(57)【要約】【課題】生産性の良い光路長調整技術の提供。【解決手段】フォトリソグラフィ技術を用いて光導波路２０１を基板上にパターン化する際、フォトリソグラフィに用いるフォトマスクのコア用回路パターンを過去に作製した光導波路の特性を元にトリミングし、このトリミングしたフォトマスクを用いて光導波路２０１にコアが消失した部分２０３を形成することで、光路長を調整する。【選択図】　　　図２
2004102195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトリソグラフィ技術を用いて基板上にコアをパターン化する光導波路の製造方法において、フォトリソグラフィを行う際に用いるフォトマスクのコア用回路パターンを過去に作製した光導波路の特性を元にトリミングして、光導波路の光路長を調整することを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光導波路の光路長調整方法において、前記回路パターンを、その一部をレーザで蒸発させることにより、トリミングすることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項３】
請求項１に記載の光導波路の光路長調整方法において、前記回路パターンを、前記コアが光軸方向に対して分断するように、トリミングすることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光導波路の光路長調整方法において、前記回路パターンを、前記コアの幅が変化するように、トリミングすることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の光導波路の光路長調整方法において、光路長を調整する対象の光導波路が光干渉計を構成するアームであることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光導波路の光路長調整方法において、前記光干渉計が２つのスラブ導波路と、それら２つのスラブ導波路を結ぶ複数の長さが異なるアレイ導波路とからなるアレイ導波路格子であることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項７】
請求項５に記載の光導波路の光路長調整方法において、前記光干渉計が２つのカプラと、それら２つのカプラを結ぶ２本のアーム導波路とからなるマッハツェンダ干渉計であることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項８】
請求項５に記載の光導波路の光路長調整方法において、前記光干渉計が２つのカプラと、それら２つのカプラを結ぶ２本のアーム導波路と、該アーム導波路に設けた熱光学位相シフタとからなる熱光学スイッチであることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項９】
請求項５に記載の光導波路の光路長調整方法において、前記光干渉計が２つのカプラと、それら２つのカプラを結ぶ複数のアーム導波路とからなるトランスバーサルフィルタであることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の光導波路の光路長調整方法において、光路長を調整する対象の光導波路が基板上のガラス光導波路であることを特徴とする光導波路の光路長調整方法。
【請求項１１】
フォトリソグラフィ技術を用いて基板上にコアをパターン化した光導波路を有する回路部品であって、前記光導波路の光路長が請求項１ないし１０のいずれかに記載の光導波路の光路長調整方法により所定量調整されたことを特徴とする光導波回路部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路の光路長調整方法および光路長調整を施した光導波回路部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光通信システム用の光部品として、シリコン等の平面基板上に形成された石英系プレーナ光波回路が開発され、実際のシステムで使用されている。その代表的な回路としては、複数の異なる波長の光を合分波するアレイ導波路回折格子（以下、ＡＷＧと略す）や、光の経路切り替えを行う熱光学型光スイッチ（以下、ＴＯＳＷと略す）などが挙げられる。これらの原理を簡単に説明する。ＡＷＧは、光を複数の光導波路に分岐し、それらに所望の位相差を与え合波することによって、複数の異なる波長を異なる光導波路へ分岐するものである。また、ＴＯＳＷは、光を２つの光導波路に分岐し、それら２つの光導波路を伝搬する光の位相差を調整することによって、合波後の光強度を調整するものである。これらはいずれも干渉原理を利用しており、その光路長を高精度に設定することが必要である。しかしながら、前述の光路長は様々な要因によっ設計値からのずれ（光路長誤差）が生じるため、特性劣化の原因となっていた。そこで、この光路長誤差を補正するために、デバイス（光導波回路部品）を作製した後に光路長を調整する方法が種々提案されている。以下に、従来提案されている光路長調整方法のいくつかを説明する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−５１１４５号公報
【特許文献２】
特開平６−３４９２５号公報
【０００４】
特開平６−５１１４５号公報（光回路及びその製造方法）では、紫外線照射による光路長調整方法が開示されている。この方法では、Ｇｅを添加した光導波路に紫外線を照射することにより、色中心欠陥生成および密度変化に起因する屈折率変化を生じさせている。図１０（ａ）は紫外線照射による光路長調整方法の概念図を示しており、図中、１００１は紫外線、１００３はコア、１００４はクラッド、１００５は基板を表す。
【０００５】
特開平６−３４９２５号公報（光導波回路装置）では、薄膜ヒータ加熱による光路長調整方法が開示されている。この方法では、光導波路の真上に装荷した薄膜ヒータに大きな電力を印加し、光導波路を局所的に高温加熱することにより、光導波路の実効屈折率を恒久的に変化させている。図１０（ｂ）は薄膜ヒータ加熱による光路長調整手法の概念図を示しており、図中、１００２は薄膜ヒータ、１００３はコア、１００４はクラッド、１００５は基板を表す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案されている上記の光路長調整方法では以下に述べる問題点があった。
（１）　図１０（ａ）に示した紫外線１００１の照射による光路長調整方法では、１個所の光路長を調整するのに数十分〜数時間が必要であり、量産する工程ではこのような長時間にわたる調整は著しく生産性を低下させる。
（２）　図１０（ｂ）に示した薄膜ヒータ１００２での加熱による光路長調整方法では、光路長調整用の薄膜ヒータ１００２を装荷する必要があり、電極取り出しのための配線やパッド等を含めると、デバイスのサイズが著しく大きくなる。また、１個所の光路長調整に数十分必要であり、調整個所が数十〜数百個所にも及ぶ大規模なＴＯＳＷにおいては、著しく生産性を低下させる。
【０００７】
本発明の課題は、上記問題点を解消する光導波路の光路長調整方法および光路長調整を施した光導波回路部品を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明は光導波路の光路長調整方法であり、フォトリソグラフィ技術を用いて基板上にコアをパターン化する光導波路の製造方法において、フォトリソグラフィを行う際に用いるフォトマスクのコア用回路パターンを過去に作製した光導波路の特性を元にトリミングして、光導波路の光路長を調整することを特徴としている。
【０００９】
この光路長調整方法によれば、以下の作用効果がある。
（１）　フォトマスクを一度トリミングしてしまえば、それを繰り返して用いることにより高精度な光路長設定が可能となる。従って、従来必要であったデバイス作製後の光路長調整時間を短縮することができ、生産性が向上する。
（２）　光路長を調整するためにコアに対して外的な付加（密度変化等）もしくは物質的な変化（色中心欠陥生成等）を与えないため、信頼性に優れている。
（３）　光路長調整用の薄膜ヒータを装荷するなどの追加プロセスが削減できるため、生産性が向上する。
（４）　光路長調整用の薄膜ヒータや、これに通電させるための配線や電極パッドを削減できるため、回路サイズを小型化できる。
【００１０】
第２発明は、第１発明の光導波路の光路長調整方法において、前記コア用回路パターンを、その一部をレーザで蒸発させることで、トリミングすることを特徴とする。
【００１１】
第３発明は、第１発明の光導波路の光路長調整方法において、前記コア用回路パターンを、前記コアが光軸方向に対して分断するように、トリミングすることを特徴とする。
【００１２】
第４発明は、第１発明の光導波路の光路長調整方法において、前記コア用回路パターンを、前記コアの幅が変化するように、トリミングすることを特徴とする。
【００１３】
第５発明は、第１発明ないし第４発明いずれかの光導波路の光路長調整方法において、光路長を調整する対象の光導波路が光干渉計を構成するアームであることを特徴とする。
【００１４】
第６発明は、第５発明の光導波路の光路長調整方法において、前記光干渉計が２つのスラブ導波路と、それら２つのスラブ導波路を結ぶ複数の長さが異なるアレイ導波路とからなるアレイ導波路格子であることを特徴とする。
【００１５】
第７発明は、第５発明の光導波路の光路長調整方法において、前記光干渉計が２つのカプラと、それら２つのカプラを結ぶ２本のアーム導波路とからなるマッハツェンダ干渉計であることを特徴とする。
【００１６】
第８発明は、第５発明の光導波路の光路長調整方法において、前記光干渉計が２つのカプラと、それら２つのカプラを結ぶ２本のアーム導波路と、該アーム導波路に設けた熱光学位相シフタとからなる熱光学スイッチであることを特徴とする。
【００１７】
第９発明は、第５発明の光導波路の光路長調整方法において、前記光干渉計が２つのカプラと、それら２つのカプラを結ぶ複数のアーム導波路とからなるトランスバーサルフィルタであることを特徴とする。
【００１８】
第１０発明は、第１発明ないし第９発明いずれかの光導波路の光路長調整方法において、光路長を調整する対象の光導波路が基板上のガラス光導波路であることを特徴とする。
【００１９】
第１１発明はフォトリソグラフィ技術を用いて基板上にコアをパターン化した光導波路を有する回路部品であり、その光路長が第１発明ないし第１０発明いずれかの光導波路の光路長調整方法により所定量調整されたことを特徴としている。
【００２０】
【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説明する。
【００２１】
以下の説明では、フォトリソグラフィ技術を用いて基板上にコアをパターン化する光導波路として、シリコンの平面基板上に形成された石英ガラス系光導波路を例にとって、光路長調整技術を説明する。これは、シリコン基板と石英系光導波路の組み合わせが安定で信頼性に優れた光導波路デバイスを作製するのに適しているからである。しかしながら、本発明はこの組み合わせに限定されるものではなく、他の材料を用いた基板、適宜なガラスなど他の材料を用いた光導波路であっても無論構わない。
【００２２】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例に用いたレーザトリミング装置の概略図であって、図中の符号に関し、１０１は波長０．５３２ミクロンのＮｄ：ＹＡＧレーザ、１０２はレンズ、１０３はＣｒ（クローム：フォトマスクのコア用回路パターン）、１０４は石英ガラス基板（フォトマスク基板）を表している。
【００２３】
本第１実施例では、フォトマスクとして、石英ガラス基板１０４上に薄くＣｒ１０３を付着させ、電子ビーム露光装置（図示省略）を用いて、フォトリソグラフィを行うためのコア用回路パターン（コアパターン）をＣｒ１０３に描画したものを用いている。これを用いた理由は、入手が容易であるためであるが、本発明はこの組み合わせに限定されるものではなく、他の材料を用いた組み合わせであっても構わない。
【００２４】
また、本第１実施例では光照射の波長を０．５３２ミクロンとしたが、これはＮｄ：ＹＡＧレーザからの波長１．０６４ミクロンの光を非線形結晶などに導くなどして容易に生成できるからである。しかしながら、本発明はこの波長に限定されるものではなく、コアパターンを形成したＣｒ１０３などの材料を一部蒸発させるなどによって加工できるものであれば、どのようなレーザまたは波長を用いても構わない。また、レーザ加工の他、フォトマスクのコアパターンを加工できるものであれば、どのような手法を採用しても良い。
【００２５】
はじめに、光路長調整方法を説明する。レーザ１０１からの波長０．５３２ミクロンの光は、レンズ１０２で集光されてフォトマスクのコア用回路パターンを形成しているＣｒ１０３に照射する。レーザ照射されたＣｒ１０３は局所的に熱せられて蒸発し、消失する。図９（ａ）（ｂ）に、一部が消失してコア用回路パターンが分断したフォトマスクの例を示す。図９（ｃ）に、一部が消失してコア用回路パターンの幅が変化したフォトマスクの例を示す。
【００２６】
以下、フォトマスクの回路パターンを加工することをマスクトリミングと略して呼ぶ。
【００２７】
このようにしてコア用回路パターンのトリミングを行ったフォトマスクを、コアのパターン化に用いて石英系プレーナ光回路を作製した場合、フォトマスクのコア用回路パターンが蒸発した部分（トリミング領域）のみコアが形成されずに消失しており、この部分はコアに代えてクラッドで埋められる。
【００２８】
部分的にコアがクラッドに置き換わった光導波路を伝搬する光は、コアが消失した部分でクラッドの屈折率を感じる。クラッドはコアに比べて屈折率が低いため、通常の光導波路に比べて光路長が短くなる。従って、コアがクラッドに置き換わる領域を調節することによって光路長の調整が可能となる。
【００２９】
上記の光路長調整方法を検証するための実験を行ったので、以下に示す。すなわち、非対称マッハツェンダ光干渉計回路を複数配置したフォトマスクを用意し、それを用いて光導波路のコアのパターン化を行った。そして、前述のようにフォトマスクにレーザを照射してトリミングを行った。具体的には、レーザの照射サイズを４ミクロン×３０ミクロンとして、フォトマスク上で、非対称マッハツェンダ光干渉計回路のアーム導波路部に相当する部分に照射した。その結果、長手方向に４ミクロンだけ分断するようにコア用回路パターンが一部消失した。フォトリソグラフィ技術を用いてコアをパターン化する際、回路パターン（Ｃｒ）が消失した部分は、コアが形成されずクラッドで埋められる。
【００３０】
ここで、コアをクラッドに置き換えた光導波路の長手方向の長さをトリミング長と定義する。
【００３１】
このトリミング長を調整するため、本第１実施例では、複数の位置でコアを分断するように、フォトマスクのコア用回路パターンにレーザ照射を行った。このようにトリミング長を分割したのは、コアが分断された部分で発生する放射モードとコアを伝搬する導波モードが再結合することによって、損失を低く抑えることができるためである。なお、レーザ照射間隔（もしくはコア分断間隔）は２０〜１００ミクロン程度が良い。
【００３２】
このようにして、レーザ照射でマスクトリミングを行ったフォトマスクを用いて、コアのパターン化を行った。図２、図３を参照して、以下に示す。
【００３３】
図２（ａ）はマスクトリミング前のフォトマスクを用いて作製した非対称マッハツェンダ光干渉計回路を示し、図２（ｂ）はマスクトリミング後のフォトマスクを用いて作製した非対称マッハツェンダ光干渉計回路を示す。図２（ａ）（ｂ）中、２０１は光導波路、２０２は３ｄＢ方向性結合器、２０３はマスクトリミングによってコアが消失した部分である。図２（ｂ）では、２個の３ｄＢ方向性結合器２０２を結ぶ２本の光導波路（アーム導波路）のうち、一方のアーム導波路のコアが３個所で分断されている。なお、２つの非対称マッハツェンダ光干渉計回路のウェハは同様な作製技術により作製した。
【００３４】
マスクトリミング前後の位相（光路長）変化の測定には、波長に対して周期的に現れる強度ピークを利用した。強度ピークは光路長差（位相差）に依存することから、マスクトリミング前後の強度ピーク変化から位相変化を求めた。図３はマスクトリミング前後における位相変化のトリミング長依存性を示す。図３中、黒い丸は位相変化の実験値を示し、黒い横長棒は損失の実験値を、斜めの直線は位相変化の理論値を示している。図３より、マスクトリミング前後の位相変化はトリミング長に比例しており、クラッドとコアの屈折率差から求めた理論値ともほぼ一致している。従って、本発明の光路長調整方法が十分適用可能であることが確認できた。また、マスクトリミングによる過剰損失もないことも確認できた。
【００３５】
次に、上記の光路長調整方法を２×２熱光学型光スイッチ（ＴＯＳＷ）の位相（光路長）誤差低減に適用したので、図４を参照して、以下に示す。図４は今回作製した石英系光導波路で構成された対称２×２ＴＯＳＷの概略構成図を示す。この対称２×２ＴＯＳＷは、２個の３ｄＢ方向性結合器（カプラ）４０２とこれらを結ぶ２本の光導波路（アーム導波路）に、熱光学位相シフタとして、２個の薄膜ヒータ４０４を加えて構成されたマッハツェンダ光干渉計回路である。２個の３ｄＢ方向性結合器２０２を結んでいる２本のアーム導波路間の光路長差｜ΔＬｏｐｔ｜は、用途に応じて、ゼロ（｜ΔＬｏｐｔ｜＝０）もしくは信号光波長の２分の１（｜ΔＬｏｐｔ｜＝λ／２）などに設計される。図４では、｜ΔＬｏｐｔ｜＝０の時の構成を示しており、対称２×２ＴＯＳＷを作製する際に、コア回路パターンにマスクトリミングを施したフォトマスクを用いて少なくとも一方のアーム導波路のコアを分断することにより、この条件を満たしている。
【００３６】
以下に、図４に示した２×２ＴＯＳＷの動作を説明する。薄膜ヒータ４０４に無通電のときは（クロス状態、オフ時）、光路長差｜ΔＬｏｐｔ｜はゼロであり、公知の干渉原理により、入力導波路端４０５ａから入った信号光は出力導波路端４０６ｂに伝搬し、入力導波路端４０５ｂから入った信号光は出力導波路端４０６ａに伝搬する。一方、薄膜ヒータ４０４に通電して（バー状態、オン時）、前記光路長差｜ΔＬｏｐｔ｜を熱光学効果により信号光波長の２分の１相当分変化させると、入力導波路端４０５ａから入った信号光は出力導波路端４０６ａへ導かれ、入力導波路端４０５ｂから入った信号光は出力導波路端４０６ｂに導かれ、結果、スイッチング動作する。図４中、４０１は光導波路、４０３は薄膜ヒータ用の配線を表している。
【００３７】
上述した２×２ＴＯＳＷに用いられている石英系光導波路４０１は、ＳｉＣｌ４　やＧｅＣｌ４　などの原料ガスの加水分解反応を利用した石英系ガラス膜の堆積技術と反応性イオンエッチング技術との組み合わせにより厚さ１ｍｍ、直径４インチのシリコン平面基板上に作製し、薄膜ヒータ４０４は真空蒸着法および化学エッチングにより作製した。光導波路４０１のコアの断面形状は６×６μｍ２　、コアとクラッドの比屈折率差は０．７５％とした。薄膜ヒータ４０４は、１μｍ厚、４０μｍ幅、４ｍｍ長である。２本のアーム導波路の間隔（アーム導波路間隔）は２５０μｍである。
【００３８】
このような２×２ＴＯＳＷを４インチウェハ上に２０回路配置し、２本のアーム導波路を伝搬する光の位相差について、設計値からのずれ（位相誤差）を測定したので、図５、図６を参照して、以下に示す。位相誤差の測定には、薄膜ヒータ加熱による光出力変化を利用した。例えば、図４にて、薄膜ヒータ４０４にある電力Ｐを与えた場合、入力導波路端４０５ａから入射して出力導波路端４０６ａに導かれる光透過率Ｉは、式（１）で与えられる。
Ｉ＝ｓｉｎ２　｜（ｋＰ＋δφ）／２｜　　　　式（１）
ここで、ｋは熱光学効果による位相シフト係数であり、δφは光路長差δＬによる位相差である。従って、規格化光透過率Ｉの電力Ｐに対する依存性から、光導波路の位相差δφすなわち光路長差δＬを求めることができる。
【００３９】
図５（ａ）はマスクトリミング前のフォトマスクを用いて４インチウェハ上に２０回路作製した２×２ＴＯＳＷに関して、回路番号と設計値からの位相誤差との関係を示す。作製したウェハ枚数は１００枚であり、位相誤差測定には、上記の薄膜ヒータ加熱による光出力変化を利用した測定法を使用した。位相誤差は−１〜０．５ラジアンであり、回路番号依存性が観測された。
【００４０】
そこで、この回路番号依存性の低減をマスクトリミング（フォトマスクのコアパターンのトリミング）で行った。その際、過去に作製した光導波路の特性、具体的には、図５（ａ）の回路番号依存性（マスクトリミング前のフォトマスクを用いて作製した２０回路の２×２ＴＯＳＷについての特性）を元に、図５（ａ）から位相誤差の平均値を各回路毎に求めてそれを補正するようにマスクトリミングを行った。補正には、図３に示したトリミング長と位相（光路長）変化との関係を用いた。
【００４１】
図５（ｂ）は、このようにして行ったマスクトリミング後のフォトマスクを用いて４インチウェハ上に２０回路作製した２×２ＴＯＳＷに関して、回路番号と設計値からの位相誤差との関係を示す。図６はマスクトリミング後のフォトマスクを用いて作製した１回路分の２×２ＴＯＳＷの光導波路に関する概略図を示す。図５（ｂ）から判るように、位相誤差は約±０．４ラジアンの範囲に収まっており、位相誤差を低減することができた。図６中、６０１は光導波路、６０２は３ｄＢ方向性結合器、６０３はマスクトリミングによってコアが消失した部分であり、２個の３ｄＢ方向性結合器６０２を結ぶ２本の光導波路（アーム導波路）のうち、一方のアーム導波路のコアが３個所で分断されている。
【００４２】
上記の説明では、本発明の光路長調整方法を２×２ＴＯＳＷの位相誤差低減に適用した。しかしながら、マッハツェンダ光干渉計回路を多段に組み合わせたラティスフィルタなどの回路においても、適用できることはいうまでもない。さらには、２つのカプラ（光結合器）とそれらを結ぶ２本のアーム導波路から構成されるマッハツェンダ干渉計など、種々の光干渉計のアームについて本発明の光路長調整方法を適用することができる。
【００４３】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例として、第１実施例で説明したマスクトリミング手法をＡＷＧの各アレイ導波路の位相誤差の低減に適用した例を、図７、図８を参照して以下に説明する。
【００４４】
図７（ａ）はマスクトリミング後のフォトマスクを用いて作製した石英系光導波路からなるＡＷＧの回路全体の概略図、図７（ｂ）は図７（ａ）中のトリミング領域７０６付近の拡大図を示している。なお、光導波路の作製方法、そしてコアの断面形状や比屈折率差は第１実施例と同様である。
【００４５】
はじめに、図７（ａ）を参照してＡＷＧの動作原理を簡単に説明する。ここでは、ＡＷＧの分波機能のみを説明する。光の相反定理に基づけば、合波機能も有していることが容易に理解できるので、合波機能の説明は割愛する。ＡＷＧはアレイ導波路格子とも呼ばれる。
【００４６】
図７（ａ）において、入力導波路端７０１から入った信号光は入力側スラブ導波路７０２に伝搬する。スラブ導波路７０２内では水平方向の閉じ込めがないため、光は広がり、複数のアレイ導波路７０３に伝搬する。光は各アレイ導波路７０３で所望の位相差を受けた後、出力側スラブ導波路７０４に伝搬し、スラブ導波路７０４の曲率中心付近に集光する。このとき、波長によってアレイ導波路７０３間の位相差は異なるため、スラブ導波路７０４での集光位置が波長毎に変化する。集光した光は位置が異なる複数の出力導波路に入り出力導波路端７０５に伝搬する。その結果、それぞれの出力導波路端７０５からは異なる波長の光が出力し、分波器として動作する。今回作製したＡＷＧは、１５４６．１ｎｍから１５５８．１ｎｍまでの０．８ｎｍ間隔の１６波の光を分波する機能を有している。なお、図７（ａ）では、簡単のため、アレイ導波路および出力導波路の本数を減らして記載している。
【００４７】
図７（ａ）に示したＡＷＧを４インチウェハ上に８個配置し、それらについて各アレイ導波路７０３の設計値からの位相誤差（光路長誤差）を測定した。この位相誤差の測定には、低コヒーレント光源を用いたマッハツェンダ干渉計とフーリエ分光法を組み合わせた公知の測定法を用いた。
【００４８】
図８（ａ）はマスクトリミング前のフォトマスクを用いて４インチウェハ上に８回路作製したＡＷＧに関して、アレイ導波路番号と設計値からの位相誤差との関係を示す。作製したウェハ枚数は３枚であり、位相誤差は−２．１〜０．１ラジアンまで大幅に変化し、図示しないが、主ピーク周辺に約−２０ｄＢ（平均値）のサイドローブが発生し、これはチャンネル間のクロストークを増大させる原因となる。このサイドローブを低減するためには、各アレイ導波路の位相誤差を一定値にする必要がある。
【００４９】
そこで、この位相誤差の一定化をマスクトリミング（フォトマスクのコアパターンのトリミング）で行った。その際、過去に作製した光導波路の特性、具体的には、図８（ａ）のアレイ導波路番号依存性（マスクトリミング前のフォトマスクを用いて作製した８回路のＡＷＧについての特性）を元に、図８（ａ）から各アレイ導波路の位相誤差の平均値を求め、その平均値を一定値に補正するようにマスクトリミングを行った。補正には、図３に示したトリミング長と位相（光路長）変化との関係を用いた。
【００５０】
図８（ｂ）は、このようにして行ったマスクトリミング後のフォトマスクを用いて４インチウェハ上に８回路作製したＡＷＧに関して、アレイ導波路番号と設計値からの位相誤差との関係を示す。図７（ｂ）はマスクトリミング後のフォトマスクを用いて作製した１回路分のＡＷＧの概略図を示し、７０７は光導波路、７０８はマスクトリミングによってコアが消失した部分である。図８（ｂ）から判るように、マスクトリミングにより、位相誤差は約−２．５〜−１．８ラジアンの狭い範囲に収まっており、位相誤差の変動を低減することができた。これにより、図示しないが、サイドローブの平均値が−２０ｄＢから−２８ｄＢへと低減し、本発明が十分有効であることが確認できた。
【００５１】
本第２実施例では、本発明の光路長調整方法をＡＷＧの各アレイ導波路の位相誤差を低減するのに適用したが、２個のカプラとそれらを結び複数のアーム導波路からなるトランスバーサルフィルタについても、各アーム導波路の光路長調整に本発明を適用することができる。
【００５２】
［トリミング手法の例］
以上説明した第１実施例および第２実施例においては、フォトマスクのコア用回路パターンのトリミング手法として、図９（ａ）に示す分断手法を用いた。すなわち、図９（ａ）のフォトマスクでは、Ｃｒ９０１で描画されているコア用回路パターンの一部９０２を蒸発等の加工で消失させて光軸方向に対して直角方向に分断させており、これにより、光導波路のコアが光軸方向に対して直角に分断される。この分断手法を用いたのは、マスクトリミングを行う際、フォトマスクを高精度に位置合わせする必要がなく、簡便であるためである。
【００５３】
しかしながら、図９（ｂ）に示すフォトマスクのように、光軸方向に対して直角ではなく、斜めに、Ｃｒ９０１上のコア用回路パターンの一部９０２を分断する手法がある。この場合、図９（ａ）のフォトマスクを使用する場合に比べ、多少損失が大きくなるものの、光導波路においてコアとクラッドとの境界で生じる反射光が入力導波路端に戻るのを低減できるため、有効である。
【００５４】
また、図９（ｃ）に示すフォトマスクのように、Ｃｒ９０１上のコア用回路パターンの幅が変化するようにトリミングする手法がある。図９（ｃ）中、９０２はコア用回路パターンのうち、蒸発等の加工で光軸方向に沿って消失させた部分である。この場合、フォトマスクのコア用回路パターン幅を高精度に調整する必要があるため、マスクトリミングの際、図９（ａ）（ｂ）に比べてより精密な加工を必要とする。しかしながら、光導波路においてはコアが分断されることがないため放射モードが生じ難く、より低損失に光路長変化をおこなうことができ、有効である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果がある。
（１）　フォトマスクを一度トリミングしてしまえば、それを繰り返して用いることにより高精度な光路長設定が可能となる。従って、従来必要であったデバイス作製後の光路長調整時間を短縮することができ、生産性が向上する。
（２）　光路長を調整するためにコアに対して外的な付加（密度変化等）もしくは物質的な変化（色中心欠陥生成等）を与えないため、信頼性に優れている。
（３）　光路長調整用の薄膜ヒータを装荷するなどの追加プロセスが削減できるため、生産性が向上する。
（４）　光路長調整用の薄膜ヒータや、これに通電させるための配線や電極パッドを削減できるため、回路サイズを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に用いたレーザトリミング装置の概略図。
【図２】本発明の光路長調整方法を検証するために作製した光回路の概略図であり、図２（ａ）はマスクトリミング前のフォトマスクを用いて作製した光回路、図２（ｂ）はマスクトリミング後のフォトマスクを使用して作製した光回路を示す。
【図３】位相（光路長）変化のトリミング長依存性を示す図。
【図４】本発明の第１実施例に用いた２×２ＴＯＳＷの概略図。
【図５】２×２ＴＯＳＷを４インチウェハ上に２０回路配置した場合の回路番号と位相誤差との関係を示す図であり、図５（ａ）はマスクトリミング前のフォトマスクを用いて作製した場合の関係、図５（ｂ）はマスクトリミング後のフォトマスクを用いて作製した場合の関係を示す。
【図６】マスクトリミング後のフォトマスクを用いて作製したＴＯＳＷの光導波路に関する概略図。
【図７】本発明の第２実施例として、マスクトリミング後のフォトマスクを用いて作製したＡＷＧを示し、図７（ａ）は回路全体図、図７（ｂ）は図７（ａ）中のトリミング領域付近の拡大図である。
【図８】ＡＷＧのアレイ導波路番号と位相誤差の関係を示す図であり、図８（ａ）はマスクトリミング前のフォトマスクを用いて作製した場合の関係、図８（ｂ）はマスクトリミング後のフォトマスクを用いて作製した場合の関係を示す。
【図９】種々のマスクトリミング手法を示すフォトマスクの概略図。
【図１０】従来の光路長調整方法を示す図であり、図１０（ａ）は紫外線照射による光路長調整方法を示し、図１０（ｂ）は薄膜ヒータ加熱による光路長調整方法を示す。
【符号の説明】
１０１　Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
１０２　レンズ
１０３、９０１　Ｃｒ（フォトマスクの回路パターン）
１０４　石英ガラス基板（フォトマスク基板）
２０１、４０１、６０１、７０７　光導波路
２０２、４０２、６０２　３ｄＢ方向性結合器
２０３、６０３、７０８　マスクトリミングによってコアが消失した部分
４０３　薄膜ヒータ用の配線
４０４、１００２　薄膜ヒータ
４０５ａ、４０５ｂ、７０１　入力導波路端
４０６ａ、４０６ｂ、７０５　出力導波路端
７０２　入力側スラブ導波路
７０３　アレイ導波路
７０４　出力側スラブ導波路
７０６　トリミング領域
９０２　マスクトリミングによってＣｒが消失した部分
１００１　紫外線
１００３　コア
１００４　クラッド
１００５　基板
【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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