(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチコア光ファイバに光結合可能でありマルチコア光ファイバの位置合わせ及び角度合わせが容易な構造を有する光導波路デバイスを提供する。【解決手段】光導波路デバイスでは、マルチコア光ファイバを支持する第１構造及び第２構造２９は、マルチコア光ファイバを受け入れる。マルチコア光ファイバが第１１側面２７ａ、第１２側面２７ｂ、第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂにより支持されるとき、マルチコア光ファイバのファイバ端面は平面導波路構造２１の第１端面２１ａに向き合わされる。第１構造と第２構造２９との間でマルチコア光ファイバを第１軸の回りに回転させることによりその軸回りの角度に関して位置合わせできる。この位置合わせにより、平面導波路構造２１の第１端面２１ａにおける光導波路２５ａ〜２５ｈにマルチコア光ファイバの端面を光学的に結合できる。【選択図】図３
2015125286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路デバイスであって、
導波路軸の方向に延在する複数のファイバコアを含むマルチコア光ファイバと、
第１軸の方向に延在しており前記マルチコア光ファイバを支持する第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を備える第１基板と、
前記第１軸の方向に延在しており前記マルチコア光ファイバを支持する第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を備える第２基板と、
前記第１軸の方向に交差する第１基準面に沿って延在する第１端面と、第２軸の方向に交差する第２基準面に沿って延在する第２端面と、複数の光導波路とを備える平面導波路構造と、
を備え、
前記第２軸は前記第１軸の方向に交差する方向に延在し、
前記第１基板、前記平面導波路構造及び前記第２基板は、前記第１軸及び前記第２軸に交差する配列軸に沿って配置されて、前記平面導波路構造は前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、
前記複数の光導波路の各々は、前記平面導波路構造の表面から離れて前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方まで延在しており、
前記マルチコア光ファイバは、前記複数のファイバコアが終端するファイバ端面を備え、
前記マルチコア光ファイバの前記ファイバ端面は、前記平面導波路構造の前記第１端面に光学的に結合されている、光導波路デバイス。
【請求項２】
前記第１基板は、前記第１軸の方向に沿って配列された第１１部分、第１２部分及び第１３部分を含み、
前記第２基板は、前記第１軸の方向に沿って配列された第２１部分、第２２部分及び第２３部分を含み、
前記第１構造は、前記第１基板の前記第１１部分及び前記第１２部分に設けられ、
前記第２構造は、前記第２基板の前記第２１部分及び前記第２２部分に設けられ、
前記平面導波路構造は、前記第１基板の前記第１２部分及び前記第１３部分と前記第２基板の前記第２２部分及び前記第２３部分との間に位置して、前記第１２部分における前記第１構造及び前記第２２部分における前記第２構造を覆い、
前記平面導波路構造は、前記第１基板と前記第２基板とに接して前記第１基板及び前記第２基板に挟まれる、請求項１に記載された光導波路デバイス。
【請求項３】
前記第１基板は前記配列軸に交差する第３１基準面に沿って延在する主面を有し、前記第１構造は前記第１基板の前記主面に設けられた溝を有し、
前記第２基板は前記配列軸に交差する第３２基準面に沿って延在する主面を有し、前記第２構造は前記第２基板の前記主面に設けられた溝を有し、
前記平面導波路構造は、前記複数の光導波路、前記第１端面及び前記第２端面を含む導波路部、並びに前記導波路部から前記第１軸の方向に延在する第１アーム部及び第２アーム部を含み、
前記マルチコア光ファイバは、前記第１構造の前記溝及び前記第２構造の前記溝内において前記第１アーム部と前記第２アームとの間に延在する、請求項１又は請求項２に記載された光導波路デバイス。
【請求項４】
前記マルチコア光ファイバの前記複数のファイバコアは、前記導波路軸の方向に交差する方向に第１列及び第２列を前記ファイバ端面において成すように配列される、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された光導波路デバイス。
【請求項５】
前記第１構造の前記第１１側面及び前記第１２側面は単結晶シリコンを備え、
前記第２構造の前記第２１側面及び前記第２２側面は単結晶シリコンを備える、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された光導波路デバイス。
【請求項６】
前記平面導波路構造の各光導波路はＰＬＣコアを含み、
前記平面導波路構造は、第１クラッド層及び第２クラッド層を含み、
前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層は前記平面導波路構造の各光導波路の前記ＰＬＣコアを挟み、
前記平面導波路構造の各光導波路の前記第１クラッド層は、第１シリコン系無機絶縁体を備え、
前記平面導波路構造の各光導波路の前記第２クラッド層は、第２シリコン系無機絶縁体を備え、
前記平面導波路構造の各光導波路の前記ＰＬＣコアは、第３シリコン系無機絶縁体を備える、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された光導波路デバイス。
【請求項７】
光導波路装置であって、
複数の光導波路と、前記複数の光導波路にそれぞれ光学的に接続された複数の光学ポートとを含む集積導波路部品と、
前記集積導波路部品に接続されており請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された光導波路デバイスと、
を備え、
前記集積導波路部品の前記複数の光ポートは、それぞれ、前記光導波路デバイスの前記平面導波路構造の前記第２端面において前記平面導波路構造の前記複数の光導波路に光学的に結合される、光導波路装置。
【請求項８】
前記光学ポートは、前記集積導波路部品の主面に設けられたグレーティングカプラを備える、請求項７に記載された光導波路装置。
【請求項９】
光導波路デバイスを作製する方法であって、
基板の主面においてアレイ状に配列された素子区画の各々における第１部分、第２部分及び第３部分上にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分及び第３部分を備える第１平面導波路構造部及び第２平面導波路構造部を形成して、前記第２平面導波路構造部及び前記第１平面導波路構造部を前記基板上に順に搭載する平面導波路基板を得る工程と、
第１ウエハの主面においてアレイ状に配列された素子区画の各々における第１１部分、第１２部分及び第１３部分のうちの前記第１１部分及び第１２部分に、マルチコア光ファイバを支持するための第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を含む第１ウエハ生産物を準備する工程と、
前記基板の前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分に前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分を対応させるように前記平面導波路基板の前記第１平面導波路構造部と前記第１ウエハ生産物とを互いに貼り合わせて、第１中間生産物を形成する工程と、
前記第１中間生産物から前記基板を除去して前記第２平面導波路構造部を露出させて、前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、第１２部分及び第１３部分にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分及び第３部分を含む第２中間生産物を形成する工程と、
第２ウエハの主面においてアレイ状に配列された素子区画の各々における第２１部分、第２２部分及び第２３部分のうちの前記第２１部分及び第２２部分に、マルチコア光ファイバを支持するための第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を含む第２ウエハ生産物を準備する工程と、
前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分に前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分を対応させるように前記第２中間生産物の前記第２平面導波路構造部と前記第２ウエハ生産物とを互いに貼り合わせて、積層生産物を形成する工程と、
を備え、
前記積層生産物において、前記第１構造の前記第１１側面及び前記第１２側面並びに前記第２構造の前記第２１側面及び前記第２２側面は、第１軸の方向に延在しており、
前記積層生産物において、前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分は前記第１軸の方向に配列され、
前記平面導波路基板の前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部は、加工により形成された第１端面及び第２端面を備え、前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部は平面導波路構造を構成し、
前記平面導波路基板において、前記基板の前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第１平面導波路構造部は、前記基板の前記第２部分及び前記第３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記第２平面導波路構造部は、前記基板の前記第２部分及び前記第３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、
前記積層生産物において、前記平面導波路構造は各素子区画において前記第１端面及び前記第２端面を有し、前記第１端面は前記第１軸に交差する平面に沿って延在しており、前記第１端面は前記第１構造と前記第２構造との間に位置し、前記光導波路は、前記平面導波路構造において前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方に延在する、光導波路デバイスを作製する方法。
【請求項１０】
光導波路デバイスを作製する方法であって、
第１ウエハの主面においてアレイ状に配列された素子区画の各々における第１１部分、第１２部分及び第１３部分のうちの前記第１１部分及び第１２部分に、マルチコア光ファイバを支持するための第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を含む第１ウエハ生産物を準備する工程と、
前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分、及び前記第１３部分上にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分、及び第３部分を備え第１開口及び第２開口を含む第１平面導波路構造部を形成する工程と、
第２ウエハの主面上にアレイ状に配列された素子区画の各々における第２１部分、第２２部分及び第２３部分のうちの前記第２１部分及び第２２部分に、第２導波路軸の方向に延在しておりマルチコア光ファイバを支持するための第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を含む第２ウエハ生産物を準備する工程と、
前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分、及び前記第２３部分上にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分、及び第３部分を備え第１開口及び第２開口を含む第２平面導波路構造部を形成する工程と、
前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分に前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分に対応させるように前記第１平面導波路構造部と前記第２平面導波路構造部とを互いに貼り合わせて、積層生産物を形成する工程と、
を備え、
前記積層生産物において、前記第１構造の前記第１１側面及び前記第１２側面並びに前記第２構造の前記第２１側面及び前記第２２側面は、第１軸の方向に延在しており、
前記積層生産物において、前記第１ウエハの前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第２ウエハの前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分は前記第１軸の方向に配列され、
前記積層生産物において、前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部は平面導波路構造を構成し、前記平面導波路構造は第１開口及び第２開口を備え、前記第１平面導波路構造部における前記第１開口及び前記第２平面導波路構造部における前記第１開口は、各素子区画において前記平面導波路構造の前記第１開口を構成し、前記第１平面導波路構造部における前記第２開口及び前記第２平面導波路構造部における前記第２開口は、各素子区画において前記平面導波路構造の前記第２開口を構成し、
前記平面導波路構造は各素子区画において第１端面及び第２端面を有し、前記第１端面は前記第１軸に交差する平面に沿って延在しており、前記第１端面は前記第１構造と前記第２構造との間に位置し、前記第１端面は前記平面導波路構造の前記第１開口によって提供され、前記第２端面は前記平面導波路構造の前記第２開口によって提供され、
前記積層生産物内の前記第１ウエハ生産物、前記平面導波路構造、及び前記第２ウエハ生産物は、前記第１軸に交差する配列軸の方向に順に配列され、
前記第１平面導波路構造部は、各素子区画の前記第１２部分及び前記第１３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記第２平面導波路構造部は、各素子区画の前記第２２部分及び前記第２３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記平面導波路構造の前記光導波路は、前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方まで延在する、光導波路デバイスを作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路デバイス、光導波路装置、光導波路デバイスを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数のコアを持つ光ファイバと光デバイスの複数の結合パッドとを位置合わせする方法を開示する。非特許文献１は、光ファイバコネクタと表面実装光電子デバイスとの結合のための３次元光導波路アレイを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許７８４５８６０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Seiki  Hiramatsu  et al.,  “Three-DimensionalWaveguide Arrays for Coupling Between Fiber-Optic Connectors andSurface-Mounted Optoelectronic Devices,”   JOURNAL  OF  LIGHTWAVE  TECHNOLOGY,  VOL.  23,  NO.  9,  SEPTEMBER  2005,  pp.2733-2739
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１では、三次元光導波路アレイは、二次元に集積された面発光レーザ（垂直共振型面発光レーザ：ＶＣＳＥＬ）や受光素子（フォトダイオード：ＰＤ）からの光の向きを変えて光ファイバに光学的結合を成す。光導波路アレイはマルチモード光導波路であり、そのコアサイズは４０μｍ×４０μｍである。
【０００６】
特許文献１では、光ファイバは、結合される光素子の主面に垂直に向けてその光ファイバ端面を光素子に光結合可能なように維持される。このため、光素子の主面に垂直に向いた光ファイバを水平方法に延在させるために光ファイバを曲げる。このような、屈曲される光ファイバを収容する装置に高さが必要である。
【０００７】
シングルモード光ファイバのコア径は８μｍ程度である。また、シングルモード光ファイバが接続される小形変換コネクタ内の光導波路構造のコアにシングルモード伝送を可能にするためには、小形変換コネクタ内の光導波路構造のコアのサイズも、シングルモード光ファイバのコア部と同程度のサイズになる。シングルモード光導波路構造とシングルモード光ファイバとの位置合わせでは、通常１μｍ〜２μｍ程度の精度が要求される。この要求精度は、マルチモード光導波路構造とマルチモード光ファイバでの位置あわせに比較して、装置作製において、当該光結合の実現に大きな障害となる。
【０００８】
本発明の一側面は、このような事情を鑑みて為されたものであり、マルチコア光ファイバに光結合可能でありマルチコア光ファイバの位置合わせ及び角度あわせを容易にする構造を有する光導波路デバイスを提供することを目的とする。また、本発明の別の側面は、この光導波路デバイスを含む光導波路装置を提供することを目的とする。さらに、本発明の更なる別の側面は、マルチコア光ファイバに光結合可能でありマルチコア光ファイバの位置合わせ及び角度あわせを容易にする構造を有する光導波路デバイスを作製する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係る光導波路デバイスは、導波路軸の方向に延在する複数のファイバコアを含むマルチコア光ファイバと、第１軸の方向に延在しており前記マルチコア光ファイバを支持する第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を備える第１基板と、前記第１軸の方向に延在しており前記マルチコア光ファイバを支持する第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を備える第２基板と、前記第１軸の方向に交差する第１基準面に沿って延在する第１端面と、第２軸の方向に交差する第２基準面に沿って延在する第２端面と、複数の光導波路とを備える平面導波路構造とを備え、前記第２軸は前記第１軸の方向に交差する方向に延在し、前記第１基板、前記平面導波路構造及び前記第２基板は、前記第１軸及び前記第２軸に交差する配列軸に沿って配置されて、前記平面導波路構造は前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、前記複数の光導波路の各々は、前記平面導波路構造の表面から離れて前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方まで延在しており、前記マルチコア光ファイバは、前記複数のファイバコアが終端するファイバ端面を備え、前記マルチコア光ファイバの前記ファイバ端面は、前記平面導波路構造の前記第１端面に光学的に結合されている。
【００１０】
本発明の別の側面に係る光導波路装置は、複数の光導波路と、前記複数の光導波路にそれぞれ光学的に接続された複数の光ポートとを含む集積導波路部品と、前記集積導波路部品に接続されており請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された光導波路デバイスと、を備え、前記集積導波路部品の前記複数の光ポートは、それぞれ、前記光導波路デバイスの前記平面導波路構造の前記第２端面において前記平面導波路構造の前記複数の光導波路に光学的に結合される。
【００１１】
本発明の更なる別の側面に係る光導波路デバイスを作製する方法は、基板の主面上にアレイ状に配列された素子区画の各々における第１部分、第２部分及び第３部分に、第１平面導波路構造部及び第２平面導波路構造部を形成して、前記第２平面導波路構造部及び前記第１平面導波路構造部を前記基板上に順に搭載する平面導波路基板を得る工程と、第１ウエハの主面上にアレイ状に配列された素子区画の各々における第１１部分、第１２部分及び第１３部分のうちの前記第１１部分及び第１２部分に、マルチコア光ファイバに支持するための第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を含む第１ウエハ生産物を準備する工程と、前記平面導波路基板の前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分に対して前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分を対応させるように前記平面導波路基板の前記第１平面導波路構造部及び前記第１ウエハ生産物を互いに貼り合わせて、第１中間生産物を形成する工程と、前記第１中間生産物から前記基板を除去して前記第２平面導波路構造部を露出させて、前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、第１２部分及び第１３部分にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分及び第３部分を含む第２中間生産物を形成する工程と、第２ウエハの主面上にアレイ状に配列された素子区画の各々における第２１部分、第２２部分及び第２３部分のうちの前記第２１部分及び第２２部分に、マルチコア光ファイバに支持するための第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を含む第２ウエハ生産物を準備する工程と、前記第２中間生産物の前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分に前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分を対応させるように前記第２中間生産物の前記第２平面導波路構造部及び前記第２ウエハ生産物を互いに貼り合わせて、積層生産物を形成する工程と、を備え、前記第２平面導波路構造部を形成する際に、前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部を加工して、第１端面及び第２端面を含む平面導波路構造を作製し、前記積層生産物において、前記第１構造の前記第１１側面及び前記第１２側面並びに前記第２構造の前記第２１側面及び前記第２２側面は、第１軸の方向に延在しており、前記積層生産物において、前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記平面導波路基板において、前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第１平面導波路構造部は、前記基板の前記第２部分及び前記第３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記第２平面導波路構造部は、前記基板の前記第２部分及び前記第３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記積層生産物において、前記平面導波路構造は各素子区画において前記第１端面及び前記第２端面を有し、前記第１端面は前記第１軸に交差する平面に沿って延在しており、前記第１端面は前記第１構造と前記第２構造との間に位置し、前記光導波路は、前記平面導波路構造において前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方に延在する。
【００１２】
本発明の更なる別の側面に係る光導波路デバイスを作製する方法は、第１ウエハの主面上にアレイ状に配列された素子区画の各々における第１１部分、第１２部分及び第１３部分のうちの前記第１１部分及び第１２部分に、マルチコア光ファイバの側面に支持するための第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を含む第１ウエハ生産物を準備する工程と、前記第１ウエハ生産物の前記第１ウエハの前記主面の前記第１１部分、前記第１２部分、及び前記第１３部分上にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分、及び第３部分を備え第１開口及び第２開口を含む第１平面導波路構造部を形成する工程と、第２ウエハの主面上にアレイ状に配列された素子区画の各々における第２１部分、第２２部分及び第２３部分のうちの前記第２１部分及び第２２部分に、第２導波路軸の方向に延在しておりマルチコア光ファイバの側面に支持するための第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を含む第２ウエハ生産物を準備する工程と、前記第２ウエハ生産物の前記第２ウエハの前記主面の前記第２１部分、前記第２２部分、及び前記第２３部分上にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分、及び第３部分を備え第１開口及び第２開口を含む第２平面導波路構造部を形成する工程と、前記第１ウエハの前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分に前記第２ウエハの前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分に対応させるように前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部を互いに貼り合わせて、積層生産物を形成する工程と、を備え、前記積層生産物において、前記第１構造の前記第１１側面及び前記第１２側面並びに前記第２構造の前記第２１側面及び前記第２２側面は、第１軸の方向に延在しており、前記積層生産物において、前記第１ウエハの前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第２ウエハの前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記積層生産物において、前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部は平面導波路構造を構成し、前記平面導波路構造は第１開口及び第２開口を備え、前記第１平面導波路構造部における前記第１開口及び前記第２平面導波路構造部における前記第１開口は、各素子区画において前記平面導波路構造の前記第１開口を構成し、前記第１平面導波路構造部における前記第２開口及び前記第２平面導波路構造部における前記第２開口は、各素子区画において前記平面導波路構造の前記第２開口を構成し、前記平面導波路構造は各素子区画において第１端面及び第２端面を有し、前記第１端面は前記第１軸に交差する平面に沿って延在しており、前記第１端面は前記第１構造と前記第２構造との間に位置し、前記第１端面は前記平面導波路構造の前記第１開口によって提供され、前記第２端面は前記平面導波路構造の前記第２開口によって提供され、前記積層生産物内の前記第１ウエハ生産物、前記平面導波路構造、及び前記第２ウエハ生産物は、前記第１軸に交差する配列軸の方向に順に配列され、前記第１平面導波路構造部は、各素子区画の前記第１２部分及び前記第１３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記第２平面導波路構造部は、各素子区画の前記第２２部分及び前記第２３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記平面導波路構造の前記光導波路は、前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方まで延在する。
【００１３】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の一側面によれば、マルチコア光ファイバに光結合可能でありマルチコア光ファイバの位置合わせ及び角度あわせを容易にする構造を有する光導波路デバイスを提供できる。また、本発明の別の側面によれば、この光導波路デバイスを含む光導波路装置を提供できる。さらに、本発明の更なる別の側面によれば、マルチコア光ファイバに光結合可能でありマルチコア光ファイバの位置合わせ及び角度あわせを容易にする構造を有する光導波路デバイスを作製する方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る光導波路デバイスを概略的に示す図面である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る光導波路デバイスを示す図面である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る光導波路デバイスにおける平面導波路部品を概略的に示す図面である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る光導波路装置を概略的に示す図面である。
【図５】図５は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図６】図６は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図７】図７は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図９】図９は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１３】図１３は、第３の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１６】図１６は、第４の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１７】図１７は、第４の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１８】図１８は、第４の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図１９】図１９は、第４の実施形態に係る光導波路デバイスを作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るいくつかの形態を説明する。
【００１７】
一形態に係る光導波路デバイスは、（ａ）導波路軸の方向に延在する複数のファイバコアを含むマルチコア光ファイバと、（ｂ）第１軸の方向に延在しており前記マルチコア光ファイバを支持する第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を備える第１基板と、（ｃ）前記第１軸の方向に延在しており前記マルチコア光ファイバを支持する第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を備える第２基板と、（ｄ）前記第１軸の方向に交差する第１基準面に沿って延在する第１端面と、第２軸の方向に交差する第２基準面に沿って延在する第２端面と、複数の光導波路とを含む平面導波路構造とを備える。前記第２軸は前記第１軸の方向に交差する方向に延在し；前記第１基板、前記平面導波路構造及び前記第２基板は、前記第１軸及び前記第２軸に交差する配列軸に沿って配置されて、前記平面導波路構造は前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ；前記複数の光導波路の各々は、前記平面導波路構造の表面から離れて前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方まで延在しており；前記マルチコア光ファイバは、前記複数のファイバコアが終端するファイバ端面を備え；前記マルチコア光ファイバの前記ファイバ端面は、前記平面導波路構造の前記第１端面に光学的に結合されている。
【００１８】
この光導波路デバイスによれば、マルチコア光ファイバを支持する側面を有する第１構造及び第２構造は、マルチコア光ファイバを受け入れることができる。マルチコア光ファイバが第１構造の第１１側面及び第１２側面並びに第２構造の第２１側面及び第２２側面により支持されるとき、マルチコア光ファイバのファイバ端面は平面導波路構造の第１端面に向き合わされる。また、マルチコア光ファイバを第１構造及び第２構造の間における回転により位置合わせして、平面導波路構造の第１端面における複数の光導波路にマルチコア光ファイバの一端を光学的に結合させることができる。マルチコア光ファイバは、平面導波路構造の第１端面からの光導波路が到達する第２端面を介して、別の光部品に光学的に結合される。
【００１９】
一形態に係る光導波路デバイスでは、前記第１基板は、前記第１軸の方向に沿って配列された第１１部分、第１２部分及び第１３部分を含み、前記第２基板は、前記第１軸の方向に沿って配列された第２１部分、第２２部分及び第２３部分を含み、前記第１構造は、前記第１基板の前記第１１部分及び前記第１２部分に設けられ、前記第２構造は、前記第２基板の前記第２１部分及び前記第２２部分に設けられ、前記平面導波路構造は、前記第１基板の前記第１２部分及び前記第１３部分と前記第２基板の前記第２２部分及び前記第２３部分との間に位置して、前記第１２部分における前記第１構造及び前記第２２部分における前記第２構造を覆い、前記平面導波路構造は、前記第１基板と前記第２基板とに接して前記第１基板及び前記第２基板に挟まれる。
【００２０】
この光導波路デバイスによれば、第１構造が第１基板の第１１部分及び第１２部分に設けられ、また、第２構造は第２基板の第２１部分及び第２２部分に設けられる。平面導波路構造が、第１基板の第１２部分における第１構造及び第２基板の第２２部分における第２構造を覆うように設けられるので、第１構造及び第２構造内に位置するマルチコア光ファイバが平面導波路構造の第１端面に近づけられることができる。
【００２１】
一形態に係る光導波路デバイスでは、前記第１基板は前記配置軸に交差する第３１基準面に沿って延在する主面を有し、前記第１構造は前記第１基板の前記主面に設けられた溝を有し、前記第２基板は前記配置軸に交差する第３２基準面に沿って延在する主面を有し、前記第２構造は前記第２基板の前記主面に設けられた溝を有し、前記平面導波路構造は、前記複数の光導波路、前記第１端面及び前記第２端面を含む導波路部、並びに前記導波路部から前記第１軸の方向に延在する第１アーム部及び第２アーム部を含み、前記マルチコア光ファイバは、前記第１構造の前記溝及び前記第２構造の前記溝内において前記第１アーム部と前記第２アームとの間に延在する。
【００２２】
この光導波路デバイスによれば、前記平面導波路構造の第１アーム部及び第２アームが第１基板の第１１部分と第２基板の第２１部分との間において第１軸の方向に延在する。第１アーム部及び第２アームの高さは、第１基板の主面に設けられた溝の深さ及び第２基板の主面に設けられた溝の深さと一緒になって、第１構造の溝及び第２構造の溝内において第１アーム部と第２アームとの間にマルチコア光ファイバを受け入れるキャビティを規定する。
【００２３】
一形態に係る光導波路デバイスでは、前記マルチコア光ファイバの前記複数のファイバコアは、前記導波路軸の方向に交差する方向に第１列及び第２列を前記ファイバ端面において成すように配列される。
【００２４】
この光導波路デバイスによれば、マルチコア光ファイバのファイバコアがファイバ端面において第１列及び第２列を成すように配列される。平面導波路構造の第１端面において光導波路を第３列及び第４列を成すように配列させることによって、マルチコア光ファイバのファイバ端面におけるファイバコアの配列に光学的に結合させることが容易になる。
【００２５】
一形態に係る光導波路デバイスでは、前記第１構造の前記第１１側面及び前記第１２側面は単結晶シリコンを備え、前記第２構造の前記第２１側面及び前記第２２側面は単結晶シリコンを備える。
【００２６】
この光導波路デバイスによれば、第１構造の第１１側面及び第１２側面は単結晶シリコンを備えると共に第２構造の第２１側面及び第２２側面は単結晶シリコンを備えるとき、単結晶シリコンをウエットエッチングすることを利用して、第１構造及び第２構造を作製できる。
【００２７】
一形態に係る光導波路デバイスでは、前記平面導波路構造の各光導波路はＰＬＣコアを含み、前記平面導波路構造は、第１クラッド層及び第２クラッド層を含み、前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層は前記平面導波路構造の各光導波路の前記ＰＬＣコアを挟み、前記平面導波路構造の各光導波路の前記第１クラッド層は、第１シリコン系無機絶縁体を備え、前記平面導波路構造の各光導波路の前記第２クラッド層は、第２シリコン系無機絶縁体を備え、前記平面導波路構造の各光導波路の前記ＰＬＣコアは、第３シリコン系無機絶縁体を備える。
【００２８】
この光導波路デバイスによれば、平面導波路構造の第１クラッド層及び第２クラッド層、並びに平面導波路構造のためのＰＬＣコアが、材料としてシリコン系無機絶縁体を用いて作製される。
【００２９】
一形態に係る光導波路装置は、（ａ）複数の光導波路と、（ｂ）前記複数の光導波路にそれぞれ光学的に接続された複数の光学ポートとを含む集積導波路部品と、（ｃ）前記集積導波路部品に接続されたており本形態等のいずれかに記載された光導波路デバイスとを備える。前記集積導波路部品の前記複数の光ポートは、それぞれ、前記光導波路デバイスの前記平面導波路構造の前記第２端面において前記平面導波路構造の前記複数の光導波路に光学的に結合される。
【００３０】
この光導波路装置によれば、光導波路デバイスを用いて、集積導波路部品とマルチコア光ファイバを光学的に結合させることができる。この光結合に際して、光導波路デバイス内においてマルチコア光ファイバが延在する第１軸の方向と異なる方向に延在する軸に沿って、集積導波路部品及び光導波路デバイスが配置される。
【００３１】
一形態に係る光導波路装置では、前記光ポートは、前記集積導波路部品の主面に設けられたグレーティングカプラを備えることができる。この光導波路装置によれば、グレーティングカプラは、集積導波路部品がその主面に交差する方向に位置する光導波路デバイスに光ポートを光学的に結合させることができる。
【００３２】
一形態に係る光導波路デバイスを作製する方法は、（ａ）基板の主面においてアレイ状に配列された素子区画の各々における第１部分、第２部分及び第３部分上にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分及び第３部分を備える第１平面導波路構造部及び第２平面導波路構造部を形成して、前記第２平面導波路構造部及び前記第１平面導波路構造部を前記基板上に順に搭載する平面導波路基板を得る工程と、（ｂ）第１ウエハの主面においてアレイ状に配列された素子区画の各々における第１１部分、第１２部分及び第１３部分のうちの前記第１１部分及び第１２部分に、マルチコア光ファイバを支持するための第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を含む第１ウエハ生産物を準備する工程と、（ｃ）前記基板の前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分に前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分を対応させるように前記平面導波路基板の前記第１平面導波路構造部と前記第１ウエハ生産物とを互いに貼り合わせて、第１中間生産物を形成する工程と、（ｄ）前記第１中間生産物から前記基板を除去して前記第２平面導波路構造部を露出させて、前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、第１２部分及び第１３部分にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分及び第３部分を含む第２中間生産物を形成する工程と、（ｅ）第２ウエハの主面においてアレイ状に配列された素子区画の各々における第２１部分、第２２部分及び第２３部分のうちの前記第２１部分及び第２２部分に、マルチコア光ファイバを支持するための第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を含む第２ウエハ生産物を準備する工程と、（ｆ）前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分に前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分を対応させるように前記第２中間生産物の前記第２平面導波路構造部と前記第２ウエハ生産物とを互いに貼り合わせて、積層生産物を形成する工程とを備える。前記積層生産物において、前記第１構造の前記第１１側面及び前記第１２側面並びに前記第２構造の前記第２１側面及び前記第２２側面は、第１軸の方向に延在しており；前記積層生産物において、前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分は前記第１軸の方向に配列され；前記平面導波路基板の前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部は、加工により形成された第１端面及び第２端面を備え、前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部は平面導波路構造を構成し；前記平面導波路基板において、前記基板の前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第１平面導波路構造部は、前記基板の前記第２部分及び前記第３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記第２平面導波路構造部は、前記基板の前記第２部分及び前記第３部分上に設けられた複数の光導波路を含み；前記積層生産物において、前記平面導波路構造は各素子区画において前記第１端面及び前記第２端面を有し、前記第１端面は前記第１軸に交差する平面に沿って延在しており、前記第１端面は前記第１構造と前記第２構造との間に位置し、前記光導波路は、前記平面導波路構造において前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方に延在する。
【００３３】
光導波路デバイスを作製する方法によれば、第１構造を有する第１ウエハ生産物に、貼り合わせにより第２平面導波路構造部及び第１平面導波路構造部を順に形成すると共に、この後に、第１ウエハ生産物上の貼り合わされた第１平面導波路構造部及び第２平面導波路構造部が第１ウエハ生産物と第２ウエハ生産物との間に位置するように、第２平面導波路構造部に第２ウエハ生産物を貼り合わせる。これにより、第１ウエハ生産物の第１構造に対して、第１平面導波路構造部及び第２平面導波路構造部内の光導波路を位置決めしながら、第１ウエハ生産物、第１平面導波路構造部、第２平面導波路構造部、及び第２ウエハ生産物が配列軸の方向に順に配置された積層生産物を作製できる。この光導波路デバイスによれば、位置合わせされた第１構造及び第２構造がマルチコア光ファイバを受け入れることができる。マルチコア光ファイバは第１構造の第１１側面及び第１２側面並びに第２構造の第２１側面及び第２２側面により支持されるとき、マルチコア光ファイバのファイバ端面は平面導波路構造の第１端面に向き合わされる。また、平面導波路構造の第１端面における複数の光導波路にそれぞれマルチコア光ファイバのファイバコアを光学的に結合させるための軸回りの回転に関して、マルチコア光ファイバをその軸回りに第１構造及び第２構造の間において回転することにより位置合わせ可能になる。マルチコア光ファイバのファイバ端面は、平面導波路構造の第１端面からの光導波路が到達する第２端面を介して、外部光デバイスに光学的に結合される。
【００３４】
一形態に係る光導波路デバイスを作製する方法は、（ａ）第１ウエハの主面においてアレイ状に配列された素子区画の各々における第１１部分、第１２部分及び第１３部分のうちの前記第１１部分及び第１２部分に、マルチコア光ファイバを支持するための第１１側面及び第１２側面を有する第１構造を含む第１ウエハ生産物を準備する工程と、（ｂ）前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分、及び前記第１３部分上にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分、及び第３部分を備え第１開口及び第２開口を含む第１平面導波路構造部を形成する工程と、（ｃ）第２ウエハの主面上にアレイ状に配列された素子区画の各々における第２１部分、第２２部分及び第２３部分のうちの前記第２１部分及び第２２部分に、第２導波路軸の方向に延在しておりマルチコア光ファイバを支持するための第２１側面及び第２２側面を有する第２構造を含む第２ウエハ生産物を準備する工程と、（ｄ）前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分、及び前記第２３部分上にそれぞれ設けられた第１部分、第２部分、及び第３部分を備え第１開口及び第２開口を含む第２平面導波路構造部を形成する工程と、（ｅ）前記第１ウエハ生産物の前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分に前記第２ウエハ生産物の前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分に対応させるように前記第１平面導波路構造部と前記第２平面導波路構造部とを互いに貼り合わせて、積層生産物を形成する工程とを備える。前記積層生産物において、前記第１構造の前記第１１側面及び前記第１２側面並びに前記第２構造の前記第２１側面及び前記第２２側面は、第１軸の方向に延在しており；前記積層生産物において、前記第１ウエハの前記第１１部分、前記第１２部分及び前記第１３部分は前記第１軸の方向に配列され、前記第２ウエハの前記第２１部分、前記第２２部分及び前記第２３部分は前記第１軸の方向に配列され；前記積層生産物において、前記第１平面導波路構造部及び前記第２平面導波路構造部は平面導波路構造を構成し、前記平面導波路構造は第１開口及び第２開口を備え、前記第１平面導波路構造部における前記第１開口及び前記第２平面導波路構造部における前記第１開口は、各素子区画において前記平面導波路構造の前記第１開口を構成し、前記第１平面導波路構造部における前記第２開口及び前記第２平面導波路構造部における前記第２開口は、各素子区画において前記平面導波路構造の前記第２開口を構成し；前記平面導波路構造は各素子区画において第１端面及び第２端面を有し、前記第１端面は前記第１軸に交差する平面に沿って延在しており、前記第１端面は前記第１構造と前記第２構造との間に位置し、前記第１端面は前記平面導波路構造の前記第１開口によって提供され、前記第２端面は前記平面導波路構造の前記第２開口によって提供され；前記積層生産物内の前記第１ウエハ生産物、前記平面導波路構造、及び前記第２ウエハ生産物は、前記第１軸に交差する配列軸の方向に順に配列され；前記第１平面導波路構造部は、各素子区画の前記第１２部分及び前記第１３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記第２平面導波路構造部は、各素子区画の前記第２２部分及び前記第２３部分上に設けられた複数の光導波路を含み、前記平面導波路構造の前記光導波路は、前記第１端面及び前記第２端面の一方から他方まで延在する。
【００３５】
光導波路デバイスを作製する方法によれば、第１構造を有する第１ウエハ生産物及び第２構造を有する第２ウエハ生産物に、それぞれ、第１平面導波路構造部及び第２平面導波路構造部を貼り合わせることにより、第１ウエハ生産物の第１構造に対して第１平面導波路構造部を位置決めすると共に第２ウエハ生産物の第２構造に対して第２平面導波路構造部内の光導波路を位置決めしながら、第１ウエハ生産物、第１平面導波路構造部、第２平面導波路構造部、及び第２ウエハ生産物が配列軸の方向に順に配列された積層生産物を作製していくことができる。この光導波路デバイスによれば、第１構造及び第２構造の組み合わせが、マルチコア光ファイバを受け入れる構造を提供できる。このマルチコア光ファイバが第１構造の第１１側面及び第１２側面並びに第２構造の第２１側面及び第２２側面により支持されるとき、マルチコア光ファイバのファイバ端面は平面導波路構造の第１端面に向き合わされる。また、第１構造及び第２構造の間におけるマルチコア光ファイバの軸回りの回転により、マルチコア光ファイバの複数のファイバコアが平面導波路構造の複数の光導波路に平面導波路構造の第１端面において位置合わせてできて、これらの光学的な結合が達成される。マルチコア光ファイバのファイバ端面は、平面導波路構造の第１端面からの光導波路が到達する第２端面を介して、外部光デバイスに光学的に結合される。
【００３６】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、光導波路デバイス、平面導波路部品、光導波路装置、平面導波路部品を作製する方法、光導波路デバイスを作製する方法、及び光導波路装置を作製する方法に係る本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００３７】
（第１実施形態）
図１及び図２は、本実施の形態に係る光導波路デバイスを示す図面である。図３は、光導波路デバイス内の平面導波路部品を説明するための図面であり、図１の（ａ）部に示されるように、光導波路デバイス１１は、マルチコア光ファイバ１３と、平面導波路部品１５を備える。図１の（ｂ）部を参照すると、マルチコア光ファイバ１３が平面導波路部品１５のキャビティＣＡＶに挿入される様子が示されている。キャビティＣＡＶにおいて、マルチコア光ファイバ１３は平面導波路部品１５内の平面導波路に光学的に結合される。光学的な結合の一形態として、図２に示されるように、例えばマルチコア光ファイバ１３を平面導波路部品１５に突き当てるバッドジョイントを用いることができる。マルチコア光ファイバ１３は、導波路軸ＷＧｘの方向に延在する複数のファイバコア２３ａ〜２３ｈを含む。マルチコア光ファイバ１３は、第１端面１３ａ、第２端面１３ｂ、及び側面１３ｃを含む。側面１３ｃは、導波路軸ＷＧｘの方向に延在して第１端面１３ａの縁を第２端面１３ｂの縁に繋いでおり、導波路軸ＷＧｘに垂直な平面と側面１３ｃとの交差線は、実質的に円形である。図１の（ｂ）部には、ファイバコア２３ａが第１端面１３ａ及び第２端面１３ｂの一方から他方まで延在するように描かれているけれども、ファイバコア２３ａ〜２３ｈの全てが第１端面１３ａ及び第２端面１３ｂの一方から他方まで延在する。このため、ファイバコア２３ａ〜２３ｈは第１端面１３ａ及び第２端面１３ｂにおいて終端する。ファイバコア２３ａ〜２３ｈの一端が第１端面１３ａに現れており、ファイバコア２３ａ〜２３ｈの他端が第２端面１３ｂに現れている。一実施例では、マルチコア光ファイバ１３のファイバコア２３ａ〜２３ｈの各々は、シングルモード伝送可能な径を有することができる。ファイバコア２３ａ〜２３ｈの各々におけるコア径は例えば８μｍである。波長１．３μｍにおいてシングルモード条件を満たす。
【００３８】
図２及び図３においては、平面導波路部品の内部を示すために、平面導波路部品１５がいくつかの部分に分けて描かれている。平面導波路部品１５については、理解を容易にするために、第１基板１７、第２基板１９、及び平面導波路構造２１に分けて説明する。平面導波路部品１５は、第１基板１７、第２基板１９、及び平面導波路構造２１を備える。
【００３９】
第１基板１７は、マルチコア光ファイバの側面を支持する第１構造２７を備える。第１構造２７はマルチコア光ファイバの側面を支持可能な第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂを有しており、第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂは第１軸Ａｘ１の方向に延在する。第１基板１７は例えばシリコン単結晶を備えることができ、単結晶シリコンのウエットエッチングにより第１構造２７のための構造物を作製することができる。鋭角を成す第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂを提供するために、第１基板１７は、溝、リブ、リッジ等の構造物を備えることができる。
【００４０】
第２基板１９は、マルチコア光ファイバの側面を支持する第２構造２９を備える。第２構造２９はマルチコア光ファイバの側面を支持可能な第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂを有しており、第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂは第１軸Ａｘ１の方向に延在する。第２基板１９は例えばシリコン単結晶を備えることができ、単結晶シリコンのウエットエッチングにより第２構造２９のための構造物を作製することができる。このシリコン単結晶の基板は第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂのために、ウエットエッチングにより形成された（１１１）面を提供できる。また、鋭角を成す第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂを提供するために、第２基板１９は、溝、リブ、リッジ等の構造物を備えることができる。
【００４１】
平面導波路構造２１は、第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂと、平面導波路の形態により提供される複数の光導波路２５ａ〜２５ｈとを備える。第１端面２１ａは、第１軸Ａｘ１の方向に交差する第１基準面に沿って延在する。第２端面２１ｂは、第２軸Ａｘ２の方向に交差する第２基準面に沿って延在する。ここで、第２軸Ａｘ２は第１軸Ａｘ１の方向に交差する方向に向く。第１基板１７、平面導波路構造２１及び第２基板１９は、第１軸Ａｘ１及び第２軸Ａｘ２に交差する配列軸Ｂｘに沿って配置されて、平面導波路構造２１は第１基板１７と第２基板１９との間に設けられる。図３には、光導波路２５ｅが第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂの一方から他方まで延在するように描かれているけれども、光導波路２５ａ〜２５ｈの全てが第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂの一方から他方まで延在する。このため、光導波路２５ａ〜２５ｈは第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂにおいて終端する。光導波路２５ａ〜２５ｈの一端が第１端面２１ａに現れており、光導波路２５ａ〜２５ｈの他端が第２端面２１ｂに現れている。図３に示されるように、一実施例では、光導波路２５ａ〜２５ｈの全ては、第１端面２１ａから第２端面２１ｂへの経路において平面導波路構造の表面から離れて延在している。平面導波路構造２１の各光導波路のコアは、例えばシングルモード伝送可能な断面サイズを有することができる。マルチコア光ファイバ１３のファイバ端面は、平面導波路構造２１の第１端面２１ａに光学的に結合されている。
【００４２】
光導波路２５ａ〜２５ｈの各々は、平面導波路構造２１の表面から離れるように曲線状に曲がる曲線導波路部を含み、この曲線導波路部を介して低損失で第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂを互いに光学的に接続する。この光導波路デバイス１１によれば、光導波路２５ａ〜２５ｈの各々が平面導波路構造２１の表面（２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊ）から離れるように曲線状に曲がる曲線導波路部を含む。平面導波路構造２１に係るデバイスを作製する際に、平面導波路構造２１における光導波路の配列及びルーティングを規定して、平面導波路構造の導波路における光学的な損失を低減できる。
【００４３】
この光導波路デバイス１１によれば、マルチコア光ファイバ１３を支持する第１構造２７及び第２構造２９は、マルチコア光ファイバ１３を受け入れることができる。マルチコア光ファイバ１３の側面が、第１構造２７の第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂ並びに第２構造２９の第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂにより支持されるとき、マルチコア光ファイバ１３のファイバ端面は平面導波路構造２１の第１端面２１ａに向き合わされる。また、第１構造２７及び第２構造２９の間においてマルチコア光ファイバ１３をその中心軸の回りに回転させることによりマルチコア光ファイバ１３をその軸回りの角度に関して位置合わせできる。この位置合わせにより、平面導波路構造２１の第１端面２１ａにおける複数の光導波路２５ａ〜２５ｈにマルチコア光ファイバ１３のファイバコアを光学的に結合させることができる。マルチコア光ファイバ１３は、平面導波路構造２１の第１端面２１ａからの光導波路２５ａ〜２５ｈが到達する第２端面２１ｂを介して、別の光部品（例えば、図４に示される集積導波路部品）に光学的に結合される。
【００４４】
第１基板１７は、第１１部分１７ａ、第１２部分１７ｂ、第１３部分１７ｃ及び第１４部分１７ｄを含むことができ、第１１部分１７ａ、第１２部分１７ｂ、第１３部分１７ｃ及び第１４部分１７ｄは、この順に第１軸Ａｘ１の方向に沿って配列される。第１構造２７は第１基板１７の第１１部分１７ａ及び第１２部分１７ｂに設けられる。また、第２基板１９は、第２１部分１９ａ、第２２部分１９ｂ、第２３部分１９ｃ及び第２４部分１９ｄを含むことができ、第２１部分１９ａ、第２２部分１９ｂ、第２３部分１９ｃ及び第２４部分１９ｄは第１軸Ａｘ１の方向に沿って配列される。第２構造２９は、第２基板１９において第２１部分１９ａ及び第２２部分１９ｂに設けられる。
【００４５】
図２に示されるように、平面導波路構造２１内の光導波路２５ａ〜２５ｈは、第１基板１７の第１２部分１７ｂ及び第１３部分１７ｃと第２基板１９の第２２部分１９ｂ及び第２３部分１９ｃとの間に位置するので、第１２部分１７ｂにおける第１構造２７の端部及び第２２部分１９ｂにおける第２構造２９の端部を覆う。また、平面導波路構造２１は、第１基板１７及び第２基板１９に挟まれて、第１基板１７の主面及び第２基板１９の主面に接する。この光導波路デバイス１１によれば、第１構造２７が第１基板１７の第１１部分１７ａ及び第１２部分１７ｂに設けられ、また第２構造２９が第２基板１９の第２１部分１９ａ及び第２２部分１９ｂに設けられる。平面導波路構造２１が、第１基板１７の第１構造２７及び第２基板１９の第２構造２９を部分的に覆うように設けられる。このため、第１構造２７及び第２構造２９内に位置するマルチコア光ファイバ１３の第２端面１３ｂが、第１２部分１７ｂに位置する第１構造２７の終端、及び第２２部分１９ｂに位置する第２構造２９の終端のいずれにも妨げられることなく、平面導波路構造２１の第１端面２１ａに近づける。平面導波路構造２１の多数の平面型光導波路にマルチコア光ファイバ１３の多数のファイバコアを、個々の光結合においてばらつき少なく光学的に接続できる。
【００４６】
一実施例では、マルチコア光ファイバ１３を支持するための第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂを提供するために、第１基板１７に溝構造を採用できる。第１基板１７は、図２に示されるように、配列軸Ｂｘに交差する第３１基準面Ｒ３１に沿って延在する主面１７ｅを有する。この形態では、第１構造２７は第１基板１７の主面１７ｅに設けられた溝を有する。この溝は、主面に対して傾斜した２つの側面を備える。マルチコア光ファイバ１３を支持するための第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂを提供するために、第２基板１９に溝構造を採用できる。第２基板１９は、図２に示されるように、配列軸Ｂｘに交差する第３２基準面Ｒ３２に沿って延在する主面１９ｅを有する。この形態では、第２構造２９は第２基板１９の主面１９ｅに設けられた溝を有する。この溝は、主面に対して傾斜した２つの側面を備える。このような溝のために、例えばシリコン単結晶基板をウエットエッチング加工により、第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂ並びに第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂのために（１１１）面を提供できる。このとき、第１軸Ａｘ１は、シリコン単結晶基板の＜１１０＞方向及びこれに等価な結晶軸方向に向いている。このような作製の結果、第１構造２７の第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂは単結晶シリコンを備え、また第２構造２９の第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂは単結晶シリコンを備える。
【００４７】
マルチコア光ファイバ１３は、図２及び図３に示されるように、第１構造２７の溝内及び第２構造２９の溝内において４つの溝側面にガイドされている。この形態では、４つの溝側面がマルチコア光ファイバ１３を支持するので、マルチコア光ファイバを中心軸の回りに回転させて、平面導波路構造との調芯を行う際に、滑らかな回転調心ができるという利点がある。
【００４８】
また、平面導波路構造２１は、導波路部２１ｃ、第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅを含む。導波路部２１ｃは、光導波路２５ａ〜２５ｈ、第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂを含む。導波路部２１ｃは、第１基板１７の第１２部分１７ｂ及び第１３部分１７ｃと第２基板１９の第２２部分１９ｂ及び第２３部分１９ｃとの間に位置する。第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅは、第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅの間に第１端面２１ａが位置するように、導波路部２１ｃにつながっており、また第１基板１７の第１１部分１７ａと第２基板１９の第２１部分１９ａとの間に位置する。第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅは、第１基板１７の第１１部分１７ａ及び第１２部分１７ｂと第２基板１９の第２１部分１９ａ及び第２２部分１９ｂとの間において第１軸Ａｘ１の方向に延在する。この形態では、マルチコア光ファイバ１３は第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅの間において第１構造２７内及び第２構造２９内に収容されている。
【００４９】
この光導波路デバイス１１によれば、平面導波路構造２１の第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅが第１基板１７の第１１部分１７ａと第２基板１９の第２１部分１９ａとの間において第１軸Ａｘ１の方向に延在する。第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅの高さは、第１基板１７の主面１７ｅに設けられた溝の深さ及び第２基板１９の主面１９ｅに設けられた溝の深さと一緒になって、第１構造２７の溝及び第２構造２９の溝内において第１アーム部２１ｄと第２アーム部２１ｅとの間にマルチコア光ファイバ１３を受け入れるキャビティを規定する。
【００５０】
図１〜図３に示されるように、平面導波路構造２１は、第１側面２１ｆと第２側面２１ｇとの距離として規定される幅Ｗ２１（図３における第２軸Ａｘ２の方向に係る幅）を有する。本実施例では、第２端面２１ｂは第２側面２１ｇに設けられている。平面導波路構造２１の第１端面２１ａは、第２軸Ａｘ２の方向に関して、平面導波路構造２１の幅Ｗ２１の中心から第１側面２１ｆに向けてシフトして設けられている。本実施例では、この第１端面２１ａのシフトを実現するために、第１アーム部２１ｄの幅が第２アーム部２１ｅの幅より小さい。この形態は、第１端面２１ａから第２端面２１ｂに至る曲がり導波路に大きな曲率半径を提供できる。平面導波路構造２１において光入力面（例えば第１端面２１ａ）の向きを光出力面（例えば第２端面２１ｂ）の向きに変更するに際して発生する光損失を小さくするために有効である。
【００５１】
また、第２端面２１ｂは第２側面２１ｇに対して凹み２１ｋで位置している。第２端面２１ｂが第２側面２１ｇに対して奥まった位置に設けられるので、凹み２１ｋの深さにより光学的な結合の距離を調整でき、また第２端面において他の光学素子との調心操作を行う際に、第２端面に傷がつく障害を防止することができるという利点がある。
【００５２】
図２に示されるように、マルチコア光ファイバ１３のファイバコア２３ａ〜２３ｈは、ファイバ端面において、導波路軸ＷＧｘの方向に交差する方向に第１列ＡＬ１Ｇ及び第２列ＡＬ２Ｇを成すように配列される。また、図３に示されるように、平面導波路構造２１の第１端面２１ａにおいて光導波路２５ａ〜２５ｈを第３列ＡＬ３Ｇ及び第４列ＡＬ４Ｇを成すように配列させることによって、マルチコア光ファイバ１３のファイバ端面におけるファイバコアの配列に光学的に結合させることができる。
【００５３】
平面導波路構造２１及びマルチコア光ファイバ１３の光結合が達成された形態では、第１列ＡＬ１Ｇ及び第２列ＡＬ２Ｇの向きは、それぞれ、第３列ＡＬ３Ｇ及び第４列ＡＬ４Ｇの向きに整列されて、第３列ＡＬ３Ｇ及び第４列ＡＬ４Ｇに光学的に結合可能になる。このとき、第１列ＡＬ１Ｇ及び第２列ＡＬ２Ｇ並びに第３列ＡＬ３Ｇ及び第４列ＡＬ４Ｇは、第２軸Ａｘ２の方向に延在する。
【００５４】
平面導波路構造２１の光導波路２５ａ〜２５ｈの各々はＰＬＣコアを含むことができる。平面導波路型の導波路構造を平面導波路構造２１に提供するために、図３に示されるように、平面導波路構造２１は、第１クラッド層３１ａ、第２クラッド層３１ｂ及び第３クラッド層３１ｃを含むことができる。第１クラッド層３１ａ及び第２クラッド層３１ｂは平面導波路構造２１における第３列ＡＬ３Ｇ内のＰＬＣコア３１ｄを挟み、光閉じ込めのための屈折率分布を構成する。第２クラッド層３１ｂ及び第３クラッド層３１ｃは平面導波路構造２１における第４列ＡＬ４Ｇ内のＰＬＣコア３１ｄを挟み、光閉じ込めのための屈折率分布を構成する。平面導波路構造２１の一例として、第１クラッド層３１ａ、第２クラッド層３１ｂ及び第３クラッド層３１ｃは例えば第１シリコン系無機絶縁体を備えることができ、第１シリコン系無機絶縁体は例えばシリコン酸化物等を含む。ＰＬＣコア３１ｄは、第１シリコン系無機絶縁体より大きい屈折率の第２シリコン系無機絶縁体を備えることができ、第２シリコン系無機絶縁体は例えばシリコン酸化窒化物等を含む。
【００５５】
（第２実施形態）
図４は、図１〜図３に示される光導波路デバイスが適用される光導波路装置を概略的に示す図面である。図４の（ｂ）部は、図４の（ａ）部に示されるI−I線にそって取られる断面を示す。
【００５６】
光導波路装置４１は、集積導波路部品４３及び光導波路デバイス１１を備える。集積導波路部品４３は、複数の光導波路４５ａ〜４５ｈと、複数の光ポート４７ａ〜４７ｈとを含む。光ポート４７ａ〜４７ｈには、それぞれ、光導波路４５ａ〜４５ｈが光学的に接続されている。集積導波路部品４３は、トランジスタといった半導体電子素子４９及びこれらの集積回路を備えることができる。本実施例では、集積導波路部品４３は、複数の光導波路４５ａ〜４５ｈ、複数の光ポート４７ａ〜４７ｈ、及び半導体電子素子４９を単一の基板上にモノリシックに集積する。光導波路デバイス１１は、集積導波路部品４３に対して光学的に位置決めされて、集積導波路部品４３の主面４３ａに固定される。固定は、例えばソルダリングパッド５１に光導波路デバイス１１を半田で固定することにより行われる。光導波路デバイス１１は、図１に示されるように、その表面（例えば第２側面２１ｇ）ソルダリングパッド３３を備える。この固定により、集積導波路部品４３の光ポート４７ａ〜４７ｈは、それぞれ、主面４３ａを介して光導波路デバイス１１の平面導波路構造２１の第２端面２１ｂにおいて平面導波路構造２１の光導波路２５ａ〜２５ｈに光学的に結合される。この結果、マルチコア光ファイバ１３は、光導波路デバイス１１の平面導波路構造２１内の曲がり導波路を介して集積導波路部品４３の光ポート４７ａ〜４７ｈに光学的に接続される。この接続に際して、マルチコア光ファイバ１３は、集積導波路部品４３上において、集積導波路部品４３の主面４３ａの延在方向に導入される。
【００５７】
光導波路装置４１によれば、光導波路デバイス１１を用いて、マルチコア光ファイバ１３を光部品に光学的に結合させることができる。この光結合に際して、光導波路デバイス１１内においてマルチコア光ファイバ１３が延在する第１軸Ａｘ１の方向と異なる方向に延在する軸に沿って集積導波路部品４３といった光部品及び光導波路デバイス１１が配置される。
【００５８】
光導波路デバイス１１と集積導波路部品４３との接続のために集積導波路部品４３の主面４３ａの垂直方向に必要な高さは、実質的に光導波路デバイス１１のサイズに依存する。
【００５９】
一方、光導波路デバイス１１の使用なしに、集積導波路部品４３の光ポート４７ａ〜４７ｈにマルチコア光ファイバ１３を直接に光学的に接続するためには、マルチコア光ファイバ１３自体を曲げてマルチコア光ファイバ１３の光ファイバ端面を集積導波路部品４３の主面４３ａに向けることになる。マルチコア光ファイバ１３と集積導波路部品４３の光ポート４７ａ〜４７ｈとの直接の接続のために集積導波路部品４３の主面４３ａの垂直方向に必要な高さは、マルチコア光ファイバ１３の屈曲の曲率半径に依存する。
【００６０】
光導波路デバイス１１は、マルチコア光ファイバ１３のコアのピッチ及びコア列のピッチをそれぞれ集積導波路部品４３の光ポート４５ａ〜４５ｈのピッチ及びコア列のピッチから独立に選ぶことを可能にする。
【００６１】
光ポート４７ａ〜４７ｈは、集積導波路部品４３の主面４３ａに設けられたグレーティングカプラを備えることができる。グレーティングカプラは、集積導波路部品４３がその主面４３ａ上に位置する光導波路デバイス１１に光学的に主面４３ａを介して結合させることを可能にする。光導波路デバイス１１の利用は、グレーティングカプラといった光ポート４７ａ〜４７ｈの光出射の方向に応じて、第２端面２１ｂに対する光導波路の進入角度を作り込むことを可能にする。例えば、第２端面２１ｂの法線と光導波路デバイス１１内の平面光導波路の光軸とは５〜７度程度の角度を成すことができる。また、第２端面２１ｂは、光導波路デバイス１１の側面から、２０〜３０μｍ程度の距離で奥まっていることができる。
【００６２】
（第３実施形態）
次いで、図５〜図１３を参照しながら、光導波路デバイス１１を作製する方法、平面導波路部品１５を作製する方法、及び光導波路装置４１を作製する方法に係る実施形態を説明する。
【００６３】
工程Ｓ１０１では、平面導波路基板を形成する。このために、基板６１を準備する。基板６１として、例えばシリコン基板を用いることができる。基板６１は、複数の光導波路デバイスを作製可能な主面のサイズを有しており、これ故に、この基板６１の主面６１ａ上には、アレイ状に配列された素子区画を設けることができる。素子区画の各々は、複数の光導波路デバイスのサイズに応じた形状及び面積を有する。
【００６４】
複数の素子区画のうち一の素子区画を概略的に示す図面を参照しながら、光導波路デバイス１１を作製する方法の実施形態の説明を続ける。この基板６１の主面６１ａ上にアレイ状に配列された素子区画の各々に第１平面導波路構造部及び第２平面導波路構造部を順に形成して、平面導波路基板を得る。
【００６５】
平面導波路基板の作製を具体的に説明する。図５の（ａ）部に示されるように、基板６１の主面６１ａ上に、クラッド層のための例えばシリコン系無機絶縁膜６３（具体的にはシリコン酸化膜）及び第１列のコア層のための例えばシリコン系無機絶縁膜６５（具体的にはシリコン酸化窒化膜）を順に成膜する。次いで、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いて、図５の（ｂ）部及び（ｃ）部に示されるように、光導波路デバイス１１の平面導波路構造のためのコア層６５ａ〜６５ｄを形成する。図５の（ｃ）部には、９個の素子区画ＳＥＣＴが示されており、中央の素子区画にコア層６５ａ〜６５ｄが描かれているけれども、いずれの素子区画にも同様にコア層６５ａ〜６５ｄが形成されている。コア層６５ａ〜６５ｄは、絶縁膜積層の第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４のうちの、第１部分ＳＥＣＴ１の一部、第２部分ＳＥＣＴ２及び第３部分ＳＥＣＴ３に形成されている。図５の（ｂ）部は図５の（ｃ）部におけるII−II線にそった断面を示す。
【００６６】
次いで、図６の（ａ）部に示されるように、第１部分ＳＥＣＴ１〜第４部分ＳＥＣＴ４上に、クラッド層のための例えばシリコン系無機絶縁膜６７（具体的にはシリコン酸化膜）を成膜して、コア層６５ａ〜６５ｄを覆う。この厚みは、コア層６５ａ〜６５ｄの厚さより大きい。下地のコア層６５ａ〜６５ｄの形状に応じて、シリコン系無機絶縁膜６７の表面は平坦ではない。
【００６７】
平坦性を得るために、図６の（ｂ）部及び（ｃ）部に示されるように、シリコン系無機絶縁膜６７の表面６７ａを研磨して、平坦な表面６７ｂを形成する。この研磨には、例えば化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法を適用できる。図６の（ｂ）部は、図５の（ｃ）部におけるII−II線に対応する断面を示す。これまでの処理により、基板生産物ＳＰ１が形成される。
【００６８】
ここで、図７の（ａ）部に示されるように、基板生産物ＳＰ１を製造する工程と同様な工程を別な基板６２に適用して、基板生産物ＳＰ２を形成する。基板６２として、後の工程における貼り合わせの光学的な目合わせを可能にする材料の基板、例えばシリコン基板を用いることができる。ただし、基板生産物ＳＰ２では、コア層６５ａ〜６５ｄがミラー反転のパターン形状で形成される点で変更されている。この変更は、フォトリソグラフィ用のフォトマスク又はレチクルのパターンの変更により可能である。第２基板生産物ＳＰ２は、ミラー反転のコア層６５ｅ〜６５ｈを有する。
【００６９】
基板生産物ＳＰ１を引き続く工程を適用する。図７の（ｂ）部に示されるように、基板生産物ＳＰ１上に、複数の光導波路列に所望の離間を作り込むために、光導波路列の間隔に応じた厚さのシリコン系無機絶縁領域６９（具体的にはシリコン酸化物）を形成して、基板生産物ＳＰ３を作製する。本実施例では、シリコン系無機絶縁領域６９としてのシリコン系無機絶縁層の形成は以下のように行われる：石英板を第１基板生産物ＳＰ１に貼り付ける；光導波路列に所望の離間を作り込むための厚さにこの石英板を研磨することによってシリコン系無機絶縁層を形成する。これらの処理により、基板生産物ＳＰ１上にシリコン系無機絶縁領域６９を形成して基板生産物ＳＰ３を作製する。
【００７０】
図７の（ｃ）部に示されるように、基板生産物ＳＰ２及び基板生産物ＳＰ３を対面させて、対応する素子区画及びその向きを位置合わせして、基板生産物ＳＰ２及び基板生産物ＳＰ３を貼り合わせて、基板生産物ＳＰ４を作製する。基板生産物ＳＰ４では、ミラー反転のおかげで、基板生産物ＳＰ２からのコア層６５ｅ〜６５ｈは、基板線産物ＳＰ１からのコア層６５ａ〜６５ｄに実質的に平行で、基板生産物ＳＰ４において同じパターンを有する。基板生産物ＳＰ４は接合Ｊ１を有する。この接合工程は、接合する両基板の表面を酸素または窒素のプラズマに晒して、それらの表面を親水化した後に重ね合わせて熱処理を行う。これにより強固な接合を形成可能である。
【００７１】
基板生産物ＳＰ４は２つの基板６１、６２を含む。図８の（ａ）部に示されるように、このうちの一方の基板６１（本実施例では、シリコン基板）の裏面を研磨して、引き続くフォトリソグラフィ及びエッチングに用いるマスク層のための残膜６１ｃとして基板６１の一部を残す。なお、基板６１に替えて、基板６２に引き続く工程を適用してもよい。
【００７２】
図８の（ｂ）部及び（ｃ）部に示されるように、フォトリソグラフィ及びエッチングにより残膜６１ｃにパターン形成して、マスク６１ｄを形成する。マスク６１ｄは、平面導波路構造２１の第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂ並びに第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅを規定するパターンを有する。マスク６１ｄは、２つの開口６１ｅ、６１ｆを有する。開口６１ｅは、エッチングにより第１端面２１ａ、第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅを形成するためのパターンであり、開口６１ｆはエッチングにより第２端面２１ｂを形成するためのパターンである。
【００７３】
図９の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、マスク６１ｄを用いて、基板生産物ＳＰ３からのシリコン系無機絶縁膜６３、６７、６９、並びに基板生産物ＳＰ２からのシリコン系無機絶縁膜６３、６７をエッチングする。開口６１ｅ、６１ｆ内のシリコン系無機絶縁膜がエッチングされるので、コア層６５ａ〜６５ｄ及びコア層６５ｅ〜６５ｈもエッチングされて、第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂにそれぞれコア層６５ａ〜６５ｄの端及びコア層６５ｅ〜６５ｈの端が現れる。
【００７４】
ドライエッチングにより、基板生産物ＳＰ３からのシリコン系無機絶縁膜６３、６７、６９、並びに基板生産物ＳＰ２からのシリコン系無機絶縁膜６３、６７を含むシリコン系無機絶縁膜積層７３に、開口７３ａ及び開口７３ｂが形成される。開口７３ａは第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅ並びに第１端面２１ａを提供し、開口７３ｂは第２端面２１ｂを提供する。また、ドライエッチングにより、基板６２は実質的にエッチングされない。図９の（ｃ）部に示されるように、エッチングの後にマスク６１ｄを除去する。これにより、シリコン系無機絶縁膜積層７３の表面にシリコン系無機絶縁膜６３が現れる。
【００７５】
これまでの工程により、平面導波路基板ＰＬＳ０を得ることができる。平面導波路基板ＰＬＳ０では、素子区画の各々における第２部分ＳＥＣＴ２及び第３部分ＳＥＣＴ３に、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２が順に形成された。本実施例では、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１は、基板生産物ＳＰ２からのシリコン系無機絶縁膜積層を含み、第２平面導波路構造部ＰＬＳ２は、基板生産物ＳＰ３からのシリコン系無機絶縁膜積層を含む。
【００７６】
平面導波路基板ＰＬＳ０の第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４は軸Ｃｘの方向に配列されている。第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２（平面導波路構造ＰＬＳ００）は各素子区画毎に第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂを有する。第１平面導波路構造部ＰＬＳ１は、ある基準面に沿って配列された複数のコア層６５ａ〜６５ｄを含み、コア層６５ａ〜６５ｄは第２部分ＳＥＣＴ２及び第３部分ＳＥＣＴ３上に設けられている。第２平面導波路構造部ＰＬＳ２は、別のある基準面に沿って配列された複数のコア層６５ｅ〜６５ｈを含み、コア層６５ｅ〜６５ｈは第２部分ＳＥＣＴ２及び第３部分ＳＥＣＴ３上に設けられている。
【００７７】
工程Ｓ１０２では、図１０に示されるように、第１ウエハ生産物ＷＰ１を準備する。まず、第１ウエハＷ１を準備する。第１ウエハＷ１は例えばシリコン基板を備える。第１ウエハＷ１も、その主面にアレイ状に配列された素子区画ＳＥＣＴを、基板６１及び基板６２と同様に備える。この第１ウエハＷ１から、素子区画ＳＥＣＴの各々に第１構造２７を含む第１ウエハ生産物ＷＰ１を形成する。第１ウエハＷ１の素子区画ＳＥＣＴの各々は、第１１部分ＳＥＣＴ１１、第１２部分ＳＥＣＴ１２、第１３部分ＳＥＣＴ１３及び第１４部分ＳＥＣＴ１４を備え、これらは、第１導波路軸ＷＧｘ１の方向に順に配列される。第１ウエハＷ１に、フォトリソグラフィ及びウエットエッチングを用いて、素子区画ＳＥＣＴの各々にマルチコア光ファイバの側面を支持するための第１構造２７を形成する。第１構造２７は、第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂを有する。第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂの各々は、シリコン単結晶の（１１１）面を備えることができ、このときシリコン基板の主面の面方位は（１００）である。
【００７８】
工程Ｓ１０３では、図１１に示されるように、平面導波路基板ＰＬＳ０の第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４に、第１ウエハ生産物ＷＰ１の第１部分ＳＥＣＴ１１、第２部分ＳＥＣＴ１２、第３部分ＳＥＣＴ１３及び第４部分ＳＥＣＴ１４を対応させるように平面導波路基板ＰＬＳ０及び第１ウエハ生産物ＷＰ１を互いに貼り合わせて接合Ｊ２を形成して、中間生産物ＭＰ１を形成する。
【００７９】
工程Ｓ１０４では、工程Ｓ１０２における第１ウエハ生産物ＷＰ１の準備と同様に、図１０に示されるように、第２ウエハ生産物ＷＰ２を準備する。まず、第２ウエハＷ２を準備する。第２ウエハＷ２は例えばシリコン基板を備える。第２ウエハＷ２も、その主面にアレイ状に配列された素子区画ＳＥＣＴを、基板６１及び基板６２と同様に備える。この第２ウエハＷ２から、素子区画ＳＥＣＴの各々に第２構造２９を含む第２ウエハ生産物ＷＰ２を形成する。第２ウエハＷ２の素子区画ＳＥＣＴの各々は、第２１部分ＳＥＣＴ２１、第２２部分ＳＥＣＴ２２、第２３部分ＳＥＣＴ２３及び第２４部分ＳＥＣＴ２４を備え、これらは、第２導波路軸ＷＧｘ２の方向に順に配列される。第２ウエハＷ２に、フォトリソグラフィ及びウエットエッチングを用いて、素子区画ＳＥＣＴの各々にマルチコア光ファイバの側面を支持するための第２構造２９を形成する。第２構造２９は、第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂを有する。第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂの各々は、シリコン単結晶の（１１１）面を備えることができ、このときシリコン基板の主面の面方位は（１００）である。
【００８０】
工程Ｓ１０５では、図１２に示されるように、中間生産物ＭＰ１から基板６２を除去して、中間生産物ＭＰ２を形成する。中間生産物ＭＰ２では、基板生産物ＳＰ２からの第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４が露出されている。基板６２の除去は例えば研磨又はエッチング等により行われる。
【００８１】
中間生産物ＭＰ１から基板６２を除去して中間生産物ＭＰ２を形成した後に、工程Ｓ１０６では、図１３に示されるように、中間生産物ＭＰ２の第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４に、それぞれ、第２ウエハ生産物ＷＰ２の第２１部分ＳＥＣＴ２１、第２２部分ＳＥＣＴ２２、第２３部分ＳＥＣＴ２３及び第２４部分ＳＥＣＴ２４を対応させるように、中間生産物ＭＰ２及び第２ウエハ生産物ＷＰ２を互いに貼り合わせ新たに接合Ｊ３を形成して、積層生産物ＳＴＫを作製する。
【００８２】
積層生産物ＳＴＫにおいて、第１構造２７の第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂ並びに第２構造２９の第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂは、軸Ｃｘの方向に延在している。また、積層生産物ＳＴＫにおいて、第１ウエハ生産物ＷＰ１の第１１部分ＳＥＣＴ１１、第１２部分ＳＥＣＴ１２、第１３部分ＳＥＣＴ１３及び第４部分ＳＥＣＴ１４は軸Ｃｘの方向に配列され、第２ウエハ生産物ＷＰ２の第２１部分ＳＥＣＴ２１、第２２部分ＳＥＣＴ２２、第２３部分ＳＥＣＴ２３及び第４部分ＳＥＣＴ２４は軸Ｃｘの方向に配列される。さらに、積層生産物ＳＴＫにおいて、第１ウエハ生産物ＷＰ１、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１、第２平面導波路構造部ＰＬＳ２、及び第２ウエハ生産物ＷＰ２は、軸Ｃｘに交差する配置軸の方向に順に配列される。
【００８３】
積層生産物ＳＴＫにおいて、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２は平面導波路構造ＰＬＳ００を構成する。平面導波路構造ＰＬＳ００は各素子区画において第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂを有する。第１端面２１ａは軸Ｃｘに交差する平面に沿って延在する。第１端面２１ａは第１構造２７と第２構造２９との間に位置する。平面導波路構造ＰＬＳ００の第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２の各コア層６５ａ〜６５ｈは第１端面２１ａ及第２端面２１ｂの一方から他方に延在する。
【００８４】
積層生産物ＳＴＫを素子区画に分離することにより、多数の平面導波路部品１５を得ることができる。
【００８５】
平面導波路部品１５を作製する方法においては、積層生産物ＳＴＫの分離により、素子区画に基づく多数の平面導波路部品１５を得ることができる。平面導波路部品１５には、必要な場合には、集積導波路部品４３に固定するための固定部材、例えばソルダリングパッドを形成する。また、光導波路デバイス１１を作製する方法においては、平面導波路部品１５の第１構造２７及び第２構造２９によるキャビティにマルチコア光ファイバ１３の端部を挿入して、軸回りの回転によりアクティブ調芯を行う。この調芯の後に、平面導波路部品１５にマルチコア光ファイバ１３を固定する。この固定は例えば、UV樹脂を当該キャビティの入口側の一部、およびその外に一部はみ出るように塗布したのちUV光照射する等の方法により行われる。これにより、マルチコア光ファイバ１３及び平面導波路部品１５を互いに光学的に結合させることができた。さらに、光導波路装置４１を作製する方法においては、光導波路デバイス１１を集積導波路部品４３に対して、例えばアクティブ調芯により位置決めする。この位置決めの後に、光導波路デバイス１１を集積導波路部品４３に、例えばソルダリングにより固定する。これにより、光導波路デバイス１１及び集積導波路部品４３を互いに光学的に結合させることができた。
【００８６】
この作製方法によれば、第１構造２７を有する第１ウエハ生産物ＷＰ１に、貼り合わせにより、平面導波路構造ＰＬＳ００を形成すると共に、この後に、平面導波路構造ＰＬＳ００（貼り合わされた第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２）が第１ウエハ生産物ＷＰ１と第２ウエハ生産物ＷＰ２との間に位置するように、平面導波路構造ＰＬＳ００の第２平面導波路構造部ＰＬＳ２に第２ウエハ生産物ＷＰ２を貼り合わせる。これにより、第１ウエハ生産物ＷＰ１の第１構造２７に対して、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２内のコア層６５ａ〜６５ｈを位置決めしながら、第１ウエハ生産物ＷＰ１、平面導波路構造ＰＬＳ００、及び第２ウエハ生産物ＷＰ２が配置軸の方向に順に配列された積層生産物ＳＴＫを作製できる。この積層生産物ＳＴＫを素子区画に分離して、複数の平面導波路部品１５を作製できる。
【００８７】
このように作成された光導波路デバイス１１によれば、光導波路部品１５がマルチコア光ファイバ１３を受け入れることができる。マルチコア光ファイバ１３は第１構造２７の第１側面２７ａ及び第２側面２７ｂ並びに第２構造２９の第１側面２９ａ及び第２側面２９ｂにより支持されるとき、マルチコア光ファイバ１３のファイバ端面は平面導波路構造２１の第１端面２１ａに向き合わされる。また、マルチコア光ファイバ１３を第１構造２７及び第２構造２９の間における回転により、平面導波路構造２１の第１端面２１ａにおいて平面導波路構造２１の複数のコア層６５ａ〜６５ｈ（光導波路２５ａ〜２５ｈ）に光学的な結合のために位置合わせされる。マルチコア光ファイバ１３のファイバ端面は平面導波路構造２１の第１端面２１ａからのコア層６５ａ〜６５ｈ（光導波路２５ａ〜２５ｈ）が到達する第２端面２１ｂを介して、外部光デバイス（例えば集積導波路部品４３）に光学的に結合される。マルチコア光ファイバ１３を平面導波路構造２１の第１端面２１ａに突き当てて光結合を成すようにしてもよい。
【００８８】
（実施例１）
まず、複数のＳｉ基板上に厚さ１０μｍのＳｉＯ２膜と厚さ６μｍのＳｉＯＮコア層を順に堆積する。波長１．３μｍの光に対して、ＳｉＯ２層の屈折率は１．４５程度であり、ＳｉＯＮ層はこれよりも１％〜３％高い屈折率を有する。次に、複数の生産物の一部に、曲がり導波路を形成するように、ホトリソグラフィ及びエッチングによりＳｉＯＮコア層を加工する。この際に、ＳｉＯＮコア層のストライプ幅は６μｍであり、曲がり部分の曲率半径は４ｍｍである。
【００８９】
また、同様にして、複数の生産物の残りに、先に作製した曲がり導波路に対してミラー反転のパターンを有する曲がり導波路を形成するように、ホトリソグラフィ及びエッチングによりＳｉＯＮコア層を加工する。
【００９０】
曲がり導波路を含むようにＳｉＯＮコア層を加工した生産物のＳｉＯＮコア層上に厚さ２０μｍ程度のＳｉＯ２層を堆積する。この堆積の後に、ＳｉＯ２膜を研削・研磨および化学機械研磨（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishing）して、平坦化された表面を形成する。平坦化された表面を形成した後において、ＳｉＯＮコア層の上面上のＳｉＯ２膜厚は５μｍである。ここで、ミラー反転のパターンを有する曲がり導波路を形成した生産物については、先の工程に直ちに進めることなく保存する。平坦化された表面上に、平坦な表面を有する石英板（例えば厚さ５００μｍ）を接合する。この石英板の厚さを事前に測定しておく。この接合を形成するために、接合する両基板の表面を酸素または窒素のプラズマに晒して、親水化された両表面を形成する。この後に、両基板を重ね合わせて摂氏２５０度の温度で約２時間程度の熱処理を行う。接合した石英板を研削及び／又は研磨、並びにＣＭＰ法を適用して、残りの厚さ８０μｍの石英層を形成する。
【００９１】
ここで、保存しておいたミラー反転パターンを有する生産物を、研磨された石英板に接合する。この接合条件としては、既に説明した接合と同じ条件が適用可能である。この接合の際には、事前に個々のウエハに作製しておいた目合わせマークを用いて、ボンドアライナーを使用することにより両ウエハ間に接合を形成する。この目合わせは合わせ精度１μｍ以下の範囲で行われ、非常に正確である。
【００９２】
更に、接合により作製された貼合基板における片方のＳｉ基板を残厚３μｍ程度になるように研削・研磨を行う。
【００９３】
研磨により薄く加工されたＳｉ基板（Ｓｉ層）の窓明けのエッチングを行ってマスクを形成し、このマスクを用いて、平面導波路の光学的結合を成す第１端面及び第２端面を提供する開口を形成する。具体的には、Ｓｉ層をエッチングしてシリコンマスクを形成した後に、このマスクを用いてＳｉＯ２／ＳｉＯＮ光導波路部の全厚にわたってエッチングを行う。このエッチングには、ＣＦ４系のガスによるドライエッチングが適用できる。
【００９４】
ＳｉＯ２／ＳｉＯＮ光導波路部を加工した後に、シリコンマスクを除去するために、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム；Tetra-methyl ammonium hydroxide）溶液等によりエッチングする。これにより、光導波構造を含む基板生産物が得られる。シリコンマスクの除去により、表面にＳｉＯ２が露出する。ＳｉＯ２層の表面としては、Ｓｉ基板上に堆積されたＳｉＯ２層のシリコン酸化物表面が、Ｓｉ基板が除去されて、表出されるので、平坦化処理（例えばＣＭＰ）を施さなくても十分平坦な表面である。
【００９５】
別のＳｉ基板を用意し、このＳｉ基板上に光ファイバ用の溝および平面導波路構造の位置決め用のＶ溝を形成して、第１溝付き基板を形成する。この工程では、例えばＳｉ基板上にＳｉＯ２膜を形成し、この上において、Ｖ溝のためのストライプ方向を＜１１０＞方向またはこれと垂直方向に合わせたストライプ窓形のパターンを有するレジストマスクを形成する。このレジストマスクを用いてＳｉＯ２膜をウエットエッチングした後に、レジストマスクを除去する。このＳｉエッチングは、ＳｉＯ２膜マスクを用いて例えばＴＭＡＨ溶液により行われる。ＳｉのエッチングによりＶ溝を形成した後に、ＳｉＯ２膜をバッファードフッ酸（ＢＨＦ）により除去する。ＴＭＡＨ溶液のエッチングにより、Ｖ溝の側面に、Ｓｉ単結晶の（１１１）面が形成される。この溝付き基板上に、厚さ１５０ｎｍのＳｉＯ２膜を堆積する。
【００９６】
更に、この溝付きのＳｉ基板を、光導波構造を含む基板生産物に接合して、中間生産物を作製する。この接合条件として、既に説明した接合時と同じ条件が適用される。このときに、両基板に事前に作製された目合わせマークを用いて、ボンドアライナーを使用することにより両ウエハを接合する。この目合わせは合わせ精度１μｍ以下の範囲で行われ、非常に正確である。
【００９７】
このような工程により接合した溝付き基板（Ｓｉ基板）の裏面に、保護膜として厚さ１５０ｎｍのＳｉＯ２層を堆積する。この後に、上記の中間生産物内の溝付き基板及びＳｉ基板のうち、Ｓｉ基板をＴＭＡＨ溶液のエッチングにより除去して、中間生産物を作製する。このエッチングによる除去により、表面にＳｉＯ２が露出する。ＳｉＯ２層の表面は、Ｓｉ基板上に堆積されたＳｉＯ２層のシリコン酸化物表面が、Ｓｉ基板が除去されて表出されるので、平坦化処理（例えばＣＭＰ）を施さなくても十分平坦な表面である。なお、溝付き基板の裏面が保護膜で覆われているので、溝付き基板はエッチングされない。
【００９８】
第１溝付き基板と同様に、第２溝付き基板を準備する。第２溝付き基板は、第１溝付き基板と鏡像対称の位置関係に形成されたＶ溝を含む。この第２溝付き基板を、第１溝付き基板を含む中間生産物内の光導波構造のシリコン酸化物に接合する。この接合条件として、既に説明した第１溝付き基板の接合と同じ条件を用いることができる。この接合の際には、事前に個々のウエハに作製しておいた目合わせマークを用いて、ボンドアライナーを使用することにより両ウエハを接合する。この目合わせは合わせ精度１μｍ以下の範囲で行われ、非常に正確である。
【００９９】
これらの工程により、積層生産物が作製される。この積層生産物をダイシングして、導波路部品として導波路素子を作製できる。導波路素子の側面にソルダリング用のメタライズ層として、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／ＡｕＳｎ等のメタライズを施して、小型光路変換コネクタが完成する。小型変換コネクタにおいて、光ファイバを光集積素子に正確な位置合わせで容易に接続できる。
【０１００】
（第４実施形態）
次いで、図１４〜図１９を参照しながら、光導波路デバイス１１を作製する方法、平面導波路部品１５を作製する方法、及び光導波路装置４１を作製する方法に係る実施形態を説明する。
【０１０１】
工程Ｓ２０１では、図１４に示されるように、第１ウエハ生産物ＷＰ１を準備する。まず、第１ウエハＷ１を準備する。第１ウエハＷ１は例えばシリコン基板を備える。第１ウエハＷ１は、その主面にアレイ状に配列された素子区画ＳＥＣＴを備える。この第１ウエハＷ１から、素子区画ＳＥＣＴの各々に第１構造２７を含む第１ウエハ生産物ＷＰ１を形成する。第１ウエハＷ１の素子区画ＳＥＣＴの各々は、第１１部分ＳＥＣＴ１１、第１２部分ＳＥＣＴ１２、第１３部分ＳＥＣＴ１３及び第１４部分ＳＥＣＴ１４を備え、これらは、第１導波路軸ＷＧｘ１の方向に順に配列される。第１ウエハＷ１に、フォトリソグラフィ及びウエットエッチングを用いて、素子区画ＳＥＣＴの各々にマルチコア光ファイバを支持するための第１構造２７を形成する。第１構造２７は、第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂを有する。第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂの各々は、シリコン単結晶の（１１１）面を備える。
【０１０２】
工程Ｓ２０２では、図１４に示される工程Ｓ２０１における第１ウエハ生産物ＷＰ１の準備と同様に、第２ウエハ生産物ＷＰ２を準備する。まず、第２ウエハＷ２を準備する。第２ウエハＷ２は例えばシリコン基板を備える。第２ウエハＷ２は、その主面にアレイ状に配列された素子区画ＳＥＣＴを備える。この第２ウエハＷ２から、素子区画ＳＥＣＴの各々に第２構造２９を含む第２ウエハ生産物ＷＰ２を形成する。第２ウエハＷ２の素子区画ＳＥＣＴの各々は、第２１部分ＳＥＣＴ２１、第２２部分ＳＥＣＴ２２、第２３部分ＳＥＣＴ２３及び第２４部分ＳＥＣＴ２４を備え、これらは、第２導波路軸ＷＧｘ２の方向に順に配列される。第２ウエハＷ２に、フォトリソグラフィ及びウエットエッチングを用いて、素子区画ＳＥＣＴの各々にマルチコア光ファイバを支持するための第２構造２９を形成する。第２構造２９は、第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂを有する。第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂの各々は、シリコン単結晶の（１１１）面を備える。
【０１０３】
工程Ｓ２０３では、第１平面導波路構造部を形成して、中間生産物を形成する。中間生産物の形成では、図１５の（ａ）部に示されるように、基板８２を準備する。基板８２の主面８２ａ上に、第１列のコア層のための例えばシリコン系無機絶縁膜８３（具体的にはシリコン酸化窒化膜）及びクラッド層のための例えばシリコン系無機絶縁膜８５（具体的にはシリコン酸化膜）を順に成膜する。シリコン系無機絶縁膜８３及びシリコン系無機絶縁膜８５の積層を第１ウエハ生産物ＷＰ１に転写するために、図１５の（ｂ）部に示されるように、この中間生産物ＭＰ３を第１ウエハ生産物ＷＰ１に貼り合わせて、貼合基板ＢＷ１を作製する。この貼合基板ＢＷ１は、第１ウエハ生産物ＷＰ１とシリコン系無機絶縁膜８５との接合Ｊ４を含む。
【０１０４】
図１６の（ａ）部に示されるように、貼合基板ＢＷ１から基板８２を除去して、中間生産物ＭＰ４を作製する。この除去により、中間生産物ＭＰ４では、シリコン系無機絶縁膜８５及びシリコン系無機絶縁膜８３の積層は第１ウエハ生産物ＷＰ１に転写されて、第１ウエハＷ１上においてシリコン系無機絶縁膜８３が最表面に位置する。本実施例では、研磨により基板８２の除去を行う。基板８２の除去をウエットエッチングにより行うことができ、このときには、エッチング前に、第１ウエハＷ１の裏面を保護する保護膜を形成する。
【０１０５】
次いで、図１６の（ｂ）部に示されるように、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いて光導波路デバイス１１の平面導波路構造のためのコア層８３ａ〜８３ｄを形成する。コア層８３ａ〜８３ｄは、第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４のうちの、第１部分ＳＥＣＴ１の一部、第２部分ＳＥＣＴ２及び第３部分ＳＥＣＴ３に形成されている。コア層８３ａ〜８３ｄは、例えば図５の（ｃ）部に示されるようなパターン（コア層６５ａ〜６５ｄ）を有する。次いで、図１６の（ｃ）部に示されるように、第１部分ＳＥＣＴ１〜第４部分ＳＥＣＴ４上に、クラッド層のための例えばシリコン系無機絶縁膜８７（具体的にはシリコン酸化膜）を成膜して、コア層８３ａ〜８３ｄを覆う。この厚みは、コア層８３ａ〜８３ｄの厚さより大きい。下地のコア層８３ａ〜８３ｄの形状が反映されて、シリコン系無機絶縁膜８７の表面８７ａは平坦ではない。
【０１０６】
平坦性を得るために、図１６の（ｄ）部に示されるように、シリコン系無機絶縁膜８７の表面８７ａを研磨して、平坦な表面８７ｂを形成する。この研磨には、例え化学的機械的研磨法を適用できる。これまでの処理により、基板生産物ＳＰ５が形成される。これまでの工程において、第１ウエハ1生産物ＷＰ１上に第１平面導波路構造部のための一列に並んだ光導波路が作製される。第１平面導波路構造部ＰＬＳ１のための積層は、単一層の複数の光導波路を備える。また、この積層は第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４を含む。第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４は、それぞれ、第１ウエハ生産物ＷＰ１の第１ウエハＷ１の主面の第１１部分ＳＥＣＴ１１、第１２部分ＳＥＣＴ１２、第１３部分ＳＥＣＴ１３、及び第１４部分ＳＥＣＴ１４上に形成される。
【０１０７】
図１７に示されるように、フォトリソグラフィによりマスク８９を基板生産物ＳＰ５上に形成する。マスク８９の材料は例えば厚膜のフォトレジストである。マスク８９は、平面導波路構造２１の第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂ並びに第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅを規定するパターンを有する。マスク８９は、２つの開口８９ｅ、８９ｆを有する。開口８９ｅは、エッチングにより第１端面２１ａ、第１アーム部２１ｄ及び第２アーム部２１ｅを形成するためのパターンであり、開口８９ｆは、エッチングにより第２端面２１ｂを形成するためのパターンである。
【０１０８】
マスク８９を用いて、基板生産物ＳＰ５からのシリコン系無機絶縁膜８３、８５、８７をエッチングする。開口８９ｅ、８９ｆ内のシリコン系無機絶縁膜がエッチングされるので、コア層８３ａ〜８３ｄの端もエッチングされて、第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂにコア層８３ａ〜８３ｄが現れる。これにより、基板生産物ＳＰ６が作製される。
【０１０９】
ドライエッチングにより、シリコン系無機絶縁膜８７、８３、８５を含むシリコン系無機絶縁膜積層９１に、開口９１ａ及び開口９１ｂが形成される。開口９１ａは第１アーム部２１ｄの一部及び第２アーム部２１ｅの一部並びに第１端面２１ａの一部を提供し、開口９１ｂは第２端面２１ｂの一部を提供する。また、このドライエッチングではシリコン系無機絶縁体のためのエッチングガスを用いるので、第１ウエハＷ１（シリコン単結晶）はエッチングされない。エッチングの後にマスク８９を除去する。これにより、シリコン系無機絶縁膜積層９１の表面にシリコン系無機絶縁膜８７が現れる。これまでの工程により、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１のための積層を得ることができる。この積層は、第１部分ＳＥＣＴ１〜第４部分ＳＥＣＴ４を備え、これら第１部分ＳＥＣＴ１〜第４部分ＳＥＣＴ４は、それぞれ、第１ウエハ生産物ＷＰ１の第１１部分ＳＥＣＴ１１〜第１４部分ＳＥＣＴ１４上に設けられている。
【０１１０】
図１８に示されるように、基板生産物ＳＰ６に引き続く工程を適用する。基板生産物ＳＰ６上に、複数の光導波路列に所望の離間を作り込むために、光導波路列の間隔に応じた厚さのシリコン系無機絶縁領域９３（具体的にはシリコン酸化物）を形成して、基板生産物ＳＰ７を作製する。第２の実施形態のように石英板の貼り付け及び研磨を用いることができるが、ここでは、シリコン系無機絶縁膜を堆積する。なお、第２の実施形態において、石英板の適用に替えて、本実施形態のようにシリコン系無機絶縁膜の堆積及び開口形成を適用することができる。本実施例では、図１８の（ａ）部に示されるように、シリコン系無機絶縁領域９３としてのシリコン系無機絶縁層の形成は以下のように行われる：光導波路列に所望の離間を作り込むための厚さのシリコン系無機絶縁膜９３を別の基板９２上に成膜する；このシリコン系無機絶縁膜に、開口９１ａ、９１ｂに対応する開口９３ａ、９３ｂをエッチング及びフォトリソグラフィにより形成して中間生産物ＭＰ５を作製する。
【０１１１】
図１８の（ｂ）部に示されるように、中間生産物ＭＰ５の開口９３ａ、９３ｂをシリコン系無機絶縁膜積層９１の開口９１ａ、９１ｂに合わせて、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１の第１部分ＳＥＣＴ１〜第４部分ＳＥＣＴ４のシリコン系無機絶縁層８７にシリコン系無機絶縁領域９３を接合して、貼合基板ＢＷ２を作製する。この接合Ｊ５は、既に説明した親水化及び熱処理を適用して形成される。
【０１１２】
図１８の（ｃ）部に示されるように、貼合基板ＢＷ２から基板９２を除去して、基板生産物ＳＰ７を作製する。基板９２の除去は、本実施例では、基板９２の裏面を研磨することにより行われる。基板９２の除去の結果として、基板生産物ＳＰ７が作製される。基板生産物ＳＰ７は、開口９３ａ、９３ｂ及び開口９１ａ、９１ｂからの開口９５ａ、９５ｂを備える。これらの工程により第１平面導波路構造部ＰＬＳ１を形成して、基板生産物ＳＰ７を作製できた。この基板生産物ＳＰ７は、第１ウエハ生産物ＷＰ１の第１１部分ＳＥＣＴ１１、第１２部分ＳＥＣＴ１２、第１３部分ＳＥＣＴ１３及び第１４部分ＳＥＣＴ１４上にそれぞれ設けられた第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４を含む。第１平面導波路構造部ＰＬＳ１は、第２部分ＳＥＣＴ２及び第３部分ＳＥＣＴ３に設けられる光導波路の単一列を含む。
【０１１３】
工程Ｓ２０１から工程Ｓ２０３では、第１ウエハ生産物ＷＰ１に対して、単一のコア列を構成する複数の光導波路を形成して、基板生産物ＳＰ７を作製してきた。工程Ｓ２０４では、図１９の（ａ）部に示されるように、同様に工程群を第２ウエハ生産物ＷＰ２に適用することにより、単一のコア列を構成する複数の光導波路を形成して、基板生産物ＳＰ８を作製する。基板生産物ＳＰ８は、基板生産物ＳＰ７に対して以下の点で異なる：第２ウエハ生産物ＷＰ２が、第１ウエハ生産物ＷＰ１の第１構造２７のミラー反転のパターン形状で形成された第２構造２９を備えること；基板生産物ＳＰ８が、開口９５ａ、９５ｂのミラー反転のパターン形状で形成された開口９５ｃ、９５ｄを備えること；基板生産物ＳＰ８が、基板生産物ＳＰ７のコア層８３ａ〜８３ｄのミラー反転のパターン形状で形成されたコア層８３ｅ〜８３ｈを備えること。
【０１１４】
これらの工程により、第２基板生産物ＷＰ２上の第２平面導波路構造部ＰＬＳ２を形成して、基板生産物ＳＰ８を作製できた。この基板生産物ＳＰ８は、第２ウエハ生産物ＷＰ２の第２１部分ＳＥＣＴ２１、第２２部分ＳＥＣＴ２２、第２３部分ＳＥＣＴ２３及び第２４部分ＳＥＣＴ２４上にそれぞれ設けられた第１部分ＳＥＣＴ１、第２部分ＳＥＣＴ２、第３部分ＳＥＣＴ３及び第４部分ＳＥＣＴ４を含む。第２平面導波路構造部ＰＬＳ２は、第２２部分ＳＥＣＴ２及び第２３部分ＳＥＣＴ３に設けられる光導波路の単一列を含む。
【０１１５】
工程Ｓ２０５では、基板生産物ＳＰ７の第１ウエハＷ１の第１１部分ＳＥＣＴ１１、第１２部分ＳＥＣＴ１２、第１３部分ＳＥＣＴ１３、及び第１４部分ＳＥＣＴ１４に、基板生産物ＳＰ８の第２ウエハＷ２の第２１部分ＳＥＣＴ２１、第２２部分ＳＥＣＴ２２、第２３部分ＳＥＣＴ２３、及び第２４部分ＳＥＣＴ２４を対応させるように、基板生産物ＳＰ７及び基板生産物ＳＰ８を互いに貼り合わせて、積層生産物ＳＴＫを形成する。積層生産物ＳＴＫは、この貼り合わせにより形成された接合Ｊ６を含む。
【０１１６】
積層生産物ＳＴＫにおいて、第１構造２７の第１１側面２７ａ及び第１２側面２７ｂ並びに第２構造２９の第２１側面２９ａ及び第２２側面２９ｂはある軸（図１における第１軸Ａｘ１）の方向に延在している。積層生産物ＳＴＫにおいて、第１ウエハＷ１の第１１部分ＳＥＣＴ１１、第１２部分ＳＥＣＴ１２、第１３部分ＳＥＣＴ１３及び第１４部分ＳＥＣＴ１４はある軸（図１における第１軸Ａｘ１）の方向に配列されている。第２ウエハＷ２の第２１部分ＳＥＣＴ２１、第２２部分ＳＥＣＴ２２、第２３部分ＳＥＣＴ２３及び第２４部分ＳＥＣＴ２４はある軸（図１における第１軸Ａｘ１）の方向に配列されている。
【０１１７】
積層生産物ＳＴＫにおいて、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２は平面導波路構造ＰＬＳ００を構成する。積層生産物ＳＴＫ内の第１ウエハ生産物ＷＰ１、平面導波路構造ＰＬＳ００、及び第２ウエハ生産物ＷＰ２は、第１軸に交差する配列軸の方向に順に配置されている。平面導波路構造ＰＬＳ００は各素子区画において第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂを有する。第１端面２１ａは第１軸に交差する平面に沿って延在しており、第１端面２１ａは第１構造２７と第２構造２９との間に位置する。第１平面導波路構造部ＰＬＳ１は、各素子区画の第１２部分ＳＥＣＴ１２及び第１３部分ＳＥＣＴ１３上に設けられた複数の光導波路（コア層８３ａ〜８３ｄ）を含む。第２平面導波路構造部ＰＬＳ２は、各素子区画の第２２部分ＳＥＣＴ２２及び第２３部分ＳＥＣＴ２３上に設けられた複数の光導波路（コア層８３ｅ〜８３ｈ）を含む。平面導波路構造ＰＬＳ００の光導波路（コア層８３ａ〜８３ｈ）は、第１端面２１ａ及び第２端面２１ｂの一方から他方まで延在する。積層生産物ＳＴＫは、開口９５ａ及び開口９５ｃにより規定されるキャビティ９５ｅを備え、開口９５ｂ及び開口９５ｄにより規定されるキャビティ９５ｆを備える。キャビティ９５ｅの側面は第１端面２１ａを提供し、キャビティ９５ｆの側面は第２端面２１ａを提供する。個々の光導波路デバイス１１において、キャビティ９５ｅはマルチコア光ファイバ１３を収容する。
【０１１８】
積層生産物ＳＴＫを素子区画に分離することにより、多数の光導波路デバイス１１を得ることができる。
【０１１９】
この作製方法によれば、第１ウエハ生産物ＷＰ１が第１ウエハＷ１の第１１部分ＳＥＣＴ１１及びに第１２部分ＳＥＣＴ１２に設けられておりマルチコア光ファイバ１３を支持するための第１構造２７を有すると共に、第２ウエハ生産物ＷＰ２が第２ウエハＷ２の第２１部分ＳＥＣＴ２１及びに第２２部分ＳＥＣＴ２２に設けられておりマルチコア光ファイバ１３を支持するための第２構造２９を有する。これら第１ウエハ生産物ＷＰ１及び第２ウエハ生産物ＷＰ２に、それぞれ、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２を貼り合わせることにより、第１ウエハ生産物ＷＰ１の第１構造２７及び第２ウエハ生産物ＳＰ２の第２構造２９に対して、それぞれ、第１平面導波路構造部ＰＬＳ１及び第２平面導波路構造部ＰＬＳ２内の光導波路を位置決めしながら、第１ウエハ生産物ＷＰ１、平面導波路構造ＰＬＳ００、及び第２ウエハ生産物ＷＰ２が配列軸の方向に順に配列された積層生産物ＳＴＫを作製していくことができる。
【０１２０】
平面導波路部品１５を作製する方法においては、積層生産物ＳＴＫの分離により、素子区画に基づく多数の平面導波路部品１５を得ることができる。平面導波路部品１５には、必要な場合には、集積導波路部品４３に固定するための固定部材、例えばソルダリングパッドを形成する。また、光導波路デバイス１１を作製する方法においては、平面導波路部品１５の第１構造２７及び第２構造２９によるキャビティにマルチコア光ファイバ１３の端部を挿入して、軸回りの回転によりアクティブ調芯を行う。この調芯の後に、平面導波路部品１５にマルチコア光ファイバ１３を固定する。この固定は例えば、UV樹脂を当該キャビティの入口側の一部、およびその外に一部はみ出るように塗布したのちUV光照射する等の方法により行われる。これにより、マルチコア光ファイバ１３及び平面導波路部品１５を互いに光学的に結合させることができた。さらに、光導波路装置４１を作製する方法においては、光導波路デバイス１１を集積導波路部品４３に対して、例えばアクティブ調芯により位置決めする。この位置決めの後に、光導波路デバイス１１を集積導波路部品４３に、例えばソルダリングにより固定する。これにより、光導波路デバイス１１及び集積導波路部品４３を互いに光学的に結合させることができた。
【０１２１】
（実施例２）
Ｓｉ基板上に、光ファイバ用のＶ溝を形成する。このＶ溝は平面導波路構造の位置決めのためにも利用される。Ｓｉ基板上にＳｉＯ２膜を形成した後に、＜１１０＞方向またはこれと垂直方向に向き付けされた、Ｖ溝のためのストライプ窓形パターンのレジストマスクを形成する。このレジストマスクを用いてＳｉＯ２膜をウエットエッチングしてＳｉＯ２膜マスクを作製すると共に、このエッチングの後にレジストマスクを除去する。ＳｉＯ２膜マスクを用いてＴＭＡＨ溶液によりシリコンをエッチングして、Ｓｉ基板にＶ溝を形成する。Ｖ溝を形成した後に、ＳｉＯ２膜マスクをバッファードフッ酸（ＢＨＦ）により除去する。ＴＭＡＨ溶液のエッチングにより、Ｓｉ結晶の（１１１）面を側面として有する断面Ｖ形状の溝を形成する。
【０１２２】
別のＳｉ基板上に、厚さ８μｍのＳｉＯＮ層及び厚さ１０μｍＳｉＯ２層を成膜した基板生産物を作製する。この基板生産物のＳｉＯ２層面をＶ溝付きＳｉ基板に接合する。この接合を形成するために、接合する両基板の表面を酸素または窒素のプラズマに晒して、親水化された表面を形成する。この後に、両基板を重ね合わせて摂氏２５０度の温度で約２時間程度の熱処理を行う。
【０１２３】
Ｖ溝付きＳｉ基板の裏面に、厚さ１５０ｎｍのＳｉＯ２層を堆積して基板裏面に保護膜を形成した後に、Ｖ溝が形成されていない別のＳｉ基板をエッチングにより除去する。このエッチングは、例えばＴＭＡＨ溶液により行われる。別のＳｉ基板の除去により、貼合基板の表面にはＳｉＯＮ層表面が露出される。
【０１２４】
この貼合基板の一部を取り置き、残りの貼合基板に次の工程を適用する。残りの貼合基板において、フォトリソグラフィおよびエッチングによりＳｉＯＮ層を加工して、曲がり導波路のためのコアＳｉＯＮ層を形成する。ＳｉＯＮコアのストライプ幅は８μｍであり、曲がり部分での曲率半径は４ｍｍである。この平面光導波路の作製では、Ｓｉ基板上にＶ溝形成と同時に形成される合わせマークを用いてフォトリソグラフィを行うので、Ｖ溝に対してＳｉＯＮコアを目合わせ精度０．３μｍ以下で形成できる。この点で、実施例１に比べて、良好な目合わせ精度が達成される。
【０１２５】
ＳｉＯＮコアを形成した後に、コアＳｉＯＮ層を覆うように厚さ２０μｍのＳｉＯ２層を堆積する。次いで、このＳｉＯ２膜を研磨およびＣＭＰ法により、その表面を平坦化する。平坦化された表面とコアＳｉＯＮ層の上面との間隔は、５例えば５μｍである。この結果、単一の平面導波路層及び平坦な表面を有する薄いシリコン系無機絶縁膜積層を形成する。
【０１２６】
フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、シリコン系無機絶縁膜積層に、第１端面の一部を構成するための第１開口及び第２端面の一部を構成するための第２開口をドライエッチングにより形成する。
【０１２７】
別のＳｉ基板を準備する。この別のＳｉ基板上に、厚さ４０μｍのＳｉＯ２層を形成した後に、この厚いＳｉＯ２層及びＳｉ基板に、第１端面の一部を構成する第１開口及び第２端面の一部を構成する第２開口をエッチングにより形成する。このＳｉ基板上のＳｉＯ２層をシリコン系無機絶縁膜積層に接合して、中間生産物を作製する。この接合条件として、既に説明された接合と同様な条件が適用される。この接合の際には、事前に個々のウエハに作製しておいた目合わせマークを用いて、ボンドアライナーを使用することにより両ウエハを接合する。この目合わせは合わせ精度１μｍ以下の範囲で行われ、非常に正確である。
【０１２８】
なお、接合の位置合わせマージンを考慮して、厚いＳｉＯ２膜に形成する第１開口及び第２開口は、それぞれ、上記光導波路構造における第１開口及び第２開口より少し大きめに形成されることが良い。これにより、このＳｉＯ２層が光導波路構造の第１端面及び第２端面から突出して、例えばマルチコア光ファイバのファイバ端面におけるファイバコアと光導波路構造のＰＬＣコアとの間に空隙を形成することを防止できる。
【０１２９】
この貼り付けの後に、中間生産物内の別のＳｉ基板を研削・研磨により除去すると共に、厚いＳｉＯ２膜の表面をＣＭＰ法で平坦化して、平坦なＳｉＯ２膜表面を有する厚いシリコン系無機絶縁膜積層を含む第１番目の基板生産物を作製する。
【０１３０】
取り置いた貼合基板に、先の貼合基板のコアＳｉＯＮ層のパターンに対して鏡像対称の配置で、フォトリソグラフィおよびエッチングにより貼合基板のＳｉＯＮ層を加工して、曲がり導波路のためのコアＳｉＯＮ層を形成する。ＳｉＯＮコアのストライプ幅は８μｍであり、曲がり部分での曲率半径は４ｍｍである。この平面光導波路の作製では、Ｓｉ基板上にＶ溝形成と同時に形成される合わせマークを用いてフォトリソグラフィを行うので、Ｖ溝に対してＳｉＯＮコアを目合わせ精度０．３μｍ以下で形成できる。この点で、実施例１に比べて、良好な目合わせ精度が達成される。ＳｉＯＮコアを形成した後に、コアＳｉＯＮ層を覆うように厚さ２０μｍのＳｉＯ２層を堆積する。次いで、このＳｉＯ２膜を研磨およびＣＭＰ法により、その表面を平坦化する。平坦化された表面とコアＳｉＯＮ層の上面との間隔は、例えば５μｍである。この結果、単一の平面導波路層及び平坦な表面を有する薄いシリコン系無機絶縁膜積層を形成する。フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、シリコン系無機絶縁膜積層に、第１端面の一部を構成するための第１開口及び第２端面の一部を構成するための第２開口をドライエッチングにより形成して、第２番目の基板生産物を作製する。
【０１３１】
第１番目の基板生産物内の厚いシリコン系無機絶縁膜積層の平坦なＳｉＯ２膜表面に、第２番目の基板生産物内の薄いシリコン系無機絶縁膜積層を接合して、積層生産物を作製する。この接合を形成するために、接合する両基板の表面を酸素または窒素のプラズマに晒して、親水化された表面を形成する。この後に、両基板を重ね合わせて摂氏２５０度の温度で約２時間程度の熱処理を行う。この接合の際には、事前に個々のウエハに作製しておいた目合わせマークを用いて、ボンドアライナーを使用することにより両ウエハを接合する。この目合わせは合わせ精度１μｍ以下の範囲で行われ、非常に正確である。
【０１３２】
これらの工程により、積層生産物が作製される。この積層生産物をダイシングして、導波路部品として導波路素子を作製できる。導波路素子の側面にソルダリング用のメタライズ層として、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／ＡｕＳｎ等のメタライズを施して、小形光路変換コネクタが完成する。小型変換コネクタにおいて、光ファイバを光集積素子に正確な位置合わせで容易に接続できる。
【０１３３】
（実施例３）
本発明に係る実施例では、複数回の成膜、複数回の貼り合わせ、及び複数回の研磨・エッチング等を行う。これらの工程における製造マージンを見積もる。
【０１３４】
ウエハ生産物の主面に垂直な方向に係る位置精度（コアの位置精度）に影響を与える工程及びばらつきは以下の通りである。クラッド層およびコア層の成膜では−０．２μｍ〜＋０．２μｍの厚さばらつきである。平坦化研磨では、−０．５μｍ〜＋０．５μｍの厚さばらつきが発生する。石英板研削では、−１．０μｍ〜＋１．０μｍの厚さばらつきが発生する。シリコン基板へのＶ溝の形成（２回）では、＋０．７μｍの深さばらつきが発生する。これらのばらつきの全てを加算すると、ばらつきの最悪値は３．４μｍとなる。これは、垂直方向に関しては３．４μｍ以下のコアの位置精度が得られることを示す。実際のところ、これらのばらつき要素の全てが同じ方向でかつ最悪値になる確率は少ないから、実物の製造物における位置偏差はこれよりかなり小さい。この偏差を各々２σ値とするとき、これらばらつきが重ね合わさった場合の２σ値は、２×（０．１２＋０．２５２＋０．５２＋０．３５２）１／２で表される。この値は１．３３μｍとなる。このため、本実施の形態に係る製造方法に適用により、製造物の９５％は１．３３μｍ以内の偏差内にある。
【０１３５】
基板と平行な方向に係る位置精度（コアの位置精度）に影響を与える工程及びばらつきは以下の通りである。
曲がり導波路形成は、−０．２μｍ〜＋０．２μｍの位置精度でフォトリソグラフィを行うことができる。導波路接合では、通常のボンドアライナーを用いて−１．０μｍ〜＋１．０μｍの正確さで接合を行える。ＳｉＯ２導波路エッチングでは、−０．３μｍ〜＋０．３μｍの位置精度でフォトリソグラフィを行うことができる。シリコン基板へのＶ溝の形成（２回）では、＋０．７μｍの位置ばらつきが発生する。シリコン基板の貼付けでは、通常のボンドアライナーを用いて−１．０μｍ〜＋１．０μｍの正確さで接合を行える。これらのばらつきの全てを加算すると、面内方向のばらつきの最悪値は３＋１．２μｍとなる。実際のところ、これらのばらつき要素の全てが同じ方向でかつ最悪値になる確率は少ないから、実物の製造物における位置偏差はこれよりかなり小さい。この偏差を各々２σ値とするとき、これらばらつきが重ね合わさった場合の２σ値は、２×（０．１２＋０．５２＋０．１５２＋０．３５２＋０．５２＋０．５２）１／２で表される。この値は１．９０μｍとなる。このため、本実施の形態に係る製造方法に適用により、製造物の９５％は１．９０μｍ以内の偏差内にある。
【０１３６】
本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、マルチコア光ファイバに光結合可能でありマルチコア光ファイバの位置合わせ及び角度あわせを容易にする構造を有する光導波路デバイスを提供できる。また、本実施の形態によれば、この光導波路デバイスを含む光導波路装置を提供できる。さらに、本実施の形態によれば、マルチコア光ファイバに光結合可能でありマルチコア光ファイバの位置合わせ及び角度あわせを容易にする構造を有する光導波路デバイスを作製する方法を提供できる。
【符号の説明】
【０１３８】
１１…光導波路デバイス、１３…マルチコア光ファイバ、１５…平面導波路部品、１７…第１基板、１９…第２基板、２１…平面導波路構造、２１ａ…第１端面、２１ｂ…第２端面、２７…第１構造、２７ａ…第１１側面、２７ｂ…第１２側面、２９…第２構造、２９ａ…第２１側面、２９ｂ…第２２側面。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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