KR20220016789A

KR20220016789A - 검사용 접속 장치

Info

Publication number: KR20220016789A
Application number: KR1020210100553A
Authority: KR
Inventors: 미노루 사토
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 2020-08-03
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2022-02-10
Also published as: US11592402B2; KR102549482B1; TW202223417A; JP2022028198A; CN114062881A; TWI789857B; JP7477393B2; US20220034821A1

Abstract

광 프로브의 교환과 위치 결정이 용이한 검사용 접속 장치를 제공한다.
검사용 접속 장치는, 광 프로브(100)와, 광 프로브(100)가 관통하는 관통홀이 각각 형성되고, 관통홀의 중심축 방향을 따라서 서로 이격해서 배치된 복수의 가이드판을 갖는 프로브 헤드(1)를 구비한다. 프로브 헤드(1)는, 제1의 가이드판(21)과, 광 프로브(100)가 관통홀을 관통한 상태에서 관통홀의 반경 방향을 따라서 제1의 가이드판(21)에 대해서 상대적으로 이동 자유롭게 설치된 제2의 가이드판(22)을 갖는다. 프로브 헤드(1)는, 제1의 가이드판(21)의 관통홀의 중심축의 위치와 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 중심축의 위치가 반경 방향을 따라서 어긋난 상태에서 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22) 각각의 관통홀의 내벽면에 의해 광 프로브(100)를 협지한다.

Description

검사용 접속 장치{CONNECTING DEVICE FOR INSPECTION}

본 발명은, 광 반도체 소자의 특성 검사에 사용하는 검사용 접속 장치에 관한 것이다.

광 반도체 소자의 특성을 웨이퍼 상태에서 검사하기 위해, 광 반도체 소자가 출력하는 광 신호를 전파(傳搬)시키는 광 프로브를 갖는 검사용 접속 장치를 이용해서, 광 반도체 소자와 검사 장치를 접속하는 것이 효과적이다. 광 섬유 등이 광 프로브로서 사용된다.

일본 특허공개공보 제2008-241808호

광 프로브를 갖는 검사용 접속 장치에서는, 광 프로브의 손상이나 특성 열화 등에 따라서 광 프로브의 교환이 필요한 경우가 있다. 이때문에 광 프로브의 교환이 쉬운 검사용 접속 장치가 요구되고 있다. 그리고 또한, 다수의 광 프로브를 갖는 검사용 접속 장치의 경우, 광 프로브의 위치 결정이 용이하다는 것이 중요하다.

본 발명은, 광 프로브의 교환과 위치 결정이 용이한 검사용 접속 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시형태에 따른 검사용 접속 장치는, 광 프로브와, 광 프로브가 관통하는 관통홀이 각각 형성된 복수의 가이드판이, 관통홀의 중심축 방향을 따라서 서로 이격해서 배치되는 프로브 헤드를 구비한다. 프로브 헤드는, 제1의 가이드판과, 광 프로브가 관통홀을 관통한 상태에서 관통홀의 반경 방향을 따라서 제1의 가이드판에 대해서 상대적으로 이동 자유롭게 설치된 제2의 가이드판을 갖는다. 프로브 헤드는, 제1의 가이드판의 관통홀의 중심축의 위치와 제2의 가이드판의 관통홀의 중식축의 위치가 반경 방향을 따라서 어긋난 상태에서, 제1의 가이드판 및 제2의 가이드판 각각의 관통홀의 내벽면에 의해 광 프로브를 협지(挾持)한다.

본 발명에 따르면, 광 프로브의 교환과 위치 결정이 용이한 검사용 접속 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 구성을 나타내는 모식도이고,
도 2는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 모식적인 저면도이고,
도 3은, 광 프로브와 전기 프로브의 확대도이고,
도 4는, 광 프로브와 전기 프로브의 선단의 위치를 나타내는 모식도이고,
도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 가이드판의 배치를 나타내는 모식도이고,
도 6은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 조립 방법을 설명하기 위한 모식적인 공정도이고,
도 7은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 조립 방법을 설명하기 위한 모식적인 공정도이고,
도 8은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 조립 방법을 설명하기 위한 모식적인 공정도이고,
도 9는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 조립 방법을 설명하기 위한 모식적인 공정도이고,
도 10은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치에 의한 광 반도체 장치의 측정 방법을 나타내는 모식적인 평면도이고,
도 11은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치에 의한 광 반도체 장치의 측정 방법을 나타내는 모식적인 측면도이고,
도 12는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치에 의한 다른 광 반도체 장치의 측정 방법을 나타내는 모식적인 평면도이고,
도 13은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 다른 조립 방법을 설명하기 위한 모식적인 공정도이고,
도 14는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치의 다른 조립 방법을 설명하기 위한 모식적인 공정도이고,
도 15는, 본 발명의 실시형태의 변형 예에 따른 검사용 접속 장치의 가이드판의 배치를 나타내는 모식도이고,
도 16은, 검사 대상인 광 반도체 소자의 다른 예를 나타내는 모식도이다.

이어서, 도면을 참조해서, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사의 부분에는 동일 또는 유사의 부호를 붙인다. 다만, 모식적인 것이고, 각 부분의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 다른 것에 유의해야 한다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다. 이하에 나타내는 실시형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것이며, 본 발명의 실시형태는, 구성 부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 것에 특정하는 것이 아니다.

도 1에 나타내는 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 접속 장치는, 광 신호를 출력하는 광 반도체 소자의 검사에 사용된다. 광 반도체 소자는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 수직 공진기면 발광 레이저(VCSEL) 등이다.

또한, 하방(下方)이란, 광 반도체 소자를 검사할 때에, 검사용 접속 장치에 대해서 광 반도체 소자가 위치하는 방향을 나타낸다. 이하, 하방의 면을 하면(下面)으로 나타낸다. 즉 하방의 면은, 광 반도체 소자를 검사할 때에, 광 반도체 소자에 대향한다. 상방(上方)이란, 하방의 반대 방향을 나타낸다. 이하, 상방의 면을 상면(上面)이라고 나타낸다.

도 1에 나타내는 검사용 접속 장치는, 광 프로브(100)와, 광 프로브(100)가 관통하는 관통홀이 각각 형성되고, 관통홀의 중심축 방향을 따라서 서로 이격해서 배치된 복수의 가이드판을 갖는 프로브 헤드(1)를 구비한다. 프로브 헤드(1)는, 제1의 가이드판(21)과, 광 프로브(100)가 관통홀을 관통한 상태에서 관통홀의 반경 방향을 따라서 제1의 가이드판(21)에 대해 상대적으로 이동 자유롭게 설치된 제2의 가이드판(22)을 갖는다.

도 1에 나타내는 프로브 헤드(1)는, 기판(10)의 하면에 제1의 가이드판(21)이 배치되고, 기판(10)의 상면에 제2의 가이드판(22)이 배치되어 있다. 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)은, 예를 들면, 관통홀이 정밀 가공에 의해 형성된 세라믹 판이다. 기판(10)은, 예를 들면, 금속판이다.

도 1에서는, 기판(10)의 두께 방향을 Z축 방향으로 하고 있다. 또한, Z축 방향에 수직인 평면을 XY평면으로 해서, 도 1의 지면(紙面)의 좌우 방향을 X축 방향, 지면에 수직인 방향을 Y축 방향으로 한다.

도 1에서 도시를 생략하고 있는 검사 대상의 광 반도체 소자는, Z축 방향을 따라서 제1의 가이드판(21)의 하방에 배치된다. 이하에 있어서, 광 반도체 소자와 대향하는 제1의 가이드판(21)을 「바텀판(bottom plate)」, 제2의 가이드판(22)을 「탑판(top plate)」이라고도 칭한다. 광 반도체 소자는, 광 신호 단자나 전기 신호 단자가 형성된 표면을, 검사용 접속 장치의 하면에 대향해서 배치된다.

광 프로브(100)의 한쪽의 선단면(이하, 「입사(入射)단면」이라 함)은, 제1의 가이드판(21)의 하방으로 노출되어 있다. 입사 단면은, 광 반도체 소자에 대향해서 배치되고, 광 프로브(100)는 광 반도체 소자가 출력하는 광 신호를 입사 단면에서 수광(受光)한다. 광 프로브(100)에는 광 섬유나, 광 섬유와 렌즈를 조합한 구성 등을 채용 가능하다. 예를 들면, 그레디드 인덱스형(GI형) 광 섬유를 이용해서 광 프로브(100)를 제조한다.

제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22) 사이의 광 프로브(100)가 통과하는 영역은, 중공(中空)이다. 즉, 기판(10)은, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22) 사이에 공간을 마련하는 스페이서로서도 기능한다.

광 프로브(100)는, 제2의 가이드판(22)을 관통한 후에, 제2의 가이드판(22)의 상방에서 XY평면을 따라서 만곡한다. 그리고, 광 프로브(100)는, 제1의 가이드판(21)이나 제2의 가이드판(22)보다도 광 반도체 소자로부터 떨어진 부분에서, 광 프로브 유지 장치(50)에 의해 유지된다. 광 프로브 유지 장치(50)는, 하부 유지 장치(51)와 상부 유지 장치(52)를 갖는다. 하부 유지 장치(51)의 상면에 형성된 홈의 내부에, 광 프로브(100)를 배치한다. 그리고, 하부 유지 장치(51)의 상방에 상부 유지 장치(52)를 배치한다. 이에 따라, 광 프로브 유지 장치(50)는, 하부 유지 장치(51)와 상부 유지 장치(52)에 의해 광 프로브(100)를 사이에 끼워 유지한다.

광 프로브(100)의 다른 쪽의 선단부에는, 광 커넥터(110)가 접속되어 있다. 광 커넥터(110)를 통해서 광 프로브(100)를 전파한 광 신호가, 테스터 등의 검사 장치에 입력한다. 또한, 검사용 접속 장치에 광전 변환 장치를 배치하고, 광 프로브(100)를 전파한 광 신호를 광전 변환 장치에 의해 광전 변환해도 좋다. 변환된 전기 신호가, 검사 장치에 입력한다.

도 1에 나타내는 검사용 접속 장치는, 전기 프로브(300)와, 전기 프로브(300)를 유지하는 전기 프로브 유지 장치(40)를 더 구비한다. 전기 프로브(300)는, 광 반도체 소자의 전기 신호 단자와 전기적으로 접속한다. 전기 프로브(300)는, 기판(10)에 배치된 전기 프로브 유지 장치(40)에, 수지재(45)에 의해 고정된다.

전기 프로브(300)의 한쪽 단부(이하, 「선단부」라 칭함)는, 검사용 접속 장치의 하방으로 노출한다. 전기 프로브(300)의 선단부는, 광 반도체 소자의 전기 신호 단자와 전기적으로 접속한다.

전기 프로브(300)의 다른쪽 단부(이하, 「기단부」라 칭함)는, 검사용 접속 장치에 배치한 배선 기판(30)의 제1 접속단자(31)와 전기적으로 접속한다. 전기 프로브(300)의 기단부와 제1 접속단자(31)는, 예를 들면 납땜에 의해 접속한다. 배선 기판(30)은, 배선 기판(30)에 배치한 배선(도시생략)에 의해 제1 접속 단자(31)와 전기적으로 접속하는 제2 접속 단자(32)를 가진다. 제2 접속 단자(32)는, 전기 배선(310)과 접속한다. 전기 배선(310)에는, 예를 들면 금속 등의 도전성 와이어를 사용할 수 있다.

이처럼, 전기 프로브(300)는, 배선 기판(30)을 통해서, 전기 배선(310)과 전기적으로 접속한다. 전기 배선(310)은, 예를 들면, 테스터 등의 검사 장치와 접속한다. 전기 프로브(300)로는, 캔틸레버 타입, 수직 니들 타입, 수직 스프링 타입 등, 임의의 타입의 전기 프로브를 사용할 수 있다. 도 1에서는, 전기 프로브(300)에 캔틸레버 타입을 사용한 예를 나타내었다. 전기 프로브(300)의 재료로는, 금속 재 등의 도전성 재료가 적합하게 사용된다.

제1의 가이드판(21)은, 고정 나사(301)에 의해 기판(10)에 고정한다. 제2의 가이드판(22)은, 고정 나사(302)에 의해 기판(10)에 고정한다. 배선 기판(30)은, 고정 나사(303)에 의해 기판(10)에 고정한다. 전기 프로브 유지 장치(40)는, 고정 나사(304)에 의해 기판(10)에 고정한다. 하부 유지 장치(51)는, 고정 나사(305)에 의해 기판(10)에 고정한다. 상부 유지 장치(52)는, 고정 나사(306)에 의해 하부 유지 장치(51)에 고정한다. 고정 나사(301)~고정 나사(306)를 총칭해서 「고정나사」라고도 칭한다. 고정 나사로는, 예를 들면 나사 핀 등을 사용해도 좋다.

도 2에, 검사용 접속 장치의 저면도를 나타낸다. 도 1은, 도 2의 I-I방향을 따른 단면도이다. 또, 저면도에서는 수지재(45)의 도시를 생략하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 검사용 접속 장치는, 복수의 광 프로브(100)와 복수의 전기 프로브(300)를 갖는다. 도 2에서는, 복수의 광 프로브(100)와 복수의 전기 프로브(300)를, 각각 Y축 방향을 따라서 배열한 경우를 나타낸다. 이때문에, 검사용 접속 장치는, Y축 방향을 따라서 배열한 복수의 광 반도체 소자를 동시에 검사하는 것이 가능하다. 따라서 광 프로브(100)와 전기 프로브(300)를, 프로브 헤드(1)에 소정의 위치 정밀도로 배치한다. 이때, 「소정의 위치 정밀도로 배치한다」란, 필요한 측정 정밀도가 얻어지도록 광 프로브(100)가 광 반도체 소자의 광 신호 단자와 광학적으로 접속하고, 전기 프로브(300)가 광 반도체 소자의 전기 신호 단자와 전기적으로 접속하는 것이다.

광 프로브(100) 및 전기 프로브(300)와 광 반도체 소자의 위치 맞춤은, 프로브 헤드(1)에 배치한 얼라인먼트 마크(60)를, 광 반도체 소자를 배치한 반도체 기판의 얼라인먼트 마크(alignment mark)와 맞춤으로써 수행한다. 얼라인먼트 마크(60)는, 핀 타입이어도 좋고, 홀 타입이어도 좋다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 전기 프로브(300)의 선단부는, 광 프로브(100)의 입사 단면의 근방에 배치된다. 예를 들면, 검사 장치가 출력한 전기 신호를, 전기 프로브(300)를 통해서 광 반도체 소자에 입력함으로써, 광 반도체 소자가 통전한다. 광 반도체 소자가 VCSEL인 경우에는, 전기 프로브(300)에 의해 VCSEL의 상면에 배치된 전기 신호 단자에 전기 신호를 인가함으로써, 통전한 VCSEL이 광 신호를 출력한다. 이 광 신호를, 광 프로브(100)가 수광한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 전기 프로브(300)는 수지재(45)에 의해 전기 프로브 유지 장치(40)에 고정된다. 수지재(45)를 제거함으로써 전기 프로브(300)를 1 개 단위로 교환할 수 있다. 또, 배선 기판(30)은 프로브 헤드(1)에 착탈 가능하다. 따라서 전기 프로브(300)를 접속한 상태에서 배선 기판(30)을 교환하는 것도 가능하다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 광 프로브(100)를 유지한 상태의 프로브 헤드(1)에서는, 동일한 광 프로브(100)가 관통하는 제1의 가이드판(21)의 관통홀의 중심축의 위치와 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 중심축의 위치는, Y축 방향으로 빗겨나게 해서 배치되어 있다. 이와 같이 관통홀의 중심축의 위치를 빗겨나게 한 가이드판의 배치를, 이하에서 「오프셋 배치」라고 칭한다. 오프셋 배치에 의해, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 중간에서, 광 프로브(100)는 만곡한다. 또한, 제1의 가이드판(21)의 관통홀의 중심축의 위치와 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 중심축의 위치가 일치하고 있는 것을, 이하에 있어서, 「제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 위치가 일치하고 있다」라고도 칭한다.

상기와 같이, 프로브 헤드(1)는, 제1의 가이드판(21)의 관통홀의 중심축의 위치와 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 중심축의 위치가 관통홀의 반경 방향을 따라 어긋난 상태에서 광 프로브(100)를 유지한다. 이때문에, 프로브 헤드(1)는, 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 내벽면에 의해 광 프로브(100)를 협지한다. 이에 따라, 광 프로브(100)는, 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)로부터 받는 일정한 강도에 의해 프로브 헤드(1)에 유지된다.

프로브 헤드(1)를 갖는 검사용 접속 장치에서는, 제1의 가이드판(21)에 의해 광 프로브(100)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치 결정이 이루어진다. 또한, 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)과 광 프로브(100)의 사이에 작용하는 마찰력에 의해 광 프로브(100)가 일정한 강도로 프로브 헤드(1)에 유지된다. 이에 따라광 프로브(100)의 Z축 방향의 위치 결정이 이루어진다.

그리고 또한, 광 프로브 유지 장치(50)에 의해, 광 프로브(100)가 강하게 유지된다. 즉, 하부 유지 장치(51)와 상부 유지 장치(52)에 의해 상하에서 받는 누름(押壓)에 의해 광 프로브(100)가 고정된다. 이때문에, 예를 들면, 광 커넥터(110)가 접속된 단부에서의 인장력에 대해서 광 프로브(100)의 위치를 안정시킬 수있다.

상기와 같이, 광 프로브(100)는, 오프셋 배치에 의해 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 내벽면에 의해 협지되어 있다. 또한, 광 프로브 유지 장치(50)는, 하부 유지 장치(51)와 상부 유지 장치(52)에 의해 광 프로브(100)를 협지한다. 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)을 기판(10)에 고정 나사로 고정하고, 하부 유지 장치(51)와 상부 유지 장치(52)를 고정 나사로 고정한다. 따라서, 고정 나사를 느슨하게 하여 오프셋 배치를 해소해서 가이드판의 관통홀의 위치를 일치시키고, 또 하부 유지 장치(51)와 상부 유지 장치(52) 사이를 넓힐 수 있다. 이 상태에서, 광 프로브(100)를 쉽게 빼내거나 삽입하거나 할 수 있다. 따라서, 도 1에 나타낸 검사용 접속 장치에 따르면, 광 프로브(100)를 1개씩 용이하게 교환할 수 있다.

이하에, 오프셋 배치를 채용하는 검사용 접속 장치의 조립 방법의 예를 설명한다.

관통홀을 각각 형성한 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)을 준비한다. 예를 들면, 기판(10)의 하면에 제1의 가이드판(21)을 배치하고, 기판(10)의 상면에 제2의 가이드판(22)을 배치한다. 제1의 가이드판(21)의 관통홀을 형성한 영역과 제2의 가이드판(22)의 관통홀을 형성한 영역의 사이가 공간이 되도록 기판(10)을 스페이서로서 사용한다. 그리고, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 위치가 일치한 상태에서, 제1의 가이드판(21)의 관통홀과 제2의 가이드판(22)의 관통홀에 광 프로브(100)을 차례로 관통시킨다.

이때, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 위치가 일치한 상태에 있어서, 제1의 가이드판(21)에서 기판(10)을 관통해서 제2의 가이드판(22)까지 연속해서 형성한 제1의 가이드구멍(410)에 막대형상 가이드핀(401)을 삽입해 둔다. 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 위치가 일치한 상태에서, 제1의 가이드구멍(410)의 중심축은, 제1의 가이드판(21)에서 제2의 가이드판(22)까지 직선 형태이다. 제1의 가이드구멍(410)에 막대형상 가이드핀(401)을 삽입함으로써, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 위치가 안정한다. 이때문에, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 관통홀에 광프로브(100)를 관통시키는 작업이 용이하다.

그 후, 광 프로브(100)가 관통홀을 관통한 상태에서, 관통홀의 반경 방향을 따라서 제1의 가이드판(21)에 대해서 상대적으로 제2의 가이드판(22)을 이동한다. 이렇게 해서 오프셋 배치를 실행함으로써 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판 (22)의 관통홀의 내벽면에 의해 광 프로브(100)를 협지한다. 예를 들면, 제1의 가이드판(21)의 위치를 고정하고, 제2의 가이드판(22)을 Y축 방향으로 이동시킨다.

이때, 도 7에 나타내는 바와 같이, 광 프로브(100)가 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 관통홀을 관통한 상태에서 제1 가이드구멍(410)에서 막대형상 가이드핀(401)을 뽑아내고 고정 나사(302)를 푼다. 그리고, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1의 가이드판(21)에 대해서 화살표 M10의 방향으로 제2의 가이드판(22)을 이동한다. 그 후, 도 9에 나타내는 바와 같이, 오프셋 배치에 있어서 제1의 가이드판(21)에서 기판(10)을 통해서 제2의 가이드판(22)까지 연속해서 형성한 제2 가이드구멍(420)에 막대형상 가이드핀(401)을 삽입한다. 제2 가이드구멍(420)은, 오프셋 배치에 있어서, 제2 가이드구멍(420)의 중심축이 제1의 가이드판(21)에서 제2의 가이드판(22)까지 직선 형태가 되도록 형성되어 있다. 그리고, 고정 나사(302)를 조임으로써 제2의 가이드판(22)을 기판(10)에 고정한다. 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 위치를 고정한 후에, 막대형상 가이드핀(401)을 프로브 헤드(1)에서 빼내어도 좋다.

이상의 공정에 의해, 검사용 접속장치의 오프셋 배치를 실현할 수 있다. 그 후, 광 프로브 유지 장치(50)를 기판(10)에 장착하고, 광 프로브(100)를 광 프로브 유지 장치(50)에 고정한다. 또한, 전기 프로브(300)를 접속한 배선 기판(30)을 기판(10)에 장착한다. 그리고, 배선 기판(30)에 전기 배선(310)을 접속한다.

도 10 및 도 11에, 검사용 접속 장치에 의해 광 반도체 소자(500)를 검사하는 예를 나타낸다. 광 반도체 소자(500)는, 광 신호 단자(510)와 전기 신호 단자 (520)가 표면에 배치된 VCSEL이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 복수의 광 반도체 소자(500)가 Y축 방향을 따라서 웨이퍼(600)에 배치되어 있다. 하나의 광 반도체 소자(500)에 관해서, 광 프로브(100)와 전기 프로브(300)를 쌍으로 배치한다. 즉, 광 프로브(100)가 관통하는 가이드판의 관통홀(200)과 전기 프로브(300)의 선단부를 각각 Y축 방향으로 배열한다.

이와 같이, 광 프로브(100)와 전기 프로브(300)를 포함한 프로브 유닛을 구성해도 좋다. 프로브 유닛은, 웨이퍼(600)에 형성된 광 반도체 소자(500)의 배치에 대응해서 배치한다. 도 10에 나타낸 예에서는, 프로브 유닛을 Y축 방향을 따라서 배열함으로써 복수의 광 반도체 소자(500)에 관해서 동시에 검사가 가능하다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 광 반도체 소자(500)의 검사에서는, 광 프로브 (100)의 입사 단면이 광 신호 단자(510)와 광학적으로 접속하고, 전기 프로브 (300)의 선단부가 전기 신호 단자(520)와 전기적으로 접속한다. 전기 프로브(300)의 선단부가 소정의 누름으로 전기 신호 단자(520)와 접촉하도록 전기 프로브 (300)를 광 반도체 소자(500)에 밀어붙이도록 오버 드라이브를 인가해도 좋다. 광 프로브(100)의 입사 단면과 광 신호 단자(510) 사이의 작동 거리(WD)는, 광 프로브(100)의 입사 단면의 위치와 전기 프로브의 선단부의 위치의 Z축 방향을 따른 차이나 오버 드라이브 양을 고려해서, 일정한 범위로 제어한다.

광 반도체 소자(500)의 검사에서는, 전기 프로브(300)를 통해서 전기 신호 단자(520)에 전기 신호를 입력해서 광 반도체 소자(500)를 통전한다. 그리고, 광 반도체 소자(500)의 광 신호 단자(510)에서 출력되는 광 신호(L)를, 광 프로브 (100)가 수광한다.

또한, 도 10에서는, 하나의 프로브 유닛을 구성하는 광 프로브(100)와 전기 프로브(300)의 개수가 1개씩인 경우를 예시적으로 나타내었다. 그러나, 프로브 유닛에 포함되는 광 프로브(100)와 전기 프로브(300)의 갯수는, 광 반도체 소자의 구성이나 측정 내용에 따라서 임의로 설정한다. 예컨대, 도 12에 나타내는 바와 같이, 통전용의 전기 프로브(300S)와 그랜드용의 전기 프로브(300G)를 페어로 해서 프로브 유닛을 구성해도 좋다. 전기 프로브(300S)는, 광 반도체 소자(500)의 전기 신호 단자(520)와 전기적으로 접속한다. 전기 프로브(300G)는, 광 반도체 소자 (500)의 GND 단자(530)와 전기적으로 접속한다. 이와 같이, 1개의 광 프로브(100)에 대해서 통전용의 전기 프로브(300S)와 그랜드용의 전기 프로브(300G)의 2개의 전기 프로브(300)를 배치한 프로브 유닛을 구성해도 좋다.

이상에 설명한 바와 같이, 실시형태에 따른 검사용 접속 장치에서는, 오프셋 배치에 의해 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)이 광 프로브(100)를 협지함으로써 프로브 헤드(1)가 광 프로브(100)를 유지한다. 이때문에, 광 프로브(100)를 1개씩 용이하게 교환할 수 있다. 또한, X축 방향과 Y축 방향에 관해서는, 제1의 가이드판(21)에 의해 광 프로브(100)의 위치 결정이 된다. 또한, Z축 방향에 관해서는, 오프셋 배치에 의해 광 프로브(100)의 위치 결정이 된다. 이와 같이, 실시형태에 따른 검사용 접속 장치에 의하면, 복수의 광 프로브(100)의 위치 결정을 동시에 실행할 수 있으며, 또 광 프로브(100)의 위치 결정이 쉽다.

오프셋 배치를 실현하기 위해서는 여러 가지의 방법이 가능하다. 예를 들면, 도 6~도 9를 참조해서 설명한 방법 이외의 방법으로서, 도 13~도 14를 참조해서 다른 방법을 설명한다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 제1 삽입홀(431)을 형성한 제1의 가이드판(21)과, 제2 삽입홀(432)을 형성한 제2의 가이드판(22)을 준비한다. 제1의 삽입홀(431)의 Y축 방향의 폭은, 제2의 삽입홀(432)의 Y축 방향의 폭보다도 넓다. 그리고, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 관통홀(200)의 위치가 일치한 상태에 있어서, 제1 삽입홀(431)과 제2 삽입홀(432)의 위치가 어긋나 있다. 이 어긋난 거리는, 오프셋 배치에 있어서의 제2의 가이드판(22)을 이동시키는 거리에 대응한다. 제2의 가이드판(22)에서 제1의 가이드판(21)까지 관통하는 고정 나사(403)에 의해, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)의 상대적인 위치는 고정되어 있다.

도 13에서 화살표 M21로 나타내는 바와 같이, 고정 나사(403)를 빼낸다. 그리고, 화살표 M22로 나타내는 바와 같이, 쐐기형상 가이드핀(402)을 제1의 가이드판(21)에서 제2의 가이드판(22)까지 삽입한다. 쐐기형상 가이드핀(402)은, Y축 방향에 관해서 상변이 하변보다 좁은 쐐기 모양이다. 즉, 쐐기형상 가이드핀(402)은, 제2의 가이드판(22)에 삽입되는 부분의 폭이, 제1의 가이드판(21)에 삽입되는 부분의 폭보다도 좁다. 그리고, 제2 삽입홀(432)의 내벽면은, 쐐기형상 가이드핀(402)의 형상에 대응해서 하측으로 펼쳐지는 사면(斜面)이다. 따라서, 쐐기형상 가이드핀(402)이 Z축 방향을 따라서 제2 삽입홀(432)에 삽입됨에 따라서, 도 14에 화살표 M23로 나타내는 바와 같이, 제2의 가이드판(22)이 Y축 방향으로 이동한다. 도 14에 나타내는 바와 같이 쐐기 형상 가이드핀(402)이 소정의 위치까지 가이드판에 삽입되면, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)은 오프셋 배치가 된다. 그 후, 화살표 M24로 나타내는 바와 같이, 고정 나사(403)를 제2의 가이드판(22)에서 제1의 가이드판(21)까지 삽입하고, 제1의 가이드판(21)에 대해서 제2의 가이드판(22)을 고정한다. 제2의 가이드판(22)을 고정한 후에 쐐기형상 가이드핀(402)을 가이드판으로부터 뽑아내도 좋다.

또한, 오프셋 배치의 전후에 있어서 고정 나사(403)를 제2의 가이드판(22)에 삽입할 수 있도록, 제2의 가이드판(22)의 고정 나사(403)를 삽입하는 나사구멍은, Y축 방향으로 고정 나사(403)의 폭보다도 길게 형성해 둔다. 혹은, 오프셋 배치 전에 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)에서 중심축이 일치하는 제1의 나사구멍과, 오프셋 배치 후에 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)에서 중심축이 일치하는 제2의 나사구멍을 설치해도 좋다. 그리고, 오프셋 배치의 전후에 다른 나사구멍에 고정 나사(403)를 삽입한다.

<변형 예>

상기에서는, 프로브 헤드(1)가 2장의 가이드판을 갖는 경우를 설명하였다. 그러나, 프로브 헤드(1)의 가이드판의 매수는 2장에 한정되지 않는다. 예를 들면, 프로브 헤드(1)가, 관통홀의 중심축 방향을 따라서 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)과 이격해서 배치된 제3의 가이드판을 더 구비해도 좋다. 제3의 가이드판은, 광 프로브(100)가 관통홀을 관통한 상태에서 관통홀의 반경 방향을 따라서 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)의 적어도 어느 것에 대해서 상대적으로 이동 자유롭게 설치된다. 그리고, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22) 중 제3의 가이드판에 인접하는 가이드판의 관통홀의 중심축의 위치와, 제3의 가이드판의 관통홀의 중심축의 위치가, 관통홀의 반경 방향을 따라서 어긋난 상태에서 프로브 헤드(1)가, 광 프로브(100)를 유지해도 좋다.

예컨대, 도 15에 나타내는 바와 같이, 프로브 헤드(1)가, 제2의 가이드판(22)의 상방에 배치한 제3의 가이드판(23)을 가져도 좋다. 도 15에 나타내는 프로브 헤드(1)에서는, 제1의 가이드판(21)과 제2의 가이드판(22)을 오프셋 배치할 뿐만 아니라 제2의 가이드판(22)과 제3의 가이드판(23)을 오프셋 배치한다. 두개의 오프셋 배치에 의해 프로브 헤드(1)가 광 프로브(100)를 유지하는 힘을 증강할 수있다. 또한, 가이드판의 매수를 늘려도 오프셋 배치를 해소해서 모든 가이드판의 관통홀의 위치를 일치시킴으로써 광 프로브(100)를 용이하게 교환할 수 있다.

또, 복수의 오프셋 배치를 실현하려면, 도 6~도 9나 도 13~도 14을 참조해서 설명한 방법을 채용하면 된다. 예를 들면, 관통홀의 중심축 방향을 따라서 제1의 가이드판(21) 및 제2의 가이드판(22)과 이격해서 제3의 가이드판(23)을 배치한다. 그리고, 제1의 가이드판(21)의 관통홀의 중심축의 위치, 제2의 가이드판(22)의 관통홀의 중심축의 위치 및 제3의 가이드판(23)의 관통홀의 중심축의 위치를 일치시킨다. 이 상태에서, 제1의 가이드판(21)의 관통홀, 제2의 가이드판(22)의 관통홀 및 제3의 가이드판(23)의 관통홀에, 광 프로브(100)를 차례로 관통시킨다. 그리고, 광 프로브(100)가 관통홀을 관통한 상태에서 관통홀의 반경 방향을 따라서 제1의 가이드판(21) 및 제3의 가이드판(23)에 대해서 상대적으로 제2의 가이드판을 이동한다. 혹은, 제1의 가이드판(21)에 대해서 상대적으로 제2의 가이드판을 이동한 후, 제2의 가이드판(22)에 대해서 상대적으로 제3의 가이드판(23)을 이동해도 좋다. 이에 따라, 제1의 가이드판(21), 제2의 가이드판(22) 및 제3의 가이드판(23)의 관통홀의 내벽면에 의해 광 프로브(100)를 협지한다.

(그 밖의 실시형태)

상기와 같이 본 발명은 실시형태에 따라서 기재했지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안 된다. 이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시형태, 실시 예 및 운용 기술이 명확해질 것이다.

예를 들면, 상기에서는, 광 프로브(100)의 광 반도체 소자에 대향하는 입사 단면에 가까운 위치에 배치된 제1의 가이드판(21)에 대해서, 제2의 가이드판(22)이 이동 자유로운 경우를 설명했다. 그러나, 제2의 가이드판(22)의 위치를 고정하고, 제1의 가이드판(21)을 이동시켜도 좋다.

또한, Y축 방향을 따라서 광 프로브(100) 및 전기 프로브(300)를 배열한 예를 설명했지만, X축 방향을 따라서 광 프로브(100) 및 전기 프로브(300)을 배열해도 좋다. 혹은, X축 방향 및 Y축 방향의 양방향을 따라서 광 프로브(100) 및 전기 프로브(300)를 배열해도 좋다. 이에 따라, 예를 들어 도 16에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(600)에 매트릭스 형태로 배치한 복수의 광 반도체 소자(500)를, 동시에 검사할 수 있다.

또한, 배선 기판(30)을 통하지 않고서 전기 프로브(300)의 기단부를 전기 배선(310)과 직접 접속해도 좋다. 전기 배선(310)에 동축(同軸) 배선을 사용하여 광 반도체 소자의 고주파 특성을 검사할 수 있도록 해도 좋다.

또한, 광 프로브(100)가, 광 반도체 소자가 출력하는 광 신호를 수광하는 예를 설명했지만, 광 프로브(100)로부터 광 반도체 소자에 광 신호를 출력해서 행하는 검사에도, 실시형태에 따른 검사용 접속 장치는 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 여기에서는 기재하지 않은 다양한 실시형태 등을 포함하는 것은 물론이다.

1; 프로브 헤드
10; 기판
21; 제1의 가이드판
22; 제2의 가이드판
23; 제3의 가이드판
30; 배선 기판
40; 전기 프로브 유지 장치
45; 수지재
50; 광 프로브 유지 장치
51; 하부 유지 장치
52; 상부 유지 장치
100; 광 프로브
300; 전기 프로브
310; 전기 배선
401; 막대형상 가이드핀
402; 쐐기형상 가이드핀
403; 고정 나사

Claims

광 신호를 입력 또는 출력하는 광 반도체 소자의 검사에 사용하는 검사용 접속 장치이며,
광 프로브와,
상기 광 프로브가 관통하는 관통홀이 각각 형성된 복수의 가이드판이, 상기 관통홀의 중심축 방향을 따라서 서로 이격해서 배치되는 프로브 헤드를 구비하고,
상기 프로브 헤드는,
제1의 가이드판과,
상기 광 프로브가 상기 관통홀을 관통한 상태에서, 상기 관통홀의 반경 방향을 따라서 상기 제1의 가이드판에 대해서 상대적으로 이동 자유롭게 설치된 제2의 가이드판을 가지며,
상기 프로브 헤드는, 상기 제1의 가이드판의 상기 관통홀의 중심축의 위치와 상기 제2의 가이드판의 상기 관통홀의 중심축의 위치가 상기 반경 방향을 따라서 어긋난 상태에서, 상기 제1의 가이드판 및 상기 제2의 가이드판 각각의 상기 관통홀의 내벽면에 의해 상기 광 프로브를 협지하는 것을 특징으로 하는 검사용 접속 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1의 가이드판이, 상기 제2의 가이드판보다도, 상기 광 프로브의 상기 광 반도체 소자에 대향하는 선단에 가까운 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사용 접속 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 가이드판보다도 상기 광 반도체 소자로부터 떨어진 부분에서 상기 광 프로브를 유지(保持)하는 광 프로브 유지 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 검사용 접속 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 프로브 헤드가,
상기 관통홀의 중심축 방향을 따라서 상기 제1의 가이드판 및 상기 제2의 가이드판과 이격해서 배치된 제3의 가이드판을 더 구비하고,
상기 제3의 가이드판이, 상기 광 프로브가 상기 관통홀을 관통한 상태에서, 상기 반경 방향을 따라서 상기 제1의 가이드판 및 상기 제2의 가이드판 중 적어도 어느 하나에 대해서 상대적으로 이동 자유롭게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사용 접속 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
전기 프로브와,
상기 전기 프로브를 유지하는 전기 프로브 유지 장치를 더 구비하고,
상기 광 프로브가 상기 광 반도체 소자의 광 신호 단자와 광학적으로 접속한 상태에 있어서, 상기 전기 프로브의 선단부가, 상기 광 반도체 소자의 전기 신호 단자와 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 검사용 접속 장치.
광 신호를 입력 또는 출력하는 광 반도체 소자의 검사에 사용하는 검사용 접속 장치의 조립 방법이며,
관통홀을 각각 형성한 제1의 가이드판과 제2의 가이드판을 준비하고,
상기 제1의 가이드판과 상기 제2의 가이드판 각각의 상기 관통홀의 중심축의 위치가 일치한 상태에서, 상기 제1의 가이드판과 상기 제2의 가이드판 각각의 상기 관통홀에 광 프로브를 관통시켜,
상기 광 프로브가 상기 관통홀을 관통한 상태에서, 상기 관통홀의 반경 방향을 따라서 상기 제1의 가이드판에 대해서 상대적으로 상기 제2의 가이드판을 이동하고,
상기 제1의 가이드판 및 상기 제2의 가이드판 각각의 상기 관통홀의 내벽면에 의해 상기 광 프로브를 협지하는 것을 특징으로 하는 검사용 접속 장치의 조립 방법.
제6항에 있어서,
상기 관통홀의 중심축 방향을 따라서 상기 제1의 가이드판 및 상기 제2의 가이드판과 이격해서 제3의 가이드판을 배치하고,
상기 제1의 가이드판, 상기 제2의 가이드판 및 상기 제3의 가이드판 각각의 상기 관통홀의 중심축의 위치가 일치한 상태에서, 상기 제1의 가이드판, 상기 제2의 가이드판 및 상기 제3의 가이드판 각각의 상기 관통홀에 상기 광 프로브를 관통시켜,
상기 광 프로브가 상기 관통홀을 관통한 상태에서, 상기 제1의 가이드판과 상기 제2의 가이드판 중 상기 제3의 가이드판에 인접하는 가이드판에 대해서 상대적으로 상기 제3의 가이드판을 이동하고,
상기 제1의 가이드판, 상기 제2의 가이드판 및 상기 제3의 가이드판 각각의 상기 관통홀의 내벽면에 의해 상기 광 프로브를 협지하는 것을 특징으로 하는 검사용 접속 장치의 조립 방법.