JP2020177969A - 検査用接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オプトデバイスとの位置合わせが容易であり、且つ、電気的測定と光学的測定を並行して行うことができる検査用接続装置を提供する。【解決手段】検査用接続装置は、電気接続子１０及び光接続子２０をそれぞれの先端部が下面に露出した状態で保持し、上面に電気接続子１０の基端部が露出し、且つ光接続子２０が固着されたプローブヘッド３０と、接続配線４１が内部に配置され、プローブヘッド３０の上面に露出する電気接続子１０の基端部と電気的に接続する接続配線４１の一方の端部が下面に配置され、且つ光接続子２０が摺動自在に貫通するトランスフォーマ４０とを備える。プローブヘッド３０の下面における電気接続子１０の先端部と光接続子２０の先端部の位置関係が、半導体素子の電気信号端子と光信号端子の位置関係に対応している。光接続子２０は、プローブヘッド３０とトランスフォーマ４０を連続的に貫通している。【選択図】図１

Description

本発明は、被検査体の特性の検査に使用される検査用接続装置に関する。

シリコンフォトニクス技術を用いて、電気信号と光信号が伝搬する半導体素子（以下において「オプトデバイス」という。）がシリコン基板などに形成される。

オプトデバイスの特性をウェハ状態で検査するために、電気信号を伝搬させる電気接続子と光信号を伝搬させる光接続子とを有する検査用接続装置を用いて、オプトデバイスと検査装置を接続することが有効である（特許文献１、２参照）。例えば、導電性材料からなるプローブなどがオプトデバイスと検査装置とを接続する電気接続子として使用され、光ファイバなどがオプトデバイスと検査装置とを接続する光接続子として使用される。

特開平０７−２０１９４５号公報 特開２０１８−８１９４８号公報

電気接続子が配置されたユニットと光接続子が配置されたユニットとが別々に構成された検査用接続装置が、オプトデバイスの検査に使用されている。このため、それぞれのユニットについて個別にオプトデバイスと位置合わせするために、オプトデバイスと検査用接続装置の位置合わせに長時間を要している。また、上記構成の検査用接続装置では、電気信号で行う電気的測定と光信号で行う光学的測定を並行して行う試験（マルチ試験）が困難である。

本発明は、オプトデバイスとの位置合わせが容易であり、且つ、電気的測定と光学的測定を並行して行うことができる検査用接続装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、電気接続子及び光接続子をそれぞれの先端部が下面に露出した状態で保持し、上面に電気接続子の基端部が露出し、且つ光接続子が固着されたプローブヘッドと、接続配線が内部に配置され、プローブヘッドの上面に露出する電気接続子の基端部と接続する接続配線の一方の端部が下面に配置され、且つ光接続子が摺動自在に貫通するトランスフォーマとを備える検査用接続装置が提供される。プローブヘッドの下面における電気接続子の先端部と光接続子の先端部の位置関係が、半導体素子の電気信号端子と光信号端子の位置関係に対応し、光接続子がプローブヘッドとトランスフォーマを連続的に貫通している。

本発明によれば、オプトデバイスとの位置合わせが容易であり、且つ、電気的測定と光学的測定を並行して行うことができる検査用接続装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る検査用接続装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置のプローブヘッドとトランスフォーマを取り付けた状態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置のプローブヘッドに光接続子を固着した状態の例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置のプローブヘッドとトランスフォーマが離間した状態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置の光接続子の先端部の状態を示す模式図であり、図５（ａ）〜図５（ｄ）は光接続子の先端部の状態のバリエーションを示す。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置の光接続子の先端部の他の状態を示す模式図であり、図６（ａ）〜図６（ｂ）は光接続子の先端部の状態のバリエーションを示す。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置の光接続子の先端部の更に他の状態を示す模式図であり、図７（ａ）〜図７（ｂ）は光接続子の先端部の状態のバリエーションを示す。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置のプローブヘッドのトップガイド板の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置の検査時の操作を説明する模式図である（その１）。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置の検査時の操作を説明する模式図である（その２）。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置の検査時の操作を説明する模式図である（その３）。 検査対象のオプトデバイスの構成例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置のプローブヘッドのボトムガイド板に形成されるガイド穴の位置の例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る検査用接続装置のプローブヘッドのボトムガイド板を示す平面図であり、図１４（ａ）〜図１４（ｅ）はボトムガイド板を構成するユニットの配置のバリエーションを示す。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。

図１に示す本発明の実施形態に係る検査用接続装置は、電気信号が伝搬する電気信号端子と光信号が伝搬する光信号端子を有するオプトデバイスの検査に使用される。オプトデバイスとしては、特に限定されるものではないが、シリコンフォトニクスデバイス、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）などの半導体素子を想定することができる。図１で図示を省略している検査対象のオプトデバイスは、光信号端子と電気信号端子（以下、総称して「信号端子」という。）の形成された表面を、検査用接続装置に対向して配置される。

図１に示す検査用接続装置は、電気接続子１０と、光接続子２０と、電気接続子１０及び光接続子２０をそれぞれの先端部が下面に露出した状態で保持するプローブヘッド３０と、プローブヘッド３０の上方に配置されたトランスフォーマ４０を備える。電気接続子１０の先端部はプローブヘッド３０の下面から下方に向かって延伸し、基端部はプローブヘッド３０の上面に露出している。光接続子２０は、プローブヘッド３０の上面から上方に向かって延伸している。

電気接続子１０の先端部と光接続子２０の先端部の、プローブヘッド３０の下面の面法線方向からみた（以下、「平面視」という）相対的な位置関係は、検査対象のオプトデバイスの電気信号端子と光信号端子の相対的な位置関係に対応している。即ち、光接続子２０と電気接続子１０は、検査時に検査対象のオプトデバイスの信号端子と正確に接続するように、所定の位置精度でプローブヘッド３０に保持されている。ここで、「正確に接続する」とは、所定の測定精度が得られるように電気接続子１０と光接続子２０がオプトデバイスの信号端子と接続することである。

電気接続子１０は、検査対象のオプトデバイスの電気信号端子と電気的に先端部が接続する。光接続子２０は、検査対象のオプトデバイスの光信号端子と光学的に先端部が接続する。光学的に接続することにより、オプトデバイスの光信号端子と光接続子２０との間で光信号が伝搬する。光接続子２０は、プローブヘッド３０に固着されている。

トランスフォーマ４０には、接続配線４１が内部に配置されている。トランスフォーマ４０の下面に配置された接続配線４１の一方の端部が、プローブヘッド３０の上面に露出する電気接続子１０の基端部と電気的に接続する。接続配線４１の他方の端部は、トランスフォーマ４０の上面に配置されている。一方、光接続子２０は摺動自在にトランスフォーマ４０を貫通している。光接続子２０は、プローブヘッド３０とトランスフォーマ４０を連続的に貫通している。

図１に示す検査用接続装置では、トランスフォーマ４０に配置された接続配線４１の他方の端部と連結する配線ワイヤ７０と、配線ワイヤ７０を介して接続配線４１と電気的に接続する電気端子６１が配置されたメイン基板６０を更に備える。配線ワイヤ７０は、例えば半田付けなどにより電気端子６１に接続される。更に、メイン基板６０に、光接続子２０の基端部が連結される光端子６２が配置されている。

メイン基板６０には、電気端子６１を介して配線ワイヤ７０と電気的に接続する電気回路（不図示）が形成されている。メイン基板６０としてプリント基板（ＰＣＢ基板）などが好適に使用される。メイン基板６０を介して、図示を省略する検査装置と検査対象のオプトデバイスの電気信号端子とが電気的に接続される。

メイン基板６０に配置された光端子６２を介して、検査装置と光接続子２０とが接続される。例えば、光端子６２に光コネクタなどを使用してすべての光接続子２０をメイン基板６０の一箇所で検査装置と接続してもよい。或いは、光接続子２０のそれぞれの端部とそれぞれ接続する複数の光端子６２をメイン基板６０の主面に配置して、光接続子２０を個々に検査装置と接続してもよい。このとき、検査装置の仕様に合わせて、光信号を電気信号に変換してから検査装置に入力してもよいし、光信号をそのまま検査装置に入力してもよい。例えば、メイン基板６０に搭載した光電気変換ユニットを介して光接続子２０と検査装置を接続し、検査装置の入出力信号を電気信号としてもよい。

通常、光信号端子と光接続子２０は、互いに近接する非接触の状態で光学的に接続される。図１に示した検査用接続装置では、オプトデバイスの検査時において、光接続子２０と電気接続子１０の両方が同時にオプトデバイスと接続可能になっている。

オプトデバイスの検査時に、電気接続子１０の先端部がオプトデバイスの電気信号端子と電気的に接続し、光接続子２０の先端部とオプトデバイスの光信号端子が光学的に接続する。これにより、例えば、電気接続子１０の先端部から電気信号がオプトデバイスに入力されると共にオプトデバイスから出力された光信号が光接続子２０の先端部に入力され、検査装置によって光信号が検知される。このように、検査用接続装置は、検査装置を検査対象のオプトデバイスと接続するプローブカードとして機能する。

光接続子２０には、光ファイバなどが好適に使用される。例えば、オプトデバイスの光信号端子から、光信号端子の近傍に配置された光ファイバの端面に光信号が入射する。ただし、光ファイバに限らず、光導波路を有する光学部品を光接続子２０に使用できる。光ファイバなどの光導波路は、いずれもオプトデバイスと同等の屈折率を有して形成されることが好ましい。例えば、シリコンフォトニクスデバイスに対応させるためには、光接続子２０もシリコンの屈折率に合わせた材料で形成される。

電気接続子１０には、導電性材料からなるプローブなどが好適に使用される。電気接続子１０には、任意のタイプのプローブを使用できる。

メイン基板６０には、メイン基板６０よりも剛性の高いスティフナ５０が固定されている。スティフナ５０は、メイン基板６０が撓んだりしないように検査用接続装置の機械的強度を確保すると共に、検査用接続装置の構成部品のそれぞれを固定する支持体として使用されている。

図１に示した検査用接続装置では、固定ボルト９１によってメイン基板６０にスティフナ５０が固定されている。また、固定ボルト９２によって、スティフナ５０にトランスフォーマ４０が固定されている。このように、トランスフォーマ４０がメイン基板６０に固定されており、トランスフォーマ４０とメイン基板６０は一体化した基板と捉えることもできる。トランスフォーマ４０に、支持ボルト９３によってプローブヘッド３０が取り付けられている。

位置決めピン９４は、例えばプローブヘッド３０の下面をオプトデバイスの主面と平行にするために、及びトランスフォーマ４０に対するプローブヘッド３０の取り付け角度を調整するために使用される。また、位置決めピン９４は、トランスフォーマ４０に配置された配線ワイヤ７０の端部と電気接続子１０の上部との水平方向と位置を揃えて接続するために、トランスフォーマ４０対するプローブヘッド３０の位置決めをするために使用される。

上記のように、プローブヘッド３０は、メイン基板６０やトランスフォーマ４０と支持ボルト９３や位置決めピン９４で取り付けられている。このため、プローブヘッド３０はメイン基板６０から簡単に脱着可能であり、メンテナンスが容易である。

図２に示すように、プローブヘッド３０は、上面から下面に向かう上下方向に沿って相互に離間して配置され、それぞれを電気接続子１０と光接続子２０が貫通する複数のガイド板を有する。図２に示したプローブヘッド３０は、電気接続子１０の先端部の周囲に配置されたボトムガイド板３１と、電気接続子１０の基端部の周囲に配置されたトップガイド板３２を有する。ボトムガイド板３１の外縁領域とトップガイド板３２の外縁領域との間にスペーサ３３が配置されて、トップガイド板３２とボトムガイド板３１との間に中空領域３３０が構成されている。電気接続子１０と光接続子２０を支持するガイド板には、一定の機械的強度が必要である。このため、例えば機械的強度が高く且つ貫通孔を形成しやすいセラミック板などが、ガイド板に好適に使用される。

更に、プローブヘッド３０は、ボトムガイド板３１とトップガイド板３２の間に配置された第１ガイドフィルム３４と第２ガイドフィルム３５を有する（以下、「ガイドフィルム」と総称する。）。電気接続子１０と光接続子２０はガイドフィルムを貫通する。第１ガイドフィルム３４はボトムガイド板３１に近く配置され、第２ガイドフィルム３５はボトムガイド板３１とトップガイド板３２の中間付近に配置されている。ガイドフィルムには、例えば、樹脂などのフィルムがガイドフィルムに使用される。

電気接続子１０と光接続子２０は、ガイド板及びガイドフィルムにそれぞれ形成されたガイド穴を貫通する。図２に示すように、平面視で、同一の電気接続子１０が貫通するトップガイド板３２の位置とボトムガイド板３１の位置とがずれている（以下において、「オフセット配置」という。）。

オフセット配置により、中空領域３３０の内部でボトムガイド板３１とトップガイド板３２との間で、電気接続子１０は弾性変形によって湾曲している。そして、電気接続子１０がオプトデバイスに接触すると、更に湾曲した形状に電気接続子１０が座屈して、所定の圧力で電気接続子１０がオプトデバイスに押圧される。このように、オフセット配置により、電気接続子１０とオプトデバイスを安定して接触させることができる。なお、中空領域３３０にガイドフィルムを配置することにより、湾曲した状態の電気接続子１０同士が接触することなどを防止できる。

実施形態に係る検査用接続装置では、光接続子２０が、プローブヘッド３０の有する複数のガイド板のうちの最も下方に配置されたボトムガイド板３１に固着されている。例えば、図３に示すように、ボトムガイド板３１のガイド穴に光接続子２０を貫通させた状態で、ガイド穴と光接続子２０との隙間に樹脂８０を流し込む。樹脂８０が硬化することにより、光接続子２０がボトムガイド板３１に固着される。

図３に示すボトムガイド板３１には、電気接続子１０が挿入される第１ガイド穴３１１と、光接続子２０が挿入される第２ガイド穴３１２が形成されている。

第１ガイド穴３１１は、電気接続子１０の直径より内径が大きい大径電気ガイド穴３１１ａと、電気接続子１０の直径と同程度の内径の小径電気ガイド穴３１１ｂとを、第１ガイド穴３１１の延伸方向に連結した構成である。大径電気ガイド穴３１１ａよりも小径電気ガイド穴３１１ｂがプローブヘッド３０の下面に近く形成され、電気接続子１０の先端部が小径電気ガイド穴３１１ｂに挿入されている。

電気接続子１０は、先端部を先にして大径電気ガイド穴３１１ａの側から挿入されるため、第１ガイド穴３１１に挿入し易い。その後、電気接続子１０は、大径電気ガイド穴３１１ａに連通する小径電気ガイド穴３１１ｂに挿入される。小径電気ガイド穴３１１ｂの内径と電気接続子１０の直径が同程度であるため、電気接続子１０の先端部の正確な位置決めがされる。つまり、大径電気ガイド穴３１１ａと小径電気ガイド穴３１１ｂを連結した第１ガイド穴３１１により、電気接続子１０のガイド穴への挿入のし易さと、先端部の正確な位置決めを達成できる。

第２ガイド穴３１２は、光接続子２０の直径より内径が大きい大径光ガイド穴３１２ａと、光接続子２０の直径と内径が同程度の小径光ガイド穴３１２ｂとを、第２ガイド穴３１２の延伸方向に連結した構成である。大径光ガイド穴３１２ａよりも小径光ガイド穴３１２ｂがプローブヘッド３０の下面に近く形成され、光接続子２０の先端部が小径光ガイド穴３１２ｂに挿入されている。

光接続子２０は、先端部を先にして大径光ガイド穴３１２ａの側から挿入されるため、第２ガイド穴３１２に挿入し易い。その後、光接続子２０は、大径光ガイド穴３１２ａに連通する小径光ガイド穴３１２ｂに挿入される。そして、樹脂８０により小径光ガイド穴３１２ｂの内部で光接続子２０の先端部が固定される。小径光ガイド穴３１２ｂの内径と光接続子２０の直径が同程度であるため、光接続子２０の先端部の正確な位置決めがされる。つまり、大径光ガイド穴３１２ａと小径光ガイド穴３１２ｂを連結した第２ガイド穴３１２により、光接続子２０のガイド穴への挿入のし易さと、先端部の正確な位置決めを達成できる。

このように、第１の実施形態に係る検査用接続装置では、電気接続子１０と光接続子２０とは、同一のボトムガイド板３１内で位置合わせが行えるため、電気接続子１０と光接続子２０の先端部の正確な位置合わせを短時間で行えるという利点がある。

なお、接続配線４１が配線ワイヤ７０の一部であってもよい。即ち、配線ワイヤ７０の一部をトランスフォーマ４０に形成した貫通孔に挿入し、配線ワイヤ７０の先端部をトランスフォーマ４０の下面に露出させる。そして、トランスフォーマ４０とプローブヘッド３０の取り付け時に、配線ワイヤ７０の先端部とプローブヘッド３０の上面に露出する電気接続子１０の基端部とを接続させる。例えば、トランスフォーマ４０に形成した貫通孔と配線ワイヤ７０との隙間に流し込んだ樹脂を硬化させるなどして、配線ワイヤ７０をトランスフォーマ４０に固着してもよい。これにより、配線ワイヤ７０の先端部の位置を固定することができる。

上記に説明した構成を有する検査用接続装置では、プローブヘッド３０とトランスフォーマ４０とが脱着自在である。即ち、図４に示すように、電気接続子１０や光接続子２０を配置した状態のままで、プローブヘッド３０とトランスフォーマ４０を離間させることができる。このとき、光接続子２０はトランスフォーマ４０に固定されていないため、プローブヘッド３０をトランスフォーマ４０から離すに従って、光接続子２０がトランスフォーマ４０に形成された貫通孔の内部を摺動する。

このようにプローブヘッド３０とトランスフォーマ４０とが脱着自在であることにより、検査用接続装置ではメンテナンスが容易であるなどの効果を得られる。例えば、トランスフォーマ４０に光接続子２０を貫通させた状態のまま、プローブヘッド３０の修理や交換などが可能である。このため、メンテナンスに要する時間を短縮できる。プローブヘッド３０における電気接続子１０の交換は、一本単位で可能である。また、光接続子２０の交換は、光接続子２０が固着されたボトムガイド板３１ごとの交換が可能である。

そして、トランスフォーマ４０とプローブヘッド３０の取り付け時には、プローブヘッド３０の上面に露出した電気接続子１０の基端部とトランスフォーマ４０の下面に配置された接続配線４１の一方の端部が電気的に接続する。

ところで、オプトデバイスに対向する光接続子２０の先端部には、種々の形状を採用可能である。例えば、コア２１１とクラッド２１２により構成される光ファイバ２１を光接続子２０に使用した場合、光ファイバ２１の先端部について図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すようなバリエーションを採用可能である。

図５（ａ）に示した形状は、光ファイバ２１の端面とプローブヘッド３０の下面を同一平面にしたストレート形状である。ストレート形状は、プローブヘッド３０の加工が最も容易である。

図５（ｂ）に示した形状は、光ファイバ２１の端面の径よりもプローブヘッド３０の下面に形成したガイド穴の開口部の径を狭くした鍔付き形状である。鍔付き形状にすることにより、光ファイバ２１の先端部がガイド穴の鍔部に突き当たり、光ファイバ２１の端面の位置を安定させることができる。

図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示した形状は、光ファイバ２１の端面を曲面にした場合である。図５（ｃ）ではプローブヘッド３０の下面に形成したガイド穴の開口部をテーパー形状にし、図５（ｄ）ではプローブヘッド３０のガイド穴の開口部を球面状にしている。光ファイバ２１の端面を曲面にすることにより、オプトデバイスから出射される光を光ファイバに集光しやすい。

また、図６（ａ）〜図６（ｂ）に示すように、周囲にコーティング膜２５を形成した光ファイバ２１の先端部が、プローブヘッド３０の下面よりも下方に位置するようにしてもよい。図６（ａ）では、先端部がストレート形状の光ファイバ２１が貫通するガイド穴の形状を、下部を狭くした鍔付き形状としている。これにより、光ファイバ２１の周囲に形成したコーティング膜２５がガイド穴の鍔部に突き当たり、光ファイバ２１の位置を安定させられる。図６（ｂ）は、先端部が曲面の光ファイバ２１にコーティング膜２５を形成した例であり、この場合にもコーティング膜２５がガイド穴の鍔部に突き当たる。このように、コーティング膜２５は、光ファイバ２１がガイド穴から抜けないようにストッパーとして機能している。コーティング膜２５は、例えば樹脂膜などである。上記のように光ファイバ２１をプローブヘッド３０で留めるストッパーとしてコーティング膜２５を使用することにより、光ファイバ２１をプローブヘッド３０に樹脂で固定しない構成も可能である。コーティング膜２５により、光ファイバ２１がプローブヘッド３０に密着する。

また、図７（ａ）〜図７（ｂ）に示すように、周囲にコーティング膜２５を形成していない光ファイバ２１の先端部が、プローブヘッド３０の下面よりも下方に位置するようにしてもよい。コーティング膜２５がない光ファイバ２１では、光ファイバ２１の外径を小さくできるため、コーティング膜２５を形成した光ファイバ２１よりも狭ピッチ化に対応できる。

光ファイバ２１の先端部をプローブヘッド３０の下面よりも下方に突き出さない場合には、光ファイバ２１の先端部をオプトデバイスに近づけていくと、プローブヘッド３０がオプトデバイスに干渉する可能性がある。一方、図６（ａ）〜図６（ｂ）及び図７（ａ）〜図７（ｂ）に示すように光ファイバ２１の先端部をプローブヘッド３０の下方に突き出すことにより、プローブヘッド３０から離間した状態で、光ファイバ２１の先端部をオプトデバイスに近づけることができる。

なお、光ファイバ２１の先端部をレンズ化してもよい。光ファイバ２１の先端部の仕様に応じて、樹脂８０による固着方法が選択される。光ファイバ２１をプローブヘッド３０に固着する工程の後、電気接続子１０をプローブヘッド３０に挿入する前に、プローブヘッド３０の下面の研磨加工を実施できる。

なお、図８に示すように、光接続子２０がトップガイド板３２を貫通するガイド穴３２０を、隣接する複数の光接続子２０で共通にしてもよい。図８は、トップガイド板３２の主面の平面図である。

実施形態に係る検査用接続装置は、例えば以下のようにしてオプトデバイスの検査に使用される。ここで、図９に示すようにプローブヘッド３０の下面から先端長Ｔ１だけ電気接続子１０の先端部が延伸する構成の検査用接続装置について、電気接続子１０とオプトデバイスとの位置合わせを行う。先端長Ｔ１は、例えば２００μｍ程度である。

この位置合わせは、例えば、オプトデバイスが搭載面に搭載されたステージを、搭載面と平行な方向に移動させたり、搭載面の面法線方向を中心軸として回転させたりして行われる。このとき、ステージに配置されたＣＣＤカメラなどの撮像装置により、検査用接続装置に設けられたアライメントマークを撮影しながら行ってもよい。

例えば、ステージに配置された撮像装置によって検査用接続装置に設けられたアライメントマークの撮影画像が得られると、撮影画像の画像処理により、オプトデバイスが搭載されたステージと検査用接続装置との相対位置情報が得られる。この相対位置情報に基づいて、電気接続子１０の先端部がオプトデバイスの電気信号端子に接触可能な位置になるように、ステージの位置や方向などが調整される。

そして、電気接続子１０の先端部とオプトデバイスの電気信号端子の位置が平面視で一致している状態で、図１０に示すように、電気接続子１０の先端部とオプトデバイス１００の電気信号端子（図示略）を接触させる。このとき、電気接続子１０の先端部と光接続子２０の先端部の位置関係が、オプトデバイス１００の電気信号端子と光信号端子の位置関係に対応しているため、オプトデバイス１００の光信号端子に対応する位置に光接続子２０が配置される。

次いで、図１１に示すように、オプトデバイス１００の電気信号端子に電気接続子１０が所定の針圧で押圧されるように、オプトデバイス１００と検査用接続装置とを接近させる。例えば、電気接続子１０の先端部をオプトデバイス１００に押し付けるようにオーバードライブを印加する。

このとき、光接続子２０の先端部とオプトデバイス１００の光信号端子との間隔Ｔ２が、光接続子２０が光信号端子と光学的に接続される間隔であるように、オプトデバイス１００と検査用接続装置とを接近させる。光接続子２０の先端部とオプトデバイス１００との間隔は、電気接続子１０の先端長Ｔ１の設定やオーバードライブの設定により、一定の範囲で制御できる。例えば、電気接続子１０の先端長Ｔ１が１６０μｍであり、６０μｍのオーバードライブを印加した場合、間隔Ｔ２は１００μｍ程度である。

図１に示した検査用接続装置では、電気接続子１０と光接続子２０のそれぞれが所定の位置精度でプローブヘッド３０に配置されている。このため、上記のように、電気接続子１０をオプトデバイス１００の電気信号端子に対して位置合わせすることにより、光接続子２０についても同時にオプトデバイス１００の光信号端子に対して位置合わせされる。このため、検査用接続装置とオプトデバイスとの位置合わせが容易である。更に、電気接続子１０とオプトデバイス１００の電気信号端子、及び、光接続子２０とオプトデバイス１００の光信号端子が、同時に所定の位置精度で接続されるため、オプトデバイス１００に対する電気的測定と光学的測定を並行して行うことができる。

以下に、図１２に示すように電気信号端子１０１と光信号端子１０２が配置されたオプトデバイス１００に対応する検査用接続装置について説明する。図１２に示したオプトデバイス１００は、電気信号端子１０１が信号入力端子、光信号端子１０２が発光面であるＶＣＳＥＬの例である。

ウェハ状態では、複数のオプトデバイス１００が配列される。このため、図１３に示すように、電気信号端子１０１と光信号端子１０２の位置に対応してそれぞれ形成された電気接続子用ガイド穴３０１と光接続子用ガイド穴３０２を含むユニット３１０が配列されたプローブヘッド３０を準備する。図１３は、ボトムガイド板３１の平面図である。１つのユニット３１０は１つのオプトデバイス１００に対応している。即ち、プローブヘッド３０は、単一のオプトデバイス１００の電気信号端子と光信号端子のそれぞれに電気接続子１０の先端部と光接続子２０の先端部を対応させるユニット３１０を複数配列した構成を有する。

プローブヘッド３０のガイド板及びガイドフィルムに形成されたガイド穴に、電気接続子１０と光接続子２０を挿入する。これにより、電気接続子１０と光接続子２０の先端部の位置が決定される。

通常、オプトデバイス１００は、ウェハ状態において格子状に配列されている。そのため、ユニット３１０の位置を格子状に配列されたオプトデバイス１００の位置に合わせることが一般的である。しかし、ユニット３１０の配置をウェハ状態でのオプトデバイス１００の配列の仕方に応じて配置することもできる。図１４（ａ）〜図１４（ｅ）にユニット３１０の配置のバリエーションを示す。

例えば、図１４（ａ）に示すように、Ｘ方向とＹ方向にユニット３１０が隣接して配列される。或いは、図１４（ｂ）に示すように、Ｘ方向には隣接し、Ｙ方向には隙間を介在して、ユニット３１０が配置される。また、図１４（ｃ）に示すように、Ｘ方向には隙間を介在し、Ｙ方向には隣接して、ユニット３１０が配置される。

または、図１４（ｄ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に隙間を介在してユニット３１０が配置されたり、図１４（ｅ）に示すように、平面視で斜めにユニット３１０が配列されたりする。

以上に説明したように、実施形態に係る検査用接続装置では、電気接続子１０の先端部と光接続子２０の先端部が、正確に接続するように所定の位置精度でプローブヘッド３０に設置されている。電気接続子１０と光接続子２０の位置関係をオプトデバイスの信号端子の位置関係と正確に対応させることにより、オプトデバイスの電気信号端子と電気接続子１０の位置合わせを行うことで、光接続子２０をオプトデバイスの光信号端子に位置合わせできる。このように、実施形態に係る検査用接続装置によれば、オプトデバイスとの位置合わせが容易である。更に、一つのユニット３１０に電気接続子１０と光接続子２０を配置することにより、オプトデバイスの電気的測定と光学的測定を並行して行うことができる。

また、実施形態に係る検査用接続装置では、光接続子２０が、プローブヘッド３０に固着され、トランスフォーマ４０には固着されずに貫通する。一方、プローブヘッド３０の上面に露出する電気接続子１０の基端部と、トランスフォーマ４０の下面に配置された接続配線４１の端部とが、電気的に接続する。このような構成により、プローブヘッド３０とトランスフォーマ４０とが脱着自在である。したがって、検査用接続装置のメンテナンスが容易である。

（その他の実施形態）
上記のように本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記ではトランスフォーマ４０の内部に配置される接続配線４１が配線ワイヤ７０の一部である構成を示した。しかし、トランスフォーマ４０に、ＭＬＯ（Multi-Layer Organic）やＭＬＣ（Multi-Layer Ceramic）などの多層配線基板を使用してもよい。接続配線４１を導電層として形成した配線基板をトランスフォーマ４０に使用することにより、電気接続子１０の基端部と接続する接続配線４１の一方の端部の間隔よりも、配線ワイヤ７０と接続する接続配線４１の他方の端部の間隔を広げることができる。これにより、配線ワイヤ７０の相互の間隔を広げることが容易になる。なお、トランスフォーマ４０に配線基板を使用する場合には、配線基板を光接続子２０が貫通するための貫通孔を、接続配線４１の配置されていない領域に形成する。

また、電気接続子１０には、プローブヘッド３０の内部で屈曲するプローブの代わりにスプリングピンを使用してもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態などを含むことはもちろんである。

１０…電気接続子
２０…光接続子
３０…プローブヘッド
３１…ボトムガイド板
３２…トップガイド板
３３…スペーサ
３４…第１ガイドフィルム
３５…第２ガイドフィルム
４０…トランスフォーマ
４１…接続配線
５０…スティフナ
６０…メイン基板
７０…配線ワイヤ
８０…樹脂
１００…オプトデバイス
１０１…電気信号端子
１０２…光信号端子

Claims (10)

1. 電気信号が伝搬する電気信号端子と光信号が伝搬する光信号端子を有する半導体素子の検査に使用される検査用接続装置であって、
   前記電気信号端子と電気的に先端部が接続する電気接続子と、
   前記光信号端子と光学的に先端部が接続する光接続子と、
   前記電気接続子及び前記光接続子をそれぞれの先端部が下面に露出した状態で保持し、上面に前記電気接続子の基端部が露出し、且つ前記光接続子が固着されたプローブヘッドと、
   接続配線が内部に配置され、前記プローブヘッドの上面に露出する前記電気接続子の基端部と電気的に接続する前記接続配線の一方の端部が下面に配置され、且つ前記光接続子が摺動自在に貫通するトランスフォーマと
   を備え、
   前記プローブヘッドの下面における前記電気接続子の先端部と前記光接続子の先端部の位置関係が、前記半導体素子の前記電気信号端子と前記光信号端子の位置関係に対応し、
   前記光接続子が、前記プローブヘッドと前記トランスフォーマを連続的に貫通している
   ことを特徴とする検査用接続装置。
2. 前記プローブヘッドが、単一の前記半導体素子の前記電気信号端子と前記光信号端子のそれぞれに前記電気接続子の先端部と前記光接続子の先端部を対応させるユニットを複数配列した構成を有することを特徴とする請求項１に記載の検査用接続装置。
3. 前記プローブヘッドと前記トランスフォーマとが脱着自在に構成され、
   前記トランスフォーマと前記プローブヘッドの取り付け時に、前記プローブヘッドの上面に露出した前記電気接続子の基端部と前記トランスフォーマの下面に配置された前記接続配線の一方の端部が電気的に接続することを特徴とする請求項１又は２に記載の検査用接続装置。
4. 前記プローブヘッドが、それぞれを前記電気接続子と前記光接続子が貫通する、上下方向に沿って相互に離間して配置された複数のガイド板を有し、
   前記複数のガイド板のうちの最も下方に配置されたボトムガイド板に前記光接続子が固着されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査用接続装置。
5. 前記光接続子が樹脂によって前記ボトムガイド板に形成されたガイド穴で固着されていることを特徴とする請求項４に記載の検査用接続装置。
6. 前記ボトムガイド板に前記電気接続子が貫通する第１ガイド穴が形成され、
   前記第１ガイド穴が、前記電気接続子の直径より内径が大きい大径電気ガイド穴と前記電気接続子の直径と同程度の内径の小径電気ガイド穴とを前記第１ガイド穴の延伸方向に連結した構成であり、
   前記大径電気ガイド穴よりも前記小径電気ガイド穴が前記プローブヘッドの下面に近く形成され、前記電気接続子の先端部が前記小径電気ガイド穴に挿入されている
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の検査用接続装置。
7. 前記ボトムガイド板に前記光接続子が貫通する第２ガイド穴が形成され、
   前記第２ガイド穴が、前記光接続子の直径より内径が大きい大径光ガイド穴と前記光接続子の直径と同程度の内径の小径光ガイド穴とを前記第２ガイド穴の延伸方向に連結した構成であり、
   前記大径光ガイド穴よりも前記小径光ガイド穴が前記プローブヘッドの下面に近く形成され、前記光接続子の先端部が前記小径光ガイド穴に挿入されている
   ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の検査用接続装置。
8. 前記光接続子が光ファイバであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の検査用接続装置。
9. 前記トランスフォーマの内部に配置された前記接続配線と連結する配線ワイヤと、
   前記配線ワイヤを介して前記接続配線と電気的に接続する電気端子及び前記光接続子の基端部が連結される光端子が配置されたメイン基板と
   を更に備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検査用接続装置。
10. 前記接続配線が前記配線ワイヤの一部であることを特徴とする請求項９に記載の検査用接続装置。

Images