(57)【要約】【課題】動作原理的に高効率であって、製造が容易であり、同時に反射損失の発生が少ない、アライメント用光学測定素子を提供する。【解決手段】光プローブをアライメント用光学測定素子のグレーティングカプラに接近させ（Ｓ１０）、光プローブからの出射光をグレーティングカプラに出射光として入力し（Ｓ２０）、グレーティングカプラから戻ってきた出射光を同じ光プローブで受光し（Ｓ３０）、受光した光の光強度を光検出器で測定し（Ｓ４０）、光強度の測定値が最大になるよう、ウエハに対する光プローブの相対位置を調節する（Ｓ５０）。測定位置情報から、ウエハの光ファイバの移動軸に対する平行度や、ウエハの水平度を修正する（Ｓ６０）。連続する２回の処理で測定されたそれぞれの相対位置が一定の許容誤差内に入ったか否かを判定し（Ｓ７０）、是であればアライメントを終了し、否であればＳ２０に戻る。【選択図】図８
2018005067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ又は光チップに設けられるアライメント用光学測定素子であって、
グレーティングカプラと、
該グレーティングカプラに結合された反射器と、
を含み、
前記グレーティングカプラは、入射光を回折して第１の導波光として伝搬し、該第１の導波光が前記反射器で反射された反射光を、前記第１の導波光とは逆向きに第２の導波光として伝搬し、該第２の導波光を回折して前記入射光とは逆向きに出射光として放射する、ように配置されている、光学測定素子。
【請求項２】
前記反射器は、グレーティング、方向性結合器、および金属性反射部材のグループから選択された１つから成ることを特徴とする、請求項１に記載の光学測定素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学測定素子を用いた光プローブのアライメント方法であって、
光プローブを前記光学測定素子の前記グレーティングカプラに接近させる工程と、
前記光プローブからの出射光を前記グレーティングカプラに入射光として入力する工程と、
前記反射器からの反射光を前記グレーティングカプラからの出射光として前記光プローブで受光する工程と、
受光した光の光強度を光検出器で測定する工程と、
光強度の測定値が最大になるよう、前記ウエハに対する前記光プローブの相対位置を調節する工程
を含むことを特徴とする、光プローブのアライメント方法。
【請求項４】
前記光プローブは光ファイバまたは集光光学系であることを特徴とする、請求項３に記載の光プローブのアライメント方法。
【請求項５】
前記光プローブの前記光ファイバはアレイファイバであることを特徴とする、請求項４に記載の光プローブのアライメント方法。
【請求項６】
前記光プローブの前記アレイファイバに含まれる光ファイバの本数は、１光チップに含まれる光回路の光入出力用グレーティングカプラの数と同数であることを特徴とする、請求項５に記載の光プローブのアライメント方法。
【請求項７】
前記アレイファイバの複数の光ファイバの内の少なくとも１つの光ファイバと、少なくとも１つの請求項１又は２に記載の光学測定素子とを用いてアライメントすることを特徴とする、請求項６に記載の光プローブのアライメント方法。
【請求項８】
前記アレイファイバに含まれる複数の光ファイバの配置が１光チップに含まれる光回路の複数の光入出力用グレーティングカプラの配置と同じであり、
請求項１又は２に記載の光学測定素子を用いたアライメント後に、
請求項１又は２に記載の光学測定素子に対する相対位置についての既知のデータを用いて、前記１光チップに含まれる光回路の前記複数の光入出力用グレーティングカプラの全てと前記アレイファイバの前記複数の光ファイバをアライメントする
ことを特徴とする、請求項７に記載の光プローブのアライメント方法。
【請求項９】
前記１光チップに含まれる光回路の前記複数の光入出力用グレーティングカプラの全てと前記アレイファイバの前記複数の光ファイバをアライメントした後、
前記アレイファイバを前記１光チップに固定することを特徴とする、請求項８に記載の光プローブのアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハレベルテストにおいて好適に用いられるアライメント用光学測定素子、及び該光学測定素子を用いた光プローブのアライメント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光集積回路の技術は、近年のシリコンフォトニクスの発展により大きく前進している。シリコンフォトニクスはシリコンをコアとして導波路や他の光デバイスを形成する技術である。ここで、導波路や光デバイス等の光集積回路（光回路）を実装したチップを光チップと呼ぶことにする。シリコンフォトニクスを用いた製品にとっては、成熟したＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）プロセス技術、あるいは最先端のＣＭＯＳプロセス技術を活用できることが大きな利点である。
【０００３】
シリコンフォトニクスで製造された光チップは通常、光ファイバと光結合することによって外部と光信号の入出力を行う。そして、その光ファイバとの光結合のために光チップ上によく形成されるのが、グレーティングカプラである。そのグレーティングカプラは、光チップ内の光集積回路が処理した信号光を光チップの表面に対してほぼ垂直に出射することができる。従って、その出射光の光軸に沿ってグレーティングカプラに光ファイバを突き当てれば、その光ファイバに信号光を入力できる。逆に、光ファイバで送られてくる信号光を、同じグレーティングカプラに照射すれば、光チップの光集積回路に信号光を取り入れることができる。
【０００４】
グレーティングカプラは信号光の伝搬方向を９０°近く変えるために、グレーティングによる光の回折現象を利用する。そのため、グレーティングカプラには波長依存性や偏波依存性が大きいという欠点はある。しかしながら、それよりも、グレーティングカプラは面入出射型であることによって光チップ上の配置の自由度が大きくなるという長所の方が勝っている。その結果、近年では、グレーティングカプラは端面入出射型の光結合器よりも光集積回路を実装した光チップに採用されることが多い。
【０００５】
グレーティングカプラが面入出力型の光結合器であることの長所は他にもある。それは例えば、グレーティングカプラは光の入出力のためにチップ端面を要しないことにより、グレーティングカプラを使用してチップ化する前のウエハのレベルで光学測定テストが可能であるということである。ウエハレベルでのテストは、電子デバイスの電子チップでは当たり前に行われることであるが、光デバイスの光チップでは、グレーティングカプラが光入出力に使われるようになってから、実用化が本格化した。
【０００６】
因みに、「ウエハレベルテスト」は、基本的には、個片の光チップに切り離す前のウエハ状態のままで試験を実施する形態を意味する。しかしながら、本明細書中では、「ウエハレベルテスト」は、ウエハ状態のままでパッケージングするウエハレベルＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅｓ：チップスケールパッケージ）など、ウエハプロセス後になんらかの加工を施した形態でのテストも含むものとする。
【０００７】
そして、このようなウエハレベルテストを行うことにより、光チップを個片化することなく試験を実施できるため、ハンドリング効率を向上させることができる。また、チップサイズが変わっても、ウエハ外形は一定で標準化されているため、個片試験に比べ設備を汎用化することができる。
【０００８】
なお、ダイシング（切断）を実施したウエハであっても、まだダイシングテープ上に搭載されたままで、ダイシングテープ上に各光チップが固着し支持され、切断前の配置を保っている形態でのテストも、ウエハレベルテストの範疇に入れてもよい。
【０００９】
光デバイスのウエハレベルテストの手順は、ウエハプローバにセットされたウエハに対して、光ファイバやレンズを含む集光光学系を光学的にアライメントするところから始まる。チップ化後にグレーティングカプラを光ファイバと結合する場合には、通常、ウエハレベルテストの段階でも、同じく光ファイバをグレーティングカプラに結合して測定を行う。その際、光ファイバをグレーティングカプラに光学的にアライメント（位置合わせ）するというステップをテスト工程の１ステップとして実施する。この時、通常、グレーティングカプラと光ファイバとの光結合効率が最大になるようにアライメントを行う。これは、グレーティングカプラと光ファイバの実装上の相対位置が作製誤差などによって設計上想定した相対位置と必ずしも一致しないためである。そのため、グレーティングカプラを含むアライメント専用の測定素子を用いて、グレーティングカプラと光ファイバとの光学的に最適な位置関係を決定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
特許文献１に開示されたアライメント用測定素子は、一対のグレーデングカプラと、それらを結合する光導波路とから成る。
【００１１】
また、本発明に関連する他の先行技術文献も知られている。
【００１２】
例えば、特許文献２は、単一ウエハやチップに集積されうる、グレーティングを含む光カップラを開示している。特許文献２は、光損失を減らすために、光カップラの下部に分布型ブラッグ反射器（ＤＢＲ）などの反射要素を含ませたものも開示している。
【００１３】
また、特許文献３は、カプラまたはグレーティングカプラと称することがある光入出力ポートを開示している。特許文献３は、結合領域と、この結合領域の後方に配置された面内反射体領域と、出力領域と、出力導波路と、結合領域と出力領域との間の境界を画定する出力境界と、を備えた光入出力ポートを開示している。面内反射体領域は、結合領域から＋ｘおよび−ｘ方向のいずれにも出射する傾向がある光のうち、−ｘ方向に出射する光を出力領域したがって出力導波路へ向けて方向変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第７２２４１７４号明細書
【特許文献２】特開２０１１−１１８３９９号公報
【特許文献３】特表２００４−５２５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１に開示された、２つグレーティングカプラを光導波路で結合したアライメント用測定素子では、光導波路の光チップ上での引き回しがうまくできない。このために、特許文献１に開示されたアライメント用測定素子では、グレーティングカプラを光チップ上の最適な位置に配置できないという問題が生じることがある。
【００１６】
特許文献２は、単に、光損失を減らすために、下部に反射要素を含ませた光カップラを開示しているに過ぎない。特許文献３は、光を出力導波路に向けて方向変更するための面内反射体領域を含む光入出力ポートを開示しているに過ぎない。換言すれば、特許文献２および３のいずれも、光ファイバに光学的に接続するための、光入出力用グレーティングカプラを開示しているにすぎない。
【００１７】
本発明の目的は、上記問題を解決するアライメント用光学測定素子と、該光学測定素子を用いた光プローブのアライメント方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態は、ウエハ又は光チップに設けられるアライメント用光学測定素子であって、グレーティングカプラと、該グレーティングカプラに結合された反射器を含み、前記グレーティングカプラは、入射光を回折して第１の導波光として伝搬し、該第１の導波光が前記反射器で反射された反射光を、前記第１の導波光とは逆向きに第２の導波光として伝搬し、該第２の導波光を回折して前記入射光とは逆向きに出射光として放射する、ように配置されている、光学測定素子である。
【００１９】
また、本発明の他の一実施形態は、前記光学測定素子を用いた光プローブのアライメント方法であって、光プローブを前記光学測定素子の前記グレーティングカプラに接近させる工程と、前記光プローブからの出射光を前記グレーティングカプラに入射光として入力する工程と、前記反射器からの反射光を前記グレーティングカプラからの出射光として前記光プローブで受光する工程と、受光した光の光強度を光検出器で測定する工程と、光強度の測定値が最大になるよう、前記ウエハに対する前記光プローブの相対位置を調節する工程を含むことを特徴とする、光プローブのアライメント方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ウエハレベルテストで用いるためにウエハ又は光チップ上に形成された、光チップ上の配置自由度の大きなアライメント用光学測定素子を提供し得る。
【００２１】
また、前記アライメント用光学測定素子を用いた効率的な光プローブのアライメント方法を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】関連技術におけるアライメント用測定素子を説明するための模式図である。
【図２】複数のグレーティングカプラが１列に配列されている場合に、その配列の両端にアライメント用のグレーティングカプラを配置する態様を説明するための模式図である。
【図３】図２に示されるような態様において、光チップ中に端面結合型の光結合器が混在する場合の問題点を説明するための模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るアライメント用光学測定素子を説明するための模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るアライメント用光学測定素子を平面図として表した模式図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るアライメント用光学測定素子を平面図として表した模式図である。
【図７】光プローブがアレイファイバである場合の、本発明の第４の実施形態に係るアライメント方法を説明するための模式図である。
【図８】図４に示したアライメント用光学測定素子を用いたウエハテスト用のアライメント方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［関連技術］
本発明の理解を容易にするために、最初に、本発明に関連する関連技術について説明する。
【００２４】
図１は、特許文献１に開示された、関連技術におけるアライメント用測定素子を説明するための模式図である。図１において、アライメント用測定素子１５０は、一対のグレーティングカプラ１０１，１０２と、それらを結合する光導波路１０３とから成る。ここでは、一方のグレーティングカプラ１０１を第１のグレーティングカプラと呼び、もう一方のグレーティングカプラ１０２を第２のグレーティングカプラと呼ぶことにする。アライメントを行うときは、第１の光ファイバを用いて第１のグレーティングカプラ１０１から光を入力し、光導波路１０３を伝搬して第２のグレーティングカプラ１０２から出射された光を第２の光ファイバで受光する。受光パワーが最大になるように位置調整を行うことで、入力側と出力側の２箇所で同時にアライメントを行う。
【００２５】
このようなアライメント用測定素子１５０は、特性評価を行いたい光デバイスの光入出力用グレーティングカプラの近傍に配置されるのが普通である。
【００２６】
図２は、複数の光入出力用グレーティングカプラが１列に配列されている場合に、その配列の両端にアライメント用測定素子のグレーティングカプラを配置する態様を説明するための模式図である。図２において、アライメント用測定素子２５０の第１および第２のグレーティングカプラ２０１，２０７は、光入出力用グレーティングカプラ２０２〜２０６の列を挟むように、光チップ２１０の上の離隔した位置に配置されている。そのため、光入出力用グレーティングカプラ２０２〜２０６の列が大規模な光回路２０９に繋がっているような場合、アライメント用測定素子２５０の第１および第２のグレーティングカプラ２０１，２０７を繋ぐ光導波路２０８は、光回路２０９を迂回するように配線される。
【００２７】
図２に示される態様において、市販のアレイファイバを使ってアライメント用測定素子２５０に対しアレイファイバのアライメントを行うと、そのアライメント結果を反映して被測定光デバイスに対するアレイファイバのアライメントが適正に行われることになる。
【００２８】
図２に示される態様の問題点は、光回路２０９が光チップ２１０の外周に接近していて配線の余裕が取れない場合に適当な配線経路を見出すことができないことである。
【００２９】
図３は、図２に示されるような態様において、光チップ３１０中に端面結合型の光結合器が混在する場合の問題点を説明するための模式図である。図３の態様において、端面結合型の第１および第２の光結合器３２１、３２２が光チップ３１０中に存在している。このようなケースにおいても、例えば、端面結合型の第２の光結合器３２２が、アライメント用測定素子３５０の第１および第２のグレーティングカプラ３０１，３０７を繋ぐ光導波路３０８と位置３２３で交差するような場合には、適当な配線経路を見出すことができないことになる。
【００３０】
以下、本発明の各実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術的範囲は、それらの実施形態によって限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき解釈されるべきものである。
【００３１】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態は、ウエハ又は光チップに設けられるアライメント用光学測定素子であって、グレーティングカプラと、該グレーティングカプラに結合された反射器とを含む光学測定素子である。
【００３２】
図４は、第１の実施形態に係るアライメント用光学測定素子４５０を説明するための模式図である。図４（ａ）はアライメント用光学測定素子４５０の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面図である。
【００３３】
図４（ａ）の平面図に示すように、第１の実施形態に係るアライメント用光学測定素子４５０は、グレーティングカプラ４０１と、グレーティングを含む反射器４０２とから成る。シリコンフォトニクスでアライメント用光学測定素子４５０を製造する場合は、通常、図４で示した構造はシリコンでコアが構成され、コアの周囲は、シリコンと屈折率が異なる、例えば、二酸化珪素からなるクラッド材料で囲まれている。
【００３４】
図４（ｂ）を用いて、第１の実施形態に係るアライメント用光学測定素子４５０の動作を説明する。
【００３５】
グレーティングカプラ４０１は、コア４２０とカプラグレーティング４０３とから成る。
【００３６】
グレーティングカプラ４０１に光ファイバの端面などを介して入射光４１１が入射されると、グレーティングカプラ４０１のカプラグレーティング４０３によって光が回折され、コア４２０に沿って伝搬する第１の導波光４１２を生じる。第１の導波光４１２はグレーティングを含む反射器４０２で反射されて反射光４１３となり、この反射光４１３が第１の導波光４１２とは逆向きの第２の導波光４１４としてコア４２０を伝搬する。コア４２０を伝搬した第２の導波光４１４は、グレーティングカプラ４０１のカプラグレーティング４０３で回折されて、入射光４１１とは逆向きに出射光４１５として放射される。
【００３７】
反射器４０２が第１の導波光４１２を効率よく反射するためには、反射器４０２のグレーティングが第１の導波光４１２に対して、ストップバンドを生じる構造となっていればよい。通常、ストップバンドは、光が伝搬できない周波数帯を指すが、その帯域は、コアの材料とその間を埋めている材料との屈折率差が大きく、更に、グレーティングが深い程広くなる。そのため、図４（ｂ）に示した反射器４０２のグレーティングは、表面側（図４（ｂ）の左側）から裏側（図４（ｂ）の右側）に溝が貫通した構造としている。また、屈折率も、真空中の波長が１３１０ｎｍの光に対して、シリコンでは３．５０５、二酸化珪素では１．４４７の値を取るのでその屈折率差は十分に大きい。そのため、溝の幅と周期を適切に調節すれば波長帯域の広いストップバンドを形成することができる。
【００３８】
アライメント用光学測定素子４５０の機能の１つは、入射光４１１の入力に対して、入力したのと同じ位置から、かつ同じ角度で出射光４１５を出力することである。
【００３９】
アライメント用光学測定素子４５０に光ファイバなどで光を入力し、戻ってきた光の強度を最大にすることによって得られる情報は、主に次の２つの情報である。第１の情報は、グレーティングカプラ４０１のカプラグレーティング４０３と入射光の偏波が揃っていること（多くの場合はグレーティングと電界が平行）である。第２の情報は、カプラグレーティング４０３と光ファイバの位置関係が光学的に最適化されている、すなわち、適正にアライメントされていることである。更に、光ファイバがシングルモードファイバの場合には、次のような第３の情報も得られる。光ファイバからグレーティングカプラ４０１に出射した光の強度と、同じ光ファイバで受光したグレーティングカプラ４０１からの光の強度の比率をデシベル表示した値を半分にする。このことによって、第３の情報として、光学的にアライメントされた状態でのグレーティングカプラ４０１と光ファイバとの光結合損失を測定することができる。この時、反射器４０２の反射率は１００％としているが、実質的に反射率が１００％の反射器４０２を作製することは可能である。このように、アライメント用光学測定素子４５０をウエハ上に設ければ、その位置で、光ファイバ等とアライメント用光学測定素子４５０のアライメントと光結合損失の測定が可能なのである。
【００４０】
図４に示したように、第１の実施形態のアライメント用光学測定素子４５０は１つのグレーティングカプラしか含まないため、ウエハ上の離れた位置に置いた複数のグレーティングカプラを光導波路で接続する必要が無く、関連技術に比べ配置の自由度が格段に高い。そのため、ウエハ上に本アライメント用光学測定素子を配置するための余裕があれば、そこにアライメント用光学測定素子４５０を設けることができる。例えば、アライメント用光学測定素子４５０をリング状の導波路の内側に配置することや、平行して走る導波路の間に配置することが可能になる。
【００４１】
次に、図８を参照して、第１の実施形態に係るアライメント用光学測定素子４５０を用いたウエハテスト用のアライメント方法を説明する。なお、前記アライメント用光学測定素子４５０はウエハ上に１つ以上形成されているものとする。
【００４２】
図８は、第１の実施形態に係るアライメント用光学測定素子４５０を用いたウエハテスト用のアライメント方法を説明するフローチャートである。
【００４３】
まず、光プローブをアライメント用光学測定素子４５０のグレーティングカプラ４０１に接近させる（ステップＳ１０）。例えば、光プローブである光ファイバの出射端をアライメント用光学素子４５０のカプラグレーティング４０３に大まかに接近させる。
【００４４】
次に、光プローブからの出射光をグレーティングカプラ４０１に入射光４１１として入力する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において、グレーティングカプラ４０１のカプラグレーティング４０３に光プローブからの出射光４１１が照射される。
【００４５】
次に、アライメント用光学測定素子４５０のグレーティングカプラ４０１から戻ってきた出射光４１５を同じ光プローブで受光する（ステップＳ３０）。ステップＳ２０においてグレーティングカプラ４０１のカプラグレーティングに入射された光プローブからの出射光４１１は、前述のように、グレーティングカプラ４０１のカプラグレーティング４０３によって回折され、第１の導波光４１２としてアライメント用光学測定素子４５０内を伝搬する。反射器４０２で反射されて第１の導波光４１２とは逆向きの第２の導波光４１４としてアライメント用光学測定素子４５０内を伝搬し、グレーティングカプラ４０１のカプラグレーティング４０３によって回折されて、グレーティングカプラ４０１から出射光４１５として出射される。そして、この出射光４１５が光プローブに入射される。
【００４６】
次に、受光した光の光強度を光検出器で測定する（ステップＳ４０）。光検出器として、光パワーメータを使用することができる。因みに、「光強度」とは、放射パワー（単位：Ｗ又はｍＷ）を意味する。即ち、光パワーメータ等でエネルギー量として測定された、単位時間当りの光放射による放射エネルギーの量である。
【００４７】
次に、光強度の測定値が最大になるよう、ウエハに対する光プローブの相対位置を調節して、その位置を記録する（ステップＳ５０）。アライメント用光学測定素子４５０が複数ある場合には、同じ光ファイバを第２のアライメント用測定素子の近傍に移動させ、同じように光強度が最大になるように調節して、位置を記録する。必要に応じて、第３以降のアライメント用測定素子でも同じように行う。
【００４８】
次に、測定された位置情報から、ウエハの光ファイバの移動軸に対する角度ずれ、すなわち平行度や、ウエハの水平度を修正する（ステップＳ６０）。
【００４９】
次に、ステップＳ２０〜Ｓ６０を繰り返した結果、連続する２回の処理で測定されたそれぞれの相対位置が事前に決められたある一定の許容誤差の範囲内に入ったか否かを判定する（ステップＳ７０）。判定結果が是であればアライメントを終了し、否であればステップＳ２０に戻る。なお、初回の処理の場合はステップＳ２０に戻り、２回目の処理が行われる。
【００５０】
アライメント用光学測定素子４５０の反射器４０２は光を略１００％反射できる機能があればよく、必ずしも第１の実施例形態のようにグレーティングである必要はない。
【００５１】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係るアライメント用光学測定素子５５０を平面図として表した模式図である。
【００５２】
図５に示したアライメント用光学測定素子５５０は、グレーティングカプラ５０１と、反射器５０２とから成る。反射器５０２は、ループ導波路５０３と方向性結合器５０４とから成る。アライメント用光学測定素子５５０の反射器５０２は、グレーティングカプラ５０１に方向性結合器５０４を接続し、ループ導波路５０３で光を戻すように構成されている。なお、ループ導波路５０３はループミラーとして機能し、その端部５０５から光が出射されないような先端形状とされている。
【００５３】
図５に示したアライメント用光学測定素子５５０の反射器５０２は、図４に示したアライメント用光学測定素子４５０の反射器４０２と同様、誘電体だけで構成できるので、反射器での光損失を小さくできる。
【００５４】
［第３の実施形態］
また、図６は、本発明の第３の実施形態に係るアライメント用光学測定素子６５０を平面図として表した模式図である。
【００５５】
図６に示したアライメント用光学測定素子６５０は、は、グレーティングカプラ６０１と、反射器６０２とから成る。アライメント用光学測定素子６５０の反射器６０２は、金のような高反射率の金属６０２をグレーティングカプラ６０１に接続し、金属反射面で光を反射して戻すように構成されている。
【００５６】
図６に示したアライメント用光学測定素子６５０の反射器６０２は金属なので、誘電体だけで構成した反射器に比べてやや光損失が大きくなる恐れがある。しかしながら、図６に示したアライメント用光学測定素子６５０は、反射器６０２を小型に作製することができるので、アライメント用光学測定素子６５０のサイズを小さくできるという利点がある。
【００５７】
尚、第２や第３の実施形態のアライメント用光学測定素子５５０、６５０を用いる場合のアライメント方法として、第１の実施形態のアライメント用光学測定素子４５０と同様のアライメント方法を採用することができる。
【００５８】
光プローブがアレイファイバである場合、本発明の実施形態に係るアライメント用光学測定素子４５０、５５０、６５０を用いると、アライメントファイバにアライメント素子用のファイバを付加する必要が無くなる。
【００５９】
［第４の実施形態］
図７は、光プローブがアレイファイバである場合の、本発明の第４の実施形態に係るアライメント方法を説明するための模式図である。
【００６０】
図７において、１光チップにおける４個の光入出力用グレーティングカプラ７０１、７０２，７０３，７０４が存在し、それらが光回路７１０から突出した状態で等間隔に並べられ、列を形成しているものとする。そして、４個の光入出力用グレーティングカプラ７０１〜７０４と同じ間隔に並べられた４本の光ファイバ７３１，７３２，７３３，７３４を含むアレイファイバ７３０を最終的に先の４つの光入出力用グレーティングカプラ７０１〜７０４に同時にアライメントするとする。４つの光入出力用グレーティングカプラ７０１〜７０４の両側に、第１及び第２のアライメント用光学測定素子７２０および７２１を配置しておく。４本の光ファイバ７３１〜７３４を、それぞれ、第１乃至第４の光ファイバと呼ぶ。
【００６１】
まず、図７（ａ）に示すように、アレイファイバ７３０の左端の第１のファイバ７３１と左端の第１のアライメント用光学測定素子７２０について光学的なアライメントを行う。次に、図７（ｂ）に示すように、アレイファイバ７３０の右端の第４のファイバ７３４と右端の第２のアライメント用光学測定素子７２１について光学的なアライメントを行う。これらのアライメント結果を用いて、ファイバアレイ７３０と光チップとの平行度や水平度、相対位置、高さ等を修正する。このアライメント操作を１回以上、通常は２回以上行い、連続する２回の処理で測定されたそれぞれの相対位置が事前に決めたある一定の許容誤差の範囲内に入った時に、ファイバアレイ７３０と第１及び第２のアライメント用光学測定素子７２０，７２１とのアライメントが完了する。なお、アライメントの詳細については、基本的に前述と同様であるから、省略する。
【００６２】
続いて、第１及び第２のアライメント用光学測定素子７２０，７２１と４つの光入出力用グレーティングカプラ７０１〜７０４の相対位置のデータを用いて、図７（ｃ）に示すように、ファイバアレイ７３０の４本の光ファイバ７３１〜７３４が、それぞれ、４つの光入出力用グレーティングカプラ７０１〜７０４とアライメントされるように、アレイファイバ７３０を移動すれば、ファイバアレイ７３０と４つの光入出力用グレーティングカプラ７０１〜７０４とのアライメントが終了する。
【００６３】
上述の第４の実施形態においては、光プローブのアレイファイバ７３０に含まれる光ファイバの本数を、１光チップに含まれる光回路の光入出力用グレーティングカプラの数と同数とすることができる。
【００６４】
これに対し、関連技術を用いる場合は、第１のアライメント用光学測定素子７２０と第２のアライメント用光学測定素子７２１とを光導波路で結合する必要がある。また、第１のアライメント用光学測定素子７２０と第２のアライメント用光学測定素子７２１とを４つの光入出力用グレーティングカプラ７０１〜７０４に同時に光ファイバと結合する必要がある。このために、関連技術では、アレイファイバは４本（４チャンネル）ではなく、第１のアライメント用光学測定素子７２０と第２のアライメント用光学測定素子７２１とに接続する２本分を付加して６本（６チャンネル）にする必要があった。このように、関連技術では、光回路に用いられない余分な光ファイバをアレイファイバに設ける必要があったところ、本発明の上述の実施形態を用いれば、余分な光ファイバを設ける必要がなくなるのである。
【００６５】
尚、本発明の上述の実施形態においては、アレイファイバの複数の光ファイバの内の１つの光ファイバと、光入出力用グレーティングカプラの両側のそれぞれ１つのアライメント用光学測定素子とを用いてアライメントを行っている。しかしながら、本発明では、光入出用グレーティングカプラの両側にそれぞれ複数のアライメント用光学測定素子を設け、アレイファイバの複数の光ファイバの内の複数の光ファイバと複数のアライメント用光学測定素子とを用いてアライメントを行うようにしてもよい。
【００６６】
いずれにせよ、アレイファイバに含まれる複数の光ファイバの配置が１光チップの光回路の光入出力用グレーティングカプラの配置と同じであり、アライメント用光学測定素子を用いたアライメント後に、アライメント用光学測定素子に対する相対位置についての既知のデータを用いて、１光チップに含まれる光回路の光入出力用グレーティングカプラの全てと前記アレイファイバの光ファイバをアライメントすることができる。
【００６７】
本発明の上述の実施形態のアライメント用光学測定素子とそれを用いたアライメント方法は、ウエハテスト用として説明したが、本発明は、個別にダイシングされた光チップに対して行うようにしてもよい。そのようなアライメントは、製品用に光ファイバを光チップに取り付けたりする場合に行われることが多い。そのような場合、１光チップに含まれる光回路の光入出力用グレーティングカプラの全てとアレイファイバの光ファイバをアライメントした後、アレイファイバを光チップに固定してもよい。このような固定は、例えば、紫外線硬化樹脂を光ファイバと光入出力用グレーティングカプラの結合部に塗布し、紫外線を照射することで行ってもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明してきたが、当業者であれば、他の類似する実施形態を使用することができること、また、本発明から逸脱することなく適宜形態の変更又は追加を行うことができることに留意すべきである。
【符号の説明】
【００６９】
１０１、１０２、２０１〜２０７，３０１〜３０５，３０７，４０１，５０１，６０１，７０１〜７０４：グレーティングカプラ
１０３，２０８，３０８：光導波路
１５０，２５０，３５０：アライメント用測定素子
２０９，３０９，７１０：光回路
２１０,３１０：光チップ
４０２，５０２，６０２：反射器
４０３：カプラグレーティング
４１１：入射光
４１２：第１の導波光
４１３：反射光
４１４：第２の導波光
４１５：出射光
４２０：コア
４５０，５５０，６５０，７２０，７２１：アライメント用光学測定素子
５０３：ループ導波路
５０４：方向性結合器
５０５：端部
７３０：アレイファイバ
７３１〜７３４：光ファイバ
【図１】
2018005067.tif 000003
【図２】
2018005067.tif 000004
【図３】
2018005067.tif 000005
【図４】
2018005067.tif 000006
【図５】
2018005067.tif 000007
【図６】
2018005067.tif 000008
【図７】
2018005067.tif 000009
【図８】
2018005067.tif 000010