JP5186785B2 - 光導波路デバイス、光導波路デバイス用光素子実装システム、光素子実装方法、及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、光導波路デバイス等に関し、特に、光導波路に対応した位置に光素子を実装する際の精度向上および生産性の向上を図った光導波路デバイス、光導波路デバイス用光素子実装システム、光素子実装方法、及びそのプログラムに関する。

光アクセス市場で使用される光トランシーバには、ＬＤ，ＰＤ，薄膜フィルタ，レンズなどから構成されるマイクロオプティクス型モジュールと、シリコン基板上に石英導波路を作製し、さらに同じ基板上にＬＤ，ＰＤなどをハイブリッド実装して構成されるＰＬＣモジュールとがある。両者とも一長一短を有するが、後者の方は、前者のように光出力をモニタしながら各構成部品の光軸調整する手間を必要としないため、コスト、デリバリーの点で有利と言える。なお、後者におけるハイブリッド実装には一般にパッシブアライメント実装と呼ばれる技術が利用される。

パッシブアライメント実装では、実装部品の光導波路部に対する平面方向の位置精度は、実装部品に形成されたアライメントマーカを画像認識することで確保される。又、垂直方向は、基板上に形成された台座をベースとすることによって精度が確保される。この台座高さは高精度に作製できるため、台座に光素子を搭載するだけで、光導波路との高さ位置を高精度に合わせることが可能となる。

パッシブアライメント実装により組み立てられた光導波路デバイスの従来例を図１２および図１３に示す。この図１２に示す従来例において、平面状に形成された光導波路デバイス５０は、シリコン結晶からなる基板５１上に形成された光導波路形成部５６と、これに対応して設けられた光素子搭載部５７とを備えている。前記光導波路形成部５６は、シリコン基板５１上に形成されたベース層５２１，下部クラッド層５２２、光導波路コア５３および上部クラッド層５４を有する光導波路部５５により形成されている。

又、光素子搭載部５７は、前記光導波路形成層５５の一部が除去されて露出した光導波路コア５３の端面（図１３の左端面）と光学的に結合するように搭載された光素子５８と、この光素子５８の高さ位置を高精度に設定する４個の台座ブロック５９とを備えて構成されている。この各台座ブロック５９の上端面にはクロム膜６１が設けられている。ここで光素子５８としては半導体レーザチップ（ＬＤ）が利用されており、活性層５８Ａが、光導波路部５５の光導波路コア５３と光軸が一致した状態となるように装着される。

光素子搭載部５７は、ベース層５２１と同一の膜から成型した上述の台座ブロック５９と、位置決め用のアライメントマーカ（クロム膜製、左右二つ形成されている）６２を上端面に備えたマーカ台６０とを備えている。台座ブロック５９は、ベース層５２１と同一の膜からパターニングしたものであり、台座ブロック５９とベース層５２１の高さは実質的に完全に一致している。光素子５８の実装時には、これら台座ブロック５９上に光素子５８が配設されて支持されるようになっている。なおベース層５２１，下部クラッド層５２２，光導波路コア５３及び上部クラッド層５４は、いずれもＣＶＤにより成膜されたものである。

一方、光素子５８の平面方向の位置調整は、光素子搭載領域５７に設けた左右二つの前記基板側アライメントマーカ６２を利用して行われる。この基板側アライメントマーカ６２を保持するアライメントマーカ台６０は円柱になっており、その上面に、金属膜（クロム膜）から成る前述した基板側アライメントマーカ６２が固着されている。この基板側アライメントマーカ６２の上面の円中心位置は、前述した光導波路部５５の導波路コア５３の位置を基準に、高精度に調整されている。

また、光素子５８の下面には、前述の基板側アライメントマーカ６２に対応した光素子側アライメントマーカ５８ａが、左右二つ設けられている。この光素子側アライメントマーカ５８ａは、図１４に示すように円の抜き型状の金属膜パターンとして形成されており、その円中心位置は、当該光素子５８の活性層５８Ａの位置を基準に左右に配置され高精度に調整されている。さらに、光素子側アライメントマーカ５８ａと基板側アライメントマーカ６２は、それぞれの中心位置が互いに一致したときに、当該光素子５８が正しい装着場所に来るようにその位置が特定されている。

実際に、光素子５８を実装する際には、図１２乃至１３に示すように、この光素子５８側の金属膜パターン（光素子側アライメントマーカ５８ａ）と前述した基板側アライメントマーカ６２とを、画像認識によって図１４に示すように重ね合わせる。この場合、図１３に示すように、基板５１側からは赤外光を照射し、上方部分に配設したモニタ用カメラ５２によって透過光をモニタする。これにより、赤外光は金属部分が遮光されるため、図１４に示すような画像を得ることができる。

この図１４にあって、左側の図は、光素子５８の実装に際し、基板５１上にあって基板側アライメントマーカ６２とＬＤ側アライメントマーカ５８ａとの中心軸がずれている場合を示す。又、同図の右側の図は、基板側アライメントマーカ６２とＬＤ側のアライメントマーカ５８ａとの中心軸が一致した場合を示す。

この基板側又は光素子側の各アライメントマーカ６２，５８ａの各位置は、上述したように、それぞれ光導波路部５６の導波路コア５３の位置又は光素子の活性層５８Ａの位置に対してそれぞれ精度よく決められているため、両者の円中心が合致した位置に光素子を搭載することで、活性層５８Ａと光導波路コア５３の、互いの平面方向の光軸を高精度に合わせることができる。

また、この種の光導波路デバイスでは、従来より特許文献１に開示されている技術が知られている。この技術は、アライメントマーカとして、光軸と平行な短い線状マーカを、光導波路部と光素子部の双方の、両者が突き当たる端面部分にそれぞれ形成し、これらを相互に突き合わせて一致した位置に位置決めしようとするものである。この技術によれば、光導波路部と光素子部は、両者が突き合わされた状態で位置合せができるため、両者の端面に沿った方向のみの調整で位置決めを行うことができ、二次元的な位置調整が必要なくなるとされている。
特開２００２−０６２４４７

上記従来例にあって、例えば図１２乃至１３に示すものについては、光導波路側アライメントマーカ６２と光素子側アライメントマーカ５８ａとの中心軸を一致させ、これによって光導波路コア５３と光素子側の活性層５８Ａの各光軸を合わせることができるようにするには、導波路コア５３側（又は光素子５８の活性層５８Ａ側）に対応する各マーカの中心位置が予め精度よく特定されていることが前提となっている。

一方、光導波路デバイスの量産に際しては、多数の光導波路チップを同時にシリコンウェハ上に作成していく。シリコンウェハの加工処理は、熱処理や成膜などウェハ全体に応力を与える工程を多く含み、このため、ウェハの変形度合いの変動によって、光素子搭載領域５７に設けた基板側アライメントマーカ６２と光導波路部５５に設けた光導波路コア５３とをそれぞれパターニングする際、両者の位置合せ精度が異なる場合がある。また、光導波路コア５３とこれに対する基板側アライメントマーカ６２は、別層に作成され、それぞれ別の工程で位置決めがなされるため、両者の相対位置は位置合せ精度に依存し、常に一定に保たれるとは限らない。図１５にこの場合の一例を示す。

この図１５において、光導波路コア５３と基板側アライメントマーカ６２とは共通の基板５１上に設けられており、又、活性層５８Ａと光素子部側アライメントマーカ５８ａとは、共に光素子部５８に設けられている（図１２乃至図１３参照）。図１５中の×印の位置は、光素子搭載領域５７にあって、基板側アライメントマーカ６２が本来存在するべき（理論上）の位置を示す。これに対し、モニタ用カメラ等によって認識された基板側アライメントマーカ６２の実際の位置は、図示したように×印からずれている場合がある。

これは、前述したウェハに加わる応力に起因した変形に伴う、モジュール内の各部位をそれぞれパターニングしていく際の位置合せ精度の変動による。このため、前述した図１４の場合の手法により基板側アライメントマーカ６２の中心点に光素子側アライメントマーカ５８ａの中心点を一致させた上で光素子５８を実装すると、図１５に示すように導波路コア５３と活性層５８Ａの各光軸線が一致しないという不都合が生じうる。しかしながら上記従来例にあっては、基板側アライメントマーカ６２の本来あるべき位置を検出する術がないことから、そのズレ量はもちろんのこと、ズレが発生していることすら判別することができない。このため、特に光素子の実装に伴う不具合から、光導波路デバイスの良品率が低下するという問題が生じていた。

一方、上記した特許文献１に開示された技術は、光導波路部および光素子部が向き合う端面に沿った方向のみの位置合せには好適なものである。ただし実際には、加工精度の問題や応力による歪みに起因して、基板や素子部には様々な変形が生じるため、光素子部を装着する際には、角度ズレを含めた二次元的な位置調整が必要になる。しかしながらこの調整を一次元の線状アライメントマーカで実施するのは極めて困難である。例えば光導波路の光軸は1 〜２度ずれると大きな問題を生じるが、光導波路の長さに比べてはるかに短いアライメントマーカによってこの程度のずれを認識するのは事実上不可能である。またアライメントマーカの長さは、位置調整用モニタの画面内に画像を納める必要があるために長くすることができないので、結局この技術は一次元方向の位置合せ以外には有効ではない。
（発明の目的）

本発明の目的は、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、光導波路を含む基板の応力歪み等に起因した位置合わせ用のマーカーのパターニング精度の変動等悪影響を、有効に回避すると共に、これによって実装精度の向上を図り、且つ生産性向上を図った光導波路デバイス、光導波路デバイス用光素子実装システム、光素子実装方法、及びそのプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光導波路デバイスは、基板上に形成された光導波路コアを有する光導波路部と、前記基板上に実装され前記光導波路コアと光学的に結合するＬＤ活性層を備えた光素子部とを有するハイブリッド型の光導波路デバイスであって、前記光導波路部に、前記光素子部を前記基板上の前記光導波路コアに光学的に結合するための正規の位置を特定する基準マーカとしての第１のマーカを設けると共に、
この第１のマーカは前記光導波路コアが設置されたベース層と同じベース層を成す膜上に形成された基準マーカ台の上面に設置され、且つ前記第１のマーカが設置された当該基準マーカ台と前記光導波路コアとは同じマスクを用いて一括してパターニングして形成されたものであり、
前記基板上の前記光素子部を実装する領域には光素子部実装用の基板側アライメントマーカである第２のマーカが形成され、且つ当該第２のマーカに対応して前記光素子部の下面には光素子部側アライメントマーカが形成され、
前記第１のマーカを基準として検出された実際の前記第２のマーカの位置と予め特定された前記第２のマーカの正規の位置との差として算出される位置ずれ量である補正量の分だけ、実際の前記第２のマーカの位置からシフトした位置に、前記光素子部側アライメントマーカを位置合わせすることによって、前記光素子部が前記第２のマーカの正規の位置に実装されている、という構成を有している（請求項１）。

これにより、基準マーカと導波路コアとは一括して位置決めが行われていることから、別々に位置決めする場合のように、位置決め精度の問題で相互間の位置ずれが生じることがない。即ち、当該基準マーカは導波路コアに対しての位置ずれが極端に少ないことから、光素子の実装に際しては絶対的な基準マーカとして前述した基板上の他の全ての位置に対して有効に機能することができ、光素子が実装されるべき正規の位置を特定することができる。
ここで、前記基準マーカとしての第１のマーカは、前記光導波路コアの両側に当該光導波路コアと同時に形成された二つの基準マーカ台上に、それぞれ設けられている（請求項２）。又、前記第２のマーカは、前記二つの第１のマーカと共に四角形状の図形の各頂点を成すように前記基板上に、二個設置されたものである（請求項３）。
更に、光素子部側アライメントマーカは、前記光素子部が備えている前記ＬＤ活性層の両側にそれぞれ設けられ、この二個の各光素子部側アライメントマーカに対応して、前記第２のマーカがそれぞれ前記基板上の前記光素子部用の実装領域に設けられている（請求項４）。そして、前記第１のマーカと前記第２のマーカとを結ぶ線分によって形成される四角形状は、各内角が直角又は直角を含むその他の異なった内角で特定された四角形状に設定されている（請求項５）。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光導波路デバイス用光素子実装システムは、前述した一の光導波路デバイスにおける前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにおいて、
前記光素子部実装装置が、前記基板上の一部に成膜された光導波路コアを有する光導波路部に光学的に結合するように前記基板上の他の一部に実装される光素子部の実装領域を透過光により撮影する撮影手段と、この撮影手段で得られる透過画像に基づいて前記光素子部の実装領域をモニター画像上に表示する画像表示手段と、前記光素子部を予め設定されたＸーＹ平面上の前記実装領域に移送し設置する光素子移送設置機構と、これらの各構成要素を駆動制御する主制御手段とを備え、
前記主制御手段が、
前記光導波路デバイスにおける光素子部の実装に際して、前記画像表示手段を介して前記モニター画像に前記ＸーＹ平面を設定すると共に、当該設定されたＸーＹ平面上から前記光導波路デバイスの基板上における前記基準マーカである第１のマーカを基準として前記基板上の光素子実装面に予め設置された基板側アライメントマーカである第２のマーカの実際の位置情報を検出するマーカ位置検出処理部と、
前記第１のマーカを基準として前記ＸーＹ平面座標と同様の座標上に予め特定された前記第２のマーカの正規の位置情報を記憶部に予め記憶すると共に、この第２のマーカの正規の位置情報と前記マーカ位置検出部で検出された実際の前記第２のマーカの位置情報とを比較してその差を位置ずれ量として算出する位置ずれ量算出処理部と、
この算出された位置ずれ量に基づいて稼働し、前記第２のマーカに対応して前記光素子部側に予め付された光素子側アライメントマーカの中心位置が前記第２のマーカの正規の位置情報の中心に一致するように、前記光素子部を前記光素子移送設置機構を介して移送制御し設置する移送先補正制御部と、を備えている、という構成を採っている（請求項６）。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光導波路デバイス用光素子実装方法は、前述した一の光導波路デバイスにおける前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにあって、
前記光導波路デバイスが備えている前記第１のマーカを基準として実際の前記第２のマーカの位置を撮影手段を介して検出し、
この検出された実際の前記第２のマーカの位置と予め前記第１のマーカによって特定された前記第２のマーカの正規の位置との差を位置ずれ量として算出し、
この算出した位置ずれ量を補正量として当該補正量の分だけ実際の前記第２のマーカからシフトした位置に、光素子移送設置機構を介して前記光素子部を移送制御し前記光素子部が備えている光素子側アライメントマーカを位置合わせをすることにより前記光素子部を前記第２のマーカの正規の位置に移送制御し、
これら各処理工程における位置検出処理，位置ずれ量算出処理，正規位置設置制御処理に係る各動作処理手順を、前記光素子部実装装置が備えている主制御手段が順次実行する、という構成を採っている（請求項７）。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光導波路デバイス用光素子実装方法は、前述した一の光導波路デバイスにおける前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにあって、
前記光素子実装装置は、前記基板上の一部に成膜された光導波路コアを有する光導波路部に光学的に結合するように前記基板上の他の一部に実装される光素子部の実装領域を透過光により撮影する撮影手段と、この撮影手段で得られる透過画像に基づいて前記光素子部の実装領域をモニター画像上に表示する画像表示手段と、前記光素子部を予め設定されたＸーＹ平面上の前記実装領域に移送し設置する光素子移送設置機構と、これらの各構成要素を駆動制御する主制御手段とを備えたものであり、
前記光導波路デバイスにおける光素子部の実装に際し、前記画像表示手段を介して前記モニター画像に前記ＸーＹ平面座標を設定し（ＸーＹ平面座標設定工程）、
この設定されたＸーＹ平面座標上から前記光導波路デバイスの基板上における前記基準マーカである第１のマーカを基準として前記基板上の光素子実装面に予め設置された前記第２のマーカの実際の位置情報を検出し（マーカ位置検出工程）、
前記第１のマーカを基準として前記ＸーＹ平面座標と同様の座標上に予め特定された前記第２のマーカの正規の位置情報が予め装備された記憶部に記憶されており、この第２のマーカの正規の位置情報と前記マーカ位置検出部で検出された実際の前記第２のマーカの位置情報とを比較し且つその差を位置ずれ量として算出し（位置ずれ量算出工程）、
この算出された位置ずれ量に基づいて稼働し、前記第２のマーカに対応して前記光素子部側に予め付された光素子部側アライメントマーカの中心位置が前記第２のマーカの正規の位置情報の中心に一致するまで、前記光素子移送設置機構を介して前記光素子部を正規に位置に移送制御し（正規位置移送制御工程）、
これら上記座標設定，位置検出，位置ずれ量算出，および光素子部移送制御に係る各動作制御を、前記主制御手段が順次実行するようにした、という構成を採っている（請求項８）。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光素子実装制御プログラムは、前述した一の光導波路デバイスにおける前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにあって、 前記光導波路デバイスが備えている前記第１のマーカを基準として実際の前記第２のマーカの位置を撮影手段を介して検出するマーカ位置検出処理機能、
この検出された実際の前記第２のマーカの位置と予め前記第１のマーカによって特定された前記第２のマーカの正規の位置との差を位置ずれ量として算出する位置ずれ量算出処理機能、
およびこの算出した位置ずれ量を補正量として当該補正量の分だけ実際の前記第２のマーカからシフトした位置に（補正量がゼロとなる位置に）、光素子移送設置機構を介して前記光素子部を移送制御し前記光素子部が備えている光素子側アライメントマーカを位置合わせをすることにより前記光素子部を前記第２のマーカの正規の位置に設置する正規位置移送制御処理機能、
を設け、これらマーカ位置検出，位置ずれ量算出，正規位置への移送動作に係る各動作処理機能を、前記光素子部実装装置が備えているコンピュータに実現させるようにする、という構成を採っている（請求項９）。

上記目的を達成するため、本発明にかかる光素子実装制御プログラムは、前述した一の光導波路デバイスが備えている前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにあって、
前記光素子部実装装置は、前記基板上の一部に成膜された光導波路コアを有する光導波路部に光学的に結合するように前記基板上の他の一部に実装される光素子部の実装領域を透過光により撮影する撮影手段と、この撮影手段で得られる透過画像に基づいて前記光素子部の実装領域をモニター画像上に表示する画像表示手段と、前記光素子部を予め設定されたＸーＹ平面上の前記実装領域に移送し設置する光素子移送設置機構と、これらの各構成要素を駆動制御する主制御手段とを備えたものであり、
前記光導波路デバイスにおける光素子部の実装に際し、前記画像表示手段を介して前記モニター画像に前記ＸーＹ平面座標を設定するＸーＹ座標設定処理機能、
この設定されたＸーＹ平面座標上から前記光導波路デバイスの基板上における前記基準マーカである第１のマーカを基準として前記基板上の光素子実装面に予め設置された前記第２のマーカの実際の位置情報を検出するマーカ位置情報検出処理機能、
前記第１のマーカを基準として前記ＸーＹ平面座標と同様の座標上に予め特定された前記第２のマーカの正規の位置情報が予め装備された記憶部が記憶されており、当該第２のマーカの正規の位置情報と前記マーカ位置検出部で検出された実際の前記第２のマーカの位置情報とを比較し且つその差を位置ずれ量として算出する位置ずれ量算出処理機能、
および前記算出された位置ずれ量に基づいて稼働し、前記第２のマーカに対応して前記光素子部側に予め付された光素子部側アライメントマーカの中心位置が前記第２のマーカの正規の位置情報の中心に一致するまで、前記光素子移送設置機構を介して前記光素子部を移送制御する正規位置移送制御処理機能、
を設け、これら位置検出処理，位置ずれ量算出処理，正規位置移送制御処理に係る各動作処理機能を、前記光素子部実装装置が備えているコンピュータに実現させるようにした、という構成を採っている（請求項１０）。

本発明は以上のように構成され機能するので、これによると、特に基板上の光導波路部側に装備した基準マーカによって、光素子部の正規の装備位置を不変的に特定し得るので、光素子装備領域に歪みが生じても、前記光素子部の装備位置の位置ずれ量を補正することができる。このため、実装に際しては光素子部を正規の位置に確実に配設装備することが可能となり、実装精度および生産性の向上を図ることができるという優れた光導波路デバイス、光導波路デバイス、光導波路デバイス用光素子実装システム、光素子実装方法、及びそのプログラムを提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１に、本実施形態にかかる光導波路デバイスの概念的な分解斜視図、図２に同じく平面図を示す。この図１において、光導波路デバイス１０は、シリコン結晶からなる基板１１と、この基板１１上の一部に設けられた光導波路形成部１６と、この光導波路形成部１６に対応して基板１１上の別の一部に設けられた光素子搭載部１７（光素子実装領域）とを備えている。光導波路形成部１６は、基板１１上に、いずれもＣＶＤ膜から成るベース層１２１，下部クラッド層１２２，光導波路コア１３，及び上部クラッド層１４が積層されて形成された光導波路部１５を備えている。

この光導波路部１５および光素子搭載部１７の形成は、まず基板１１の全面に各層を成膜・加工し、その後、エッチングによって光素子搭載部１７の領域に、台座ブロック１９およびマーカ台２０を形成することによって行う。台座ブロック１９およびマーカ台２０は、ベース層１２１と同一の膜から形成されており、エッチングの際には、予めこの膜上にパターニングしておいたクロム層２１A ，２１B ，２２をマスクとして利用することにより、この構造が実現できる。一方、光導波路コア１３と基準マーカ台２４は同一の膜から形成され、両者のパターニングは同一のマスクにより一括して行われる。なお基準マーカ台２４の上面にはクロム膜（基準マーカ２４Ａおよび２４Ｂに相当）が形成されている。さらに、光導波路部１５の断面に露出した光導波路コア１３の端面に対し、光素子搭載部１７に搭載された光素子１８が光学的に結合されるように搭載され、これによって光導波路デバイス１０が形成されている。前記光素子１８として、本実施形態としては、半導体レーザチップが使用されている。以下、ここでは、半導体レーザチップを含む光素子全体をＬＤとして表記する。

即ち、上記図１における実施形態では、基板１１上に形成された光導波路コア１３を有する光導波路部１５とこの光導波路部１５に対応して前記基板１１上に装着された端面発光型の光素子１８（ＬＤ）とを備え、前記基板１１上で双方を光端面接続してハイブリッド実装し、これによって、光導波路デバイス１０が形成されている。

なお、前述した光素子１８の下面には、ＬＤ活性層２５を挟んだ両側の位置に、開口型のＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂがそれぞれ設けられている。又、光素子１８を実装する基板１１上には、基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂがそれぞれ設けられているが、これらの位置は、光素子１８を実装する際に当該光素子１８側の前記ＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂとそれぞれ中心点が一致する位置に設定されている。

ところで、前述した従来例で詳述したように、光導波路デバイス１０の製造工程にあっては、基板１１の素材であるシリコンウェハが熱処理等によって歪みが生じた場合、基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂのパターニングの際、位置合せ精度が変動する場合がある。このため、光素子１８の実装時に基板側アライメントマーカに合わせて光素子１８のＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂを搭載しても、光素子１８側のＬＤ活性層２５と光導波路部１５側の導波路コア位置１３とは完全に一致しない事態が生じる（図１５参照）。

このような状況で、本実施形態では、上記従来例とは異なり、基板側アライメントマーカの本来あるべき位置と、実際の位置とのズレ方向およびズレ量を判別するために、絶対的な基準とすることのできるマーカ（第１のマーカ）を二カ所に設けている。この基準マーカ（第１のマーカ）２４Ａ，２４Ｂは、前述したように基板１１上に光導波路コア１３をパターニングする際に当該光導波路コア１３の近傍に同時に形成される。このため光導波路コア１３と第１のマーカである基準マーカ２４Ａ，２４Ｂとの相対位置は常に一定に保たれ、基板側アライメントマーカ（後述する第２のマーカ）２１Ａ，２１Ｂのように、製造工程中に光導波路コア１３の位置に対してズレを生じることがない。

このような基準マーカ（第１のマーカ）２４Ａ，２４Ｂを設けることで、当該基準マーカ２４Ａ，２４Ｂに対して基板側アライメントマーカ（第２のマーカ）２１Ａ，２１Ｂが本来あるべき位置（正規の位置）を認識することができる。そして、この正規の位置と実際のアライメントマーカの位置とのズレを補正値として考慮し、光素子搭載位置を決定することで、光素子１８の光導波路コア１３と光素子１８側の活性層２５とを、後述するようにその中心軸を迅速に且つ高精度に合致させることが可能となる。

ここで、上述した基準マーカおよび他のマーカについて説明する。上述した基準マーカ（第１のマーカ）は、一個装備してもよいが、本実施形態では、基準マーカ（第１のマーカ）を光導波路部１５領域に二個（２４Ａ，２４Ｂ）装備している。即ち、前述した基準マーカ２４Ａ，２４Ｂは、図１および図２に示すように基板１１上の前記光導波路部１５の光導波路コア１３を挟んだ両側に、それぞれ設けられている。この各基準マーカ２４Ａ，２４Ｂはクロム膜により比較的堅牢に構成されている。更に、この２個の基準マーカ２４Ａ，２４Ｂと前述した２個の基板側アライメントマーカ（第２のマーカ）２１Ａ，２１Ｂとを結んで形成される領域の形状を、本実施例では設計上、内角が９０度の四角形に設定し、これによって、後述する位置ずれ量の演算および実装作業の迅速化を図っている。尚、この各基準マーカ２４Ａ，２４Ｂと基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂとを結ぶ線分で囲まれる領域の形状については、本発明ではこれに限定するものではなく、内角が９０度以外の特定された四角形状であってもよい。

この基準マーカ２４Ａ，２４Ｂと前述した光導波路コア１３とは、同一層の膜から同一のマスクを用いたフォトリソグラフィーにより一括して形成されるため、目合せ精度などの問題で両者の位置関係が変動することがない。

なお、前述した各基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂおよび前記基準マーカ２４Ａ，２４Ｂは、その形状がマーカ台２１および２４の上面の形状にそれぞれ略同一の遮光膜として形成される。なお、これらの遮光膜は、赤外透過光でマーカ認識するのに利用されるが、遮光膜がなくても、マーカ台側壁部の回折や、落射光を使用することよってマーカを認識することは可能である。又、この二つの基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂに対応して前記光素子１８下面側に設けられた開口型の二つのＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂは、内側が円形状にくり抜かれた四角形状の遮光膜で形成されている。この遮光膜は、金膜によって形成されている。

尚、この場合、前述した開口型のＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂを、内側が円形状にくり抜かれ周囲が四角形状の光反射膜に代えて、内側が中心点の特定が容易な幾何学模様でくり抜かれ外周が多角形状の光反射膜で形成してもよい。図３に、基準マーカ２４Ａ，２４Ｂ及びアライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂ、１８Ａ，１８Ｂの種々の例を示す。図３（Ａ）は、中を反射面とした反射面の形状を示し、図３（Ｂ）は外形が四角形で中央部が幾何学形状をした打ち抜き型の種々の例を示す。

この図３の例では、いずれを基準マーカ２４Ａ，２４Ｂとし、いずれをアライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂ、１８Ａ，１８Ｂとするかを限定するものではなく、自由に選択使用してよい。このマーカに形状については、とくに限定するものではないが、上記実施形態では、図１乃至図２に開示したものを選択使用した。

次に、上記二つの各基準マーカ２４Ａ，２４Ｂおよび基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂを基板１１上の前述した図１に開示した位置に設定する場合の製造方法を、以下、図４に基づいて説明する。

まず、シリコン基板１１上に一層目のベース層１２１となるシリコン酸化膜を成膜し（ａ）、このベース層１２１上に、後に台座ブロック１９および基板側アライメントマーカのマーカ台２０を形成する際にマスクとして使用するため、それぞれの所定位置に、かつ所定形状でクロム膜２１，２２をパターニングする（ｂ）。次に、二層目の下部クラッド層１２２となるシリコン酸化膜を成膜する（ｃ）。その上から光導波路コア１３となる高屈折率のシリコン酸化膜１３ｄを堆積させる（ｄ）。

さらにこのシリコン酸化膜１３ｄ上にクロム膜を成膜した後レジストを塗布し（ｅ）、フォトリソグラフィーによって光導波路コア１３および基準マーカ２４Ａ，２４Ｂのパターニングを一括して行い、反応性イオンエッチングによってシリコン酸化膜１３ｄをエッチングし、光導波路コア１３および基準マーカ台２４を形成する。ここで基準マーカ台２４の上面にあるクロム膜が基準マーカ２４Ａ，２４Ｂとなる（ｆ：断面図、およびｆ’：平面図）。

次に、一旦レジストを除去し、再びレジストを基準マーカ２４Ａ，２４Ｂのみ保護するようにパターニングし（ｇ）、クロムエッチャントで光導波路コア１３上面に残っているクロム膜１３Ａを除去した後、レジストを除去する（ｈ）。

次に、光導波路コア１３を埋め込むための低融点シリコン酸化膜を堆積させ、高温でリフロー処理し（ｉ）、その上から更にシリコン酸化膜を成膜して上部クラッド層が完成する（ｊ）。続いて、光導波路部１５形成用のレジストパターニングを行い（ｋ）、ドライエッチングにより光導波路コア１３端面を露出させる。さらに、上記（ｂ）においてパターニングしたクロム膜２１，２２( このクロム膜は最終的には基板側アライメントマーカとなる) がシリコン酸化膜のドライエッチングのマスクとして機能し、台座１９およびマーカ台２０が形成されて完成となる。

ここで、光導波路コア１３と台座１９との高さは成膜時のベース層１２１成膜時の膜圧均一性のみに依存し、一般にそのウェハ面内のバラツキは１％程度とされている。従って、ベース層１２１の膜厚が仮に１．５μｍとしても、光導波路コア１３と台座１９の高さズレは、せいぜい１５ｎｍにしかならないため、台座１９に光素子を搭載するだけで両者の高さ方向の位置合せは十分なレベルで行える。また基準マーカ２４Ａ，２４Ｂはクロム膜で形成されるため、赤外線によって画像認識することが可能となる。

次に、上述した光導波路デバイス１０にあって、光素子１８部分を基板１１上の前述した光素子搭載部１７に実装する場合の光素子実装システム及びその動作を、光導波路デバイスの製造装置の一部として図５乃至１１に基づいて説明する。

この光素子実装システムでは、光素子１８の実装に際し、光導波路デバイス１０における基板１１上の光導波路形成部１６側に設けた基準マーカ２４Ａ，２４Ｂを基準とし、実際の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの位置を検出し、予め特定されている正規の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの設定位置と「ずれ」量を測定し、この「ずれ」を補正する量だけＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂの位置を移動し、これによって光素子１８の実装位置を合わせるように構成している。

以下、これを詳述する。
まず、図５に、光素子実装システムを示す。この図５に示す光素子実装システムは、前述した基板１１上の光導波路形成部１６に形成された光導波路部１５の光導波路コア１３に対応するように、前記基板１１上に端面発光型の光素子１８（ＬＤ）を実装するに際して使用される。

この光素子実装システムは、基板１１上における前記光素子１８の実装領域（光素子搭載部１７）を赤外線透過光により撮影する撮像手段３１と、この撮像手段３１で得られる透視画像を画像情報として認識しその実装領域をモニタ上に表示する画像表示手段３２と、前記光素子１８を保持すると共に当該光素子１８をＸ−Ｙ平面上の任意の位置に移送して設置するＬＤ移送設置機構３３と、このＬＤ移送設置機構３３および前記画像表示手段３２並びに前記撮像手段３１の各動作を駆動制御する主制御手段３４とを備えている。

この内、ＬＤ移送設置機構３３は、図５に示すように前述した光導波路デバイス１０を保持して前述したＸ−Ｙ平面上で任意の方向に移送可能に構成された移送テーブル機構部３３Ａと、この移送テーブル機構部３３Ａを介して前記光導波路デバイス１０を水平に配設し保持する支持台３３Ｂと、この支持台３３Ｂの図５における左端部に立設された支柱部３３Ｃとを備えている。

前記支柱部３３Ｃは、当該支柱部３３Ｃの上端部に前述した支持台３３Ｂに沿って突設された片持ち梁３５を備えており、この片持ち梁３５と前記移送テーブル機構部３３Ａとの間に、前記支柱部３３Ｃに上下動自在に保持された上下方向移送手段３６が装備されている。

この上下方向移送手段３６は、前記片持ち梁３５と前記移送テーブル機構部材３３Ａとの間の空間内に前記支柱部３５側から突設され先端部で移送部材（光素子１８）を垂下保持する保持アーム３６Ａと、この保持アーム３６Ａの後端部を保持すると共に前記支柱部３３Ｃに装備された上下方向移動停止機構３６Ｂと、前記保持アーム３６Ａの先端部で前述した光素子１８を垂下保持すると共に当該光素子１８を水平面内で微小回動し或いは当該回動を停止制御する回転駆動機構３６Ｃとを備えている。これにより、前述した光素子１８は回転駆動機構３６Ｃによって垂下保持され且つ後述するように前述した主制御手段３４からの指示に従って微小回転し若しくは停止し得るようになっている。

前述したＬＤ移送設置機構３３は、その枠体部分が図５に示すように全体的にはＬ字状に形成され、その下端部に配置された前記支持台３３Ｂ内に、前述した撮像手段３１の一部を成す赤外線光源３１Ａが配設されている。

又、上述した片持ち梁３５の先端部には、上記した赤外線光源３１Ａに対向して当該赤外線光源３１Ａから出力される赤外線（矢印ａ）を受光するＣＣＤカメラ３１Ｂが装備されている。そして、このＣＣＤカメラ３１Ｂと前記赤外線光源３１Ａとによって、上述した撮像手段３１が構成されている。

ここで、前述した主制御手段３４は、前述した図１に示す光導波路デバイスにおける光素子１８の実装に際して、前記撮像された画像情報から実際の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの位置を検出するマーカ位置検出機能と、前記基板１１上の光導波路部側に予め設けられた基準マーカ２４Ａ，２４Ｂを基準として予め特定された基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの正規の位置と前記マーカ検出機能により検出された実際の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの位置との差を演算してその位置ずれ「ｄＸ，ｄＹ」を補正量として算出する位置ずれ演算機能と、この算出された補正量に基づいて前記ＬＤ移送設置機構３３を駆動し前記ＬＤ側アライメントマーカと基板側アライメントマーカとを使用した両者の位置合せを補正する移送先補正制御機能と、を備えている。

ここで、上述した主制御手段３４は、具体的には、前記基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの実際の位置情報を前記画像情報より検出するマーカ位置検出部３４Ａと、検出された実際の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの位置情報と予め特定された正規の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂとの位置情報とを比較して、その差（ｄＸ，ｄＹ）を位置ずれ量として算出する位置ずれ量算出部３４Ｂとを備えている。

更にこの主制御手段３４は、前記基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂと、前記光素子１８に予め付されたＰＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂとの、相互の位置関係を調整しながら前記光素子１８を移送し且つ配設制御するＬＤ移送設置機構３３を駆動するものであり、前述した位置ずれ量算出部３４Ｂで算出された位置ずれ量に基づいて、前記光素子１８を移送し且つ配設制御する移送先補正制御部３４Ｃを備えている。

符号３４Ｄは、必要な演算および動作制御に必要な情報およびプログラムを格納した記憶部を示す。この記憶部３４Ｄの内容は、図５に開示した入力部４０からの指令に応じて自在に追加又削除され、或いは訂正されるようになっている。

そして、上記したマーカ位置検出部３４Ａ、位置ずれ量算出部３４Ｂ、又は移送先補正制御部３４Ｃによって、前述したマーカ位置検出機能、位置ずれ演算機能、又は移送先補正制御機能が、それぞれ実行されるようになっている。

次に、上記図５に開示した実装システムの動作を、図７乃至１１に基づいて説明する。ここで、上記実装システムについては、その全体的な動作が前述した主制御手段３４に予め組み込まれた制御プログラム（図示せず）によって規制されるようになっている。又、この制御プログラムは、必要に応じて、入力部４０からの外部指令により自在に変更可能に構成されている。

図７は基板１１上の実装位置への光素子の実装手順を示すフローチャートである。まず、実装システムの稼働に際し、電源（図示せず）を投入してＬＤ移送設置機構３３を含むシステム全体を稼働状態に設定する。続いて、図１に示す光素子搭載前の光導波路デバイス１０（導波路コア１３部分を備えた基板１１）を移送テーブル機構部３３Ａ上に載置し固定する。

次に、前述した主制御手段３４からの指令に応じて撮像手段３１が作動し、基板１１上の光素子搭載領域１７にある二カ所の基準マーカの画像が撮影される。即ち、前記基板１１上に端面発光型の光素子１８（ＬＤ）を実装するのに先立ち、透過光（赤外線）を利用した撮像手段３１により基準マーカ２４Ａ，２４Ｂの位置が認識され、基準マーカ２４Ａ，２４Ｂの位置情報（座標）が基準座標として設定される（ステップＳ１０１：基準マーカ位置認識・設定工程）。

次に撮像手段３１は実装領域（光素子搭載部１７）の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの画像を撮影する。この撮影された情報（収集された情報）は前述した撮像手段３１のＣＣＤセンサ３１Ｂから主制御手段３４へ送られて画像情報として認識され、基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの画像が画像表示手段３２のモニタ３２Ａ上に画像表示される（ステップＳ１０２：画像表示工程）。

ここで、前述した主制御手段３４は、前述した基準マーカ２４Ａ，２４Ｂの位置（基準座標）を基準として、実際の基板側アライメントマーカ２１ａ，２１ｂの位置ずれ量を計算する機能を備えている。以下、図８に基づいて、これを説明する。

まず、前記設定された基準マーカ２４Ａ，２４Ｂの位置（基準座標）に対する、正規の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの位置と、画像認識された画像情報から得られた実際の基板側アライメントマーカ２１ａ，２１ｂの位置とが抽出され、その位置情報をモニタ画面に予め設定されたＸ−Ｙ面上に表示する。図８に、正規の基板側アライメントマーク２１Ａ，２１Ｂに対して、画像上の各基板側アライメントマーク２１ａ，２１ｂが、それぞれ位置ずれを生じている場合の画面を示す。

この図８において、記号Ｓは正規の位置にある基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂ相互間の距離を示し、記号Ｓ０ はＳ／２を示す。即ち、二個の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂは、共に光導波路コア１３の光軸線から距離Ｓ０ の等間隔に配設される。又、記号Ｒは基準マーカ２４と正規の基板側アライメントマーク２１との間の離間距離を示す。

ここで、この二カ所の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂを結ぶ線分の中点を通り光導波路コア１３の光軸線と一致する直線をＹ軸とし、Ｙ軸と直交し２４Ａ、２４Ｂを結ぶ直線をＸ軸（導波路コア１３上）とする座標系を設定する。かかる設定は前述した主制御手段３４によって実行される。なお前述した正規の基板側アライメントマーク２１Ａ，２１Ｂ相互間を結ぶ線分をＬ２ とし、線分Ｌ３ は前述した線分Ｌ２ から中心側から離れる方向で且つ時計方向に角度ｄθだけ回転した状態で位置ずれが発生している場合を示す。

この図８に示す座標系にあって、前述した画面情報から得られる実際の基板側アライメントマーク２１ａ，２１ｂと、これに対応する正規の基板側アライメントマーク２１Ａ，２１Ｂとの間の位置ずれ量（補正量）は、設定された前記Ｘ−Ｙ座標系上で前述の主制御手段３４により、下記の如く特定される（ステップＳ１０４：位置ずれ量特定工程）。

即ち、実際の基板側アライメントマーク２１ａ，２１ｂの内、基板側アライメントマーク２１ａとこれに対応する正規の基板側アライメントマーク２１Ａとの位置ずれ量をαとし、基板側アライメントマーク２１ｂとこれに対応する正規の基板側アライメントマーク２１Ｂとの位置ずれ量をβとすると、
α＝（ｄＸａ，ｄＹａ）、β＝（ｄＸｂ，ｄＹｂ）
と特定される。

次に、二つの基準マーカ２４Ａ，２４Ｂに対する実際の各基板側アライメントマーク２１ａ，２１ｂのずれ量ｄＸ，ｄＹ，ｄθ（位置ずれ角度）は次式で算出される。
ｄＸ＝（ｄＸａ＋ｄＸｂ）／２
ｄＹ＝（ｄＹａ＋ｄＹｂ）／２
ｄθ＝ arcｔａｎ〔（ｄＹｂ−ｄＹａ）／（ｄＸｂ−ｄＸａ）〕
本実施形態では、これらｄＸ，ｄＹ，ｄθは、何れも主制御手段３４内で演算され、前述した光素子１８に対応する上記基板１１の位置ずれ量として特定され、光素子１８を正規の位置に搭載し且つ導波路コア１３の中心線上に前述した光素子１８の活性層２５の中心線を合致させるという本実施形態における高精度実装に際しては、上述した主制御手段３４による移送テーブル機構部３３Ａおよび上下方向移送手段３６に対する動作制御量として、後述するように有効に活用される。その詳細は後述する。

次に、上述したように、二つの基準マーカ２４Ａ，２４Ｂに対する実際の各基板側アライメントマーカ２１ａ，２１ｂの位置ずれ量ｄＸ，ｄＹ，ｄθが特定されると、その後、オペレータあるいは図５に示していない搬送係着機構によって、光素子１８が前述した上下方向移送手段３６に保持される。この場合、光素子１８は、上下方向移送手段３６が備えている保持アーム３６Ａの先端部にて回転駆動機構３６Ｃにより垂下保持される。

続いて、この上下方向移送手段３６は、前述した主制御手段３４からの指令に応じて作動して垂下保持した光素子１８を基板１１上の光素子搭載領域１７（図１参照）に移送し、同時に、当該光素子１８がその底面（基板に対する対向面）側に備えている（同一形状同一大きさの前述した二つの）ＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂを、前述した基板側アライメントマーカ２１ａ，２１ｂの各中心位置と対応させながら、当該光素子１８を光素子搭載領域１７に配設する（ステップＳ１０５：図７参照）。

かかる光素子の実装動作は、撮像手段３１から入力される画像情報に基づいて前述した主制御手段３４が制御指令を発し、これに基づいて前述した上下方向移送手段３６と移送テーブル機構部３３Ａとが適宜作動して実行される。このようにして光素子１８は基板１１上の光素子搭載領域１７へ搭載される。図９に、この時点での各マーカの状態を示す。

一方、この図９における光素子の搭載状態は、位置ずれ後の基板側アライメントマーカ２１ａ，２１ｂに対して、光素子１８側のＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂを、その中心位置を合致させた状態での搭載状態となっている。このため、この図９では、搭載された光素子１８自体が前述した基準マーカ２４Ａ，２４Ｂを結ぶ線分（Ｘ軸）に対して図中、ｄθ（位置ずれ角度）だけ回動した状態で配設されたことになる。

このため、次の工程として、図１０の矢印に示すように、光素子１８は、前述した上下方向移送手段３６又は当該上下方向移送手段３６と移送テーブル機構部３３Ａとにより且つ主制御手段３４に制御されて、前述した位置ずれ量ｄＸ，ｄＹ，ｄθ分だけ、その搭載位置が移送補正（微調整）される。即ち、光素子１８のＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂは、これに対応する前述した正規の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの中心位置に向けて微調整される（ステップＳ１０６：図７参照）。

そして、前述したＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂの中心位置と正規の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの中心位置とが一致するまで、主制御手段３４により位置ずれ量ｄＸ，ｄＹ，ｄθが減少する方向に前述した光素子１８の移送制御が実行される（ステップＳ１０７）。かかる動作の監視は、前述した撮像手段３１から得られる位置情報に基づいて主制御手段３４によって実行される。

即ち、ここでは、図１０に示すように、前記ＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂの中心点を、マーカ抽出工程で確認された現実の基板側アライメントマーカ２１ａ，２１ｂから前述した位置ずれ量ｄＸ，ｄＹ，ｄθだけずれた位置（正規の基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂ）に向けて、光素子１８が移送制御され、一方のマーカ１８Ａ，１８ｂと他方のマーカの各中心点が実質的に一致するまで微調整される（移送先補正制御工程）。

このように、認識補正（位置合わせ）が微調整によって成されることにより、導波路コア１３に対してＬＤ活性層２５を正確に位置合わせをした状態で、光素子１８が基板１１上の光素子搭載領域１７へ高精度に且つ迅速に搭載され、これによって、当該光素子１８の実装作業が完了する（ステップＳ１０８）。図１１に、光素子１８の実装作業が完了した状態を示す。

上述したように、本実施形態では、光素子１８の実装に先立って基準マーカ２４Ａ，２４Ｂおよび基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの外周を画像認識し、それぞれの中心位置座標を検出するようにした。そして、基準マーカ２４Ａ，２４Ｂの位置座標に基づいて基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの各中心点の本来あるべき座標位置を特定することができるため、この位置と撮影され画像認識された実際の基板側アライメントマーカ位置の差（ｄＸａ，ｄＹａ、ｄＸｂ，ｄＹｂ）を検出し、これを、位置ずれに対する補正量とした。

さらに、光素子１８の実装に際しては、前記基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂに対応して光素子１８側に予め設けたＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂが前述した実際の基板側アライメントマーカ２１ａ，２１ｂに重なるように前述した光素子１８を配置し、各マーカそれぞれの中心が一致するように光素子１８を位置調整する。そして、各マーカそれぞれの中心が一致したところで、前記検出した補正量だけ、光素子１８の配置を移動させる。これにより、基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの位置ズレの影響をなくすことが可能となる。左右のＬＤ側アライメントマーカ１８Ａ，１８Ｂは一緒に動くため、実際の補正は、Ｘ，Ｙ，θを調整して行う。このように、すべてのチップを個別かつ簡単に補正できるため、光結合特性を飛躍的に安定化することができる。

ここで、上述した実施形態における光素子実装システムにあって、主制御手段３４が実行する情報処理内容を予めプログラム化し、これを当該主制御手段３４に装備したコンピュータに実行させるように構成してもよい。このようにしても、前述した主制御手段３４と同等に機能し前述した目的を達成すことができる。

以上のように、本実施形態によると、特に基板１１上の光導波路部１５に装備した基準マーカ２４Ａ，２４Ｂによって光素子１８の正規の装備位置を不変的に特定し得るので、これに基づいて光素子実装領域１７側に生じる基板１１の応力歪み等に起因した変形による前記光素子１８の装備位置の位置ずれ量を、当該光素子１８の実装前に有効に特定することができ、このため、実装に際してはこの特定された位置ずれ量に基づいて光素子１８を変形前の正規の位置に確実に配設装備することが可能となり実装精度の向上を図ることができる。

同時に、本実施形態によると、前述した如く、光素子実装の前に対応する当該光素子１８の搭載領域１７における上述した基板側アライメントマーカ２１Ａ，２１Ｂの位置ずれ量を検出しこれを補正量としたので、不良品の発生を大幅にて逓減させることができ、生産性を大幅に向上させることができ、前述した光導波路デバイスの信頼性および品質を著しく向上させることを可能とした従来にない優れた導波路デバイス、光素子実装システム、光素子実装方法、及び光素子実装プログラムを提供することができる。

変形し易い基板上に他の部材を精密に実装する機器にあっては、分野が異なっても、全ての分野の微細精密機器に対して適用される。また、基準マーカの数や組み合わせにも制限はない。光アクセス用トランシーバデバイス、分散補償デバイス、可変波長光源デバイス、ＤＰＳＫ用１バイト遅延デバイスなど、ＰＬＣ技術を利用した様々なデバイスへの応用が可能である。

本発明にかかる光導波路デバイスの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１における光導波路デバイスを示す図で、図２（Ａ）は実装対象物である光素子を示す平面図、図２（Ｂ）は光導波路デバイスの本体側である導波路コアを備えた基板部分を示す平面図である。 図１内に開示した基準マーカ形状の各種具体例を示す説明図である。 図１内に開示した基準マーカを基板上に設ける場合の手順（ａ）乃至（ｌ）を示す説明図である。 図１内に開示した光素子を実装する場合の光素子実装システム全体を示す概略構成図である。 図５内に開示した主制御手段の構成の一例を示すブロック図である。 図５に開示した光素子実装システムの動作を示すフローチャートである。 図１における基板上に設けられた基準マーカと基板側アライメントマーカ相互間の位置関係、及び基板の変形に伴う基板側アライメントマーカの位置ずれを示す説明図である。 図８において位置ずれを起こした基板上にあって基板側アライメントマーカの中心位置に光素子側のＰＤアライメントマーカの中心位置を一致させた場合（光素子実装状態）を示す説明図である。 図９の光素子実装状態から光素子の搭載位置を微調整して導波路コアの中心軸にＬＤ活性層の中心軸を一致させるようにする場合のマーカ相互間の位置関係を示す説明図である。 図１０の実装動作を実行し導波路コアの中心軸にＬＤ活性層の中心軸が一致した場合を示す説明図である。 従来例である光導波路デバイスを示す分解斜視図である。 図１２において実行された光素子の実装状態を示す説明図である。 図１２における光素子実装時に光素子が正規の実装位置からずれて搭載された場合に当該ずれた実装状態からその搭載位置を微調整して正規の位置（導波路コアの中心軸とＬＤ活性層の中心軸とが一致する位置）に光素子を移送した場合のマーカ相互間の位置関係を示す説明図である。 図１４における光素子の位置ずれ状態の例を示す説明図である。

１０ 光導波路デバイス
１１ 基板
１３ 光導波路コア
１５ 光導波路部
１６ 光導波路形成部
１７ 光素子搭載部
１８ 光素子
１８Ａ，１８Ｂ ＬＤ側アライメントマーカ
１９ 台座ブロック
２０ マーカ台
２１Ａ，２１Ｂ 基板側アライメントマーカ（第２のマーカ）
２４ 基準マーカ台
２４Ａ，２４Ｂ 基準マーカ（第１のマーカ）
２５ ＬＤ活性層
３１ 撮像手段
３１Ａ 赤外線光源
３１Ｂ ＣＣＤカメラ
３２ 画像表示手段
３２Ａ モニタ
３３ 光素子移送設置機構
３３Ａ 移送テーブル機構部
３３Ｂ 支持台
３３Ｃ 支柱部
３４ 主制御手段
３４Ａ マーカ位置検出部
３４Ｂ 位置ずれ量算出部
３４Ｃ 移送先補正制御部
３４Ｄ 記憶部
３６ 上下方向移送手段
３６Ａ 保持アーム
３６Ｂ 上下方向移動停止機構
３６Ｃ 回転駆動機構
４０ 入力部
５０ 光導波路デバイス
５１ 基板
５２ カメラ
５３ 光導波路コア
５５ 光導波路部
５６ 光導波路形成部
５７ 光素子搭載領域
５８ 光素子
５８Ａ 活性層
５８ａ 光素子側アライメントマーカ

Claims (10)

1. 基板上に形成された光導波路コアを有する光導波路部と、前記基板上に実装され前記光導波路コアと光学的に結合するＬＤ活性層を備えた光素子部とを有するハイブリッド型の光導波路デバイスにおいて、
   前記光導波路部に、前記光素子部を前記基板上の前記光導波路コアに光学的に結合するための正規の位置を特定する基準マーカとしての第１のマーカを設けると共に、
   この第１のマーカは前記光導波路コアが設置されたベース層と同じベース層を成す膜上に形成された基準マーカ台の上面に設置され、且つ前記第１のマーカが設置された当該基準マーカ台と前記光導波路コアとは同じマスクを用いて一括してパターニングして形成されたものであり、
   前記基板上の前記光素子部を実装する領域には光素子部実装用の基板側アライメントマーカである第２のマーカが形成され、且つ当該第２のマーカに対応して前記光素子部の下面には光素子部側アライメントマーカが形成され、
   前記第１のマーカを基準として検出された実際の前記第２のマーカの位置と予め特定された前記第２のマーカの正規の位置との差として算出される位置ずれ量である補正量の分だけ、実際の前記第２のマーカの位置からシフトした位置に、前記光素子部側アライメントマーカを位置合わせすることによって、前記光素子部が前記第２のマーカの正規の位置に実装されているものであることを特徴とした光導波路デバイス。
2. 請求項１記載の光導波路デバイスにおいて、
   前記基準マーカとしての第１のマーカは、前記光導波路コアの両側に当該光導波路コアと同時に形成された二つの基準マーカ台上に、それぞれ設けられて成ることを特徴とした光導波路デバイス。
3. 請求項２記載の光導波路デバイスにおいて、
   前記第２のマーカは、前記二つの第１のマーカと共に四角形状の図形の各頂点を成すように前記基板上に、二個設置されたものであることを特徴とした光導波路デバイス。
4. 請求項３記載の光導波路デバイスにおいて、
   前記光素子部側アライメントマーカは、前記光素子部が備えている前記ＬＤ活性層の両側にそれぞれ設けられ、この二個の各光素子部側アライメントマーカに対応して、前記第２のマーカがそれぞれ前記基板上の前記光素子部用の実装領域に設けられていることを特徴とした光導波路デバイス。
5. 請求項３又は４に記載の光導波路デバイスにおいて、
   前記第１のマーカと前記第２のマーカとを結ぶ線分によって形成される四角形状は、各内角が直角又は直角を含むその他の異なった内角で特定された四角形であることを特徴とした光導波路デバイス。
6. 前記請求項１乃至５の何れか一つに記載の光導波路デバイスにおける前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにおいて、
   前記光素子部実装装置が、
   前記基板上の一部に成膜された光導波路コアを有する光導波路部に光学的に結合するように前記基板上の他の一部に実装される光素子部の実装領域を透過光により撮影する撮影手段と、この撮影手段で得られる透過画像に基づいて前記光素子部の実装領域をモニター画像上に表示する画像表示手段と、前記光素子部を予め設定されたＸーＹ平面上の前記実装領域に移送し設置する光素子移送設置機構と、これらの各構成要素を駆動制御する主制御手段とを備え、
   前記主制御手段が、
   前記光導波路デバイスにおける光素子部の実装に際して、前記画像表示手段を介して前記モニター画像に前記ＸーＹ平面を設定すると共に、当該設定されたＸーＹ平面上から前記光導波路デバイスの基板上における前記基準マーカである第１のマーカを基準として前記基板上の光素子実装面に予め設置された基板側アライメントマーカである第２のマーカの実際の位置情報を検出するマーカ位置検出処理部と、
   前記第１のマーカを基準として前記ＸーＹ平面座標と同様の座標上に予め特定された前記第２のマーカの正規の位置情報を記憶部に予め記憶すると共に、この第２のマーカの正規の位置情報と前記マーカ位置検出部で検出された実際の前記第２のマーカの位置情報とを比較してその差を位置ずれ量として算出する位置ずれ量算出処理部と、
   この算出された位置ずれ量に基づいて稼働し、前記第２のマーカに対応して前記光素子部側に予め付された光素子側アライメントマーカの中心位置が前記第２のマーカの正規の位置情報の中心に一致するように、前記光素子部を前記光素子移送設置機構を介して移送制御し設置する移送先補正制御部と、を備えていることを特徴とした光導波路デバイス用光素子実装システム。
7. 前記請求項１乃至５の何れか一つに記載の光導波路デバイスにおける前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにあって、
   前記光導波路デバイスが備えている前記第１のマーカを基準として実際の前記第２のマーカの位置を撮影手段を介して検出し、
   この検出された実際の前記第２のマーカの位置と予め前記第１のマーカによって特定された前記第２のマーカの正規の位置との差を位置ずれ量として算出し、
   この算出した位置ずれ量を補正量として当該補正量の分だけ実際の前記第２のマーカからシフトした位置に、光素子移送設置機構を介して前記光素子部を移送制御し前記光素子部が備えている光素子側アライメントマーカを位置合わせをすることにより前記光素子部を前記第２のマーカの正規の位置に移送制御し、
   これら各処理工程における位置検出処理，位置ずれ量算出処理，正規位置設置制御処理に係る各動作処理手順を、前記光素子部実装装置が備えている主制御手段が順次実行することを特徴とした光導波路デバイス用光素子実装方法。
8. 前記請求項１乃至５の何れか一つに記載の光導波路デバイスにおける前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにあって、
   前記光素子実装装置は、前記基板上の一部に成膜された光導波路コアを有する光導波路部に光学的に結合するように前記基板上の他の一部に実装される光素子部の実装領域を透過光により撮影する撮影手段と、この撮影手段で得られる透過画像に基づいて前記光素子部の実装領域をモニター画像上に表示する画像表示手段と、前記光素子部を予め設定されたＸーＹ平面上の前記実装領域に移送し設置する光素子移送設置機構と、これらの各構成要素を駆動制御する主制御手段とを備えたものであり、
   前記光導波路デバイスにおける光素子部の実装に際し、前記画像表示手段を介して前記モニター画像に前記ＸーＹ平面座標を設定し、
   この設定されたＸーＹ平面座標上から前記光導波路デバイスの基板上における前記基準マーカである第１のマーカを基準として前記基板上の光素子実装面に予め設置された前記第２のマーカの実際の位置情報を検出し、
   前記第１のマーカを基準として前記ＸーＹ平面座標と同様の座標上に予め特定された前記第２のマーカの正規の位置情報が予め装備された記憶部に記憶されており、この第２のマーカの正規の位置情報と前記マーカ位置検出部で検出された実際の前記第２のマーカの位置情報とを比較し且つその差を位置ずれ量として算出し、
   この算出された位置ずれ量に基づいて稼働し、前記第２のマーカに対応して前記光素子部側に予め付された光素子部側アライメントマーカの中心位置が前記第２のマーカの正規の位置情報の中心に一致するまで、前記光素子移送設置機構を介して前記光素子部を正規に位置に移送制御し、
   これら上記座標設定，位置検出，位置ずれ量算出，および光素子部移送制御に係る各動作制御を、前記主制御手段が順次実行するようにしたことを特徴とする光導波路デバイス用光素子実装方法。
9. 前記請求項１乃至５の何れか一つに記載の光導波路デバイスにおける前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにあって、
   前記光導波路デバイスが備えている前記第１のマーカを基準として実際の前記第２のマーカの位置を撮影手段を介して検出するマーカ位置検出処理機能、
   この検出された実際の前記第２のマーカの位置と予め前記第１のマーカによって特定された前記第２のマーカの正規の位置との差を位置ずれ量として算出する位置ずれ量算出処理機能、
   およびこの算出した位置ずれ量を補正量として当該補正量の分だけ実際の前記第２のマーカからシフトした位置に（補正量がゼロとなる位置に）、光素子移送設置機構を介して前記光素子部を移送制御し前記光素子部が備えている光素子側アライメントマーカを位置合わせをすることにより前記光素子部を前記第２のマーカの正規の位置に設置する正規位置移送制御処理機能、
   を設け、これらマーカ位置検出，位置ずれ量算出，正規位置への移送動作に係る各動作処理機能を、前記光素子部実装装置が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする光素子実装プログラム。
10. 前記請求項１乃至５の何れか一つに記載の光導波路デバイスが備えている前記基板上の予め設定された実装面に、実装前の前記光素子部を実装する光素子部実装装置を備えた光導波路デバイス用光素子実装システムにあって、
    前記光素子部実装装置は、前記基板上の一部に成膜された光導波路コアを有する光導波路部に光学的に結合するように前記基板上の他の一部に実装される光素子部の実装領域を透過光により撮影する撮影手段と、この撮影手段で得られる透過画像に基づいて前記光素子部の実装領域をモニター画像上に表示する画像表示手段と、前記光素子部を予め設定されたＸーＹ平面上の前記実装領域に移送し設置する光素子移送設置機構と、これらの各構成要素を駆動制御する主制御手段とを備えたものであり、
    前記光導波路デバイスにおける光素子部の実装に際し、前記画像表示手段を介して前記モニター画像に前記ＸーＹ平面座標を設定するＸーＹ座標設定処理機能、
    この設定されたＸーＹ平面座標上から前記光導波路デバイスの基板上における前記基準マーカである第１のマーカを基準として前記基板上の光素子実装面に予め設置された前記第２のマーカの実際の位置情報を検出するマーカ位置情報検出処理機能、
    前記第１のマーカを基準として前記ＸーＹ平面座標と同様の座標上に予め特定された前記第２のマーカの正規の位置情報が予め装備された記憶部が記憶されており、当該第２のマーカの正規の位置情報と前記マーカ位置検出部で検出された実際の前記第２のマーカの位置情報とを比較し且つその差を位置ずれ量として算出する位置ずれ量算出処理機能、
    および前記算出された位置ずれ量に基づいて稼働し、前記第２のマーカに対応して前記光素子部側に予め付された光素子部側アライメントマーカの中心位置が前記第２のマーカの正規の位置情報の中心に一致するまで、前記光素子移送設置機構を介して前記光素子部を移送制御する正規位置移送制御処理機能、
    を設け、これら位置検出処理，位置ずれ量算出処理，正規位置移送制御処理に係る各動作処理機能を、前記光素子部実装装置が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする光素子実装制御プログラム。

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