KR20200047833A - 프로브 장치 및 이를 포함하는 테스트 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치는, 광 커플링 소자 및 반사 미러를 포함하는 광 집적회로 기판에 광 신호를 출력하는 광 섬유 및 상기 광 섬유를 고정시키는 베이스 기판을 포함하는 광 섬유 어레이, 및 상기 광 섬유가 삽입되는 홀, 및 상기 반사 미러에 의해 반사된 상기 광 신호를 반사시켜 상기 광 커플링 소자로 입사시키는 프로브 미러를 포함하는 중간 기판을 포함한다.
Description
본 발명은 프로브 장치 및 이를 포함하는 테스트 장치에 관한 것이다.
전자 장치에서 대용량의 데이터에 대한 고속 송수신에 대한 요구가 점점 증가하고 있다. 이에 따라, 기존의 금속 배선을 통한 신호 전달을 광 신호를 이용한 방식으로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 광 신호를 이용한 신호 전달 방식에서는 광 커플링 소자 등이 집적된 광 집적회로 기판이 필요하다. 광 집적회로 기판에 대해서는, 광 신호가 정확하게 전달되는지 여부에 대한 테스트가 필요하다. 테스트를 진행하기 위한 광 신호를 광 집적회로 기판에 입력하기 위해, 광 신호를 출력하는 광 섬유와 광 집적회로 기판 사이의 정렬이 필요하며, 정렬을 진행하는 데에 긴 시간이 소요되어 테스트 공정의 효율이 저하될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제 중 하나는, 광 집적회로 기판에 대한 테스트 공정에서 광 신호를 출력하는 광 섬유와 광 집적회로 기판의 정렬을 간편하고 빠르게 진행할 수 있는 프로브 장치 및 이를 포함하는 테스트 장치를 제공하고자 하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치는, 광 커플링 소자 및 반사 미러를 포함하는 광 집적회로 기판에 광 신호를 출력하는 광 섬유 및 상기 광 섬유를 고정시키는 베이스 기판을 포함하는 광 섬유 어레이, 및 상기 광 섬유가 삽입되는 홀, 및 상기 반사 미러에 의해 반사된 상기 광 신호를 반사시켜 상기 광 커플링 소자로 입사시키는 프로브 미러를 포함하는 중간 기판을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치는, 광 신호를 전달하는 복수의 광 섬유들, 및 상기 복수의 광 섬유들이 배치되는 복수의 그루브들을 갖는 베이스 기판을 포함하며, 상기 복수의 광 섬유들은 제1 방향을 따라 배열되고, 상기 베이스 기판의 외부로 연장되는 돌출 영역을 갖는 광 섬유 어레이, 상기 돌출 영역이 삽입되며 상기 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 홀들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 상기 복수의 홀들과 소정의 간격만큼 분리 배치되는 복수의 프로브 미러들을 갖는 중간 기판, 및 상기 중간 기판의 하부에 배치되며 광 투과성 물질로 형성되는 스페이서 기판을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치는, 제1 및 제2 광 커플링 소자들이 형성되는 도파로, 제1 광 커플링 소자에 인접하는 제1 반사 미러, 및 제2 광 커플링 소자에 인접하는 제2 반사 미러를 갖는 광 집적회로 기판을 테스트하기 위한 광 신호를 출력하는 광원, 상기 광 신호를 상기 제1 반사 미러에 입사시키는 광 섬유, 및 상기 광 섬유를 고정하는 베이스 기판을 포함하는 광 섬유 어레이, 상기 광 섬유 어레이와 상기 광 집적회로 기판 사이에 배치되며, 상기 광 섬유의 적어도 일부 영역이 끼워지는 홀, 및 상기 제1 반사 미러에서 반사된 상기 광 신호를 반사시켜 상기 제1 광 커플링 소자로 진행시키는 프로브 미러를 갖는 중간 기판, 상기 도파로를 진행하여 상기 제2 광 커플링 소자로 출력되는 상기 광 신호를 검출하는 광 검출기, 및 상기 광 검출기가 검출한 상기 광 신호에 기초하여 상기 광 집적회로 기판을 검사하는 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 집적회로 기판의 정렬 마크와 중간 기판의 정렬 마크를 이용하여 광 집적회로 기판과 중간 기판을 수동 정렬하고, 중간 기판의 홀에 광 섬유 어레이의 광 섬유를 삽입하여 광 섬유와 광 집적회로 기판을 정렬할 수 있다. 따라서, 광 집적회로 기판의 테스트를 위한 정렬 과정을 빠르게 진행할 수 있으며, 테스트 공정의 효율을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치로 테스트를 진행할 수 있는 광 집적회로 기판을 포함하는 광 집적회로 패키지를 간단히 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치로 테스트를 진행할 수 있는 광 집적회로 기판을 포함하는 광 집적회로 패키지를 간단히 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I` 방향의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치를 간단하게 도시한 도면들이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치를 간단하게 도시한 도면들이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치와 광 집적회로 기판의 정렬 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 도 10의 A 영역을 확대 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치와 광 집적회로 기판의 정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 다른 프로브 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면들이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면들이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치로 테스트를 진행할 수 있는 광 집적회로 기판을 포함하는 광 집적회로 패키지를 간단히 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I` 방향의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치를 간단하게 도시한 도면들이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치를 간단하게 도시한 도면들이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치와 광 집적회로 기판의 정렬 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 도 10의 A 영역을 확대 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치와 광 집적회로 기판의 정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 다른 프로브 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면들이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면들이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기를 간단하게 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치로 테스트를 진행할 수 있는 광 집적회로 기판을 포함하는 광 집적회로 패키지를 간단히 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 광 집적회로 패키지(10)는 광 신호의 송수신을 위한 광통신 장치일 수 있다. 광 집적회로 패키지(10)는 광원(11), 집적회로 소자(12), 및 광 변조기(13) 등을 포함할 수 있다. 광 집적회로 패키지(10)는 이외에도 광 검출기, 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplexing, WDM) 소자 등과 같은 능동 광 소자, 및/또는 광 도파로, 광 커플링 소자, 리플렉터(reflector) 등과 같은 수동 광 소자들을 더 포함할 수 있다. 또한, 광 집적회로 패키지(10)는 이외에도 광 섬유 어레이와 같은 광 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
집적회로 소자(12)는 외부에서 입력받은 데이터(DATA)를 기초로, 전기 신호(VD)를 생성할 수 있다. 광 변조기(13)는 송신된 전기 신호(VD)에 따라 광원(11)이 생성한 광 신호(LI)를 변조하여 변조된 광 신호(LM)를 생성할 수 있다. 변조된 광 신호(LM)는 광 섬유 등을 통해 외부 기기 등으로 출력될 수 있으며, 일례로 광 변조기(13)는 광 신호(LI)의 세기나 위상 등을 변조하여 변조된 광 신호(LM)를 생성할 수 있다.
광 집적회로 패키지(10)에 포함되는 광원(11), 집적회로 소자(12), 광 변조기(13) 등은 하나의 기판에 배치되거나 또는 복수의 기판들에 분리 배치될 수 있다. 일례로 광원(11)과 광 변조기(13)가 별도의 기판에 배치되는 경우, 광원(11)이 출력하는 광 신호(LI)를 광 변조기(13)에 전달하기 위한 도파로 및 리플렉터 등이 적어도 하나의 기판에 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치로 테스트를 진행할 수 있는 광 집적회로 기판을 포함하는 광 집적회로 패키지를 간단히 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I` 방향의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 광 집적회로 패키지(100)는 광 집적회로 기판을 포함하는 제1 기판(S1), 제1 기판(S1) 상에 적층되는 투광성의 제2 기판(S2), 및 제2 기판(S2) 상에 적층되며 광원(140)이 배치되는 제3 기판(S3)을 포함한다. 도 2에서는, 제1 기판(S1)에 배치되는 구성 요소들과 구별되도록, 제3 기판(S3)에 배치되는 구성 요소들에 대하여 점 해칭을 추가하여 표시하였다. 제1 내지 제3 기판들(S1, S2, S3)은 수직 방향, 예를 들어 Z축 방향으로 적층될 수 있으며, 도시하지는 않았으나 제1 및 제2 기판들(S1, S2)의 사이, 및 제2 및 제3 기판들(S2, S3)의 사이에는 접착층 등이 추가되어 제1 내지 제3 기판들(S1, S2, S3)을 접합시킬 수 있다.
제1 기판(S1)은 지지 기판(111), 제1 절연층(112), 광 소자들이 배치된 광 코어층(113), 및 제2 절연층(114)을 포함하는 바디부(101)를 포함할 수 있다. 광 코어층(113)에는 광 소자들이 배치될 수 있으며, 제1 기판(S1)은 광 집적회로 기판으로 제공될 수 있다. 제1 기판(S1)은 제1 및 제2 절연층(112, 114)을 리세스하며 배치되는 제1 반사 미러(162) 및 제2 반사 미러(164)를 더 포함할 수 있으며, 적어도 일 영역에 배치되는 정렬 마크(190)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 기판(S1)은 패키지 기판 등에 실장될 수 있으며, 별도의 전기 신호 전송부를 통하여 상기 패키지 기판과 전기적 신호를 주고 받을 수 있다. 또한, 제1 기판(S1)에는 광 변조기(124) 및/또는 광 변조기(124)에 전기적 신호를 전달하는 집적회로 소자가 더 실장될 수 있다.
지지 기판(111) 및 광 코어층(113)은 반도체 물질, 예컨대 실리콘, 게르마늄 또는 실리콘-게르마늄과 같은 Ⅳ족 반도체를 포함할 수 있다. 지지 기판(111)은 벌크 웨이퍼 또는 에피택셜층으로 제공될 수도 있으며, 광 코어층(113)도 에피택셜층으로 제공될 수 있다. 제1 및 제2 절연층들(112, 114)은 절연성 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화물로 이루어질 수 있다. 특히, 제2 절연층(114)은 광 코어층(113)보다 굴절률이 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 지지 기판(111), 제1 절연층(112), 및 광 코어층(113)은 SOI(silicon-on-insulator) 기판을 구성할 수 있다.
광 코어층(113)에는 광 커플링 소자들을 포함하는 다양한 광 소자들이 배치될 수 있다. 구체적으로, 광 코어층(113)에는 광 도파로(126), 및 광 도파로(126)에 의해 연결되는 제1 및 제2 광 커플링 소자들(122A, 122B)과 광 변조기(124)가 배치될 수 있다.
제1 및 제2 광 커플링 소자들(122A, 122B)은 각각 광의 입력 및 출력에 사용될 수 있다. 제1 및 제2 광 커플링 소자들(122A, 12B)은 제1 기판(S1)에서 수평 방향으로 진행하는 광을 상부를 향하는 수직한 방향으로, 또는 수직한 방향에서 소정 각도로 틸팅된 방향으로 커플링할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 광 커플링 소자들(122A, 122B)은 광 도파로(126)의 양단에 인접하여 형성될 수 있다.
광 변조기(124)는 제1 및 제2 광 커플링 소자들(122A, 122B)의 사이에 위치하며, 광의 세기, 위상 등을 변경하여 광 신호를 생성할 수 있다. 광 변조기(124)는 예를 들어, 전계 흡수형 변조기 또는 간섭형 변조기일 수 있다. 예를 들어, 광 변조기(124)는 광을 두 개 이상의 경로로 분리하고 그 중 적어도 하나의 경로에서 빛의 위상을 변조하며, 위상이 변조된 빛과 위상이 그대로 유지된 빛 사이의 상쇄 및 보강 간섭을 이용하여 빛을 변조하는 마흐-젠더(Mach-Zehnder) 간섭계형 변조기일 수 있다. 광 도파로(126)는 제1 및 제2 광 커플링 소자들(122A, 122B) 및 광 변조기(124)의 사이에서 이들을 연결하며, 광이 진행하는 통로를 제공할 수 있다. 실시예들에 따라, 도시되지 않은 영역에서, 광 코어층(113)에는 광 검출기와 같은 광전 변환 소자가 더 배치될 수 있다.
제1 반사 미러(162) 및 제2 반사 미러(164)는 광 신호를 반사시킬 수 있다. 일례로 제1 반사 미러(162)와 제2 반사 미러(164)는 상부의 제3 기판(S3)으로부터 전달된 광 신호를 다시 상부로 반사시킬 수 있다. 제1 반사 미러(162)는 제3 기판(S3)의 광원(140) 또는 제1 리플렉터(152)로부터 전송된 광 신호를 반사시켜 제3 기판(S3)의 제3 반사 미러(166)로 전송할 수 있다. 제2 반사 미러(164)는 제3 기판(S3)의 제4 반사 미러(168)로부터 전송된 광 신호를 반사시켜 제3 기판(S3)의 광 섬유(180) 또는 제2 리플렉터(154)로 전송할 수 있다.
제1 반사 미러(162) 및 제2 반사 미러(164)는 제1 기판(S1)의 상면에서 제1 및 제2 절연층들(112, 114)을 리세스한 영역에 배치될 수 있으며, 오목(concave) 미러일 수 있다. 제1 반사 미러(162)의 하부에 잔존하는 제1 절연층(112)의 두께(D5)는 0 보다 클 수 있다. 즉, 제1 반사 미러(162)가 제1 절연층(112) 전체를 리세스하도록 형성되지 않을 수 있다.
따라서, 제1 반사 미러(162)의 중심부는 지지 기판(111)의 상면과 동일하거나 지지 기판(111)의 상면보다 높은 레벨에 위치할 수 있으며, 예를 들어, 제1 반사 미러(162)가 가장 깊게 배치되는 경우, 제1 반사 미러(162)의 하면이 지지 기판(111)의 상면과 접할 수 있다. 제2 반사 미러(164)의 배치 및 구조는 제1 반사 미러(162)의 배치 및 구조와 유사할 수 있으며, 제1 반사 미러(162)에 대한 상기 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
제1 반사 미러(162)는 광 코어층(113)으로부터 일측으로(laterally) 제1 거리(D1)로 이격되도록 배치될 수 있다. 제1 거리(D1)는 예를 들어, 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터일 수 있다. 제1 반사 미러(162)는 제1 및 제2 광 커플링 소자들(122A, 122B)로부터 소정의 거리만큼 분리되어 배치될 수 있다. 제2 반사 미러(164) 역시 제1 및 제2 광 커플링 소자들(122A, 122B)로부터 일측으로 분리되어 배치될 수 있다. 제1 반사 미러(162) 및 제2 반사 미러(164)의 지름은 예를 들어, 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 범위일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 반사 미러(162) 및 제2 반사 미러(164)는 리세스된 표면에 반사층을 형성함으로써 구성될 수 있다. 상기 반사층은 평면 상에서 적어도 리세스된 영역을 포함하도록 배치될 수 있으며, 원형 또는 사각형의 형상을 가질 수 있다. 또는, 상기 반사층은 광 신호의 경로를 제외한 영역들 전체로 연장되도록 배치될 수도 있다. 상기 반사층은 고반사율 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Au), 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
정렬 마크(190)는 제1 기판(S1)뿐 아니라 제3 기판(S3)에도 배치될 수 있으며, 각각 서로 마주보는 면에 배치될 수 있다. 정렬 마크(190)는 제1 기판(S1)과 제3 기판(S3)의 결합 시 정합성 향상을 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 정렬 마크(190)를 이용하여, 제1 반사 미러(162)의 중심으로부터의 거리로 표현되는 좌표값으로 위치를 정의함으로써, 제1 기판(S1)과 제3 기판(S3)이 정렬될 수 있다.
제2 기판(S2)은 제1 기판(S1)과 제3 기판(S3)의 사이에 배치될 수 있으며, 투광성 물질의 바디부(102)로 이루어질 수 있다. 제2 기판(S2)은 제1 기판(S1)과 제3 기판(S3)의 사이에서 초점 거리(focal length)를 조절하는 기능을 할 수 있다. 제2 기판(S2)은 제1 기판(S1) 및 제3 기판(S3)과 접촉되어 배치될 수 있으며, 사이에 접착층이 추가될 수 있다. 제2 기판(S2)의 바디부(102)는 광 신호의 손실을 최소화하면서 광 신호를 투과시킬 수 있는 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO을 포함할 수 있다. 제2 기판(S2)은 제3 기판(S3)에 실장된 광원(140)의 적어도 일부 영역이 수납되는 캐비티(CA)를 가질 수 있다. 다만, 제2 기판(S2)은 실시예들에 따라 생략될 수도 있다. 이 경우, 제1 기판(S1)과 제3 기판(S3)의 사이의 공간은 예를 들어, 공기로만 채워질 수도 있다.
제3 기판(S3)은 제2 기판(S2)을 사이에 두고 제1 기판(S1)과 광학적으로 정렬되도록 배치될 수 있다. 제3 기판(S3)은 바디부(103), 광원(140), 제1 리플렉터(152), 제2 미러(166), 제3 미러(168), 제2 리플렉터(154), 및 광 섬유(180)를 포함할 수 있다.
광원(140)은 광 신호를 출력하여 제1 기판(S1)의 제1 반사 미러(162)에 광 신호를 전달할 수 있다. 광원(140)은 전광 변환 소자일 수 있으며, 예를 들어, 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드일 수 있다. 광원(140)은 제3 기판(S3)의 하면의 리세스 영역(RC) 내에 실장될 수 있다. 광원(140)은 예를 들어, 제3 기판(S3)에 플립칩 본딩되어 실장될 수 있으며, 다만 반드시 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니다.
제1 리플렉터(152)는 광원(140)으로부터 출력된 광 신호의 진행 방향을 변경하여 제1 기판(S1)으로 전송할 수 있다. 제1 리플렉터(152)는 일종의 평탄 미러(flat mirror)일 수 있으며 경사면으로 이루어질 수 있다. 제1 리플렉터(152)는 상기 경사면 상에 배치된 고반사율의 반사층을 포함할 수 있다. 제1 리플렉터(152)는 제1 기판(S1)의 제1 반사 미러(162)와 소정 길이(D3)만큼 상하로 중첩(overlap)될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1 리플렉터(152)는 제1 기판(S1)의 제1 반사 미러(162)와 평면 상에서 중첩되지 않도록 배치될 수도 있다.
제3 반사 미러(166)와 제4 반사 미러(168)는 제3 기판(S3)의 하면으로부터 바디부(103)를 리세스하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 기판(S1)의 제1 반사 미러(162) 및 제2 반사 미러(164)와 제3 기판(S3)의 제3 반사 미러(166) 및 제4 반사 미러(168)는 각각 서로 마주하는 면에 배치될 수 있다. 특히, 제2 미러(166)는 광원(140)으로부터 제2 거리(D2)만큼 일 방향(Y축 방향)으로 분리되어 배치될 수 있다. 제3 반사 미러(166)는 제1 기판(S1)의 제1 반사 미러(162)와 소정 길이(D4)만큼 상하로 중첩될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제3 반사 미러(166)는 제1 기판(S1)의 제1 반사 미러(162)와 평면 상에서 중첩되지 않도록 배치될 수도 있다. 제3 반사 미러(166)는 제1 기판(S1)의 광 커플링 소자들(122A, 122B) 중 적어도 하나와 중첩되는 영역을 갖도록 배치될 수도 있다. 일례로 제1 리플렉터(152), 제1 반사 미러(162), 제3 반사 미러(166), 및 제1 광 커플링 소자(122A) 중 적어도 일부가 일 방향(Y축 방향)에서 서로 중첩되어 배치되는 경우, 집적도가 더욱 향상될 수 있다.
제3 반사 미러(166)와 제4 반사 미러(168)는 오목 미러일 수 있으며, 바디부(103)의 리세스된 표면에 배치된 반사층으로 구성될 수 있다. 상기 반사층은 고반사율 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Au), 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상술한 제1 반사 미러(162) 및 제2 반사 미러(164)에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
제2 리플렉터(154)는 제1 기판(S1)의 제2 반사 미러(164)로부터 전송된 광 신호의 진행 방향을 변경하여 광 섬유(180)로 전송할 수 있다. 제2 리플렉터(154)는 경사면으로 이루어질 수 있으며, 상기 경사면 상에 배치된 고반사율의 반사층을 포함할 수 있다. 일례로 제2 리플렉터(154)는 제1 리플렉터(152)와 유사한 구성을 가질 수 있다.
광 섬유(180)는 제1 기판(S1)을 거쳐 전송받은 광 신호를 외부 장치로 출력하거나, 외부 장치로부터 광 신호를 입력받을 수 있다. 광 섬유(180)는 광 신호를 전반사 시킬 수 있도록 코어층 및 상기 코어층을 둘러싸는 클래딩 물질을 포함할 수 있다. 다만 실시예들에 따라 광 섬유의 구성은 다양하게 변형될 수 있다.
광 집적회로 패키지(100)에서 광 신호는, 도 2에 화살표를 이용하여 도시된 것과 같이, 제3 기판(S3)의 광원(140)에서 생성된 광 신호는 제1 반사 미러(162)와 제3 반사 미러(166)을 거쳐 제1 기판(S1) 내의 광 코어층(113)으로 전달될 수 있다. 제1 광 커플링 소자(122A)는 수신한 광 신호를 광 도파로(126)를 통해 수평한 방향, 예를 들어 x 방향으로 전송하여 광 변조기(124)로 전달할 수 있다. 광 변조기(124)는 제1 기판(S1) 내의 집적회로 소자 등으로부터 수신한 전기 신호에 기초하여 상기 광 신호의 세기 및/또는 위상 등을 변조할 수 있다. 변조된 광 신호는 제3 기판(S3)으로 전송되어 제4 반사 미러(168) 및 제2 반사 미러(164)을 거쳐 광 섬유(180) 등과 같은 광 인터페이스를 통해 외부로 출력될 수 있다. 광 신호는 제1 내지 제3 기판(S1, S2, S3)이 적층되면서, 제1 내지 제4 반사 미러들(162, 164, 166, 168)이 상호 정렬되어 손실을 최소화하면서 진행되고 전송될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 것과 같이, 예시적인 실시예들에서 광원(140)은 서로 다른 파장의 빛을 내는 복수의 광원들을 포함할 수 있으며, 광 변조기(124)도 각각의 광원들(140)로부터의 광의 세기, 위상 등을 변경하도록 복수 개가 어레이 형태로 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 반사 미러들(162, 164, 166, 168)도 각각의 광원들(140) 및 광 섬유들(180)의 어레이에 대응되도록 복수 개로 배치될 수 있다.
복수의 광원들(140)로부터 복수의 광 변조기들(124) 각각에 전달되어 생성된 복수의 광 신호들은 서로 다른 데이터, 정보 들을 전송할 수 있다. 또한, 상기 광 신호들은 서로 간섭 및 중첩없이 상기 복수의 광 섬유들(180)을 통해 출력될 수 있다. 다만, 광원(140), 광 변조기(124), 제1 내지 제4 반사 미러들(162, 164, 166, 168), 및 광 섬유(180)의 개수 및 배치 형태는 실시예들에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치를 간단하게 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치(300)는 중간 기판(310) 및 광 섬유 어레이(320) 등을 포함할 수 있다. 프로브 장치(300)는 광 집적회로 기판(200)과 정렬되도록 광 집적회로 기판(200) 상에 배치될 수 있다. 프로브 장치(300)가 광 집적회로 기판(200)과 정렬된 상태에서 광 신호가 광 섬유(321)를 통해 광 집적회로 기판(200)에 입사될 수 있다. 광 집적회로 기판(200)은 상기 광 신호를 다시 외부로 내보낼 수 있으며, 프로브 장치(300)가 장착된 테스트 장치가 광 검출기를 통해 상기 광 신호를 검출하여 광 집적회로 기판(200)에 대한 테스트를 진행할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 일 실시예에서, 광 집적회로 기판(200)은 지지 기판(211), 제1 절연층(212), 광 소자들이 배치된 광 코어층(213), 및 제2 절연층(214) 등과 같이 복수의 층들을 포함할 수 있다. 지지 기판(211)과 광 코어층(213)은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 광 코어층(213)에는 광 도파로(226)와 광 변조기(224), 제1 및 제2 광 커플링 소자들(222A, 222B) 등이 배치될 수 있다.
또한 광 집적회로 기판(200)은 일 방향(Y축 방향)에서 광 코어층(213)에 인접하도록 형성되는 제1 반사 미러(262) 및 제2 반사 미러(268)를 포함할 수 있다. 제1 반사 미러(262)와 제2 반사 미러(268)는 제1 절연층(212)과 제2 절연층(214)을 리세스한 영역에 반사율이 높은 물질로 반사층을 형성함으로써 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치(300)는, 중간 기판(310) 및 광 섬유 어레이(320) 등을 포함할 수 있다. 광 섬유 어레이(320)는 광 섬유(321), 광 섬유(321)가 장착되는 그루브(324)를 갖는 베이스 기판(323, 325)을 포함할 수 있다. 한편, 중간 기판(310)은 광 신호를 반사시킬 수 있는 프로브 미러(311), 및 프로브 미러(311)와 일 방향(Y축 방향)에서 소정의 간격만큼 분리 배치되는 홀(313)을 포함할 수 있다.
광 섬유 어레이(320)와 중간 기판(310)은, 광 섬유(321)를 홀(313)에 끼워넣는 형태로 결합될 수 있다. 홀(313)에 광 섬유(321)가 수납될 수 있도록, 광 섬유(321)의 적어도 일부 영역은 베이스 기판(323, 325)의 외부까지 연장되어 돌출될 수 있다.
일 실시예에서 광 섬유 어레이(3230)는, 제1 방향(X축 방향)을 따라 배열되는 복수의 광 섬유들(321)을 포함할 수 있다. 복수의 광 섬유들(321)은 V자 형태의 홈을 제공하는 그루브(324)에 수납될 수 있다. 일례로 그루브(324)는 제1 베이스 기판(323) 및 제2 베이스 기판(325)에 모두 형성되거나, 또는 제1 베이스 기판(323)에만 형성될 수도 있다. 그루브(324)가 제1 베이스 기판(323)에만 형성되는 경우, 제1 베이스 기판(323)과 마주보는 제2 베이스 기판(325)의 표면은 평탄한 형상을 가질 수 있다.
중간 기판(310)은 복수의 광 섬유들(321)을 끼워 넣기 위한, 복수의 홀들(313)을 포함할 수 있다. 광 섬유(321)와 용이하게 결합될 수 있도록, 홀(313)은 광 섬유(321)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 일례로, 홀(313)의 직경과 광 섬유(321)의 직경의 차이는, 광 섬유(321)와 홀(313)의 제조 공차, 광 섬유(321)가 수납되는 그루브(324)의 제조 공차, 그루브(324)가 형성된 베이스 기판(323, 325)과 광 섬유(321)의 결합 공차, 및 광 섬유 어레이(320)와 중간 기판(310)의 정렬 공차 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.
테스트 공정이 시작되면, 중간 기판(310)의 정렬 마크(390)와 광 집적회로 기판(200)의 정렬 마크(290)를 이용하여 광 집적회로 기판(200) 상에 중간 기판(310)을 정렬시킬 수 있다. 광 집적회로 기판(200)과 중간 기판(310)이 정렬되면, 중간 기판(310)의 홀(313)에 광 섬유(321)를 끼워 넣음으로써 광 섬유 어레이(320)와 중간 기판(310)이 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기와 같은 간편한 과정만으로, 도 5에 도시한 바와 같이 광 섬유(321)가 광 집적회로 기판(200)의 제1 반사 미러(262) 상부에 위치할 수 있다. 따라서, 테스트 장치에서 생성된 광 신호는 광 섬유(321)를 통해 제1 반사 미러(262), 및 프로브 미러(311)에 의해 반사되어 제1 광 커플링 소자(222A)에 입사할 수 있다. 제1 광 커플링 소자(222A)로 입사된 상기 광 신호는, 광 도파로(226)를 거쳐 제2 광 커플링 소자(222B)에서 테스트 장치의 광 검출기로 출력될 수 있다. 테스트 장치는, 광 검출기로 출력되는 상기 광 신호의 세기, 파장, 위상 등을 분석하여 광 집적회로 기판(200)에 대한 테스트 공정을 진행할 수 있다.
광 집적회로 기판(200)에 대한 테스트 공정을 진행하기 위해서는, 테스트 장치의 광원과 제1 광 커플링 소자(222A)를 정렬하고, 테스트 장치의 광 검출기와 제2 광 커플링 소자(222B)를 정렬하는 공정이 필요할 수 있다. 일반적인 경우, 광원과 광 검출기 각각을 제1 및 제2 광 커플링 소자들(222A, 222B) 상에 배치하고 그 위치를 조금씩 변경하면서 광 검출기로 광 신호의 세기를 검출하는 방식의 능동 정렬 방식을 이용할 수 있다. 그러나 상기와 같은 능동 정렬 방식은 상대적으로 매우 긴 시간을 소모함으로써 테스트 공정의 효율을 크게 저하시킬 수 있다.
반면 본 발명에서는, 광 집적회로 기판(200)과 중간 기판(310) 각각에 형성된 정렬 마크들(290, 390)을 이용하여 광 집적회로 기판(200)과 중간 기판(310)을 간편하게 정렬하고, 중간 기판(310)의 홀(313)에 광 섬유(321)를 끼워 넣음으로써 광 섬유 어레이(320)를 광 집적회로 기판(200)과 정렬할 수 있다. 따라서, 테스트 공정에 필요한 정렬 과정을 빠르게 진행할 수 있으며, 결과적으로 테스트 공정의 효율을 개선할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치(300)는, 광 도파로(226)의 양측 모두에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 광 커플링 소자(222B)에 의해 광 도파로(226)로부터 출력되는 광 신호는, 중간 기판(310)의 프로브 미러(311)와, 제2 반사 미러(264)에 의해 반사되어 광 섬유(321)에 입사할 수 있다. 테스트 장치의 광 검출기는 광 섬유(321)의 일단에 연결되어, 제2 반사 미러(264)에 의해 반사되어 광 섬유(321)로 입사된 상기 광 신호를 검출할 수 있다. 상기와 같이 광 도파로(226)의 양측에 프로브 장치(300)를 배치함으로써, 테스트 공정에 필요한 정렬 과정을 더욱 빠르게 진행할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치를 간단하게 도시한 도면들이다.
도 6 및 도 7에 도시한 일 실시예에서, 프로브 장치(300)는 중간 기판(310)과 광 섬유 어레이(320) 외에 스페이서 기판(330)을 더 포함할 수 있다. 스페이서 기판(330)은 중간 기판(310)과, 테스트 대상인 광 집적회로 기판(200) 사이에 배치될 수 있다.
스페이서 기판(330)은 광 투과성을 갖는 물질, 예를 들어 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO 등의 물질로 형성될 수 있다. 스페이서 기판(330)의 두께는 제1 반사 미러(262)와 프로브 미러(311)의 초점 거리와 광 신호의 파장, 위상 등을 고려하여 결정될 수 있다. 즉 스페이서 기판(330)은 광 신호가 제1 반사 미러(262)와 프로브 미러(311)에 의해 반사되어 제1 광 커플링 소자(262A)에 정확하게 입사될 수 있도록, 제1 반사 미러(262)와 프로브 미러(311) 사이의 거리를 결정할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시한 일 실시예에서는 스페이서 기판(330)의 두께가 중간 기판(310)의 두께보다 크게 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이며 반드시 이와 같은 형태로 한정되지는 않는다. 일례로, 스페이서 기판(330)의 두께는 중간 기판(310)보다 작을 수도 있다. 한편, 도 6 및 도 7에 도시한 일 실시예에서 광 집적회로 기판(200), 중간 기판(310) 및 광 섬유 어레이(320)의 구성은, 앞서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 실시예를 참조하여 이해될 수 있을 것이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치와 광 집적회로 기판의 정렬 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 공정의 대상이 될 수 있는 광 집적회로 기판(400)을 나타낸 도면일 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치의 중간 기판(510)을 나타낸 도면일 수 있다. 우선 도 8(a)와 도 8(b)를 참조하면, 광 집적회로 기판(400)은 지지 기판(411), 제1 절연층(412), 제2 절연층(414), 및 제1 절연층(412)과 제2 절연층(414) 사이에 정의되는 광 코어층(413) 등을 포함할 수 있다.
광 코어층(413)은 광 도파로(426)와 제1 광 커플링 소자(222A) 등을 포함할 수 있으며, 제1 광 커플링 소자(222A)에 인접한 영역에 제1 반사 미러(462)가 형성될 수 있다. 일례로, 제1 반사 미러(462)는 제1 절연층(412)과 제2 절연층(414)의 일부 영역을 리세스하여 형성한 영역에 반사층을 배치함으로써 구성될 수 있다.
다음으로 도 9(a) 및 도 9(b)를 참조하면, 중간 기판(510)은 프로브 미러(511)와 홀(513)을 포함할 수 있다. 홀(513)은 광 섬유가 수납되는 공간을 제공할 수 있으며, 따라서 광 섬유의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 홀(513)의 직경은 광 섬유와 홀(513) 등의 제조 공차 등을 고려하여 결정될 수 있다. 프로브 미러(511)는 제1 반사 미러(462)와 같은 오목 미러일 수 있다.
도 10과 도 11은 광 집적회로 기판(400)과 중간 기판(510)의 결합 과정을 설명하기 위해 제공되는 도면들일 수 있다. 도 10와 도 11을 참조하면, 광 집적회로 기판(400) 상에 중간 기판(510)이 배치될 수 있다. 광 집적회로 기판(400) 상에 중간 기판(510)을 배치하고 정렬하기 위해, 광 집적회로 기판(400)과 중간 기판(510) 각각에 형성되는 정렬 마크가 이용될 수 있다.
도 10(a)와 도 10(b)에 도시한 일 실시예에서는, 정렬이 완료됨에 따라 중간 기판(510)의 홀(513)이 제1 반사 미러(462)의 상부에 위치할 수 있다. 또한, 제1 반사 미러(462)와 프로브 미러(511)가 일 방향(Y축 방향)에서 서로 중첩되지 않을 수 있으며, 프로브 미러(511)는 제1 광 커플링 소자(422A)와도 상기 일 방향(Y축 방향)에서 서로 중첩되지 않을 수 있다.
반면 도 11(a)와 도 11(b)에 도시한 일 실시예에서는, 정렬이 완료됨에 따라 중간 기판(510)의 홀(513)이 제1 반사 미러(462)의 상부에 위치하고, 프로브 미러(511A)는 일 방향(Y축 방향)에서 제1 반사 미러(462) 및 제1 광 커플링 소자(422A)와 중첩될 수 있다. 즉, 도 11(a)와 도 11(b)에 도시한 일 실시예에서는, 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시한 일 실시예에서보다 프로브 미러(511A)와 제1 반사 미러(462) 및 제1 광 커플링 소자(422A)가 더 가까이 배치될 수 있다. 일례로, 도 10 및 도 11에 도시한 실시예들에서 제1 반사 미러(462)와 제1 광 커플링 소자(422A) 및 프로브 미러(511, 511A) 사이의 거리는, 제1 반사 미러(462)와 프로브 미러(511, 511A)의 초점 거리 등에 따라 달라질 수 있다.
도 12는 도 10의 A 영역을 확대 도시한 도면일 수 있다. 도 12를 참조하면, 광 집적회로 기판(400)과 중간 기판(510)의 정렬 과정은, 광 집적회로 기판(400)과 중간 기판(510) 각각에 형성된 정렬 마크(AM)를 이용함으로써 진행될 수 있다. 정렬 마크(AM)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 도 12에서는 십자가 형상으로 예시되었으나 반드시 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서 중간 기판(510)의 정렬 마크(AM)는, 프로브 미러(511)를 기준으로 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향) 각각에서 소정의 오프셋만큼 분리된 위치에 형성될 수 있다. 또한 광 집적회로 기판(400)의 정렬 마크(AM)는, 제1 반사 미러(462)를 기준으로 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향) 각각에서 소정의 오프셋만큼 분리된 위치에 형성될 수 있다. 이때, 중간 기판(510)에 적용되는 오프셋 값과, 광 집적회로 기판(400)에 적용되는 오프셋 값은 제1 방향(X축 방향)에서 서로 같은 크기를 가질 수 있다. 제2 방향(Y축 방향)에서는, 실시예들에 따라 오프셋 값들이 서로 같거나 다른 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 광 집적회로 기판(400)과 중간 기판(510) 각각에 형성된 정렬 마크(AM)를 서로 일치시킴으로써 광 집적회로 기판(400)과 중간 기판(510)이 정렬될 수 있다. 일례로, 시각적으로 광 집적회로 기판(400)과 중간 기판(510) 각각에 형성된 정렬 마크(AM)가 일치하도록 중간 기판(510)의 위치를 조정함으로써 광 집적회로 기판(400)과 중간 기판(510)을 정렬할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 중간 기판(510)과 광 집적회로 기판(400)을 먼저 정렬시킨 후, 광 섬유가 포함된 광 섬유 어레이를 중간 기판(510)과 결합하여 광 집적회로 기판(400)의 제1 반사 미러(462)를 광 섬유와 손쉽게 정렬시킬 수 있다. 광 섬유 어레이와 중간 기판(510)은, 광 섬유의 적어도 일부 영역을 중간 기판(510)의 홀(513)에 끼워넣음으로써 간편하게 결합될 수 있다. 이하, 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치(500)와 광 집적회로 기판(400)의 정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 13을 참조하면, 정렬 마크(AM)에 의해 중간 기판(510)과 광 집적회로 기판(400)이 정렬될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 중간 기판(510)과 광 집적회로 기판(400)이 먼저 정렬된 이후, 광 섬유(521)를 포함하는 광 섬유 어레이(520)를 중간 기판(510)에 결합하여 광 섬유(521)와 제1 반사 미러(462)를 정렬시킬 수 있다.
도 13을 참조하면, 광 섬유 어레이(520)는 광 섬유(521) 및 광 섬유(521)를 고정하는 베이스 기판(523, 525)을 포함할 수 있다. 광 섬유(521)는 그 길이 방향에서 베이스 기판(523, 525)의 외부로 연장될 수 있다. 따라서 도 13에 도시한 바와 같이 베이스 기판(523, 525)의 하부에서 광 섬유(521)의 적어도 일부 영역이 돌출될 수 있다. 중간 기판(510)과 광 집적회로 기판(400)이 정렬된 후, 베이스 기판(523, 525)의 하부에서 돌출된 광 섬유(521)의 일부 영역은, 중간 기판(510)의 홀(513)에 끼워질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는, 광 섬유(521)와 광 집적회로 기판(400)을 직접 정렬하는 과정을 생략할 수 있으며, 중간 기판(510)을 이용하여 광 섬유(521)와 광 집적회로 기판(400)을 간편하고 빠르게 정렬할 수 있다.
광 섬유(521)를 홀(513)에 삽입하는 방식으로 광 섬유 어레이(520)와 중간 기판(510)이 결합되므로 홀(513)의 직경은 광 섬유(521)의 직경보다 클 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 홀(513)의 직경은 광 섬유(521)와 홀(513)의 제조 공차, 광 섬유(521)를 베이스 기판(523, 525)에 배치하는 과정에서 발생할 수 있는 공차 등을 다양하게 고려하여 결정될 수 있다. 이하, 도 14 및 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 다른 프로브 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면들이다.
도 14(a)는 광 섬유 어레이(600)를 나타낸 도면이며, 도 14(b)는 중간 기판(700)을 나타낸 도면일 수 있다. 광 섬유 어레이(600)는 베이스 기판(603, 605)에 고정되는 복수의 광 섬유들(601)을 포함하며, 복수의 광 섬유들(601)은 제1 베이스 기판(603)에 형성된 그루브들(604)에 수납될 수 있다. 복수의 광 섬유들(601)은 제1 방향(X축 방향)을 따라 배열될 수 있다.
한편 중간 기판(700)은 복수의 홀들(701)과 복수의 프로브 미러들(703)을 포함할 수 있다. 복수의 홀들(701)은 제1 방향을 따라 배열되며, 복수의 광 섬유들(601)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 프로브 미러들(703)은 제2 방향(Y축 방향)에서 복수의 홀들(701)과 소정의 간격만큼 분리되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 테스트 대상인 광 집적회로 기판과 중간 기판(700)이 먼저 정렬된 후, 중간 기판(700)의 홀들(701)에 광 섬유들(601)이 삽입되어 광 섬유 어레이(600)와 중간 기판(700)이 결합될 수 있다. 따라서, 복수의 홀들(701) 각각의 직경은, 광 섬유들(601) 각각의 직경보다 클 수 있다. 복수의 홀들(701) 각각의 직경과 광 섬유들(601) 각각의 직경의 차이는, 다양한 제조 공차를 고려하여 결정될 수 있다.
일례로, 광 섬유들(601) 또는 홀들(701)을 제조하는 과정에서 공차가 발생할 수 있다. 또는, 광 섬유들(601)을 고정하기 위해 제1 베이스 기판(603)에 형성되는 그루브들(604) 각각의 크기와 형상 차이로 인한 공차가 발생할 수도 있다. 또한, 그루브들(604)에 광 섬유들(601)을 배치하고 고정하는 과정에서 공차가 발생할 수도 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 다양한 제조 공차를 고려하여, 복수의 홀들(701)의 직경을 결정할 수 있다.
도 15를 참조하면, 광 섬유 어레이(600)와 중간 기판(700)을 결합하는 과정에서 홀(701)의 중심과 광 섬유(601)의 중심이 일치하거나 또는 일치하지 않을 수 있다. 도 15(a)는 제조 공차가 발생하지 않은 이상적인 경우로서, 홀(701)의 중심과 광 섬유(601)의 중심이 완전히 일치할 수 있다. 반면, 도 15(b)와 도 15(c)는 각각 특정 방향(X축 또는 Y축 방향)에서 공차가 발생한 경우에 해당할 수 있으며, 도 15(d)는 양 방향 모두에서 공차가 발생한 경우에 해당할 수 있다.
도 15에 도시한 바와 같이, 광 섬유들(601) 및 제1 베이스 기판(603)을 제조하고 광 섬유들(601)을 제1 베이스 기판(603)의 그루브들(604)에 결합하는 제조 공정, 및 복수의 홀들(701)을 형성하는 공정 등에서 다양한 방향으로 공차가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 공차를 고려하여 복수의 홀들(701)의 직경을 결정함으로써, 제조 공차에 의해 광 섬유 어레이(600)와 중간 기판(700)이 결합되지 않는 문제를 해결할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치를 설명하기 위해 제공되는 도면들이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치(1000)는 컨트롤러(1010), 광원(1020), 프로브 장치(1030), 및 광 검출기(1040) 등을 포함할 수 있다. 테스트 장치(1000)는 프로브 장치(1030)를 통해 광 집적회로 기판(2000)에 광 신호를 입력하고, 광 집적회로 기판(2000)으로부터 광 신호를 검출하여 테스트 공정을 진행할 수 있다.
컨트롤러(1010)는 광원(1020)을 제어하여 테스트 공정을 진행하기 위한 광 신호를 생성할 수 있다. 광원(1020)이 출력하는 광 신호는 프로브 장치(1030)를 통해 광 집적회로 기판(2000)에 입사될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 프로브 장치(1030)는 광 신호를 전달하는 광 섬유를 포함하는 광 섬유 어레이 및 광 섬유를 광 집적회로 기판(2000)과 정렬하기 위한 중간 기판 등을 포함할 수 있다.
광 집적회로 기판(2000)으로 입사한 광 신호는 다시 프로브 장치(1030)를 통해 광 검출기(1040)로 출력될 수 있다. 일 실시예에서, 프로브 장치(1030)는 광 집적회로 기판(2000)의 송신 측과 수광 측에 각각 연결되어 광원(1020) 및 광 검출기(1040)를 광 집적회로 기판(2000)에 정렬시킬 수 있다. 컨트롤러(1010)는 광 검출기(1040)가 검출한 광 신호의 세기, 위상 등을 분석하여 광 집적회로 기판(2000)에 대한 테스트 공정을 진행할 수 있다.
도 17을 참조하면, 광 집적회로 기판(2000)은 지지 기판(2011), 제1 절연층(2012), 광 코어층(2013), 및 제2 절연층(2014) 등을 가질 수 있다. 광 코어층(2013)은 광 도파로(2026)를 포함하며, 광 도파로(2026)는 일 방향으로 양측에 형성되는 제1 광 커플링 소자(2022A)와 제2 광 커플링 소자(2022B)를 가질 수 있다. 제1 광 커플링 소자(2022A)와 제2 광 커플링 소자(2022B) 각각에 인접한 위치에는, 제1 절연층(2012)과 제2 절연층(2014)의 적어도 일부를 리세스하고 반사층을 형성하여 구성되는 제1 반사 미러(2062) 및 제2 반사 미러(2068)가 배치될 수 있다.
한편, 테스트 장치의 컨트롤러(1010)는 광원(1020)과 광 검출기(1040)를 제어할 수 있다. 광원(1020)과 광 검출기(1040)는 프로브 장치(1030A, 1030B)를 통해 광 집적회로 기판(2000)에 광 신호를 입력하거나, 또는 광 집적회로 기판(2000)에서 출력되는 광 신호를 검출할 수 있다. 프로브 장치(1030A, 1030B)는 제1 프로브 장치(1030A)와 제2 프로브 장치(1030B)를 포함할 수 있다.
제1 프로브 장치(1030A)는 중간 기판(1031A)과 광 섬유 어레이(1035A)를 포함할 수 있다. 광 섬유 어레이(1035A)는 광 섬유(1036A) 및 광 섬유(1036A)가 고정되는 그루브를 갖는 베이스 기판(1037A, 1038A)을 포함할 수 있다. 중간 기판(1031A)은 프로브 미러(1033A) 및 홀(1034A)을 포함할 수 있다. 일례로, 광 섬유(1036A)의 적어도 일부 영역이 홀(1034A)에 끼워지는 형태로 중간 기판(1031A)과 광 섬유 어레이(1035A)가 서로 결합될 수 있다. 제2 프로브 장치(1030B)는 제1 프로브 장치(1030A)와 같은 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1 프로브 장치(1030A)와 제2 프로브 장치(1030B) 각각의 중간 기판들(1031A, 1031B)을 광 집적회로 기판(2000) 상에 정렬시킨 후, 광 섬유 어레이들(1035A, 1035B)을 중간 기판들(1031A, 1031B) 각각에 결합할 수 있다. 따라서, 프로브 장치들(1030)과 광 집적회로 기판(2000)이 간편하게 정렬될 수 있으므로, 테스트 공정을 효율적으로 진행할 수 있다. 프로브 장치들(1030)과 광 집적회로 기판(2000)의 정렬이 완료되면, 컨트롤러(1010)는 광원(1020)을 이용하여 광 신호를 출력하고, 광 검출기(1040)를 통해 광 신호를 검출함으로써 테스트 공정을 진행할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 18을 참조하면, 컴퓨터 시스템(1100)은 신호 처리 시스템, 디스플레이(display) 시스템, 통신(communication) 시스템, 또는 신호가 광적으로 전송될 수 있는 시스템을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1100)은 프로세서(1110), 반도체 메모리 장치(1120), 사용자 인터페이스(1130), 전원 공급 장치(1140), 및 광 버스(1150)를 포함할 수 있다.
프로세서(1110)는 광 버스(1150)에 의해 다른 요소와 통신할 수 있다. 프로세서(1110)는 도 1 내지 도 17를 참조하여 설명한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 테스트 공정을 통과한 광 집적회로 기판 또는 광 집적회로 패키지를 포함할 수 있다.
반도체 메모리 장치(1120)는 광 버스(1150)에 커플링되어 있을 수 있다. 반도체 메모리 장치(1120)는 도 1 내지 도 17를 참조하여 설명한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 테스트 공정을 통과한 광 집적회로 기판 또는 광 집적회로 패키지를 포함할 수 있다. 이에 따라, 반도체 메모리 장치(1120)는 광 버스(1150)에 의해 다른 요소와 통신할 수 있다.
전원 공급 장치(1140)는 광 버스(1150)에 의해 다른 요소와 통신할 수 있다. 한편, 사용자 인터페이스(1130)는 사용자쪽으로 및 그로부터 입력/출력을 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 본 발명의 기본적인 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10, 100: 광 집적회로 패키지
S1, 200, 400, 2000: 광 집적회로 기판
300, 500: 프로브 장치
310, 510, 700: 중간 기판
320, 520, 600: 광 섬유 어레이
S1, 200, 400, 2000: 광 집적회로 기판
300, 500: 프로브 장치
310, 510, 700: 중간 기판
320, 520, 600: 광 섬유 어레이
Claims (20)
- 광 커플링 소자 및 반사 미러를 포함하는 광 집적회로 기판에 광 신호를 출력하는 광 섬유 및 상기 광 섬유를 고정시키는 베이스 기판을 포함하는 광 섬유 어레이; 및
상기 광 섬유가 삽입되는 홀, 및 상기 반사 미러에 의해 반사된 상기 광 신호를 반사시켜 상기 광 커플링 소자로 입사시키는 프로브 미러를 포함하는 중간 기판; 을 포함하는 프로브 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 광 섬유는 복수의 광 섬유들을 포함하며,
상기 베이스 기판은 상기 복수의 광 섬유들이 고정되는 복수의 그루브들을 갖는 프로브 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 광 섬유 어레이는, 상기 복수의 그루브들이 형성되는 제1 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되어 상기 복수의 광 섬유들을 고정하는 제2 베이스 기판을 갖는 프로프 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 베이스 기판의 길이는 상기 제2 베이스 기판의 길이보다 큰 프로브 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 광 섬유의 길이 방향에서, 상기 광 섬유는 상기 베이스 기판의 외부로 연장되는 돌출 영역을 갖는 프로브 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 돌출 영역은 상기 중간 기판의 상기 홀에 삽입되는 프로브 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 홀의 직경은 상기 광 섬유의 직경보다 큰 프로브 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 홀의 직경은, 상기 광 섬유의 직경, 상기 광 섬유의 제조 공차, 상기 홀의 제조 공차, 상기 베이스 기판과 상기 광 섬유의 결합 공차, 및 상기 광 섬유 어레이와 상기 중간 기판의 정렬 공차 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 프로브 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 프로브 미러는 오목 미러(concave mirror)인 프로브 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 중간 기판은 상기 광 집적회로 기판과의 정렬에 필요한 정렬 마크를 포함하는 프로브 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 정렬 마크는 상기 프로브 미러를 기준으로 제1 및 제2 방향들 각각에서 소정의 오프셋만큼 분리 배치되는 프로브 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 정렬 마크에 의해, 상기 중간 기판은 상기 프로브 미러의 적어도 일부 영역이 상기 반사 미러와 중첩되도록 상기 광 집적회로 기판 상에 배치되는 프로브 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 정렬 마크에 의해, 상기 중간 기판은 상기 프로브 미러의 적어도 일부 영역이 상기 광 커플링 소자와 중첩되도록 상기 광 집적회로 기판 상에 배치되는 프로브 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 중간 기판의 하부에 배치되는 스페이서 기판; 을 더 포함하는 프로브 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 광 섬유가 출력하는 상기 광 신호는, 상기 스페이서 기판을 통과하여 상기 반사 미러로 입사하는 프로브 장치.
- 광 신호를 전달하는 복수의 광 섬유들, 및 상기 복수의 광 섬유들이 배치되는 복수의 그루브들을 갖는 베이스 기판을 포함하며, 상기 복수의 광 섬유들은 제1 방향을 따라 배열되고, 상기 베이스 기판의 외부로 연장되는 돌출 영역을 갖는 광 섬유 어레이;
상기 돌출 영역이 삽입되며 상기 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 홀들, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 상기 복수의 홀들과 소정의 간격만큼 분리 배치되는 복수의 프로브 미러들을 갖는 중간 기판; 및
상기 중간 기판의 하부에 배치되며 광 투과성 물질로 형성되는 스페이서 기판; 을 포함하는 프로브 장치.
- 제1 및 제2 광 커플링 소자들이 형성되는 도파로, 제1 광 커플링 소자에 인접하는 제1 반사 미러, 및 제2 광 커플링 소자에 인접하는 제2 반사 미러를 갖는 광 집적회로 기판을 테스트하기 위한 광 신호를 출력하는 광원;
상기 광 신호를 상기 제1 반사 미러에 입사시키는 광 섬유, 및 상기 광 섬유를 고정하는 베이스 기판을 포함하는 광 섬유 어레이;
상기 광 섬유 어레이와 상기 광 집적회로 기판 사이에 배치되며, 상기 광 섬유의 적어도 일부 영역이 끼워지는 홀, 및 상기 제1 반사 미러에서 반사된 상기 광 신호를 반사시켜 상기 제1 광 커플링 소자로 진행시키는 프로브 미러를 갖는 중간 기판;
상기 도파로를 진행하여 상기 제2 광 커플링 소자로 출력되는 상기 광 신호를 검출하는 광 검출기; 및
상기 광 검출기가 검출한 상기 광 신호에 기초하여 상기 광 집적회로 기판을 검사하는 컨트롤러; 를 포함하는 테스트 장치.
- 제17항에 있어서,
상기 중간 기판과 상기 광 집적회로 기판 사이에 배치되는 스페이서 기판; 을 더 포함하는 테스트 장치.
- 제18항에 있어서,
상기 스페이서 기판의 두께는, 상기 프로브 미러와 상기 제1 반사 미러 중 적어도 하나의 초점 거리에 기초하여 결정되는 테스트 장치.
- 제17항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 광 검출기가 검출한 상기 광 신호의 세기를 이용하여 상기 광 집적회로 기판을 검사하는 테스트 장치.
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