JP7443017B2 - Inspection probe, inspection probe manufacturing method, and inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、検査対象物の特性の検査に使用される検査プローブ、検査プローブの製造方法および検査装置に関する。 The present invention relates to a test probe used to test the characteristics of an object to be tested, a method for manufacturing the test probe, and a test device.
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、電気信号が伝搬する電気プローブと光信号が伝搬する光プローブを用いて、オプトデバイスとテスタなどの計測装置が接続される。例えば、導電性材料からなるプローブが電気プローブとして使用され、光ファイバが光プローブとして使用される。 Using silicon photonics technology, a semiconductor element (hereinafter referred to as an "opto device") through which electrical signals and optical signals propagate is formed on a silicon substrate or the like. In order to test the characteristics of an opto-device in a wafer state, the opto-device is connected to a measuring device such as a tester using an electric probe that propagates an electric signal and an optical probe that propagates an optical signal. For example, probes made of conductive material are used as electrical probes, and optical fibers are used as optical probes.
しかしながら、オプトデバイスとの位置合わせを電気プローブと光プローブについて別々に行うことにより、検査に要する時間が増大する。上記問題点に鑑み、本発明は、オプトデバイスの検査に要する時間を抑制できる検査プローブ、検査プローブの製造方法および検査装置を提供することを目的とする。 However, by performing alignment with the optical device separately for the electric probe and the optical probe, the time required for inspection increases. In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a test probe, a test probe manufacturing method, and a test apparatus that can reduce the time required for testing an optical device.
本発明の一態様によれば、固定端および固定端と電気的に接続する自由端を有するカンチレバー構造のニードル部と、検査対象物の光信号端子と対向する一方の端面をニードル部の自由端の検査対象物の電気信号端子と接続する先端の向きと同一方向に向けてニードル部の内部に埋め込んで形成された光導波路とを備え、コーナー部により連結された複数の直線部分を有する光導波路において、直線部分を相互に離間させてコーナー部に空気層を設けている検査プローブが提供される。 According to one aspect of the present invention, the needle part has a cantilever structure having a fixed end and a free end electrically connected to the fixed end, and one end surface facing an optical signal terminal of an object to be inspected is connected to the free end of the needle part. an optical waveguide that is embedded inside a needle part and formed in the same direction as the direction of the tip that connects to the electrical signal terminal of the object to be inspected, and has a plurality of straight parts connected by corner parts. In the above, an inspection probe is provided in which the straight portions are spaced apart from each other and an air layer is provided at the corner portions.
本発明の他の態様によれば、第１のフォトリソグラフィ工程によってカンチレバー構造のニードル部の表面に第１クラッド層を形成し、第２のフォトリソグラフィ工程によって第１クラッド層の上面の一部に第１クラッド層よりも屈折率の高いコア部を形成し、第３のフォトリソグラフィ工程によってコア部を覆うように第１クラッド層の上面に第１クラッド層と同じ屈折率の第２クラッド層を形成する検査プローブの製造方法が提供される。第１クラッド層および第２クラッド層により構成されるクラッド部によってコア部が覆われた光導波路が、検査対象物の光信号端子と対向する光導波路の一方の端面をニードル部の自由端の検査対象物の電気信号端子と接続する先端の向きと同一方向に向けてニードル部の内部に埋め込んで形成される。コーナー部により連結された複数の直線部分を有する光導波路において、直線部分を相互に離間させてコーナー部に空気層を設ける。 According to another aspect of the present invention, the first cladding layer is formed on the surface of the needle portion of the cantilever structure by the first photolithography step, and the first cladding layer is formed on a part of the upper surface of the first cladding layer by the second photolithography step. A core portion having a higher refractive index than the first cladding layer is formed, and a second cladding layer having the same refractive index as the first cladding layer is formed on the upper surface of the first cladding layer so as to cover the core portion by a third photolithography process. A method of manufacturing a test probe is provided. An optical waveguide whose core part is covered by a cladding part constituted by a first cladding layer and a second cladding layer tests one end surface of the optical waveguide facing the optical signal terminal of the object to be inspected at the free end of the needle part. It is formed by being embedded inside the needle portion facing in the same direction as the tip that connects to the electrical signal terminal of the object. In an optical waveguide having a plurality of straight portions connected by corner portions, the straight portions are spaced apart from each other to provide an air layer at the corner portions.
本発明の更に他の態様によれば、基板に固定された固定端および固定端と電気的に接続する自由端を有するカンチレバー構造のニードル部、および、検査対象物の光信号端子と対向する一方の端面の向きをニードル部の自由端の検査対象物の電気信号端子と接続する先端の向きと同一にしてニードル部の内部に埋め込んで形成された光導波路を有する検査プローブと、光導波路の他方の端面に光学的に接続する光信号伝送路とを備える検査装置が提供される。コーナー部により連結された複数の直線部分を有する光導波路において、直線部分を相互に離間させてコーナー部に空気層を設けている。ニードル部の自由端の先端と光導波路の一方の端面の相対的な位置関係が、被検査体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する。 According to still another aspect of the present invention, the needle part has a cantilever structure having a fixed end fixed to a substrate and a free end electrically connected to the fixed end, and one part facing the optical signal terminal of the object to be inspected. An inspection probe having an optical waveguide formed by being embedded inside the needle part with the end surface facing in the same direction as the free end of the needle part that connects to the electrical signal terminal of the object to be tested; and the other end of the optical waveguide. An inspection device is provided that includes an optical signal transmission line optically connected to an end face of the optical signal transmission line. In an optical waveguide having a plurality of straight portions connected by corner portions, the straight portions are spaced apart from each other to provide an air layer at the corner portions. The relative positional relationship between the tip of the free end of the needle portion and one end surface of the optical waveguide corresponds to the relative positional relationship between the electrical signal terminal and the optical signal terminal of the object to be inspected.
本発明によれば、オプトデバイスの検査に要する時間を抑制できる検査プローブ、検査プローブの製造方法および検査装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a test probe, a test probe manufacturing method, and a test apparatus that can suppress the time required for testing an optical device.
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。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar symbols. However, it should be noted that the drawings are schematic and the thickness ratio of each part may differ from the actual one. Furthermore, it goes without saying that the drawings include portions with different dimensional relationships and ratios. The embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of this invention. It is not specific to
（第１の実施形態）
図１に示す第１の実施形態に係る検査装置１は、検査対象物３の特性の検査に使用される。検査装置１は、基板１０、基板１０に固定された検査プローブ２０、および検査プローブ２０に接続された光信号伝送路３０を備える。基板１０は、支持基板１１とプリント基板１２を積層した構成である。
(First embodiment)
An inspection apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is used to inspect the characteristics of an object 3 to be inspected. The inspection apparatus 1 includes a
検査対象物３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である。検査対象物３は、特に限定されるものではないが、例えば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）などの半導体素子である。例えば、図２に例示した検査対象物３は、電気信号端子３０１が信号入力端子、光信号端子３０２が発光部のＶＣＳＥＬの例である。検査対象物３は、電気信号端子３０１と光信号端子３０２の形成された面を検査プローブ２０に対向して、ステージ２に配置される。
The inspection object 3 is an opto-device having an electric signal terminal through which an electric signal propagates and an optical signal terminal through which an optical signal propagates. The inspection object 3 is, but is not particularly limited to, a semiconductor element such as a silicon photonics device or a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL). For example, the inspection object 3 illustrated in FIG. 2 is an example of a VCSEL in which the
検査プローブ２０は、固定端２１２および固定端２１２と電気的に接続する自由端２１１を有するカンチレバー構造のニードル部２１と、ニードル部２１の表面上に形成された光導波路２２を備える。ここで、ニードル部２１の検査対象物３に向く面を下面、下面に対向する面を上面、下面から上面に向かう面を側面とする。例えば図３に示すように、ニードル部２１の側面に光導波路２２が配置される。ただし、ニードル部２１の下面や上面に光導波路２２を配置してもよい。
The
図１および図３に示すように、検査プローブ２０のニードル部２１の自由端２１１は、検査対象物３と対向する。そして、光導波路２２の一方の端面（以下において「受光面２２１」という。）は、自由端２１１と同一方向を向いており、受光面２２１は検査対象物３に対向する。また、光導波路２２の他方の端面（以下において「接続面２２２」という。）は、光信号伝送路３０と光学的に接続する。なお、「光学的に接続」とは、直接に接触している接続や離間した領域を光が伝搬する接続を含む概念である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
検査対象物３の検査時には、図３に示すように、ニードル部２１の自由端２１１が検査対象物３の電気信号端子３０１と接続し、光導波路２２の受光面２２１が検査対象物３の光信号端子３０２と光学的に接続する。このため、検査対象物３から出力された光信号Ｌは、受光面２２１に入射して光導波路２２を伝搬し、接続面２２２から光信号伝送路３０の一方の端部に入射する。検査対象物３の検査プローブ２０と対向する面の上方からみて（以下、「平面視」という。）、自由端２１１と受光面２２１の相対的な位置関係は、検査対象物３の電気信号端子３０１と光信号端子３０２の相対的な位置関係に対応する。
When inspecting the object to be inspected 3, as shown in FIG. It is optically connected to the
例えば、図２に示す検査対象物３に対して、平面視において電気信号端子３０１に自由端２１１が重なり、光信号端子３０２に受光面２２１が重なる。このように、自由端２１１が電気信号端子３０１に接触した状態において、受光面２２１が光信号端子３０２に対向するように、光導波路２２がニードル部２１に配置されている。このとき、検査に有効な強度で光信号Ｌが受光面２２１に入射するように、光信号端子３０２と受光面２２１が対向する。
For example, in a plan view of the inspection object 3 shown in FIG. 2, the
検査プローブ２０のニードル部２１の固定端２１２は、支持基板１１の表面に配置された接続端子１１０と電気的に接続されて、支持基板１１に固定されている。接続端子１１０は、支持基板１１の内部に配置された内部配線１１１に接続する。支持基板１１には、例えば、ＭＬＯ（Multi-Layer Organic）やＭＬＣ（Multi-Layer Ceramic）などの多層配線基板を使用できる。
A
支持基板１１の内部配線１１１は、プリント基板１２に形成された基板配線１２１と電気的に接続する。基板配線１２１は、プリント基板１２に配置されたテスターランド１２０に接続する。つまり、ニードル部２１がテスターランド１２０と電気的に接続する。テスターランド１２０は、図示を省略するテスタに接続する。
プリント基板１２は、プリント基板１２よりも剛性の高いスティフナ４０に固定されている。スティフナ４０は、プリント基板１２の機械的強度を確保すると共に、検査プローブ２０を固定する支持体としても使用されている。
The printed
上記のように、検査プローブ２０のニードル部２１がテスタと電気的に接続して、テスタと検査対象物３との間でニードル部２１を介して電気信号が伝搬する。ニードル部２１には導電性材料が使用され、例えばニッケル（Ｎｉ）合金などの金属がニードル部２１に使用される。
As described above, the
光導波路２２の接続面２２２と一方の端部が光学的に接続する光信号伝送路３０は、他方の端部でＯ／Ｅ変換コネクト５０に接続する。Ｏ／Ｅ変換コネクト５０は、光信号伝送路３０を伝搬した光信号Ｌを電気信号に変換し、電気信号をテスタに送信する。光信号伝送路３０は、例えば光ファイバなどが好適に使用される。上記のように、テスタと検査対象物３との間で、光導波路２２を介して光信号Ｌが伝搬する。
The optical
光信号伝送路３０は、光導波路２２と接続する端部が支持基板１１の下面に露出して、支持基板１１を貫通している。光信号伝送路３０は、プリント基板１２およびスティフナ４０に設けられた開口部を通過して、プリント基板１２に配置されたＯ／Ｅ変換コネクト５０に接続する。なお、光導波路２２の接続面２２２を凸球面にレンズ加工して、接続面２２２から出力された光信号Ｌの集光性を高めてもよい。
The optical
また、光導波路２２の受光面２２１の形状を、検査対象物３から出力される光信号Ｌを受光しやすいように加工してもよい。例えば、図４に示すように、受光面２２１をレンズ加工により凸球面にしてもよい。或いは、図５に示すように、先端角を９０度程度にして受光面２２１を尖らせてもよい。
Further, the shape of the light-receiving
なお、光導波路２２のコーナー部は、光信号Ｌの伝送損失を抑制するために任意の形状にすることができる。後述するように光導波路２２をフォトリソグラフィ技術で形成するため、光導波路２２を所望の形状に形成することは容易である。
Note that the corner portions of the
例えば、図６に示すように、光導波路２２のコーナー部をＲ面取りしてもよい。これにより、コーナー部で光信号Ｌが散乱し、反射しにくくなる。或いは、図７に示すように、光導波路２２の直線部分を相互に離間させて、コーナー部に空気層を設けてもよい。また、図８に示すように、コーナー部をＣ面取りしてもよい。コーナー部を図７や図８に示す形状に高い精度で加工することにより、光信号Ｌの反射による伝送損失を抑制できる。
For example, as shown in FIG. 6, the corner portions of the
以下に、検査装置１を用いた検査方法について説明する。検査対象物３の検査では、検査対象物３と検査プローブ２０の位置合わせを行う。この位置合わせは、例えば、検査対象物３が搭載面に搭載されたステージ２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。
An inspection method using the inspection device 1 will be described below. In the inspection of the inspection object 3, the inspection object 3 and the
その後、ニードル部２１の自由端２１１と検査対象物３の電気信号端子３０１の位置が平面視で一致している状態で、検査対象物３と検査プローブ２０の距離を変化させる。例えば、ステージ２を検査装置１の方向に移動させて、ニードル部２１の自由端２１１を検査対象物３の電気信号端子３０１と電気的に接続する。このとき、ニードル部２１の自由端２１１と光導波路２２の受光面２２１の相対的な位置関係が、検査対象物３の電気信号端子３０１と光信号端子３０２の相対的な位置関係に対応しているため、受光面２２１が光信号端子３０２と対向する。
Thereafter, the distance between the test object 3 and the
そして、検査プローブ２０を介して、検査対象物３とテスタとの間で電気信号や光信号が伝搬して、検査対象物３の特性を検査する。例えば、検査プローブ２０のニードル部２１を介して、テスタから送信された電気信号が検査対象物３の電気信号端子３０１に入力される。そして、検査対象物３から出力された光信号Ｌが、光導波路２２の受光面２２１により受光される。光信号Ｌは、光導波路２２および光信号伝送路３０を伝搬して、Ｏ／Ｅ変換コネクト５０により電気信号に変換される。光信号Ｌを光電変換した電気信号がテスタに送信され、検査対象物３の特性が検査される。なお、テスタの仕様に合わせて、上記のように光信号Ｌを電気信号に変換してからテスタに入力してもよいし、光信号Ｌをそのままテスタに入力してもよい。
Then, electrical signals and optical signals are propagated between the test object 3 and the tester via the
上記のように、検査プローブ２０のニードル部２１が電気プローブとして機能し、光導波路２２が光プローブとして機能する。なお、ニードル部２１には、一方の側面から他方の側面に貫通する空洞２１０が設けられている。ニードル部２１に空洞２１０を設けることにより、ニードル部２１に伸縮性を持たせることができる。このため、ニードル部２１を検査対象物３に接触させる際にオーバードライブをかけて、所定の針圧でニードル部２１と検査対象物３を接触させることができる。これにより、ニードル部２１と検査対象物３の電気的な接続を確実にすることができる。
As described above, the
なお、図３に例示したように、自由端２１１が検査対象物３の表面に接触した状態において、受光面２２１が検査対象物３から離間している。これにより、光導波路２２との接触によって検査対象物３が損傷することを抑制できる。ただし、受光面２２１が検査対象物３に接触した状態で検査対象物３を検査してもよい。
Note that, as illustrated in FIG. 3, the light-receiving
検査装置１を用いて検査対象物３を正確に検査するために、検査プローブ２０の自由端２１１が検査対象物３の電気信号端子３０１と接続したときに、受光面２２１が検査対象物３の光信号端子３０２と高い位置精度で対向する必要がある。このため、自由端２１１と受光面２２１の相対的な位置関係の精度が高い必要がある。
In order to accurately inspect the inspection object 3 using the inspection device 1, when the
後述するように、検査プローブ２０の光導波路２２は、フォトリソグラフィ技術を用いてニードル部２１に形成される。このため、自由端２１１と受光面２２１の相対的な位置関係の精度を高くして、光導波路２２をニードル部２１に配置することができる。したがって、ニードル部２１を検査対象物３の電気信号端子３０１に対して位置合わせすることにより、光導波路２２についても同時に検査対象物３の光信号端子３０２に対して位置合わせされる。このため、検査プローブ２０と検査対象物３とを短時間で位置合わせできる。
As will be described later, the
上記のように、検査プローブ２０を備える検査装置１によれば、検査対象物３の検査に要する時間を抑制できる。更に、ニードル部２１と検査対象物３の電気信号端子３０１、および、光導波路２２と検査対象物３の光信号端子３０２が、同時に所定の位置精度で接続される。このため、検査対象物３に対する電気的検査と光学的検査を並行して行うこともできる。
As described above, according to the inspection apparatus 1 including the
図１では、１の検査対象物３に対して１の検査プローブ２０を使用する場合を例示的に示した。一方、検査対象物３の信号端子の構成に応じて、１の検査対象物３の検査に複数の検査プローブ２０を使用してもよい。また、検査装置１に配置する検査プローブ２０の個数を増やすことにより、同時に複数個の検査対象物３を検査することもできる。
FIG. 1 exemplarily shows a case where one
以下に、図面を参照して検査プローブ２０の製造方法を説明する。まず、固定端２１２と自由端２１１を有するカンチレバー構造のニードル部２１を用意する。例えば、固定端２１２から自由端２１１までが一体成形されたニードル部２１を用意する。そして、図９に示すように、一方の側面を基材２００の表面に固定したニードル部２１の他方の側面に、第１クラッド層２０１を形成する。第１クラッド層２０１には、例えばエポキシ系の感光性材料を使用する。ここでは、第１クラッド層２０１の材料に光硬化性樹脂を使用する。
Below, a method for manufacturing the
次いで、図１０に示すように、マスク材６１を用いて第１クラッド層２０１の所定の領域に紫外線を照射（以下、「ＵＶ露光」という。）する。そして、図１１に示すように、現像処理によって、第１クラッド層２０１のＵＶ露光した領域のみをニードル部２１の表面に残す。以上の第１のフォトリソグラフィ工程により、光導波路２２の一部を形成する。
Next, as shown in FIG. 10, a predetermined region of the
その後、図１２に示すように、第１クラッド層２０１の上面にコア層２０２を形成する。コア層２０２には、第１クラッド層２０１と同様に、例えばエポキシ系の感光性材料を使用する。ただし、コア層２０２の材料には、第１クラッド層２０１の材料よりも屈折率の高い材料を使用する。ここでは、コア層２０２の材料に光硬化性樹脂を使用する。
Thereafter, as shown in FIG. 12, a
次いで、図１３に示すように、マスク材６２を用いてコア層２０２の所定の領域をＵＶ露光する。具体的には、第１クラッド層２０１の上面の一部にコア層２０２が残るように、コア層２０２のＵＶ露光する領域の外縁を第１クラッド層２０１の外縁よりも内側にする。そして、図１４に示すように、現像処理によって、コア層２０２のＵＶ露光した領域のみを第１クラッド層２０１の上面に残す。以上の第２のフォトリソグラフィ工程により、光導波路２２のコア部を形成する。
Next, as shown in FIG. 13, a predetermined region of the
次に、図１５に示すように、コア層２０２および第１クラッド層２０１を覆って、第１クラッド層２０１と同じ屈折率の第２クラッド層２０３を形成する。例えば、第２クラッド層２０３に、第１クラッド層２０１と同じ材料を使用する。その後、図１６に示すように、マスク材６３を用いて第２クラッド層２０３の所定の領域をＵＶ露光する。そして、図１７に示すように、現像処理によって、コア層２０２の周囲を残して第２クラッド層２０３を除去する。以上の第３のフォトリソグラフィ工程により、第１クラッド層２０１の上面に、コア層２０２を覆って第２クラッド層２０３を形成する。
Next, as shown in FIG. 15, a
以上により、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１クラッド層２０１および第２クラッド層２０３により構成されるクラッド部によってコア部が覆われた光導波路２２が完成する。その後、ニードル部２１から基材２００を剥離する。
As described above, the
なお、上記ではニードル部２１の側面に光導波路２２を形成する場合を説明したが、同様のフォトリソグラフィ技術により、ニードル部２１の下面や上面に光導波路２２を形成してもよい。ニードル部２１の下面や上面に光導波路２２を形成する場合には、図１８に示すように、側面を基材２００の表面に固定したニードル部２１に隣接させて、基材２００の表面に光導波路２２を形成する。その後、ニードル部２１および光導波路２２から基材２００を剥離する。
In addition, although the case where the
第１クラッド層２０１、コア層２０２および第２クラッド層２０３の膜厚や材料は、光導波路２２に要求される仕様などに応じて任意に選択が可能である。例えば、光信号Ｌの伝送損失を抑制するように、光導波路２２の構造や材料が選択される。
The film thicknesses and materials of the
また、光導波路２２の材料には、シート状の材料を張り付けるシートタイプや液状の材料を塗布するレジストタイプなどを使用できる。シートタイプは、ラミネートや真空プレスで熱圧着できるため、取り扱いが容易である。また、シートタイプでは膜厚を均一に高精度で管理できる。
Further, as the material of the
なお、ニードル部２１の材料は、光導波路２２の製造プロセスによる影響を受けにくい材料を選択する。例えば、Ｎｉ合金がニードル部２１の材料に好適に使用される。Ｎｉ合金は、シートタイプの材料を光導波路２２に使用した場合に、シートタイプの材料をラミネートする時の熱に影響されない。
Note that the material of the
以上に説明した検査プローブ２０の製造方法によれば、フォトリソグラフィ技術を用いて光導波路２２がニードル部２１に形成される。このため、ニードル部２１の自由端２１１と光導波路２２の受光面２２１の相対的な位置を、高い精度で調整できる。フォトリソグラフィ技術を用いて製造された検査プローブ２０によれば、ニードル部２１を検査対象物３の電気信号端子３０１に対して位置合わせすることにより、光導波路２２についても検査対象物３の光信号端子３０２に対して位置合わせされる。したがって、検査プローブ２０と検査対象物３との位置合わせが容易である。このため、検査対象物３の検査に要する時間を抑制できる。
According to the method for manufacturing the
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る検査プローブ２０では、図１９および図２０に示すように、ニードル部２１の表面に光導波路２２が埋め込まれている。図１９は、図２０のＸＩＸ－ＸＩＸ方向に沿った断面図であり、ニードル部２１の側面に光導波路２２が埋め込まれている。第２の実施形態に係る検査装置は、検査プローブ２０の光導波路２２がニードル部２１に埋め込まれている点が、ニードル部２１の表面上に光導波路２２が形成された第１の実施形態と異なる。その他の構成については、図１に示す第１の実施形態と同様である。
(Second embodiment)
In the
以下に、図面を参照して第２の実施形態に係る検査プローブ２０の製造方法を説明する。まず、基材２００の表面に第１クラッド層２０１を形成した後、図１０～図１１を参照して説明した方法と同様の第１のフォトリソグラフィ工程により、図２１に示すように第１クラッド層２０１を形成する。
Below, a method for manufacturing the
次いで、第１クラッド層２０１を覆うようにコア層２０２を形成した後、図１３～図１４を参照して説明した方法と同様の第２のフォトリソグラフィ工程により、図２２に示すように第１クラッド層２０１の上面の一部にコア層２０２を残す。
Next, after forming a
その後、コア層２０２を覆うように第２クラッド層２０３を形成した後、図１６～図１７を参照して説明した方法と同様の第３のフォトリソグラフィ工程により、図２３に示すようにコア層２０２の周囲を残して第２クラッド層２０３を除去する。これにより、基材２００の表面に光導波路２２が形成される。
Thereafter, after forming a
次に、図２４に示すように、基材２００および光導波路２２の表面を覆って、後述する電気メッキ工程で使用するメッキ電極膜７０を形成する。メッキ電極膜７０は、例えば膜厚１μｍ程度の銅（Ｃｕ）膜である。そして、図２５に示すように、メッキ電極膜７０の上面に光硬化性のレジスト膜８０を形成する。その後、図２６に示すようにマスク材６４を用いて、メッキ電極膜７０を露出させる領域を除いてレジスト膜８０の一部をＵＶ露光する。
Next, as shown in FIG. 24, a
次いで、図２７に示すように、レジスト膜８０のＵＶ露光されなかった領域を現像処理によって除去する。そして、メッキ電極膜７０を電極とする電気メッキ工程により、図２８に示すようにニードル部２１を形成する。ニードル部２１の材料は、例えばＮｉ合金などである。その後、図２９に示すように、ニードル部２１の外側に残存しているレジスト膜８０やメッキ電極膜７０をエッチング除去する。以上により、ニードル部２１の表面に光導波路２２が埋め込まれた検査プローブ２０が完成する。
Next, as shown in FIG. 27, the areas of the resist
基材２００が有機素材などである場合に、上記のようにメッキ電極膜７０を形成する工程が必要である。メッキ電極膜７０には、エッチング除去が容易なＣｕ膜などが好適に使用される。Ｃｕ膜以外に、ニッケル膜、パラジウム（Ｐｄ）膜、クロム（Ｃｒ）膜などが、用途や価格に応じてメッキ電極膜７０に使用される。なお、無電解メッキ法などによりニードル部２１を形成してもよい。
When the
ニードル部２１の材料には、検査プローブ２０の製造プロセスによる影響を受けにくい材料を選択する。例えば、Ｎｉ合金は、メッキ電極膜７０として使用する銅膜をエッチング除去する薬剤などに影響されない。
As the material of the
なお、上記ではニードル部２１の側面に光導波路２２を埋め込む場合を説明したが、ニードル部２１の上面や下面に光導波路２２を埋め込んでもよい。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
In addition, although the case where the
＜変形例＞
上記では、ニードル部２１に埋め込まれた光導波路２２がニードル部２１の表面に露出する構成を説明したが、光導波路２２の全体をニードル部２１の内部に埋め込む構成にしてもよい。以下に、光導波路２２の全体がニードル部２１に埋め込まれた検査プローブ２０の製造方法の例を説明する。
<Modified example>
In the above, a configuration has been described in which the
まず、図３０に示すように、基材２００に固定した第１ニードル材２１Ａの上面に、第１クラッド層２０１を形成する。その後、図１０～図１７を参照して説明した方法と同様にして、コア層２０２および第２クラッド層２０３を形成し、図３１に示すように第１ニードル材２１Ａの上面に光導波路２２を形成する。
First, as shown in FIG. 30, the
次いで、図３２に示すように、基材２００、第１ニードル材２１Ａおよび光導波路２２の表面を覆って、メッキ電極膜７０を形成する。そして、メッキ電極膜７０の上面に光硬化性のレジスト膜８０を形成した後、図３３に示すようにマスク材６５を用いて、メッキ電極膜７０を露出させる領域を除いてレジスト膜８０の一部をＵＶ露光する。そして、レジスト膜８０のＵＶ露光されなかった領域を現像処理によって除去する。
Next, as shown in FIG. 32, a
その後、メッキ電極膜７０を電極とする電気メッキ工程により、図３４に示すように第２ニードル材２１Ｂを形成する。そして、第１ニードル材２１Ａと第２ニードル材２１Ｂの外側に残存しているレジスト膜８０やメッキ電極膜７０をエッチング除去する。以上により、図３５に示すように、第１ニードル材２１Ａと第２ニードル材２１Ｂにより構成されるニードル部２１の内部に光導波路２２が埋め込まれた検査プローブ２０が完成する。
Thereafter, a
（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。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described by way of embodiments as described above, the statements and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting the present invention. Various alternative embodiments, implementations, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art from this disclosure.
例えば、上記ではＵＶ露光と現像処理により光導波路２２を形成する場合を説明したが、フォトリソグラフィ技術によりパターニングしたエッチングマスクを用いたエッチング処理によって光導波路２２を形成してもよい。
For example, although the case where the
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。 Thus, it goes without saying that the present invention includes various embodiments not described here.
１…検査装置
２…ステージ
３…検査対象物
１０…基板
１１…支持基板
１２…プリント基板
２０…検査プローブ
２１…ニードル部
２２…光導波路
３０…光信号伝送路
４０…スティフナ
５０…Ｏ／Ｅ変換コネクト
２１１…自由端
２１２…固定端
２２１…受光面
２２２…接続面
３０１…電気信号端子
３０２…光信号端子
1... Inspection device 2... Stage 3...
Claims (6)
固定端および前記固定端と電気的に接続する自由端を有するカンチレバー構造のニードル部と、
前記検査対象物の光信号端子と対向する一方の端面を前記ニードル部の前記自由端の前記検査対象物の電気信号端子と接続する先端の向きと同一方向に向けて、前記ニードル部の内部に埋め込んで形成された光導波路と
を備え、
コーナー部により連結された複数の直線部分を有する前記光導波路において、前記直線部分を相互に離間させて前記コーナー部に空気層を設けていることを特徴とする検査プローブ。 An inspection probe used for inspecting an object to be inspected,
a cantilever-structured needle portion having a fixed end and a free end electrically connected to the fixed end;
Inside the needle part, one end surface facing the optical signal terminal of the test object is oriented in the same direction as the tip of the free end of the needle part that connects to the electrical signal terminal of the test object. an optical waveguide formed by embedding ;
An inspection probe characterized in that, in the optical waveguide, the optical waveguide has a plurality of straight portions connected by corner portions, the straight portions are spaced apart from each other and an air layer is provided in the corner portion.
固定端および前記固定端と電気的に接続する自由端を有するカンチレバー構造のニードル部を用意し、
第１のフォトリソグラフィ工程によって、前記ニードル部の表面に第１クラッド層を形成し、
第２のフォトリソグラフィ工程によって、前記第１クラッド層の上面の一部に前記第１クラッド層よりも屈折率の高いコア部を形成し、
第３のフォトリソグラフィ工程によって、前記コア部を覆うように前記第１クラッド層の上面に前記第１クラッド層と同じ屈折率の第２クラッド層を形成し、
前記第１クラッド層および前記第２クラッド層により構成されるクラッド部によって前記コア部が覆われた光導波路を、前記光導波路の前記検査対象物の光信号端子と対向する一方の端面を前記ニードル部の前記自由端の前記検査対象物の電気信号端子と接続する先端の向きと同一方向に向けて前記ニードル部の内部に埋め込んで形成し、
コーナー部により連結された複数の直線部分を有する前記光導波路において、前記直線部分を相互に離間させて前記コーナー部に空気層を設ける
ことを特徴とする検査プローブの製造方法。 A method for manufacturing an inspection probe used for inspecting an object to be inspected, the method comprising:
preparing a cantilever-structured needle portion having a fixed end and a free end electrically connected to the fixed end;
forming a first cladding layer on the surface of the needle part by a first photolithography step;
forming a core portion having a higher refractive index than the first cladding layer on a part of the upper surface of the first cladding layer by a second photolithography step;
forming a second cladding layer having the same refractive index as the first cladding layer on the upper surface of the first cladding layer so as to cover the core portion by a third photolithography step;
An optical waveguide, the core part of which is covered by a cladding part constituted by the first cladding layer and the second cladding layer, is connected to one end surface of the optical waveguide facing the optical signal terminal of the object to be inspected using the needle. embedded in the inside of the needle part in the same direction as the direction of the tip of the free end of the part that connects to the electrical signal terminal of the object to be inspected;
A method for manufacturing an inspection probe, characterized in that, in the optical waveguide having a plurality of straight portions connected by corner portions, the straight portions are spaced apart from each other to provide an air layer in the corner portions.
基板と、
前記基板に固定された固定端および前記固定端と電気的に接続する自由端を有するカンチレバー構造のニードル部、および、前記検査対象物の前記光信号端子と対向する一方の端面の向きを前記ニードル部の前記自由端の前記検査対象物の前記電気信号端子と接続する先端の向きと同一にして前記ニードル部の内部に埋め込んで形成された光導波路を有する検査プローブと、
前記光導波路の他方の端面に光学的に接続する光信号伝送路と
を備え、
コーナー部により連結された複数の直線部分を有する前記光導波路において、前記直線部分を相互に離間させて前記コーナー部に空気層を設け、
前記自由端の先端と前記一方の端面の相対的な位置関係が、前記電気信号端子と前記光信号端子の相対的な位置関係に対応することを特徴とする検査装置。 An inspection device used for inspecting an inspection object having an electric signal terminal through which an electric signal propagates and an optical signal terminal through which an optical signal propagates,
A substrate and
A cantilever-structured needle portion having a fixed end fixed to the substrate and a free end electrically connected to the fixed end; an inspection probe having an optical waveguide embedded in the needle portion in the same direction as the tip of the free end of the portion that connects to the electrical signal terminal of the object to be inspected;
an optical signal transmission line optically connected to the other end surface of the optical waveguide,
In the optical waveguide having a plurality of straight portions connected by corner portions, the straight portions are spaced apart from each other to provide an air layer in the corner portion,
An inspection device characterized in that a relative positional relationship between the tip of the free end and the one end surface corresponds to a relative positional relationship between the electrical signal terminal and the optical signal terminal.
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