。これ以外にも、光デバイス２０の後段側に回折格子等を設け、光デバイス２０を経た光をウエハ１００の表面から外部に出射させて光ファイバ等に結合させ、この光をモニタリングすることもできる。

上述したような構成を用いれば、１つの光結合器１１に検査光Ｓ１を入力するだけで、複数の光デバイス２０の特性検査を行うことができる。したがって、多数の光デバイス２０の検査をウエハ１００上で簡便かつ効率よく行うことができる。
しかも、同時に検査される４個の光デバイス２０には、同じ光結合器１１を介して検査光Ｓ１が入力されるので、光結合器１１の特性のばらつきの影響を受けずに、高精度な検出を行うことができる。

また、光結合器１１から各光デバイス２０までの経路Ｌ１〜Ｌ４の経路長が等しくなるようにこれら経路が形成されているので、検査光Ｓ１のエネルギが各光デバイス２０に等しく配分される。これにより、各光デバイス２０間で、検出結果の絶対値を用いた高精度な比較が可能となる。すると、各光デバイス２０から出力される出力光Ｓ２のエネルギ分布を計測し、その分布の平均値からの偏差を各光デバイス２０について求め、求められた偏差があらかじめ設定した偏差を超える場合には、その光デバイス２０が異常であると検出することも可能となる。

なお、上記第１の実施形態において、光分配器１２を直列的に２段階に配置する構成としたが、光分配器１２を１段階のみ、あるいは３段階以上に配置しても良い。
また、光分配器１２で分配する系統数は、２系統に限らず、３系統以上としても良い。
そこで、例えば、光分配器１２の段数を増やすとともに、各光分配器１２における分配数を増やせば、一つの光結合器１１から分配できる系統数を大幅に増やすことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。以下に説明する第２の実施形態において、上記第１の実施形態と共通する構成については、図中に同符号を付してその説明を省略し、上記第１の実施形態との差異を中心に説明を行う。
図２に示すように、本実施形態での光集積回路Ｃの検査回路１０Ｂにおいては、光結合器１１から、複数段（本実施形態では３段）の光分配器１２を経て、各光デバイス２０へと至る経路Ｌ１〜Ｌ８が、不等長とされている。上記第１の実施形態においては、経路Ｌ１〜Ｌ４を等長とする例を示したが、実際に半導体基板上に光集積回路Ｃをレイアウトする場合、電気的・物理的なスペース、電気的・光学的クロストーク、迷光、光導波路１３の最小曲げ寸法等の制約条件のために、経路Ｌ１〜Ｌ８の長さが異なる場合がある。本実施形態の図２では、その場合を模式的に示している。

このような構成において、経路Ｌ１〜Ｌ８のそれぞれにおいて、各光デバイス２０の光学特性を高精度に求めるためには、各デバイス２０からの出力光Ｓ２が、経路Ｌ１〜Ｌ８のそれぞれにおける光導波路１３の伝搬損失の寄与を含んでいることを考慮する。
図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃは、配線長と、配線長に応じた損失の影響に起因する検出エネルギの変化との関係を示すものである。この場合、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、経路長が最も長い経路Ｌ１における光エネルギの強さと、経路長が最も短い経路Ｌ８における光エネルギの強さとから、その中間の長さを有した経路Ｌ２〜Ｌ７における光エネルギの基準値を算出する（図３Ａおよび図３Ｂ中の一点鎖線）。そして、経路Ｌ２〜Ｌ７における光エネルギの実測値の、基準値からの偏差が、予め定めた以上であるか否かに応じて、光デバイス２０の不具合を判定することができる。

また、このような構成において、検査対象の光デバイス２０が、入力光エネルギに対して非線形性を持つ場合、経路Ｌ１〜Ｌ８の光導波路１３が等長配線になっていなくても、分配される光エネルギを等しくする必要性が生じることがある。
この場合、光分配器１２におけるエネルギ分岐比を調整すれば、各光デバイス２０に入力される光エネルギを等しくすることが可能である。
また、光導波路１３の材料や寸法を適宜選択して各経路Ｌ１〜Ｌ８の伝搬損失を調整すれば、各光デバイス２０に入力される検査光エネルギが等しくなるようにすることも可能である。より具体的には、光導波路１３に、損失の少ないポリマー，ＳｉＯＮ，ＳｉＮ等の材料を用いることができる。または、光導波路１３の導波路幅を変えることで伝搬損失の調整が可能である。

なお、上記第２の実施形態では、経路長が最も長い経路Ｌ１における光エネルギの強さと、経路長が最も短い経路Ｌ８における光エネルギの強さとから、その中間の長さを有した経路Ｌ２〜Ｌ７における光エネルギの基準値を算出するようにした。これ以外に、図３Ｃに示すように、経路長が最も長い経路Ｌ１と経路長が最も短い経路Ｌ８との組み合わせに限らず、それ以外の、２つ以上の経路（例えば、経路Ｌ５と経路Ｌ１）における光デバイス２０の光エネルギの強さに基づき、それ以外の経路長を有した経路（この例では、経路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８）における光エネルギの基準値を算出し、それらの経路の実測値を評価することもできる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。以下に説明する第３の実施形態において、上記第１、第２の実施形態と共通する構成については、図中に同符号を付してその説明を省略し、上記第１、第２の実施形態との差異を中心に説明を行う。
本実施形態での光集積回路Ｃの検査回路１０Ｃでは、図４に示すように、光分配器１２を用いて分配された経路Ｌ１〜Ｌ８のうちの二本が、光デバイス２０が設けられていない参照用光導波路３０Ａ，３０Ｂとされている。参照用光導波路３０Ａ，３０Ｂは、光導波路１３から形成されている。

このような検査回路１０Ｃにおいては、光デバイス２０が設けられた経路Ｌ２〜Ｌ７と、経路Ｌ１、Ｌ８の参照用光導波路３０Ａ、３０Ｂとについて、それぞれ、光結合器１１から入力される光の出力光Ｓ２をモニタリングする。

このとき、経路Ｌ１、Ｌ８における検出値は、光デバイス２０の影響を受けておらず、しかも長さが設計値から既知である。したがって、その検出値に基づき、経路Ｌ２〜Ｌ７において、それぞれその長さが設計値から既知である光導波路１３の損失を算出することができる。この光導波路１３における損失を経路Ｌ２〜Ｌ７における検出値から除外すると、経路Ｌ２〜Ｌ７の光デバイス２０の評価を、より安定して高精度に行うことができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。以下に説明する第４の実施形態において、上記第１〜第３の実施形態と共通する構成については、図中に同符号を付してその説明を省略し、上記第１〜第３の実施形態との差異を中心に説明を行う。
図５に示すように、本実施形態での光集積回路Ｃの検査回路１０Ｄにおいては、一つの光結合器１１から入射された光が、光分配器１２を用いて、複数の集積回路Ｃ，Ｃのチップ２００，２００に跨るように分配されている。
このような構成を用いれば、さらに多数の光デバイス２０の検査を簡便にかつ効率良く行うことができる。

検査を終え、良品選別を行った後であれば、これらのチップ２００，２００をダイシング等の機械的な加工を用いて分割しても良い。この場合、検査回路１０Ｄを構成する光導波路１３がダイシングのために分断されても、支障は生じない。

なお、本実施形態では、検査回路１０Ｄを、二つのチップ２０２，２００に跨って形成したが、もちろん、三つ以上のチップ２００に跨るように検査回路を形成しても良い。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。以下に説明する第５の実施形態において、上記第１〜第４の実施形態と共通する構成については、図中に同符号を付してその説明を省略し、上記第１〜第４の実施形態との差異を中心に説明を行う。
図６に示すように、本実施形態での光集積回路Ｃの検査回路１０Ｅは、光変調器２５を検査対象の光デバイス２０としている。

光変調器２５は、入出力それぞれ２つのポートを有した、２×２マッハツェンダ干渉計より構成されている。光変調器２５の一方の入力ポートＰ１には、光集積回路Ｃを構成する信号伝送用光源４０から光が伝送される光導波路４１が接続される。光変調器２５の一方の出力ポートＰ２には、光導波路４２を介して光ファイバ４３が接続されている。この光変調器２５では、信号伝送用光源４０から光導波路４１を経て入力された信号光Ｓ５が変調され、変調された信号光Ｓ５が光導波路４２を経て、光ファイバ４３から外部に出力される。

また、光変調器２５の他方の入力ポートＰ３には、検査回路１０Ｅにおいて光分配器１２を用いて分配された光導波路１３が結合されている。また、光変調器２５の他方の出力ポートＰ４には、光導波路４４を経て、モニタ受光器４５が設けられている。

このような構成では、検査回路１０Ｅの光結合器１１を介して光導波路１３に結合された検査光Ｓ１は、光分配器１２を用いて各光変調器２５に分配される。その出力光Ｓ２をモニタ受光器４５でモニタすれば、各光変調器２５の特性検査が可能である。

上述したように、入出力それぞれ２つのポートを有した光変調器２５を検査対象の光デバイス２０とすることで、光デバイス２０の本来の機能である信号伝送と、光デバイス２０の光学特性の検査の双方を、ウエハ１００上で実現することができる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。以下に説明する第６の実施形態において、上記第１〜第５の実施形態と共通する構成については、図中に同符号を付してその説明を省略し、上記第１〜第５の実施形態との差異を中心に説明を行う。
図７に示すように、本実施形態での光集積回路Ｃの検査回路１０Ｆは、上記第５の実施形態における検査回路１０Ｅの構成に加え、検査光Ｓ１に波長多重技術を用いる構成を有している。
すなわち、第１の分波器１８，第２の分波器１９を介して複数に分岐された光導波路１３が、光デバイス２０の入力ポートＰ３に接続されている。
また、各光デバイス２０の出力ポートＰ４に接続された光導波路４４から、分波器４７を介して光導波路４８が分岐している。この光導波路４８は、合波器５０，５０を経て、一本の光導波路４８に合流し、光結合器５１に接続されている。

そして、信号伝送用光源４０から出力される信号光Ｓ５の波長（λ１）とは異なる、複数の波長（λ２、λ３、λ４、λ５）の光が重畳された検査光Ｓ１が、光結合器１１より入力され、第１の分波器１８および第２の分波器１９を用いて、波長ごとに分波され、光デバイス２０毎に互いに異なる波長（λ２、λ３、λ４、λ５）の検査光Ｓ１が入力される。

光デバイス２０を経た光は、分波器４７に入力され、信号光Ｓ５（λ１）はモニタ受光器４５に分岐され、出力光Ｓ２（λ２、λ３、λ４、λ５）はもう一方の光導波路４８に分岐される。その後、出力光Ｓ２は合波器５０において合波され、光結合器５１から出力される。

したがって、光結合器５１から出力された、合波された出力光Ｓ２の特性を、分光器等を用いて波長（λ２、λ３、λ４、λ５）ごとに分析すれば、それぞれの波長（λ２、λ３、λ４、λ５）に対応する光デバイス２０の光学特性を求めることができる。

このようにして、波長多重技術を用いることで、複数の光デバイス２０からの出力光Ｓ２も、１つの光結合器５１から出力させて検出できるため、さらに簡便な検査が可能となる。

このとき、マッハツェンダ干渉計を用いた光デバイス２０としての光変調器２５は、原理的に波長依存性を持たないため、信号光Ｓ５の波長λ１と検査光Ｓ１の波長（λ２、λ３、λ４、λ５）が異なっていても問題とならない。また、多層配線等を用いて光導波路１３と光導波路４８との交差部分の過剰損失を抑えることもできる。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。以下に説明する第７の実施形態において、上記第１〜第６の実施形態と共通する構成については、図中に同符号を付してその説明を省略し、上記第１〜第６の実施形態との差異を中心に説明を行う。
図８に示すように、本実施形態での光集積回路Ｃの検査回路１０Ｇは、信号光Ｓ５と同一の波長の検査光Ｓ１を用いて、配線長の違いに起因した遅延を利用して時間分解を行い、出力光Ｓ２の一括測定を行う。

これには、上記第５の実施形態で示した構成に加え、各光デバイス２０の出力ポートＰ４に接続された光導波路４４に光スイッチ５５を設ける。この光スイッチ５５には、モニタ受光器４５と、光導波路６０が接続され、接続先を切替可能となっている。ここで、各経路Ｌ１〜Ｌ４は、各光デバイス２０から光結合器（出力光結合器）６３までの経路長が、互いに異なるよう設定されている。

各光導波路６０は、光合波器６２，６２を経て１本の光導波路６０に合流し、この１本の光導波路６０は光結合器６３に接続されている。

このような構成の検査回路１０Ｇでは、信号伝送用光源４０からの信号光Ｓ５と同一の波長を持つ検査光Ｓ１を、光結合器１１を介して入力する。
検査を行う際には光スイッチ５５を用い、各光変調器２５から出力された出力光Ｓ２を、光導波路６０に出力させる。このとき、同一波長の出力光Ｓ２に各光変調器２５の検査情報が含まれているが、経路長が互いに異なる各経路Ｌ１〜Ｌ４では、その経路長に応じて、出力光Ｓ２の出力に遅延が発生する。したがって、光結合器６３から出力される出力光Ｓ２について時間分解を行うことで、各光変調器２５の検査が可能となっている。

なお、時間分解能のために、光結合器６３から出力される出力光Ｓ２に、より大きな時間差が必要な場合、それぞれの光導波路６０に、光遅延回路６１を設けるのが好ましい。

このようにして、経路長の違いに応じた時間遅延を用いることで、複数の光デバイス２０からの出力光Ｓ２を１つの光結合器６３から出力させて検出できるため、簡便な検査が可能となる。

（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。以下に説明する第８の実施形態において、上記第１〜第７の実施形態と共通する構成については、図中に同符号を付してその説明を省略し、上記第１〜第７の実施形態との差異を中心に説明を行う。
図９に示すように、本実施形態での光集積回路Ｃの検査回路１０Ｈには、検査光Ｓ１を入力するための複数の光結合器１１Ａ，１１Ｂが設けられている。
すなわち、二つの光結合器１１Ａ，１１Ｂのそれぞれから、光分配器１２，１２，…を経て分岐された光導波路１３が設けられている。
そして、検査対象となる各光変調器２５の二つの入力ポートの一方に、一方の光結合器１１Ａから分岐した光導波路１３が接続され、他方の入力ポートに、他方の光結合器１１Ｂから分岐した光導波路１３が接続されている。

このような構成の検査回路１０Ｈでは、二つの光結合器１１Ａ，１１Ｂを検査ポートとして設け、光結合器１１Ａから入力した光と、光結合器１１Ｂから入力した光とで、それぞれ光変調器２５の光学特性を評価する。そして得られた双方の光学特性の平均を取ったり、双方の光学特性の差が一定範囲内であるときに、その検出結果を有効としたりすることができる。
これにより、光結合器１１Ａ，１１Ｂ、光分配器１２、光導波路１３の特性のばらつきに起因した影響をさらに低減することができる。また、光変調器２５の２つの入力ポートに依存して特性が異なる場合、それらのばらつき等も検査することができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の光集積回路、および光集積回路における光デバイスの検査方法は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記第５〜第８の実施形態で、光デバイス２０として、入出力ともに２ポートを有した光変調器２５を例に挙げたが、そのポート数は、３ポート以上であっても良い。また、複数ポートを有するのであれば、光変調器２５以外の光デバイス２０を検査対象とすることもできる。
また、検査回路１０Ａ〜１０Ｈにおいて、ウエハ１００の状態で検査を行い、良品選別を行った後に、エッチング等で光結合器１１，１１Ａ，１１Ｂを除去し、１個または複数個の信号伝送用の光源を実装しても良い。
さらに、上記第１〜第８の実施形態で示した構成は、適宜組み合わせることも可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

この出願は、２０１２年８月２９日に出願された日本出願特願２０１２−１８８５１０号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、光通信システムや光情報処理システムにおいて利用することが可能である。本発明では、多数の光デバイスの特性検査をウエハ状態で簡便かつ確実に行うことができる。

１０Ａ〜１０Ｈ 検査回路
１１，１１Ａ，１１Ｂ 光結合器
１２ 光分配器
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 光導波路
１８，１９ 分波器
２０ 光デバイス
２５ 光変調器
３０Ａ，３０Ｂ 参照用光導波路
４０ 信号伝送用光源
４１，４２，４４ 光導波路
４３ 光ファイバ
４５ モニタ受光器
４７ 分波器
４８ 光導波路
５０ 合波器
５１ 光結合器（出力光結合器）
５５ 光スイッチ
６０ 光導波路
６１ 光遅延回路
６２ 光合波器
６３ 光結合器（出力光結合器）
１００ ウエハ（半導体基板）
２００ チップ
Ｌ１〜Ｌ８ 経路
Ｐ１ 入力ポート
Ｐ２ 出力ポート
Ｐ３ 入力ポート
Ｐ４ 出力ポート
Ｓ１ 検査光
Ｓ２ 出力光
Ｓ５ 信号光

Claims (15)

1. 半導体基板の表面から検査光が入射される光結合器と、
   前記光結合器に入射された前記検査光を伝搬する光導波路と、
   前記光導波路で伝搬される前記検査光を複数の光導波路に分配する光分配器と、
   前記光分配器を用いて分配された複数の前記光導波路にそれぞれ接続された光デバイスと、を備える光集積回路。
2. 前記光デバイスが、複数の入力ポートを備え、前記入力ポートの少なくとも一つに複数の前記光導波路から前記光デバイスの光学特性を検査する検査光が入力される請求項１に記載の光集積回路。
3. 前記光結合器と全ての前記光デバイスとの間に設けられた複数の前記光導波路の経路長が等長とされている請求項１または２に記載の光集積回路。
4. 前記光分配器は、前記光デバイスに入力される前記検査光のエネルギが等しくなるよう、前記検査光を分配する請求項１または２に記載の光集積回路。
5. 複数の前記光導波路間において、複数の前記光導波路を形成する材料と、前記光結合器から前記光デバイスまでの前記光導波路および複数の前記光導波路の経路長との少なくとも一方が互いに異なり、
   複数の前記光導波路は、前記光デバイスに入力される前記検査光のエネルギが等しくなるよう設定されている請求項１または２に記載の光集積回路。
6. 前記光デバイスが設けられた複数の前記光導波路とは別に、光導波路のみからなる参照用光導波路が２以上設けられ、前記参照用光導波路には、複数の前記光導波路とともに前記光分配器から前記検査光が分配される請求項１から５のいずれか一項に記載の光集積回路。
7. 前記半導体基板に、それぞれ１以上の前記光デバイスが配置された複数のチップが配置され、
   前記光分配器を用いて分岐された複数の前記光導波路が、複数の前記チップに分配されて前記光デバイスに接続されている請求項１から６のいずれか一項に記載の光集積回路。
8. 前記光分配器は、互いに波長が異なる光を重畳させた検査光を波長ごとの光に分配して複数の前記光導波路のそれぞれに出力し、
   複数の前記光導波路のそれぞれにおいて前記光デバイスを経た出力光を重畳し、１つの光導波路に合流させる合波器と、
   前記合波器を経た前記出力光を外部に出力する出力光結合器と、をさらに備える請求項１から７のいずれか一項に記載の光集積回路。
9. 複数の前記光導波路のそれぞれにおいて前記光デバイスを経て遅延時間が互いに異なる出力光を１つの光導波路に合流させる光合流器と、
   前記光合流器を経た前記出力光を外部に出力する出力光結合器と、をさらに備える請求項１から７のいずれか一項に記載の光集積回路。
10. 複数の前記光導波路のそれぞれに、前記光デバイスを経た前記出力光に互いに異なる遅延時間を付与する光遅延回路がさらに設けられている請求項９に記載の光集積回路。
11. １つの前記光デバイスに対し、前記光結合器、前記光分配器、前記光導波路、および複数の前記光導波路が複数組接続されている請求項１から１０のいずれか一項に記載の光集積回路。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の光集積回路における前記光デバイスの検査方法であって、
    前記光結合器から前記検査光を入射し、
    前記光分配器を用いて複数の前記光導波路のそれぞれに前記検査光を分配し、
    分配された前記検査光が前記光デバイスを経ることで得られる出力光に基づいて、前記光デバイスの光学特性を評価する光集積回路における光デバイスの検査方法。
13. 前記光デバイスを経た前記出力光を外部に取出し、取出した前記出力光の光学特性を検出することで前記光デバイスを評価する請求項１２に記載の光集積回路における光デバイスの検査方法。
14. 前記光デバイスを経た前記出力光を受光器で電気信号に変換して外部に出力し、出力された前記電気信号に基づいて前記光デバイスの前記光学特性を評価する請求項１２に記載の光集積回路における光デバイスの検査方法。
15. 前記光デバイスが設けられた複数の前記光導波路が３以上設けられるとともに、前記光結合器と、全ての前記光デバイスとの間に設けられた前記光導波路および複数の前記光導波路の経路長が互いに異なり、
    経路長が互いに異なる二つの前記光導波路に設けられた前記光デバイスにおける光学特性の評価結果に基づき、他の経路長を有する前記光導波路に設けられた前記光デバイスにおける光学特性の基準値を算出し、前記基準値に基づいて、他の経路長を有する前記光導波路に設けられた前記光デバイスにおける光学特性を評価する請求項１２から１４のいずれか一項に記載の光集積回路における光デバイスの検査方法。

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