KR102517249B1

KR102517249B1 - 소형 광전 프로브

Info

Publication number: KR102517249B1
Application number: KR1020220091894A
Authority: KR
Inventors: 몰리 피엘스; 아난드 라마스와미; 브랜던 고메즈
Original assignee: 오픈라이트 포토닉스, 인크.
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2022-07-25
Publication date: 2023-03-31
Also published as: KR102426696B1; US11747363B2; CN113125935A; KR20210110264A; TWI821533B; KR20210086393A; US20210199691A1; US20220107341A1; US11243230B2; KR20220111224A; TW202125661A; EP3845913A1; SG10202002447WA; KR102295384B1

Abstract

소형 광전 프로브를 사용하여 광전 디바이스의 효율적인 광학 및 전기 테스트를 수행하기 위한 다양한 구성들이 설명된다. 소형 광전 프로브는 광전 디바이스의 주어진 전기 접촉부 레이아웃을 위해 배열된 전기 접촉부들, 및 광전 디바이스로부터의 빛을 투과시키는 프로브 코어 내의 윈도우와의 광학 인터페이스를 포함할 수 있다. 프로브의 조정 가능한 광학 커플러는 디바이스의 에미터로부터 빛을 수신하여 디바이스의 광학 및 전기 분석을 동시에 수행하도록 기계적으로 위치될 수 있다.

Description

소형 광전 프로브{COMPACT OPTO-ELECTRIC PROBE}

본 개시내용은 일반적으로 회로 인터페이스들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광학 및 전기 인터페이스 시스템들에 관한 것이다.

반도체 제조에서, 반도체 디바이스들의 웨이퍼 테스트는 웨이퍼가 다수의 다이들(dies)로 개별화되기(singulated) 전에(예를 들어, 칩들로 절단되거나 분리되기 전에) 일어난다. 테스트 장비는 웨이퍼 구성 요소들(예를 들어, 웨이퍼의 상이한 회로들)을 테스트하기 위해 테스트 패턴들을 사용하여 웨이퍼와 상호 작용하는 웨이퍼 프로브를 사용하여 웨이퍼와 인터페이스할 수 있다. 일부 웨이퍼들은 생산(예를 들어, 개별화 및 제품들에의 통합 후)에서 동시에 작동하도록 설계된 광학 구성 요소들(예를 들어, 발광기들, 광자 회로들(photonic circuits)) 및 전기 구성 요소들을 포함할 수 있다. 하이브리드(hybrid) 광학 및 전기 웨이퍼의 웨이퍼 레벨 테스트는 테스트 장비의 대형 크기 및 최신 고속 광전 디바이스들의 소형 크기(compact size)로 인해 어렵다.

임의의 특정 요소 또는 작용에 대한 논의를 용이하게 식별하기 위해, 참조 번호에서 최상위 숫자 또는 숫자들은 해당 요소 또는 작용이 처음 도입되는 도면("도") 번호를 참조한다.
도 1은 일부 예시적인 실시예들에 따른, 동시적 웨이퍼 레벨 광전 프로브를 구현하기 위한 예시적인 광전 프로브 시스템을 도시한다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른, 광전 프로브 시스템의 구성 요소들을 도시한다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른, 프로브 코어의 예시적인 멤브레인(membrane)의 레이아웃을 도시한다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른, 프로브 코어 및 테스트 디바이스를 포함하는 광전 프로브 시스템의 구성 요소들의 측면도를 도시한다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른, 광전 프로브 시스템의 부감도를 도시한다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른, 다수의 광학 킵아웃들(keep-outs)이 존재하는 프로브 코어의 멤브레인에 대한 예시적인 레이아웃을 도시한다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른, 다수의 광섬유들을 구현하는 광전 프로브 시스템의 구성 요소들을 도시한다.
도 8은 일부 예시적인 실시예들에 따른, 소형 프로브 헤드(head)를 도시한다.
도 9는 일부 예시적인 실시예들에 따른, 소형 광전 프로브를 사용하여 웨이퍼 레벨에서 광전 디바이스를 테스트하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.

다음의 설명은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 구현하는 시스템들, 방법들, 기술들 및 명령어 시퀀스들(sequences)을 포함한다. 다음의 설명에서, 설명의 목적들로, 본 발명의 청구 대상의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 수많은 특정 세부 사항들이 기재되어 있다. 그러나, 통상의 기술자에게는 본 발명의 청구 대상의 실시예들이 이들 특정 세부 사항들 없이도 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 일반적으로, 잘 알려진 명령어 인스턴스들(instances), 프로토콜들(protocols), 구조들 및 기술들이 반드시 상세하게 도시되어 있는 것은 아니다.

광자 디바이스들의 웨이퍼-스케일 테스트에서, 피검사 디바이스(device under test, DUT)는 광학 인터페이스(예를 들어, 발광 다이오드, 레이저) 및 전기 인터페이스(예를 들어, 전기 경로들, 접촉부들, 패드들)를 포함할 수 있고, DUT의 테스트 및 분석을 수행하기 위해 두가지 유형들의 인터페이스들 모두에 대한 연결들이 구현된다. 전통적으로, 상이한 정렬 공차들(tolerances) 및 상이한 유형들의 신호들의 기계적 특성들로 인해 전기 및 광학 연결들을 위해 별도의 기계적 조립체들이 사용된다(예를 들어, 전기 테스트 유닛 및 별도의 광학 테스트 유닛). 하나는 전기적인 것을 위한 것이고 다른 하나는 광학적인 것을 위한 것인 별도의 기계적 조립체들은 전기 접촉부들과 피검사 디바이스의 광학 입력/출력(I/O) 포트들 사이의 최소 거리를 제한한다. 이 테스트 거리 제한은 좁은 간격의 광학 및 전기 연결들을 가질 수 있는 피검사 디바이스에 대해 가능한 최소 크기를 초과한다. 한 접근 방법은 별도의 테스트 장치들을 차례로 사용하여 한 유형의 접촉부(예를 들어, 전기적)를 먼저 테스트하고 뒤이어 다른 접촉부들(예를 들어, 광학적)을 테스트하는 것이다. 그러나 이 접근 방법은 비효율적이다. 개별화 후 동시에 테스트가 일어날 수 있지만, 웨이퍼 레벨에서 조기에 문제들을 진단하는 것이 바람직하다.

이와 달리, 빛이 광학 인터페이스를 위해 통과할 수 있도록 프로브 헤드 내로 홀이 천공될 수 있다. 그러나, 정공을 천공하는 것은 정렬 공차를 정공 천공의 정렬 공차로 제한하는데, 이는 좁은 간격의 트레이스들 및 광학 I/O들을 갖는 소형 광전 설계들에는 적합하지 않을 수 있다. 또한, 정공 천공 접근 방법들은 간섭 및 안테나 부작용들으로 인해 고속 프로브 테스트(예를 들어, MHz 신호 주파수들의 무선 주파수 칩들)에 적합하지 않다.

이와 달리, 주어진 광전 레이아웃 설계에서 전기 접촉부들과 광학 접촉부들 사이의 거리들은 대형 광학 기계적 조립체 및 대형 전기 조립체가 피검사 디바이스와 인터페이스할 수 있도록 확대될 수 있다. 그러나, 크기를 증가시키는 것은 더 큰 결과적인 칩 크기를 생성하고, 소형 광전 설계들에 적합하지 않은데, 예를 들어 칩 크기를 증가시키면 디바이스 소형화를 제한하고 칩/다이 비용들을 증가시킨다.

이를 위해, 소형의 조정 가능한 광전 프로브는 단일 프로브 모듈의 내부 및 외부의 전기 및 광학 인터페이스들 둘 다를 포함한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 빛은 피검사 디바이스의 표면상의 광학 커플러를 통해 피검사 디바이스(예를 들어, 웨이퍼, 칩)로부터 커플링 아웃된다. 빔(beam)은 프로브 코어의 멤브레인 및 플런저를 가로지르고 나서 조정 가능한 커플러(예를 들어, 가요성 광섬유)에 커플링 인된다. 조정 가능한 커플러는 멤브레인과 플런저를 통해 나오는 입력/출력 광 경로에 장착되거나 그것의 근처에 있다(근접한다). 프로브 모듈은, 예를 들어 힌지 섬유 아암(hinged fiber arm)을 갖는 액추에이터(actuator)와 같은 섬유 장착 조립체를 장착하는 데 사용될 수 있는 나사 정공들과 같은 장착 설비를 갖는 프로브 프레임을 포함할 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 프로브 코어의 전기 접촉부들(예를 들어, 핀들, 범프들 등)은 먼저 피검사 디바이스의 전기 접촉부들과 정렬된다. 일부 예시적인 실시예들에 따라, 전기 접촉부들이 피검사 디바이스의 전기 접촉부들과 정렬되고 접촉한 후, 능동 정렬 접근 방법으로 액추에이터들을 사용하여 광학 커플러에 걸쳐 섬유가 기계적으로 정렬된다. 다른 예시적인 실시예들에서, 전기 인터페이스 정렬 후, 광학 정렬이 일어날 필요가 없고(예를 들어, 수동 광학 정렬), 섬유는 광학 인터페이스로부터 빛을 수신하는 것으로 가정된다. 예를 들어, 피검사 디바이스가 충분히 높은 손실들을 수용할 수 있는 경우, 섬유는 사전 설정될 수 있고 검사/정렬되지 않을 수 있으며, 전기 접촉부들이 정렬되면 빔의 일부 또는 전부가 사전 설정된 섬유에 도달할 것이라고 가정된다.

일부 예시적인 실시예들에서, DUT로부터 빛을 라우팅하는 광학 커플러는 DUT의 표면에 대해 비스듬하게 또는 수직으로 빛을 방출/수신하는 광학 격자일 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 광학 커플러는 DUT에 통합된다(예를 들어, DUT는 표면에 대해 비스듬하게 또는 수직인 빛을 방출하는 LED 위에 위치된 통합된 격자를 갖는 발광 다이오드(LED)를 갖는다). 일부 예시적인 실시예들에서, 프로브 모듈은 DUT의 광학 출력에 근접하게(예를 들어, 근처에, 위에 또는 접촉하여) 배치되는 광학 커플러를 포함한다. 예를 들어, DUT는 자유 공간으로 방출하는 LED를 포함할 수 있으며, 테스트시 DUT는 플런저 및 멤브레인의 광학 윈도우를 통해 섬유 커플러로 빛을 라우팅하기 위해 DUT의 자유 공간 LED 에미터(emitter) 근처에 위치되거나 그와 접촉하는 격자 커플러를 갖는다.

일부 예시적인 실시예들에서, 전기적으로, DUT는 프로브 코어(예를 들어, 멤브레인 및 플런저)에 내장된 프로브 팁들에 의해 접촉되고, 프로브 팁들은 프로브 카드 인쇄 회로 기판(PCB)으로 라우팅되도록 연결된다. 멤브레인 및 플런저는 빛을 투과시키고(예를 들어, 반투명, 투명), 프로브 프레임이 피검사 디바이스에서 열린다. 또한, 전기 라우팅, 구성 요소들, 패드들 및/또는 트레이스들(traces)은 프로브 유닛을 가로지르는 빛이 영향을 받지 않는 것(예를 들어, 차단되거나 부분적으로 차단되지 않는 것)을 보장하기 위해 광학 정공을 회피한다(예를 들어, 격자가 빛을 지향시키는 광학 킵아웃 영역). 이러한 방식으로, 광학 및 전기 I/O들에 대한 유일한 간격 요건은 매우 근접하여 함께 설계될 수 있는 전기 설계(예를 들어, 트레이스들, 패드들)의 간격 요건이다.

도 1은 일부 예시적인 실시예들에 따른, 동시 광전 프로브를 구현하기 위한 예시적인 광전 프로브 시스템(100)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 프로브 플랫폼(105)은 프로브 모듈(110)(예를 들어, 프로브 코어, PCB/보강재, 섬유 및 포지셔너(positioner))을 지지하며, 이는 예를 들어 프로브 카드 아래에 위치된 피검사 디바이스를 포함할 수 있다. 피검사 디바이스(도 1에 도시되지 않음)는 와이어들(123)(예를 들어, 전기 케이블들)을 통해 하나 이상의 전기 테스트 및 분석 장치에 연결된 전기 접촉부들을 포함한다. 예를 들어, 도 1에서, 피검사 디바이스의 전기 접촉부들은 스위치(120)(예를 들어, 1 x N 무선 주파수(RF) 스위치)에 의해 벡터 네트워크 분석기(115)(vector network analyzer, VNA)와 같은 전기 테스트 장치들에 연결되고, 피검사 디바이스의 추가 전기 접촉부들은 회로 분석기(117)에 연결된다(예를 들어, Advantest 93k CTH 테스트 시스템과 같은 SoC/IC(System on Chip/Integrated Circuit) 테스트 시스템). 피검사 디바이스는 광학 데이터를 전송 및 수신하기 위한 광학 인터페이스(예를 들어, 발광기, 레이저, LED, 포토다이오드)를 더 포함할 수 있다.

피검사 디바이스의 광학 구성 요소들은 광학 스펙트럼 분석기(OSA)와 같은 광학 테스트 장치(125)에 의해 분석된다. 광학 분석기 시스템(125)은, 프로브 코어의 플런저 및 멤브레인(예를 들어, 멤브레인의 광학 킵아웃 영역)을 통해 피검사 디바이스로부터 빛을 수신할 수 있는 섬유(130)를 통해 피검사 디바이스의 광학 인터페이스와 인터페이스하고, 여기서 섬유는 상세하게 후술되는 바와 같이 포지셔너를 통해 이동 가능하다.

도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른, 광전 프로브 시스템(100)의 구성 요소들(200)을 도시한다. 도 2에서, 테스트 디바이스(205)는 전기 층 및 광학 I/O의 전기 접촉부들을 갖는 광자 집적 회로(PIC)를 갖는 광전 디바이스이며, 여기서 전기 인터페이스 및 광학 인터페이스는 테스트 디바이스(205)의 최상위 웨이퍼에 있다. 일부 예시적인 실시예들에 따라, 테스트 디바이스(205)는 플랫폼(107) 상에 위치되고(예를 들어, 프로브 플랫폼(105)의 일부), 시스템(100)의 구성 요소들은 테스트 디바이스(205) 위에 위치되어, 전기 접촉부들이 정렬되고 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 테스트 디바이스(205)는 전기 접촉부들을 정렬하기 위해 플랫폼(107)을 통해 이동되는 반면, 다른 예시적인 실시예들에서, 테스트 디바이스(205)는 고정된 채로 유지하고 프로브 코어(220)는 테스트 디바이스(205)와 인터페이스하기 위한 위치로 이동된다.

도 2의 도시된 실시예에서, 프로브 플랫폼(105)은 인쇄 회로 기판을 유지(hold)하는 링 삽입부(210)(예를 들어, Advantest 93k 홀드-다운 링)를 포함하고, PCB(215)는 테스트 디바이스(205)의 전기 및 광학 인터페이스 둘 다와 인터페이스할 수 있는 프로브 코어(220)를 유지할 수 있다. 추가 지지 구조물들은 설치, 정렬 및 테스트 동안 PCB(215) 및 프로브 코어(220)에 대한 추가 지지를 제공하는 PCB 보강재(233)를 포함한다.

일부 예시적인 실시예들에서, 프로브 코어(220)는 예를 들어 코어(220)를 유지하는 장착부들을 PCB(215)에 나사로 고정시키는 것과 같이 프로브 프레임(225)을 사용하여 프로브 PCB(215)에 장착된 커스텀 회로 구성 요소(예를 들어, 폼팩터 프로브 코어)이다. 예를 들어, 주어진 테스트 디바이스는 특정 구성의 전기 접촉부들/회로 및 광학 인터페이스를 가질 수 있으며, 커스텀 프로브 코어는 주어진 테스트 디바이스들의 광학 I/O들과 정렬하는 핀들 및 광학 킵아웃들로 생성될 수 있다. 마찬가지로, 여러 가지의 상이한 테스트 디바이스들을 위해 추가 커스텀 프로브 코어들이 설계 및 생성될 수 있으며, 주어진 테스트 디바이스가 테스트될 때, 이에 대응하는 프로브 코어가 프로브 프레임(225)을 사용하여 시스템(100)에 설치되어, 주어진 프로브 코어를 프로브 PCB(215)에 고정하고, 여기서 PCB(215)는 상이한 칩들에 대한 상이한 프로브 코어들에 대해 재할당될 수 있는 일정량의 접촉부들 및 단자들(예를 들어, 100 단자들)을 가질 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에 따른, 테스트 디바이스(205)로부터 빛을 전송 및 수신하기 위해 섬유(130)를 기계적으로 유지하는 작동 장착부(actuating mount)인 위치 설정 메커니즘(230)이 도 2에 더 도시되어 있다. 포지셔너는 프로브 플랫폼(105)에 견고하게 장착된 포지셔너 장착부(230A)(예를 들어, Thorlabs MAX302 액추에이터)를 포함한다. 포지셔너 장착부(230A)는 포지셔너 아암(230C)에 대해 이루어진 조정들을 통해 작동되는(예를 들어, 6 자유도들에서 회전 가능함(swivel-able)) 이동 가능한 포지셔너(230B)를 보유한다. 위치 설정 메커니즘(230)은 섬유(130)를 유지하는 섬유 장착 아암(235)에 부착된다. 섬유 장착 아암(235)은 수동으로 조정된 후에 작동 포지셔너 장착부(230A)를 사용하여 보다 미세하게 조정되는 금속 또는 플라스틱 아암일 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 섬유(130)는 추가 강성을 제공하기 위해 플라스틱 슬리브(sleeve)를 갖는 0.7 내지 1.04mm 광섬유 케이블(예를 들어, 400-800um 코어들의 TECS clad MMF)이다. 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 섬유 장착 아암(235)은 섬유가 프로브 코어(220) 및 PCB(215) 위에 위치될 수 있도록 40-80mm 굽힘 반경을 갖는 힌지(240)를 포함한다. 예를 들어, 섬유(130)의 단부가 테스트 디바이스(205)로부터; 예를 들어, 프로브 코어(220)를 통해 개방 공간 및 섬유(130)의 종결 단부 및 광학 분석기 시스템(125)으로 빛을 비추는 발광기로부터 빛이 비추는 광학 킵아웃 영역 위에 보다 정확하게 위치되도록, 힌지(240)가 구부러질 수 있다.

도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른, 프로브 코어(220)의 멤브레인(300)의 레이아웃을 도시한다. 멤브레인(300)은 테스트될 상이한 유형들의 칩들에 대한 상이한 전기 레이아웃들을 위해 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 멤브레인(300)은 PCB(215)(벡터 네트워크 분석기(115) 및 회로 분석기(117)와 같은 전기 테스트 시스템들과 인터페이스함)의 단자들에 연결된 복수의 경로들(305)(예를 들어, 금속 경로들, 트레이스들)을 포함한다. 도시된 예에서, 경로들(305)은 프로브 코어(220)의 중심 영역 내의 복수의 접촉부들(310)에서 끝나고, 여기서 경로들(305)의 대향 단부들은 PCB 단자들에 부착하기 위해 멤브레인(300)의 주변부 또는 가장자리로 연장된다(예를 들어, PCB 단자들(505), 도 5). 각각의 단자들은 프로브 코어(220)의 밑면의 핀에 대응하며, 여기서 핀들은 프로브 코어(220)로부터 테스트 디바이스(205)의 대응하는 접촉부들까지 연장된다. 또한, 프로브 코어(220)는 광학 킵아웃(315)이 매우 작고 경로들(305)에 대해 정확하게 위치될 수 있도록, 설계 단계(예를 들어, 레이아웃 소프트웨어에서)에서 프로브 코어 레이아웃 설계의 외부 영역에 포함될 수 있는 광학 킵아웃(315)(예를 들어, 윈도우, 광학 정공)을 포함하며, 여기서 외부 영역은 좁은 간격으로 복수의 접촉부들(310)이 위치된 중심 영역 외부의 주변부 또는 영역이다. 광학 킵아웃(315)은 경로들(305) 및 다른 방해물들을 전혀 갖지 않으므로 테스트 디바이스(205)로부터의 빛이 프로브 코어(220)를 통해 섬유(130)로 전송될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에 따라, 광학 킵아웃(315)은 멤브레인(300)의 나머지와 동일한 재료로 구성된다(예를 들어, 광학 킵아웃(315)은 빈 공간 정공이 아니라 멤브레인(300)의 나머지를 생성하는 데 사용된 것과 동일한 기판 또는 절연 필름 재료로 구성된다). 일부 예시적인 실시예들에서, 빛 투과율을 증가시키기 위해, 제조 동안 정공은 멤브레인(300)의 주변 부분들보다 더 에칭되거나 얇아진다. 또한, 도시된 바와 같이, 프로브 코어(220)는 나사들과 같은 패스너들을 사용하여 프로브 코어(220)를 프로브 프레임(225)에 고정하기 위한 장착 정공들(320)(예를 들어, 멤브레인과 플런저를 통한 나사 정공들)을 포함한다.

도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른, 프로브 모듈(110) 및 테스트 디바이스(205)를 포함하는 시스템(100)의 구성 요소들의 측면도를 도시한다. 프로브 코어(220)는 플런저(415)가 그를 통해 위치되는 직사각형 정공(403)을 갖는 직사각형 금속 프로브 프레임(225)을 갖는 폼팩터® 피라미드 프로브 코어로서 구현될 수 있다. 멤브레인(300) 상에 패터닝된 전도성 트레이스들 또는 스트립들로 패터닝된 멤브레인(300)(예를 들어, 복수의 절연 시트들, 폴리이미드 필름 시트들의 박막 멤브레인)은 플런저(415)에 부착되고, 접촉부들(425)(예를 들어, 범프들, 패드들, 핀들)은 멤브레인(300) 및/또는 플런저(415)에 내장되고, 테스트 디바이스(205) 상의 전기 I/O 범프들 또는 패드들과 같은 피검사 디바이스의 대응하는 전기 단자들(405)(예를 들어, 접촉부들)과 접촉하도록 연장된다.

테스트 디바이스(205)는 발광 다이오드, 레이저 또는 포토다이오드와 같은 발광기 또는 수신기를 포함하는 광학 인터페이스(410)를 더 포함한다. 빛은 광학 인터페이스(410)로부터, 그리고 광학 킵아웃(315)을 통해 나오며, 여기서 접촉부들(425)에 연결되는 전기 경로들은 광학 킵아웃(315) 주위에 설계되거나 그렇지 않으면 라우팅된다(예를 들어, 라우팅 설계 소프트웨어를 통해). 빛은 테스트 및 분석을 위해(예를 들어, 광학 스펙트럼 분석기(125)를 사용하여) 멤브레인(300) 및 플런저(415)를 통해 섬유(130)의 종결 단부로 전송된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 광학 인터페이스(410)로부터의 빛은 격자와 같은 광학 라우팅 커플러(430)를 통해 안내된다. 예를 들어, 광학 라우팅 커플러(430)는 테스트 디바이스(205)에 통합되어(예를 들어, 테스트 디바이스(205)의 표면), 빛을 발광기로부터 광학 킵아웃(315)을 향해 지향시킨다. 일부 예시적인 실시예들에서, 광학 커플러(예를 들어, 렌즈, 격자)는 광학 인터페이스(410)로부터 방출된 빛을 수집하기 위해, 예를 들어 광학 킵아웃(315) 위에, 프로브 코어의 일부로서 장착되거나 그렇지 않으면 통합된다.

도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른, 시스템(100)의 부감도(500)를 도시한다. 도 5에서, 섬유(130)는 (예를 들어, 광학 분석기 시스템(125)으로부터) 포지셔닝 메커니즘(230) 위로 연장되고 프로브 코어(220)(예를 들어, 광학 킵아웃(315)) 위에 위치되어 피검사 디바이스(도 5에 도시되지 않음)로부터 빛을 전송하고 수신한다. 또한, 프로브 코어(220)가 프로브 프레임(225)을 통해(예를 들어, 장착 정공(320)을 통해, 도 3) 부착되는 PCB(215) 상의 링으로서 PCB 보강재(233)가 도시되어 있다. 프로브 코어(220)로부터의 전기 경로들은 프로브 코어(220)의 좁은 간격 전기 단자들보다 서로 더 이격될 수 있는 PCB 단자들(505)(예를 들어, PCB 전기 접촉부들)에 부착된다. PCB의 PCB 단자들(505)은 분석 및 테스트를 위한 벡터 네트워크 분석기(115) 및 회로 분석기(117)와 같은 하나 이상의 테스트 시스템(515)에 전기적으로 연결된 케이블류(cabling)(510)에 연결된다.

도 6은 일부 예시적인 실시예에 따른, 다수의 광학 정공들이 있는 프로브 코어의 멤브레인(600)에 대한 예시적인 레이아웃을 도시한다. 도 6의 예에서, 전기 경로들(605)은 중심의 종단 영역들(610)에 연결되며, 이 아래에서 핀들은 다수의 광학 인터페이스들을 가질 수 있는 피검사 디바이스에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 DUT의 제1 인터페이스는 전송기(예를 들어, LED)를 포함할 수 있고, 제2 광학 인터페이스는 수신기(예를 들어, 포토다이오드)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 예를 들어, 도 6의 DUT는 2개의 전송기들(예를 들어, 2개의 레이저 다이오드들)을 가질 수 있다. 웨이퍼 레벨에서(예를 들어, 웨이퍼를 개별 칩들로 다이 개별화 또는 분리하기 전) 효율적으로 프로브될 수 있는 소형 설계를 가능하게 하기 위해, 예시적인 멤브레인(600)은 제1 발광기를 위한 제1 광학 킵아웃(615) 및 제2 발광기를 위한 제2 광학 킵아웃(620)을 포함한다.

도 7은 일부 예시적인 실시예에 따른, 다수의 광섬유들을 구현하는 시스템(100)의 구성 요소들의 측면도(700)를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 테스트 디바이스(705)는 프로브 프레임(755)을 통해 플런저(745) 및 PCB(750)에 부착된 멤브레인(600)의 제1 광학 킵아웃(615)을 향해 제1 커플러(725)(예를 들어, 렌즈, 격자)를 통해 빛을 방출하는 제1 에미터(715)를 포함한다. 빛은 멤브레인(600)의 제1 광학 킵아웃(615)을 통해, 그리고 플런저 재료를 통해 전송되어 제1 섬유(765)에 결합된다. 유사하게, 테스트 디바이스(705)는 제2 광학 킵아웃(620)을 향하는 제2 커플러(730)(예를 들어, 렌즈 또는 격자와 같은 추가 광학 커플러)를 통해 투명 멤브레인(600) 및 플런저(745)를 통해 제2 섬유(770)로 빛을 전송하는 제2 발광기(720)를 포함한다.

도 7의 예시적인 실시예에서, 제1 섬유(765 및 770)는 섬유들을 서로로부터 미리 설정된 거리들에 유지하는 이중 아암(760)에 고정된다. 이중 아암(760)은 하나 이상의 힌지 및 조인트를 통해 수동으로 조정될 수 있고, 액추에이터(예를 들어, 프로브 플랫폼(105)에 장착된 ThorLabs 전동식 Max320 액추에이터)를 사용하여 더 미세하게 조정될 수 있다.

또한, 일부 예시적인 실시예들에 따라, 각각의 섬유는 별도의 아암들 및 별도의 포지셔너들에 의해 장착 및 위치된다. 예를 들어, 섬유(765)는 제1 아암 및 작동 포지셔너에 장착될 수 있고, 섬유(770)는 다른 작동 포지셔너의 제2 아암에 장착될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예들에서, 전기 접촉부들(735)은 접촉부들(710)과 정렬될 수 있고, 뒤이어 에미터(715)로부터 최대량의 빛을 수신하기 위해 제1 아암을 사용하여 섬유(765)를 개별적으로 정렬하고(예를 들어, 능동 정렬에서), 뒤이어 제2 아암을 사용하여 섬유(770)를 개별적으로 정렬하여 테스트 디바이스(705)의 에미터(720)로부터의 최대량의 빛을 수신한다.

도 8은 일부 예시적인 실시예들에 따른, 소형 광전 프로브 시스템의 프로브 헤드(800) 구성을 도시한다. 도 8에서, 상술된 바와 같이 프로브 헤드는 플런저(820)에 부착된 PCB 카드 및 보강재를 포함할 수 있는 PCB 모듈(815)과 핀들 및 광학 킵아웃을 갖는 멤브레인(825)을 포함한다. 일부 예시적인 실시예들에 따라, 프로브 헤드(805)는 손 또는 액추에이터(예를 들어, 도 8에 도시되지 않은 Thor Labs 액추에이터)에 의해 위치될 수 있는 프로브 헤드 아암(810)을 통해 위치될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에 따라, 핀들(827)이 피검사 디바이스(845)의 각각의 접촉부들(850)에 결합되도록 프로브 헤드(805)를 위치시킨 후, 섬유 포지셔너(830)(예를 들어, PCB 모듈(815) 상에 장착된 액추에이터)는 섬유 액추에이터 아암(840)에 장착된 섬유(835)를 위치시켜 테스트 디바이스(845)의 발광기(855)로부터 멤브레인(825) 및 플런저(820)를 통해 굴절되는 빛을 보다 미세하게 정렬한다. 도 8의 예에서, 단일 섬유 커플러만이 구현되지만, 다른 예시적인 실시예들에서는 추가 섬유들이 구현된다(예를 들어, 섬유 아암(840)에 대해 미리 설정된 거리에 부착된, PCB 모듈(815) 상에 장착된 그들 자신의 섬유 액추에이터를 각각 갖는 2개의 섬유들).

도 9는 일부 예시적인 실시예에 따른, 소형 광전 프로브를 사용하여 광전 테스트 디바이스(예를 들어, 웨이퍼 구성 요소, 개별화된 칩)를 효율적으로 분석하기 위한 방법(900)의 흐름도를 도시한다. 동작(905)에서, 피검사 디바이스(예를 들어, 웨이퍼, 칩)는 소형 광전 프로브 시스템의 프로브 플랫폼 상에 위치된다. 동작(910)에서, 피검사 디바이스의 전기 접촉부들이 정렬된다. 예를 들어, 동작(910)에서, 소형 광전 프로브의 프로브 코어는 각각의 프로브 코어 전기 접촉부들(예를 들어, 핀들)이 피검사 디바이스의 대응하는 핀에 전기적으로 연결되도록 피검사 디바이스 위에 위치된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 피검사 디바이스는 웨이퍼 상의 복수의 다이들 중의 다이이고, 프로브 헤드는 웨이퍼 상에 있는 동안 개별 다이와 인터페이스한다. 다른 예시적인 실시예들에서, 피검사 디바이스는 웨이퍼로부터 분리된 PIC 칩이고, 동작(910) 동안 PIC 칩의 전기 접촉부들과 프로브의 전기 단자들은 전기적으로 연결된다.

동작(915)에서, 피검사 디바이스의 광원이 활성화된다. 예를 들어, 동작(915)에서 피검사 디바이스의 광학 에미터(예를 들어, LED, 레이저)는 빛을 개방 공간, 또는 빛을 프로브 코어로 지향시키는 광학 커플러로 방출하도록 활성화된다.

동작(920)에서, 커플링 광학계들이 정렬된다. 예를 들어, 피검사 디바이스의 발광기는 광학 트레이스들 또는 다른 방해하는 물체들(예를 들어, 핀들, 패드들, 나사들, 저항기들)이 없는 프로브 코어 내의 광학 킵아웃 영역(예를 들어, 광학 정공, 윈도우)을 향해 빛을 비춘다. 빛은 멤브레인을 통해 굴절되고 플런저를 통해 더 굴절되어 커플러의 종결 단부를 향한 자유 공간으로 나온다. 그 다음에 작동 포지셔너는 섬유를 물리적으로 이동시켜, 그것이 광학 분석을 수행하기 위해 피검사 디바이스로부터 충분한 양의 빛을 수신하게한다(예를 들어, 광학 킵아웃 근처의 위치당 최대량의 빛, 또는 피검사 디바이스로부터 빛과 광학 데이터를 수신하기 위한 충분한 양의 빛). 동작(925)에서, 피검사 디바이스는 광학적으로 및 전기적으로 연결된 소형 광전 프로브를 사용하여(예를 들어, 광학 분석기 시스템(125), 벡터 네트워크 분석기(115), 회로 분석기(117)를 사용하여) 테스트 및 분석을 수행한다. 또한, 논의된 바와 같이, 분석 후에, 프로브 헤드는 아직 개별화되지 않은 다른 칩을 테스트하기 위해 웨이퍼의 다른 부분으로 이동된다. 이러한 방식으로, 프로브 헤드는 개별 PIC 칩의 경우 개별화 후에, 또는 개별화 전의 웨이퍼 상에서 다수의 구성 요소들(예를 들어, 다이들)을 더 빠르게 테스트할 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 방법(900)의 하나 이상의 동작은 다수의 에미터 DUT들 또는 수동 정렬 테스트를 위해 수정되거나 생략될 수 있다. 예를 들어, 피검사 디바이스가 다수의 발광기들을 포함하면(예를 들어, 2개의 레이저들), 동작들(915 및 920)은 제1 발광기에 대해 먼저 구현된 다음, 제2 발광기에 대해 다시 구현될 수 있으며, 여기서 두 발광기들은 상이한 작동 포지셔너들 상에 있다. 이와 달리, 단일 아암이 미리 구성된 거리에서 섬유들 둘 다를 유지하고 있는 경우(예를 들어, 도 7), 동작(920)에서 에미터들 둘 다가 활성화되고, 동작(920)의 정렬은 단일 작동 포지셔너를 사용하여 아암을 이동시켜 피검사 디바이스의 각각의 에미터들로부터 충분한 빛을 수신하도록 섬유들 둘 다를 정렬하는 것을 수반한다.

이와 달리, 수동 접근 방법에서, 동작들(915 및 920)은 생략되고 동작(910)의 전기 정렬만이 일어난다. 예를 들어, 피검사 디바이스가 광학 손실들을 갖고서 동작할 수 있다면, 전기 인터페이스들은 동작(910)에서 정렬되고, 프로브 코어 윈도우에 대해 섬유를 작동시키지 않으면서, 섬유가 프로브 코어의 광학 킵아웃 윈도우에 가까이 위치되고 추가 테스트에서 충분한 양의 빛이 섬유에 도달할 것이 가정된다. 수동 접근 방법은 예를 들어, 피검사 디바이스의 제조가 매우 정확하거나 분석을 수행하기 위해 섬유에 도달할 필요가 있는 에미터로부터의 방출된 빛의 양이 비례해서 낮은 경우에(예를 들어, 고 손실 설계 또는 매우 밝은 에미터) 구현될 수 있다.

다음은 예시적인 실시예들이다:

예 1. 광전 디바이스와 인터페이스하기 위한 광전 프로브로서, 전기 경로들을 가지는 전기 층 - 전기 경로들의 적어도 일부는 광전 디바이스의 전기 구성 요소들과 인터페이스하도록 구성된 전기 단자들에 연결되고, 전기 경로들은 전기 층에 형성된 광 경로를 회피함 -; 및 광전 디바이스의 광학 구성 요소와 인터페이스하기 위한 광학 인터페이스 - 광학 인터페이스는 전기 층에 형성된 광 경로를 통해 광학 구성 요소와 광학적으로 통신하도록 배열됨 - 를 포함하는 광전 프로브.

예 2. 제1 예에 있어서, 광전 프로브를, 전기 단자들이 광전 디바이스의 전기 접촉부들과 전기적으로 접촉하고 광학 인터페이스가 광학 구성 요소와 광학적으로 정렬되는 동작 위치로 위치시키는 것을 허용하는 가요성 광섬유를 포함하는, 광전 프로브.

예 3. 제1 예 또는 제2 예에 있어서, 전기 층은 전기 경로들을 포함하는 멤브레인을 포함하고, 전기 단자들은 멤브레인으로부터 광전 디바이스의 대응하는 전기 접촉부들로 연장되는, 광전 프로브.

예 4. 제1 예 내지 제3 예 중 어느 한 예에 있어서, 멤브레인을 형성하는 재료는 빛을 투과시키고, 광 경로는 멤브레인의 재료로 구성된 광학 홀이고, 전기 경로들은 광학 정공 주위에 위치되는, 광전 프로브.

예 5. 제1 예 내지 제4 예 중 어느 한 예에 있어서, 광학 정공은 전기 경로들의 레이아웃 설계에 의해 형성되는, 광전 프로브.

예 6. 제1 예 내지 제5 예 중 어느 한 예에 있어서, 전기 경로들은 멤브레인의 주변부로부터 멤브레인의 중심 영역의 전기 단자들로 연장되는, 광전 프로브.

예 7. 제1 예 내지 제6 예 중 어느 한 예에 있어서, 광학 정공은 전기 단자들을 포함하는 중심 영역 외부에 있는 멤브레인의 외부 영역에 위치되는, 광전 프로브.

예 8. 제1 예 내지 제8 예 중 어느 한 예에 있어서, 멤브레인은 투명하거나 반투명한 플런저 상에 배치되고, 플런저는 인쇄 회로 기판(PCB)으로부터 광전 디바이스를 향해 연장되는, 광전 프로브.

예 9. 제1 예 내지 제8 예 중 어느 한 예에 있어서, 멤브레인 및 플런저는 패스너들을 사용하여 PCB에 부착되는, 광전 프로브.

예 10. 제1 예 내지 제9 예 중 어느 한 예에 있어서, PCB는 멤브레인의 주변부 단자들에 연결되는 PCB 전기 접촉부들을 포함하고, 주변부 단자들은 멤브레인의 중심에서 종결되는 전기 경로들의 타단들 반대쪽의 전기 경로들의 단부들인, 광전 프로브.

예 11. 제1 예 내지 제10 예 중 어느 한 예에 있어서, 하나 이상의 전기 테스트 장치가 PCB 전기 접촉부들에 전기적으로 연결되는, 광전 프로브.

예 12. 제1 예 내지 제11 예 중 어느 한 예에 있어서, 가요성 광섬유는 광학 테스트 장치에 결합되는, 광전 프로브.

예 13. 제1 예 내지 제12 예 중 어느 한 예에 있어서, 가요성 광섬유는 위치 설정 메커니즘에 의해 위치 설정되는, 광전 프로브.

예 14. 제1 예 내지 제13 예 중 어느 한 예에 있어서, 위치 설정 메커니즘은 액추에이터인, 광전 프로브.

예 15. 제1 예 내지 제14 예 중 어느 한 예에 있어서, 광전 디바이스는 복수의 광전 다이들을 포함하는 웨이퍼인, 광전 프로브.

예 16. 제1 예 내지 제15 예 중 어느 한 예에 있어서, 전기 구성 요소들 및 광학 구성 요소는 복수의 광전 다이들 중 하나에 있고, 광전 프로브는 웨이퍼 내의 복수의 광전 다이들 중 하나와 인터페이스하도록 구성되는, 광전 프로브.

예 17. 광자 집적 회로(PIC)를 테스트하기 위한 테스트 장치로서, PIC를 지지하는 지지 설비; 전기 층 및 광학 인터페이스를 포함하는 테스트 프로브 - 상기 테스트 프로브는, 전기 경로들을 가지는 전기 층 - 전기 경로들의 적어도 일부는 PIC의 전기 구성 요소들과 인터페이스하도록 구성된 전기 단자들에 연결되며, 전기 경로들은 전기 층에 형성된 광 경로를 회피함 -; 및 PIC의 광학 구성 요소와 인터페이스하기 위한 광학 인터페이스 - 광학 인터페이스는 전기 층에 형성된 광 경로를 통해 광학 구성 요소와 광학적으로 통신하도록 배열됨 - 를 포함함 -; 및 전기 단자들이 PIC의 전기 접촉부들과 전기적으로 접촉하고 광학 인터페이스가 광학 구성 요소와 광학적으로 정렬되는 동작 위치로 테스트 프로브를 선택적으로 이동시키기 위한 위치 설정 메커니즘을 포함하는 테스트 장치.

예 18. 제17 예에 있어서, 테스트 프로브를, 전기 단자들이 PIC의 전기 접촉부들과 전기적으로 접촉하고 광학 인터페이스가 광학 구성 요소와 광학적으로 정렬되는 동작 위치에 위치시키는 것을 허용하는 가요성 광섬유를 포함하는, 테스트 장치.

예 19. 제17 예 또는 제18 예에 있어서, PIC는 복수의 PIC 칩들을 포함하는 웨이퍼로부터 개별화된 PIC 칩인, 테스트 장치.

예 20. 광전 디바이스를 테스트하는 방법으로서, 테스트 장치의 광전 프로브를, 전기 경로들을 갖는 전기 층의 전기 단자들이 광전 디바이스의 전기 구성 요소들과 인터페이스하는 전기 단자들에 연결되는 동작 위치에 위치시키는 단계 - 전기 경로들은 전기 층에 형성된 광 경로를 회피하고, 광학 인터페이스는 광 경로를 통해 광전 디바이스의 광학 구성 요소와 인터페이스함 -; 및 전기 구성 요소들에 대한 전기 테스트를 수행하고, 광학 인터페이스를 통해 광전 디바이스상의 광학 인터페이스를 통한 광학 테스트를 수행하는 단계를 포함하는 방법.

다양한 실시예들이 상술되었지만, 이들은 제한이 아닌 단지 예로서 제시된 것으로 이해되어야 한다. 상술된 방법들이 특정 순서로 일어나는 특정 이벤트들을 나타내는 경우, 특정 이벤트들의 순서는 수정될 수 있다. 또한, 특정 이벤트들은 가능한 경우 병렬 프로세스에서 동시에 수행될 수 있을뿐만 아니라 상술된 바와 같이 순차적으로 수행될 수 있다. 따라서, 본 명세서는 첨부된 청구범위의 사상 및 범위에 포함된 개시된 실시예들의 모든 그러한 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.

본 명세서에 정의되고 사용된 모든 정의들은 사전 정의들, 참조에 의해 포함된 문서들의 정의들 및/또는 정의된 용어들의 일반적인 의미들을 제어하는 것으로 이해되어야 한다.

명세서 및 청구범위에 사용된 단수 표현들(부정 관사들 "a" 및 "an")은, 달리 명백하게 나타내지 않는 한, "적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 문구 "및/또는"은 이와 같이 결합된 요소들 중 "하나 또는 둘 다"를 의미하는 것으로, 즉 일부 경우들에서는 결합하여 존재하고 다른 경우들에서는 분리하여 존재하는 요소들로 이해되어야 한다. "및/또는"과 함께 나열된 다수의 요소들은 동일한 방식으로, 즉 이렇게 결합된 요소들 중 "하나 이상"으로 해석되어야 한다. "및/또는" 절에 의해 구체적으로 식별된 요소들 외에, 구체적으로 식별된 요소들과 관련되거나 관련되지 않은 다른 요소들이 임의적으로 존재할 수 있다. 따라서, 비제한적인 예로서, "포함하는"과 같은 개방형 언어와 결합되어 사용될 때, "A 및/또는 B"에 대한 참조는 일 실시예에서 A만을(임의적으로 B 이외의 요소들을 포함); 다른 실시예에서 B만을(임의적으로 A 이외의 요소들을 포함); 또 다른 실시예에서, A 및 B 둘 다를(임의적으로 다른 요소들을 포함); 등을 참조할 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 "또는"은 위에 정의된 바와 같이 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 목록에서 항목들을 분리할 때, "또는" 또는 "및/또는"은 포괄적인 것으로, 즉 다수의 요소들 또는 요소들의 목록 중 적어도 하나의 포함뿐만 아니라 둘 이상을 포함하는 것으로, 그리고 나열되지 않은 추가 항목들을 임의적으로 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "중에 하나만" 또는 "중에 정확히 하나"와 같이 반대로 명확하게 나타내진 용어들, 또는 청구범위에서 사용될 때의 "구성되는(consisting of)"만이 다수의 요소들 또는 요소들의 목록중 정확히 하나의 요소를 포함하는 것을 참조할 것이다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 용어 "또는"은 "둘 중 어느 하나", "중에 하나" "중에 하나만" 또는 "중에 정확히 하나"와 같은 배타적인 용어들이 선행될 때 배타적인 대안들(즉 "하나 또는 다른 하나이지만 둘 다는 아님")을 나타내는 것으로만 해석되어야 한다. 청구범위에서 사용될 때, "본질적으로 구성되는"은 특허법 분야에서 사용되는 일반적인 의미를 갖는다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 바와 같이, 하나 이상의 요소의 목록을 참조하는 "적어도 하나"라는 문구는 요소들의 목록 내의 임의의 하나 이상의 요소로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 의미하는 것이지만, 요소들의 목록 내에 구체적으로 목록화된 각각의 및 모든 요소 중 적어도 하나를 반드시 포함할 필요는 없으며, 요소들의 목록 내의 요소들의 임의의 조합들을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이 정의는 또한 문구 "적어도 하나"가 참조하는, 구체적으로 식별된 요소들과 관련되거나 관련되지 않은 요소들의 목록 내에서 구체적으로 식별된 요소들 이외의 요소들이 임의적으로 존재할 수 있게 한다. 따라서, 비제한적인 예로서, "A 및 B 중 적어도 하나"(또는, 동등하게, "A 또는 B 중 적어도 하나", 또는, 동등하게 "A 및/또는 B 중 적어도 하나")는 일 실시예에서, B의 존재없이(및 임의적으로 B 이외의 요소들과 함께), 임의적으로 둘 이상을 포함하여, 적어도 하나의 A; 다른 실시예에서, A의 존재없이(및 임의적으로 A 이외의 요소들과 함께), 임의적으로 둘 이상을 포함하여 적어도 하나의 B; 또 다른 실시예에서, 임의적으로 둘 이상을 포함하여 적어도 하나의 A와 임의적으로 둘 이상을 포함하여 적어도 하나의 B(및 임의적으로 다른 요소들을 포함); 등을 참조할 수 있다.

위의 명세서뿐만 아니라 청구범위에서도, "포함하는(comprising)", "포함하는(including)", "지니는(carrying)", "갖는", "포함하는(containing)", "수반하는", "유지하는(holding)", "이루어지는(composed of)" 등과 같은 모든 전이 구들은 개방단, 즉 포함하지만 제한되지 않는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "구성되는(consisting of)" 및 "본질적으로 구성되는"이라는 전이 구들 만이 각각 미국 특허청 특허 심사 절차 매뉴얼 섹션 2111.03에 기재된 바와 같이 폐쇄형 또는 반-폐쇄형 전이 구들이어야한다.

Claims

광학 디바이스와 인터페이스하기 위한 광학 프로브로서,
전기 층 내의 전기 경로들 - 상기 전기 경로들은 상기 전기 층에 형성된 광 경로를 회피하고, 상기 전기 경로들의 적어도 일부는 상기 광학 디바이스와 전기적으로 인터페이스하도록 구성된 하나 이상의 전기 단자에 연결됨 -; 및
빛이 상기 광 경로를 따라 상기 전기 층을 통해 전달되도록, 상기 빛을 상기 광학 디바이스의 광학 포트와 커플링시키는, 마운트에 배열된 광학 커플러
를 포함하는 광학 프로브.
제1항에 있어서, 상기 광학 커플러는, 상기 하나 이상의 전기 단자가 상기 광학 디바이스의 전기 접촉부들과 전기적으로 접촉하고 상기 광학 커플러가 상기 광학 포트와 광학적으로 정렬되는 동작 위치로 상기 광학 프로브를 위치시키는 것을 허용하도록 가요성인, 광학 프로브.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전기 단자는 상기 전기 층으로부터 상기 광학 디바이스의 하나 이상의 대응하는 전기 접촉부로 연장되는, 광학 프로브.
제1항에 있어서, 상기 광학 커플러는 상기 전기 층의 제1 면으로 빛을 투과시키고, 상기 빛은 상기 전기 층의 물질을 통해 전달되고 상기 제1 면의 반대쪽에 있는 상기 전기 층의 제2 면으로부터 나오는, 광학 프로브.
제4항에 있어서, 상기 광 경로는 상기 전기 경로들의 레이아웃 설계에 의해 형성되는, 광학 프로브.
제5항에 있어서, 상기 전기 경로들은 상기 전기 층의 주변부로부터 상기 전기 층의 중심 영역의 전기 단자들로 연장되는, 광학 프로브.
제6항에 있어서, 상기 광 경로는 상기 전기 단자들을 포함하는 상기 중심 영역 외부에 있는 상기 전기 층의 외부 영역에 위치되는, 광학 프로브.
제1항에 있어서, 상기 전기 층은 투명하거나 반투명한 플런저(plunger) 상에 배치되고, 상기 플런저는 인쇄 회로 기판(printed-circuit board, PCB)으로부터 상기 광학 디바이스를 향해 연장되는, 광학 프로브.
제8항에 있어서, 상기 전기 층 및 상기 플런저는 패스너들(fasteners)을 사용하여 상기 PCB에 부착되는, 광학 프로브.
제9항에 있어서, 상기 PCB는 상기 전기 층의 주변부 단자들에 연결되는 PCB 전기 접촉부들을 포함하고, 상기 주변부 단자들은 상기 전기 층의 중심에서 종결되는 상기 전기 경로들의 타단들 반대쪽의 상기 전기 경로들의 단부들인, 광학 프로브.
제10항에 있어서, 하나 이상의 전기 테스트 장치가 상기 PCB 전기 접촉부들에 전기적으로 연결되는, 광학 프로브.
제2항에 있어서, 상기 광학 커플러는 광학 테스트 장치에 광학적으로 결합되는, 광학 프로브.
제2항에 있어서, 상기 광학 커플러는 상기 마운트를 이동시키는 위치 설정 메커니즘에 의해 위치 설정되는, 광학 프로브.
제13항에 있어서, 상기 위치 설정 메커니즘은 액추에이터(actuator)인, 광학 프로브.
제1항에 있어서, 상기 광학 디바이스는 복수의 광전 다이들(opto-electrical dies)을 포함하는 웨이퍼인, 광학 프로브.
제15항에 있어서, 상기 광학 포트는 상기 복수의 광전 다이들 중 하나에 있고, 상기 광학 프로브는 상기 웨이퍼 내의 상기 복수의 광전 다이들 중 하나와 인터페이스하도록 구성되는, 광학 프로브.
광자 집적 회로(photonic integrated circuit, PIC)를 테스트하기 위한 테스트 장치로서,
상기 PIC를 지지하는 지지 설비(support arrangement);
테스트 프로브 - 상기 테스트 프로브는 광학 커플러 마운트 상의 광학 커플러 및 상기 테스트 프로브의 멤브레인 층 내의 전기 경로들을 포함하고, 상기 전기 경로들은 상기 멤브레인 층에 형성된 광 경로를 회피하고, 상기 전기 경로들의 적어도 일부는 상기 PIC와 전기적으로 인터페이스하도록 구성된 하나 이상의 전기 단자에 연결되고, 상기 광학 커플러는 상기 광학 커플러 마운트에 의해 배열되어, 빛이 상기 광 경로를 따라 상기 멤브레인 층의 물질을 통해 전달되도록, 상기 빛을 상기 PIC의 광학 포트로 커플링시킴 -; 및
상기 하나 이상의 전기 단자가 상기 PIC와 전기적으로 접촉하고 상기 광학 커플러가 상기 광학 포트와 광학적으로 정렬되는 동작 위치로 상기 테스트 프로브를 이동시키기 위한 위치 설정 메커니즘
을 포함하는 테스트 장치.
제17항에 있어서, 상기 광학 커플러는, 상기 하나 이상의 전기 단자가 상기 PIC와 전기적으로 접촉하고 상기 광학 커플러가 상기 광학 포트와 광학적으로 정렬되는 상기 동작 위치에 상기 테스트 프로브를 위치시키는 것을 허용하도록 가요성인, 테스트 장치.
제17항에 있어서, 상기 PIC는 복수의 PIC 칩들을 포함하는 웨이퍼로부터 개별화된(singulated) PIC 칩인, 테스트 장치.
제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 전기 단자는 상기 멤브레인 층으로부터 상기 PIC의 하나 이상의 대응하는 전기 접촉부로 연장되는, 테스트 장치.