(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板と、前記光素子搭載部に固定される光素子と、前記ガイド溝に沿って挿入固定され先端を前記光素子に対面させる光ファイバとを有する光モジュールであって、前記ガイド溝の一縁側または両縁側には前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークが設けられていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板と、前記光素子搭載部に固定される光素子と、前記ガイド溝に沿って挿入固定され先端を前記光素子に対面させる光ファイバとを有する光モジュールであって、
前記ガイド溝の一縁側または両縁側に設けられ、前記光ファイバの先端固定位置の位置ズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークと、
前記光素子搭載部の周辺に設けられ、前記ガイド溝の長さ方向及び前記ガイド溝に直交する方向の前記光素子の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マークと一定の位置関係にある光素子用位置測定マークと、
前記ガイド溝の一縁側または両縁側に設けられ、前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークとを有することを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように所定のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成になっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記ピッチマーク構成の各マークは少なくとも隣接する各マークとは異なるマークパターンになっていることを特徴とする請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記基準マークに対して前記光ファイバの先端が位置決めされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項６】
一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板を用意する工程と、前記光素子搭載部に光素子を固定する工程と、先端を前記光素子に対面させるようにして前記ガイド溝に光ファイバを入れかつ固定する工程と、前記光素子と前記光ファイバ先端との距離を検査して光結合の良否判定を行う工程とを有する光モジュールの製造方法であって、
前記ガイド溝の一縁側または両縁側に前記光ファイバの先端固定位置のズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークを設け、
前記光素子搭載部の周辺に前記ガイド溝の長さ方向及び前記ガイド溝に直交する方向の前記光素子の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マークと一定の位置関係にある光素子用位置測定マークを設け、
前記ガイド溝の一縁側または両縁側に前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークを設け、
前記光素子の固定においては、前記基準マークに対するガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測した後、この測定情報に基づいて前記光素子を前記光素子搭載部に固定し、
前記光素子および光ファイバの固定後、前記光ファイバ用位置測定マークまたは光ファイバ用位置測定マークと光素子用位置測定マークを利用して前記光素子と前記光ファイバの先端の距離を測定し、この測定値から光素子と光ファイバの光結合の良否を判定することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記ガイド溝の一方のガイド溝縁とこのガイド溝縁の外側に位置する前記一方の基準マークと、前記ガイド溝の他方のガイド溝縁とこのガイド溝縁の外側に位置する前記他方の基準マークとを、二つの光学測定系を有するカメラとモニターを有する光学機器で測定し、前記二つの光学測定系で得られた二つの画像を前記モニターの画面に写し出し、前記一方のガイド溝縁と前記一方の基準マークとの距離及び前記他方のガイド溝縁と前記他方の基準マークとの距離を測定し、前記測定情報から前記ガイド溝の中心位置を求め、この中心位置に基づいて前記光素子を前記基板に固定することを特徴とする請求項６に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記光ファイバの固定において前記基準マークを固定時の基準として光ファイバの固定を行うことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークはホトリソグラフィ技術及びエッチング技術によって同時に形成することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記ガイド溝および前記基準マークは同一のエッチング処理によって同時に形成することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように所定のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成とし、前記光素子用位置測定マークおよび光ファイバ用位置測定マークのピッチマークを計測して前記光素子と前記光ファイバ先端の距離を測定することを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光モジュールおよびその製造方法に関し、特に光ファイバを案内するガイド溝を表面に有する基板（石英系プラットフォーム等）を使用して半導体レーザ素子と光ファイバを光結合させるパッシブアライメント形光モジュールの製造技術に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ伝送システムに使用される送受信用の光モジュールは高性能かつ低廉なものが要請されている。
【０００３】
光モジュールの一つとして、表面に半導体レーザ素子を固定する光素子搭載部や、前記光素子搭載部に向かって形成されたＶ字状断面のガイド溝を有するシリコンからなる基板（実装基板）を利用して組立を行うパッシブアライメント形光モジュールが知られている。
【０００４】
この光モジュールは、基板（実装基板、シリコン基板の場合シリコンプラットフォームと呼称されている）の光素子搭載部に半導体レーザ素子を固定するとともに、前記ガイド溝に光ファイバを挿入し、光ファイバと半導体レーザ素子との光軸合わせを行うことなく（パッシブアライメント）光結合を行う。
【０００５】
光ファイバはＶ字状断面のガイド溝に挿入されるだけで光軸が決まるため、光ファイバを光軸方向に移動調整して最も光の取り込み量の高い位置部分で基板に固定される。
【０００６】
また、前記基板の光素子搭載部にはアライメントマーク（インデックスマーク）が設けられている。このアライメントマークは、半導体レーザ素子や受光素子等の光素子に表記されたアライメントマークと同一のマークになっている。
【０００７】
光素子の光素子搭載部への固定においては、光素子および基板のアライメントマークを検出しながらアライメントされて光素子が基板に固定される。
【０００８】
この種の光モジュールについては、たとえば、工業調査会発行「電子材料」１９９７年７月号、Ｐ６５〜Ｐ６９、オプトロニクス社発行「オプトロニクス」１９９６年７月号、Ｐ１３９〜Ｐ１４３やＰ１５６〜Ｐ１６１に記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
シリコンプラットフォームを使用した光モジュールの製造においては、半導体レーザ素子や受光素子等の光素子にあらかじめ設けたアライメントマークに対応するアライメントマークをシリコンプラットフォームの各光素子搭載部に設けておき、光素子の固定時には前記アライメントマークを一致させるようにして高精度の固定を行っている。
【００１０】
光ファイバは前記シリコンプラットフォームの表面に設けられたガイド溝に挿入固定され、これにより、光ファイバと光素子、たとえば半導体レーザ素子との光軸合わせがなされる。
【００１１】
しかし、このような従来の光モジュールの製造方法において、下記のような問題が発生することが本発明者によってあきらかにされた。
【００１２】
（１）半導体レーザ素子の出射面は結晶の劈開面で構成されるが、この劈開面は結晶基板を劈開することによって形成される。劈開作業は結晶基板の一部に外力を加えて破断させるため、劈開面の位置が厳密には特定されず、結果として半導体レーザ素子の長さ（光導波路の長さ）が微妙に異なる。したがって、半導体レーザ素子の出射面と光ファイバの先端の距離が変動すると、光ファイバに取り込まれるレーザ光の光量が変化する。
【００１３】
そこで、本出願人においては、半導体レーザ素子の出射面と光ファイバの先端の距離を測定し、所定の距離域から外れたものを不良品とする判定作業を行っているが、この距離判定作業は手間暇が掛かり、光モジュールの製造コストの低減を妨げている。
【００１４】
（２）シリコンプラットフォームの表面に形成されるガイド溝は、前記光素子搭載部のアライメントマークに対して決められるホトマスクを使用するホトリソグラフィとエッチングによって形成されるが、前記アライメントマークとホトマスクとのアライメント時のばらつきや、使用するホトマスクの製造ばらつきによってガイド溝の形成位置が変化することがある。この位置ずれは光軸合わせ不良を引き起こし、製造歩留りを低下させる。
【００１５】
本発明の目的は、光素子と光ファイバ先端の距離測定が容易な光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、ガイド溝の位置ズレ量を補正して光素子の固定ができる光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、高精度な光結合が行える光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、製造コストの低減が図れる光モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２１】
（１）一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板と、前記光素子搭載部に固定される光素子と、前記ガイド溝に沿って挿入固定され先端を前記光素子に対面させる光ファイバとを有する光モジュールであって、前記ガイド溝の一縁側または両縁側に設けられ、前記光ファイバの先端固定位置の位置ズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークと、前記光素子搭載部の周辺に設けられ、前記ガイド溝の長さ方向及び前記ガイド溝に直交する方向の前記光素子の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マークと一定の位置関係にある光素子用位置測定マークと、前記ガイド溝の一縁側または両縁側に設けられ、前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークとを有する。
【００２２】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように複数のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成になっている。前記ピッチマークの各マークは少なくとも隣接する各マークとは異なるマークパターンになっている。
【００２３】
前記基準マークに対して前記光ファイバの先端が位置決めされている。たとえば、前記基準マークの一縁の延長線上に前記光ファイバの先端が位置している。
【００２４】
このような光モジュールは以下の製造方法によって製造される。
【００２５】
一面に光素子搭載部と前記光素子搭載部に向かって延在する光ファイバを案内するガイド溝を有する基板を用意する工程と、前記光素子搭載部に光素子を固定する工程と、先端を前記光素子に対面させるようにして前記ガイド溝に光ファイバを入れかつ固定する工程と、前記光素子と前記光ファイバ先端との距離を検査して光結合の良否判定を行う工程とを有する光モジュールの製造方法であって、前記ガイド溝の一縁側または両縁側に前記光ファイバの先端固定位置のズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークを設け、前記光素子搭載部の周辺に前記ガイド溝の長さ方向及び前記ガイド溝に直交する方向の前記光素子の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マークと一定の位置関係にある光素子用位置測定マークを設け、前記ガイド溝の一縁側または両縁側に前記光素子搭載部と一定の位置関係にありかつ前記ガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マークを設け、前記光素子の固定においては、前記基準マークに対するガイド溝の幅員方向の位置ズレ量を計測した後、この測定情報に基づいて前記光素子を前記光素子搭載部に固定し、前記光素子および光ファイバの固定後、前記光ファイバ用位置測定マークまたは光ファイバ用位置測定マークと光素子用位置測定マークを利用して前記光素子と前記光ファイバの先端の距離を測定し、この測定値から光素子と光ファイバの光結合の良否を判定する。
【００２６】
前記ガイド溝の一方のガイド溝縁とこのガイド溝縁の外側に位置する前記一方の基準マークと、前記ガイド溝の他方のガイド溝縁とこのガイド溝縁の外側に位置する前記他方の基準マークとを、二つの光学測定系を有するカメラとモニターを有する光学機器で測定し、前記二つの光学測定系で得られた二つの画像を前記モニターの画面に写し出し、前記一方のガイド溝縁と前記一方の基準マークとの距離及び前記他方のガイド溝縁と前記他方の基準マークとの距離を測定し、前記測定情報から前記ガイド溝の中心位置を求め、この中心位置に基づいて前記光素子を前記基板に固定する。
【００２７】
前記光ファイバの固定において前記基準マークを固定時の基準として光ファイバの固定を行う。たとえば、前記基準マークの一縁の延長線上に前記光ファイバの先端が位置するように光ファイバを固定する。
【００２８】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは相関を持たせて表記する。たとえば、同一のマーク表記技術によって同時に表記する。
【００２９】
前記ガイド溝および前記基準マークは同一のエッチング処理によって同時に形成する。
【００３０】
前記光素子用位置測定マークおよび前記光ファイバ用位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように所定のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成とし、前記光素子用位置測定マークおよび光ファイバ用位置測定マークのピッチマークを計測して前記光素子と前記光ファイバ先端の距離を測定する。
【００３１】
前記（１）の手段によれば、（ａ）ガイド溝の周辺と前記光素子搭載部の周辺には、それぞれ光ファイバ用位置測定マークおよび光素子用位置測定マークが設けられていることから、光素子および光ファイバの固定位置ズレ量を測定することができる。
【００３２】
（ｂ）光ファイバ用位置測定マークと光素子用位置測定マークは相関があることから、光素子および光ファイバの固定位置ズレ量の測定から光素子と光ファイバの先端の距離を計測することができる。これにより、光結合状態の良否判定が可能になる。
【００３３】
（ｃ）光素子用位置測定マークおよび光ファイバ用位置測定マークはピッチマーク構成になっていることから、高精度で光素子および光ファイバの位置ズレ量を計測することができる。したがって、光素子と光ファイバの先端の距離を高精度に計測することができ、光結合の良否判定が容易かつ高精度になる。
【００３４】
（ｄ）ピッチマークの各マークは隣接する各マークとは異なるマークパターンになっていることから、位置ズレ量の計算（計測）が容易かつ正確になる。
【００３５】
（ｅ）光ファイバの先端は基準マークの一縁の延長線上に位置するように固定されるため、位置がズレている場合は目視で容易に判定ができる実益がある。
【００３６】
（ｆ）広い面積部分を同一画面に映し出すことなく、測定対象を小分けにして同一画面にそれぞれ大写しに映し出すことによって高い解像度のもとで測定計測が可能になる。すなわち、基準マークを含むガイド溝の両縁部分を二つの光学経路を有する光学機器で測定して両画像を同一画面に写し出して各基準マークと各ガイド溝縁との距離を測定することから、高精度にガイド溝の中心位置を求めることができる。したがって、前記中心位置に基づいて行う光素子（半導体レーザ素子）の固定精度は高いものとなり、以後のパッシブアライメントも高精度のものになる。
【００３７】
（ｇ）視野が大きく解像度の高い光学機器は高価であるが、ガイド溝のそれぞれの縁部分の画像を分けて同一画面に写し出すため、視野の小さい光学機器の使用が可能になり、光モジュールの製造コストの低減が達成できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３９】
（実施形態１）
図１乃至図９は本発明の実施形態１である光モジュールおよびその製造方法に係わる図である。
【００４０】
本実施形態１の光モジュール１は外観的には、図２および図３に示すように、偏平箱型のパッケージ２の両側からインライン型にリード３を複数突出させた構造になっている。また、前記パッケージ２の一端中央部分には突出した光ファイバケーブル支持部４が設けられ、光ファイバケーブル５を支持している。
【００４１】
パッケージ２はプラスチックで形成され、ケース６と、このケース６の上面側に着脱自在に取り付けられるキャップ７とからなっている。前記ケース６およびキャップ７にも前記光ファイバケーブル支持部４を構成するためのケーブル支持部４ａ，４ｂが設けられている。
【００４２】
前記ケース６の上面には縁からやや内方に前記キャップ７が嵌まるような突条の嵌合部８が設けられている。この嵌合部８は前記ケーブル支持部４ａの一端側では開口し、光ファイバケーブル５の案内に支障のない構造になっている。前記ケーブル支持部４ａで案内される光ファイバケーブル５の先端（内端）部分は、その外装となるファイバジャケットが剥がされ、コアとクラッドとからなる光ファイバ１１を露出させている。
【００４３】
また、図示はしないが、光ファイバケーブル支持部４と光ファイバケーブル支持部４から突出する光ファイバケーブル５部分は、筒状の保護管で固定されている。この保護管は熱収縮チューブで形成され、前記光ファイバケーブル支持部４に取り付けた後、熱が加えられて収縮し、光ファイバケーブル５を光ファイバケーブル支持部４に固定する。なお、前記光ファイバケーブル５は光ファイバケーブル支持部４の部分で接合材等を使用して固定するようにしてもよい。
【００４４】
前記ケース６の嵌合部８の内側底上には基板１０が図示しない接合材を介して固定されている。前記基板１０は実装基板であり、たとえばシリコン基板からなっている。この基板１０は、一般的にシリコンプラットフォーム１０と呼称されている。
【００４５】
前記シリコンプラットフォーム１０は、図１，図４，図５に示すように、長方形となるとともに、その上面の中心線に沿って光ファイバ１１の先端部分，半導体レーザ素子（ＬＤ）１２，受光素子（ＰＤ）１３が順次固定されている。
【００４６】
光素子である半導体レーザ素子１２および受光素子１３は、光素子搭載部１４，１５にそれぞれ設けられたアライメントマーク１６，１７と、半導体レーザ素子１２および受光素子１３に設けられた同一パターンのアライメントマークの検出によって位置決めされてシリコンプラットフォーム１０に固定されている。
【００４７】
光ファイバ１１はＶ字状断面のガイド溝２０に案内挿入され、固定樹脂２１（図３参照）によってシリコンプラットフォーム１０に固定されている。この光ファイバ１１は前記光ファイバケーブル５から延在するものである。
【００４８】
前記ガイド溝２０はシリコンプラットフォーム１０の一端側から前記半導体レーザ素子１２を固定する光素子搭載部１４の近傍に向かって一端が臨むように形成されている。
【００４９】
本実施形態１の光モジュール１は、その製造において半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の光結合はパッシブアライメント法によって行われる。
【００５０】
前記光ファイバ１１は固定樹脂２１によってシリコンプラットフォーム１０に固定されている。
【００５１】
前記半導体レーザ素子１２の前方端から出射されたレーザ光は光ファイバ１１の先端に取り込まれる。また、半導体レーザ素子１２の後方端から出射されたレーザ光は受光素子１３で受光され、光出力のモニターがなされる。
【００５２】
半導体レーザ素子１２および受光素子１３が搭載されるシリコンプラットフォーム１０の端側表面にはボンディングパッド２７が設けられている。これらボンディングパッド２７において、一部のボンディングパッド２７からは配線が延在して半導体レーザ素子１２の光素子搭載部１４または受光素子１３の光素子搭載部１５に延在し、半導体レーザ素子１２や受光素子１３の下部電極と電気的に接続されている。また、半導体レーザ素子１２および受光素子１３の上部電極と一部のボンディングパッド２７は導電性のワイヤ２８によって電気的に接続されている。
【００５３】
前記光ファイバ１１の先端部分および半導体レーザ素子１２ならびに受光素子１３はコーティング樹脂２９によって被覆されている。
【００５４】
また、前記ケース６の両側から突出するリード３の内端は、ケース６の内側に突出し、これらリード３の内端と前記ボンディングパッド２７は導電性のワイヤ９（図３参照）で接続されている。
【００５５】
一方、これが本発明の特徴の一つであるが、図１に示すように、前記ガイド溝２０と前記光素子搭載部１４の周辺には、前記光ファイバ１１の先端固定位置の位置ズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マーク３０と、前記半導体レーザ素子１２の固定位置のズレ量を計測できかつ前記光ファイバ用位置測定マーク３０と相関がある光素子用位置測定マーク２５が設けられている。
【００５６】
また、前記ガイド溝２０の両縁側には前記光素子搭載部１４と相関がありかつ前記ガイド溝２０の幅員方向の位置ズレ量を計測するための基準マーク４０が設けられている。
【００５７】
光モジュール１の製造における半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の光結合はパッシブアライメント法で行う。この場合、シリコンプラットフォーム１０に固定されている半導体レーザ素子１２に対して、光ファイバ１１の先端をガイド溝２０に挿入し、光ファイバ１１の軸方向（Ｙ方向）に光ファイバ１１を移動調整し、かつ光ファイバ１１を固定することによって半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の光結合が行われる。
【００５８】
半導体レーザ素子１２が±２μｍの高精度で固定されている場合、一般的には光ファイバ１１の先端の位置もあらかじめ設定した位置に固定されることが多い。
【００５９】
そこで、本実施形態１では、半導体レーザ素子１２よりの前記基準マーク４０を基準にして光ファイバ１１の位置決めを行い光ファイバ１１を固定する。
【００６０】
また、半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の先端との距離の計測に基づく光結合の良否の判定を正確かつ高精度にするため、前述のような光ファイバ用位置測定マーク３０，光素子用位置測定マーク２５を設けた。
【００６１】
また、一般に前記ガイド溝２０の位置と半導体レーザ素子１２を固定する光素子搭載部１４との位置関係は相関がある。たとえば、光素子搭載部１４のアライメントマークに対して相対的に位置決めしてガイド溝２０が形成される。そして、ガイド溝２０と光素子搭載部１４との関係はパッシブアライメント法において充分な位置精度が保たれているとの考えの基に光ファイバ１１の位置決めと固定がなされている。
【００６２】
しかし、ガイド溝２０の位置が溝幅方向（Ｘ方向）にずれることもあり、製造ロットにおいては光素子搭載部１４のアライメントマークを利用して半導体レーザ素子１２を固定する方法が必ずしもよいとは限らないことを本発明者は不良発生メカニズムの検討の結果知見した。
【００６３】
そこで、ガイド溝２０の両側に基準マーク４０を設け、この基準マーク４０に対するガイド溝２０の位置ズレ量を測定し、この測定情報に基づいて半導体レーザ素子１２の固定を行い、その後パッシブアライメント法によって光ファイバ１１を固定することによって半導体レーザ素子と光ファイバの高精度な光結合を行うこととした。
【００６４】
以下、光モジュール１の製造方法を含め、光素子用位置測定マーク２５，光ファイバ用位置測定マーク３０，基準マーク４０について説明する。
【００６５】
シリコンプラットフォーム１０の表面（上面）に設けられた光素子用位置測定マーク２５および光ファイバ用位置測定マーク３０は、半導体レーザ素子１２や光ファイバ１１を固定した後も目視可能であり、半導体レーザ素子１２や光ファイバ１１の固定位置の位置ズレ量を計算で求めることができる目盛りタイプのマーク（ピッチマーク）になっている。
【００６６】
すなわち、位置測定マークは位置ズレ量を計算できるように所定のマークを所定のピッチに配置したピッチマーク構成になっている。また、ピッチマークの各マークは少なくとも隣接する各マークとは異なるマークパターンになっている。これは、検出ミス（読み取りミス）を防ぐためであり、本実施形態１の場合は各マークは、図１に示すように、全て異なるマークになっている。この例では、各マークは点と所定の長さの線の組み合わせで構成されている。
【００６７】
また、前記光素子用位置測定マーク２５と光ファイバ用位置測定マーク３０は相互に相関があり、その位置（距離）関係は一定になるように同一のマーク表記技術によって同時に表記されている。前記光素子用位置測定マーク２５および光ファイバ用位置測定マーク３０は、シリコンプラットフォーム１０の表面に形成した酸化膜やメタライズ膜をホトリソグラフィ技術やエッチング技術によって同時に形成される。
【００６８】
シリコンプラットフォーム１０において、本実施形態１では、前記光素子用位置測定マーク２５はＹ方向の半導体レーザ素子１２の位置ズレ量を検出するＹ方向位置ズレ検出マーク２５ｙと、Ｘ方向の半導体レーザ素子１２の位置ズレ量を検出するＸ方向位置ズレ検出マーク２５ｘとで構成されている。
【００６９】
Ｙ方向位置ズレ検出マーク２５ｙは光素子搭載部１４の両側に配置され、Ｘ方向位置ズレ検出マーク２５ｘは光素子搭載部１４のガイド溝２０側の端面側に、かつ光軸２４に対して対称なパターンとして配置されている。
【００７０】
半導体レーザ素子の固定精度は、一般的に±２μｍである。そこで、前記Ｙ方向位置ズレ検出マーク２５ｙにおいては、各マークは、たとえば２μｍの幅の一定長さの線を１本で形成したもの、２本直列に並べたもの、３本直列に並べたもの、３本分に見合う長い１本の線のものを順次並べて形成しておく。また、隣接するマークの間の隙間も２μｍとしてある。
【００７１】
これにより、２μｍの精度で位置ズレ量を検出できるピッチマークが形成される。また、マーク幅や隙間を目視で半分まで区分けることができるとすれば、１μｍの精度で位置ズレ量を検出できることになる。
【００７２】
この結果、Ｙ方向の半導体レーザ素子１２の位置ズレ量をＹ方向位置ズレ検出マーク２５ｙのピッチマーク構成のマークで読み取ることができる。
【００７３】
なお、点や線の幅や隙間は前記数値に限定されるものではない。
【００７４】
また、前記Ｘ方向位置ズレ検出マーク２５ｘは設計上の光軸２４に重なる長いマークと、このマークに対して対称に配置されかつ順次短くなる２本のマークとによってピッチマーク構成の位置ズレ検出マークが形成されている。そして、前記Ｙ方向位置ズレ検出マーク２５ｙの場合と同様に各マークの幅は２μｍ、マークとマークの間の隙間は２μｍとなっている。これにより、２μｍ精度または１μｍ精度の位置ズレを検出することができる。
【００７５】
ここで、ガイド溝２０の周辺に設けられる光ファイバ用位置測定マークを説明する前に、前記ガイド溝２０の縁の外側に設けられる基準マーク４０について説明する。
【００７６】
本実施形態１では、前記ガイド溝２０の両側に基準マーク４０が光軸２４に対して対称に計４個設けられている。この基準マーク４０は前記ガイド溝２０と同時にエッチングによって形成される。しかし、エッチング時のマスクの大きさ、すなわち開口寸法の違いにより、基準マーク４０では浅く、ガイド溝２０では深く形成される。これは結晶の面方位によってエッチングの速度が異なることにより、たとえばシリコンプラットフォーム１０の表面を（１００）面とすることによって容易に得られる。
【００７７】
ガイド溝２０の深さは、エッチング時間を高精度に管理することによって高精度に形成される。
【００７８】
前記ガイド溝２０はその製造において、少なくとも前記半導体レーザ素子１２を固定するための光素子搭載部１４（アライメントマーク等）に対して一定の相関（所定位置関係）を有するように形成されるが、ガイド溝２０をエッチングで形成する際のホトリソグラフィ技術やエッチング技術でのバラツキ、あるいはホトリソグラフィで使用されるマスクの精度等によって位置ズレが発生する。
【００７９】
この結果、パッシブアライメント法で半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合を行った場合、光軸合わせ不良が発生することがある。
【００８０】
そこで、本実施形態１では光モジュール１の製造において、ガイド溝２０の位置ズレ量を測定し、その測定情報から半導体レーザ素子の固定位置を補正し、パッシブアライメント法による光結合ができるようにするものである。
【００８１】
このため、前記のようにガイド溝２０の両側に基準マーク４０を形成し、基準マーク４０に対するガイド溝２０の位置ズレ量を測定し、その後半導体レーザ素子の固定を行う。
【００８２】
ガイド溝２０の溝幅Ｗは、たとえば１５０μｍであり、基準マーク４０の中心線とガイド溝２０の縁との間隔Ｌは２０μｍであり、基準マーク４０の溝幅は２０μｍ、基準マーク４０の長さは３０μｍである。なお、図８はガイド溝２０とガイド溝２０の両側にそれぞれ設けられた基準マーク４０を示すシリコンプラットフォーム１０の一部の拡大平面図である。
【００８３】
一般に１５０μｍの画像を見るためには、２００〜３００μｍの視野を有する光学機器が必要であり、これを一画面にて測定すると０．４〜０．６μｍの精度となる。
【００８４】
また、視野を５０μｍ程度とする場合には、画面にはその画像が大写しで映し出される結果、測定精度を０．１μｍと高くすることができる。
【００８５】
そこで、本実施形態１では、１５０μｍ程度の幅を有するガイド溝２０の両側部分を、図６に示すようにプリズム４１，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４によって構成される二つの光学測定系Ａ・Ｂを有するカメラ４９とモニター４６を有する光学機器４５で測定する。小分けされた二つの画像は前記モニター４６の画面４７に映し出される。
【００８６】
画面４７において二点鎖線枠で囲まれる右側の右画像４７ａが光学測定系Ａによる画像であり、左側の左画像４７ｂが光学測定系Ｂによる画像である。画面４７に基準マーク４０を含むガイド溝２０の縁部分の画像を大写しに映し出すことによって、たとえば、０．１μｍの精度で基準マーク４０の中心からガイド溝２０の縁までの距離ａ，ｂを測定することができる。
【００８７】
これにより、演算によってガイド溝２０の幅およびガイド溝２０の中心の位置を求めることができ、ガイド溝２０の形成位置ズレ量を求めることができる。
【００８８】
そこで、図７に示すようなチップボンディング装置５０を用い、前記ガイド溝２０の形成位置ズレ量の数値による補正を行ってシリコンプラットフォーム１０の光素子搭載部に半導体レーザ素子１２を固定することができる。
【００８９】
チップボンディング装置５０は、ＸＹテーブル５１に支持されるボンディングアーム５２の先端に透明なガラスで構成されているコレット５３で半導体レーザ素子１２を真空吸着保持している。そして、前記ガイド溝２０の形成位置ズレ量に対応させてＸＹテーブル５１を移動調整して半導体レーザ素子１２をシリコンプラットフォーム１０の光素子搭載部（図示せず）に固定する。
【００９０】
図９（ａ）はガイド溝２０に形成位置ズレが起きない状態での光ファイバ１１の固定状態を示し、図９（ｂ）はガイド溝２０に形成位置ズレ（ε）が起きた状態での光ファイバ１１の固定状態を示すものである。図９（ａ）の場合は半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の光軸合わせは良好であり、図９（ｂ）の場合は半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の光軸合わせは不良になる。
【００９１】
１５０μｍと広いガイド溝２０を一視野で全体観察するには、高価な光学機器を使用しなければならないが、二つの光学経路を有する光学機器は安価なものとなり、光モジュール１の製造コストの低減が達成できる。
【００９２】
このように、ガイド溝２０の形成位置ズレ量を計測した後、前記形成位置ズレを基に半導体レーザ素子１２の固定を行えば、その後はパッシブアライメント法で半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の光結合を行うことができる。
【００９３】
パッシブアライメント法で光ファイバ１１をガイド溝２０に固定する場合、半導体レーザ素子１２よりの基準マーク４０（チップ寄り基準マーク４０と呼称する）の半導体レーザ素子１２寄りの端面（一縁：ファイバ固定基準面と呼称する）の延長線部分に光ファイバ１１の先端が位置するように位置決めを行う。
【００９４】
光ファイバ用位置測定マーク３０は、前記光素子用位置測定マーク２５の場合と同様にピッチマーク構成になっている。そして、ガイド溝２０の両側に、ガイド溝２０の軸方向（Ｙ方向）に沿って所定ピッチでマークが表示されている。
【００９５】
前記チップ寄り基準マーク４０のファイバ固定基準面の延長上に位置する部分に基準マーク３１が表示され、位置ズレ零（０）とされる。そして、この基準マーク３１の右側にはプラスのマークが表示され、左側にはマイナスのマークが表示される。たとえば、プラス・マイナスのマークによる数値は５μｍ刻みである。
【００９６】
したがって、光ファイバ１１の先端位置がどのマークに対応しているかを確認することによって光ファイバ１１の先端位置の位置ズレ量が正確かつ高精度に計測できることになる。
【００９７】
前記基準マーク４０はピッチマーク構成になっているが、これら各マークは相互に異なるパターンになっている。
各マークは他のパターンであってもよい。
【００９８】
本実施形態１の光モジュール１の製造は、以下の方法によって製造される。
【００９９】
図５に示すようにガイド溝２０を形成したシリコンプラットフォーム１０を用意した後、基準マーク４０を利用して、前述のように二つの光学経路を有する光学機器でガイド溝２０の位置ズレ量を高精度に測定する。
【０１００】
その後、前記測定情報に基づいて前記半導体レーザ素子１２を前記光素子搭載部１４に固定する。
【０１０１】
つぎに、シリコンプラットフォーム１０のボンディングパッド２７と半導体レーザ素子１２や受光素子１３の上部電極をワイヤ２８で接続する。また、ボンディングパッド２７とリード３の内端をワイヤ９で接続する。
【０１０２】
つぎに、基準マーク４０を利用して光ファイバ１１を位置決めし、かつ光ファイバ１１を固定樹脂２１を使用してガイド溝２０に固定する。
【０１０３】
つぎに、光素子用位置測定マーク２５と光ファイバ用位置測定マーク３０を利用して半導体レーザ素子１２および光ファイバ１１の位置ズレ量を測定し、半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の先端の距離（ｄ）を測定し、この測定値から半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の光結合の良否を判定する。
【０１０４】
本実施形態１によれば以下の効果を奏する。
（１）ガイド溝２０の周辺と半導体レーザ素子１２を固定する光素子搭載部１４の周辺には、それぞれ光ファイバ用位置測定マーク３０および光素子用位置測定マーク２５（Ｘ方向位置ズレ検出マーク２５ｘ，Ｙ方向位置ズレ検出マーク２５ｙ）が設けられていることから、半導体レーザ素子１２および光ファイバ１１の固定位置ズレ量を正確に測定することができる。
【０１０５】
（２）光ファイバ用位置測定マーク３０と光素子用位置測定マーク２５は相関があることから、半導体レーザ素子１２および光ファイバ１１の固定位置ズレ量の測定から半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の先端の距離を計測することができる。これにより、光結合状態の良否判定が正確かつ容易になる。
【０１０６】
（３）Ｘ方向位置ズレ検出マーク２５ｘ，Ｙ方向位置ズレ検出マーク２５ｙおよび光ファイバ用位置測定マーク３０はピッチマーク構成になっていることから、高精度で半導体レーザ素子１２および光ファイバ１１の位置ズレ量を計測することができる。したがって、半導体レーザ素子１２と光ファイバ１１の先端の距離を高精度に計測することができ、光結合の良否判定が容易かつ高精度になる。
【０１０７】
（４）ピッチマークの各マークは隣接する各マークとは異なるマークパターンになっていることから、位置ズレ量の計算（計測）が容易かつ正確になる。
【０１０８】
（５）光ファイバ１１の先端は基準マーク４０のファイバ固定基準面の延長線上に位置するように固定されるため、位置がズレている場合は目視で容易に判定ができる実益がある。
【０１０９】
（６）広い面積部分を同一画面に映し出すことなく、測定対象を小分けにして同一画面にそれぞれ大写しに映し出すことによって高い解像度のもとで測定計測が可能になる。すなわち、基準マークを含むガイド溝の両縁部分を二つの光学経路を有する光学機器で測定して両画像を同一画面に写し出して各基準マークと各ガイド溝縁との距離を測定することから、高精度にガイド溝２０の中心位置を求めることができる。したがって、前記中心位置に基づいて行う半導体レーザ素子１２の固定精度は高いものとなり、以後のパッシブアライメントも高精度のものになる。
【０１１０】
（７）視野が大きく解像度の高い光学機器は高価であるが、ガイド溝２０のそれぞれの縁部分の画像を分けて同一画面に写し出すため、視野の小さい光学機器の使用が可能になり、光モジュールの製造コストの低減が達成できる。
【０１１１】
（実施形態２）
図１０は本発明の他の実施形態における光ファイバ用位置測定マークを示す図である。この実施形態における光ファイバ用位置測定マーク３０は、同図に示すように、各マークは二値化表記構成になっている。すなわち、微小正方形の塗り潰しと空白とによって二値信号として示してある。
【０１１２】
本実施形態２でも前記実施形態１と同様な効果を奏する。
【０１１３】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１１４】
すなわち、ガイド溝は光素子搭載部に対して高精度に形成されることと、その精度が高い場合には、前記基準マークは必ずしも必要ではない。この場合、光ファイバ用位置測定マークと光素子用位置測定マークを検出することによって光素子と光ファイバ先端の距離を正確に計測することができ、製品の良否の判定が行えることになる。
【０１１５】
また、前記文献にも記載されているが、光素子（半導体レーザ素子）の固定精度は±２μｍである。これに対して光ファイバの固定位置精度は±５μｍ程度と大幅に低い。また、光ファイバにおけるレーザ光の取り込み率の光軸方向での変化は光軸に直交する方向の場合に比較して緩やかである。
【０１１６】
このようなことから、高精度を必要としない場合、光素子用位置測定マークを設けることなく、光ファイバ用位置測定マークのみを設けて光素子（半導体レーザ素子）と光ファイバの先端との距離を測定して光結合の良否を判定するようにしてもよい。
【０１１７】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるシングル光ファイバ用による光モジュール製造技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、半導体レーザ素子をアレイ構造とし、光ファイバをマルチファイバ（ファイバアレイ）とし、基板のガイド溝をアレイ状にした多芯構成の光モジュールの製造技術にも適用できる。
【０１１８】
本発明は少なくとも発光光モジュール、受光光モジュール等の光モジュールの製造技術には適用できる。
【０１１９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【０１２０】
（１）光ファイバを案内するガイド溝の周辺に、光ファイバの先端の固定位置の位置ズレ量を計測できる光ファイバ用位置測定マークを設けてあることから、簡単かつ高精度に光ファイバの位置ズレ量を計測できる。
【０１２１】
（２）光素子（半導体レーザ素子）を固定する光素子搭載部の周辺に、光素子の固定位置の位置ズレ量を計測できる光素子用位置測定マークを設けてあることから、簡単かつ高精度に光素子の位置ズレ量を計測できる。
【０１２２】
（３）光素子用位置測定マークと光ファイバ用位置測定マークは相関を有して形成されていることから、前記（１）および（２）のように光素子および光ファイバ先端の位置ズレ量の検出から、光素子と光ファイバ先端の距離が正確に測定でき、光素子と光ファイバの光結合の良否の判定が正確かつ簡単になる。
【０１２３】
（４）光ファイバの側方には光ファイバの先端位置の固定の基準となる基準マークが設けられていることから、光ファイバの固定のための位置決めが容易になる。
【０１２４】
（５）前記基準マークはガイド溝の形成位置ズレ量の測定を行う基準となること、またガイド溝の両側と基準マークとの間隔を測定することによってガイド溝の位置ズレを計測するようにしたことから、計測精度が向上する。
【０１２５】
（６）前記ガイド溝の幅、位置ズレ量の継続は二つの光学経路を有する光学機器で測定できるため、広い面積を高い精度で映し出す高価な光学機器が不要になり、安価な光学機器の使用が可能になるため光モジュールの製造コストの低減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１である光モジュールの要部を示す拡大平面図である。
【図２】本実施形態１の光モジュールの外観を示す斜視図である。
【図３】本実施形態１の光モジュールの分解斜視図である。
【図４】本実施形態１の光モジュールにおけるシリコンプラットフォーム等を示す拡大断面図である。
【図５】本実施形態１の光モジュールにおけるシリコンプラットフォームを示す拡大斜視図である。
【図６】本実施形態１の光モジュールの製造において、シリコンプラットフォームの溝やマークを測定する光学装置の概要を示す模式図である。
【図７】本実施形態１の光モジュールの製造において、シリコンプラットフォームに半導体レーザ素子を固定するチップボンディング装置の概要を示す模式図である。
【図８】光ファイバ用位置測定マークが設けられた前記シリコンプラットフォームの一部を示す拡大平面図である。
【図９】溝に固定された光ファイバの良好状態と不良状態を示す前記シリコンプラットフォームの一部を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施形態２である光モジュールにおけるシリコンプラットフォームの一部を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
１…光モジュール、２…パッケージ、３…リード、４…光ファイバケーブル支持部、４ａ，４ｂ…ケーブル支持部、５…光ファイバケーブル、６…ケース、７…キャップ、８…嵌合部、９…ワイヤ、１０…基板（実装基板：シリコンプラットフォーム）、１１…光ファイバ、１２…半導体レーザ素子（ＬＤ）、１３…受光素子（ＰＤ）、１４，１５…光素子搭載部、１６，１７…アライメントマーク、２０…ガイド溝、２１…固定樹脂、２４…光軸、２５…光素子用位置測定マーク、２５ｘ…Ｘ方向位置ズレ検出マーク、２５ｙ…Ｙ方向位置ズレ検出マーク、２７…ボンディングパッド、２８…ワイヤ、２９…コーティング樹脂、３０…光ファイバ用位置測定マーク、３１…基準マーク、４０…基準マーク、４１，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４…プリズム、４５…光学機器、４６…モニター、４７…画面、４９…カメラ、５０…チップボンディング装置、５１…ＸＹテーブル、５２…ボンディングアーム、５３…コレット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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