WO2020213435A1 - 検査用接続装置 - Google Patents

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WO2020213435A1
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optical
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optical connector
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佐藤　実
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株式会社日本マイクロニクス
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Definitions

  • the present invention relates to an inspection connecting device used for inspecting the characteristics of an object to be inspected.
  • optical device a semiconductor element in which electrical and optical signals propagate is formed on a silicon substrate or the like.
  • an inspection connector that has an electrical connector that propagates an electrical signal and an optical connector that propagates an optical signal. Is valid (see Patent Documents 1 and 2).
  • a probe made of a conductive material is used as an electrical connector for connecting the opt device and the inspection device, and an optical fiber or the like is used as an optical connector for connecting the opt device and the inspection device.
  • An inspection connection device in which a unit with an electrical connector and a unit with an optical connector are separately configured is used for inspection of an opt device. Therefore, in order to align each unit with the opt device individually, it takes a long time to align the opt device and the inspection connection device. Further, in the inspection connection device having the above configuration, it is difficult to perform a test (multi-test) in which an electrical measurement performed by an electric signal and an optical measurement performed by an optical signal are performed in parallel.
  • An object of the present invention is to provide an inspection connection device that can be easily aligned with an opt device and can perform electrical measurement and optical measurement in parallel.
  • the electrical connector and the optical connector are held in a state where their respective tips are exposed on the lower surface, the base end of the electrical connector is exposed on the upper surface, and the optical connector is fixed.
  • the probe head and the connection wiring are arranged inside, and one end of the connection wiring that connects to the base end of the electrical connector exposed on the upper surface of the probe head is arranged on the lower surface, and the optical connector slides.
  • An inspection connection device is provided that includes a transformer that penetrates freely. The positional relationship between the tip of the electrical connector and the tip of the optical connector on the lower surface of the probe head corresponds to the positional relationship between the electrical signal terminal and the optical signal terminal of the semiconductor element, and the optical connector connects the probe head and the transformer continuously. Penetrates.
  • an inspection connection device that can be easily aligned with an opt device and can perform electrical measurement and optical measurement in parallel.
  • FIG. 5 (a) to FIG. 5 (d) are schematic views showing the state of the tip of the optical connector of the inspection connecting device according to the embodiment of the present invention, and FIGS. Shown.
  • FIGS. 6 (a) to 6 (b) show the state of the tip of the optical connector. Show variations.
  • FIG. 7 (a) to FIG. 7 (b) are schematic views showing still another state of the tip of the optical connector of the inspection connection device according to the embodiment of the present invention, and FIGS. Shows variations of. It is a schematic plan view which shows the structure of the top guide plate of the probe head of the inspection connection apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is a schematic diagram explaining operation at the time of inspection of the inspection connection apparatus which concerns on embodiment of this invention (the 1).
  • FIGS. 14A to 14E show variations of arrangement of the unit which comprises the bottom guide plate. ..
  • the inspection connection device is used for inspection of an optodevice having an electric signal terminal on which an electric signal propagates and an optical signal terminal on which an optical signal propagates.
  • the opt device is not particularly limited, but a semiconductor element such as a silicon photonics device or a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) can be assumed.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the surface on which the optical signal terminal and the electric signal terminal (hereinafter, collectively referred to as “signal terminal”) are formed faces the inspection connection device. Is placed.
  • the inspection connecting device shown in FIG. 1 includes an electrical connector 10, an optical connector 20, a probe head 30 that holds the electrical connector 10 and the optical connector 20 in a state where their respective tips are exposed on the lower surface.
  • a transformer 40 is provided above the probe head 30.
  • the tip of the electrical connector 10 extends downward from the lower surface of the probe head 30, and the proximal end is exposed on the upper surface of the probe head 30.
  • the optical connector 20 extends upward from the upper surface of the probe head 30.
  • the relative positional relationship between the tip of the electrical connector 10 and the tip of the optical connector 20 when viewed from the surface normal direction of the lower surface of the probe head 30 is the opt device to be inspected.
  • the optical connector 20 and the electrical connector 10 are held by the probe head 30 with a predetermined position accuracy so as to be accurately connected to the signal terminal of the opt device to be inspected at the time of inspection.
  • "correctly connecting" means that the electrical connector 10 and the optical connector 20 are connected to the signal terminal of the opt device so that a predetermined measurement accuracy can be obtained.
  • the tip of the electrical connector 10 is electrically connected to the electrical signal terminal of the opt device to be inspected.
  • the tip of the optical connector 20 is optically connected to the optical signal terminal of the opt device to be inspected.
  • By optically connecting an optical signal propagates between the optical signal terminal of the opt device and the optical connector 20.
  • the optical connector 20 is fixed to the probe head 30.
  • connection wiring 41 is arranged inside the transformer 40.
  • One end of the connection wiring 41 arranged on the lower surface of the transformer 40 is electrically connected to the base end of the electrical connector 10 exposed on the upper surface of the probe head 30.
  • the other end of the connection wiring 41 is located on the upper surface of the transformer 40.
  • the optical connector 20 slidably penetrates the transformer 40.
  • the optical connector 20 continuously penetrates the probe head 30 and the transformer 40.
  • the wiring wire 70 is connected to the electric terminal 61 by, for example, soldering.
  • an optical terminal 62 to which the base end portion of the optical connector 20 is connected is arranged on the main substrate 60.
  • the main board 60 is formed with an electric circuit (not shown) that is electrically connected to the wiring wire 70 via the electric terminal 61.
  • a printed circuit board (PCB board) or the like is preferably used as the main board 60.
  • An inspection device (not shown) and an electrical signal terminal of the opt device to be inspected are electrically connected via the main board 60.
  • the inspection device and the optical connector 20 are connected via the optical terminal 62 arranged on the main board 60.
  • all the optical connectors 20 may be connected to the inspection device at one location on the main board 60 by using an optical connector or the like on the optical terminal 62.
  • a plurality of optical terminals 62 connected to each end of the optical connector 20 may be arranged on the main surface of the main board 60, and the optical connector 20 may be individually connected to the inspection device.
  • the optical signal may be converted into an electric signal and then input to the inspection device according to the specifications of the inspection device, or the optical signal may be input to the inspection device as it is.
  • the optical connector 20 and the inspection device may be connected via an optical-electric conversion unit mounted on the main board 60, and the input / output signal of the inspection device may be used as an electric signal.
  • both the optical connector 20 and the electrical connector 10 can be connected to the opt device at the same time when the opt device is inspected.
  • the tip of the electric connector 10 is electrically connected to the electric signal terminal of the opt device, and the tip of the optical connector 20 and the optical signal terminal of the opt device are optically connected.
  • an electric signal is input to the opt device from the tip of the electric connector 10
  • an optical signal output from the opt device is input to the tip of the optical connector 20, and the optical signal is detected by the inspection device.
  • the inspection connection device functions as a probe card that connects the inspection device to the opt device to be inspected.
  • An optical fiber or the like is preferably used for the optical connector 20.
  • an optical signal is incident on the end face of an optical fiber arranged in the vicinity of the optical signal terminal from the optical signal terminal of the opt device.
  • an optical component having an optical waveguide can be used for the optical connector 20. It is preferable that all optical waveguides such as optical fibers are formed having a refractive index equivalent to that of an opt device.
  • the optical connector 20 is also formed of a material that matches the refractive index of silicon.
  • a probe made of a conductive material or the like is preferably used for the electrical connector 10. Any type of probe can be used for the electrical connector 10.
  • a stiffener 50 having a higher rigidity than the main board 60 is fixed to the main board 60.
  • the stiffener 50 secures the mechanical strength of the inspection connecting device so that the main board 60 does not bend, and is used as a support for fixing each of the components of the inspection connecting device.
  • the stiffener 50 is fixed to the main board 60 by the fixing bolt 91. Further, the transformer 40 is fixed to the stiffener 50 by the fixing bolt 92. In this way, the transformer 40 is fixed to the main board 60, and the transformer 40 and the main board 60 can be regarded as an integrated board.
  • the probe head 30 is attached to the transformer 40 by a support bolt 93.
  • the positioning pin 94 is used, for example, to make the lower surface of the probe head 30 parallel to the main surface of the opt device, and to adjust the mounting angle of the probe head 30 with respect to the transformer 40. Further, the positioning pin 94 positions the probe head 30 with respect to the transformer 40 in order to connect the end of the wiring wire 70 arranged on the transformer 40 and the upper portion of the electrical connector 10 in the horizontal direction and in the same position. Used for.
  • the probe head 30 is attached to the main board 60 and the transformer 40 by the support bolts 93 and the positioning pins 94. Therefore, the probe head 30 can be easily attached to and detached from the main substrate 60, and maintenance is easy.
  • the probe heads 30 are arranged apart from each other along the vertical direction from the upper surface to the lower surface, and each has a plurality of guide plates through which the electric connector 10 and the optical connector 20 penetrate. ..
  • the probe head 30 shown in FIG. 2 has a bottom guide plate 31 arranged around the tip end portion of the electrical connector 10 and a top guide plate 32 arranged around the base end portion of the electrical connector 10.
  • a spacer 33 is arranged between the outer edge region of the bottom guide plate 31 and the outer edge region of the top guide plate 32, and a hollow region 330 is formed between the top guide plate 32 and the bottom guide plate 31.
  • the guide plate that supports the electrical connector 10 and the optical connector 20 needs to have a certain mechanical strength. Therefore, for example, a ceramic plate having high mechanical strength and easily forming through holes is preferably used as the guide plate.
  • the probe head 30 has a first guide film 34 and a second guide film 35 arranged between the bottom guide plate 31 and the top guide plate 32 (hereinafter, collectively referred to as “guide film”).
  • the electrical connector 10 and the optical connector 20 penetrate the guide film.
  • the first guide film 34 is arranged near the bottom guide plate 31, and the second guide film 35 is arranged near the middle between the bottom guide plate 31 and the top guide plate 32.
  • the guide film for example, a film such as resin is used as the guide film.
  • the electrical connector 10 and the optical connector 20 penetrate the guide holes formed in the guide plate and the guide film, respectively.
  • the position of the top guide plate 32 through which the same electrical connector 10 penetrates and the position of the bottom guide plate 31 are deviated (hereinafter, referred to as “offset arrangement”).
  • the electrical connector 10 is curved by elastic deformation between the bottom guide plate 31 and the top guide plate 32 inside the hollow region 330. Then, when the electrical connector 10 comes into contact with the opt device, the electrical connector 10 buckles into a further curved shape, and the electrical connector 10 is pressed against the opt device at a predetermined pressure. In this way, the offset arrangement enables stable contact between the electrical connector 10 and the opt device. By arranging the guide film in the hollow region 330, it is possible to prevent the electrical connectors 10 in a curved state from coming into contact with each other.
  • the optical connector 20 is fixed to the bottom guide plate 31 arranged at the lowermost position among the plurality of guide plates included in the probe head 30.
  • the resin 80 is poured into the gap between the guide hole and the optical connector 20 with the optical connector 20 penetrating the guide hole of the bottom guide plate 31. As the resin 80 cures, the optical connector 20 is fixed to the bottom guide plate 31.
  • the bottom guide plate 31 shown in FIG. 3 is formed with a first guide hole 311 into which the electrical connector 10 is inserted and a second guide hole 312 into which the optical connector 20 is inserted.
  • the first guide hole 311 includes a large-diameter electric guide hole 311a having an inner diameter larger than the diameter of the electric relay 10 and a small-diameter electric guide hole 311b having an inner diameter similar to the diameter of the electric relay 10. It is a structure connected in the stretching direction of.
  • a small-diameter electric guide hole 311b is formed closer to the lower surface of the probe head 30 than the large-diameter electric guide hole 311a, and the tip of the electric connector 10 is inserted into the small-diameter electric guide hole 311b.
  • the electric relay 10 Since the electric relay 10 is inserted from the side of the large-diameter electric guide hole 311a with the tip end first, it is easy to insert it into the first guide hole 311. After that, the electric connector 10 is inserted into the small-diameter electric guide hole 311b communicating with the large-diameter electric guide hole 311a. Since the inner diameter of the small-diameter electric guide hole 311b and the diameter of the electric connector 10 are about the same, the tip of the electric connector 10 can be accurately positioned. That is, the first guide hole 311 connecting the large-diameter electric guide hole 311a and the small-diameter electric guide hole 311b makes it possible to easily insert the electric relay 10 into the guide hole and to achieve accurate positioning of the tip portion.
  • the second guide hole 312 includes a large-diameter optical guide hole 312a having an inner diameter larger than the diameter of the optical connector 20 and a small-diameter optical guide hole 312b having the same diameter and inner diameter as the optical connector 20. It is a structure connected in the stretching direction of.
  • a small diameter optical guide hole 312b is formed closer to the lower surface of the probe head 30 than the large diameter optical guide hole 312a, and the tip of the optical connector 20 is inserted into the small diameter optical guide hole 312b.
  • the optical connector 20 Since the optical connector 20 is inserted from the side of the large-diameter optical guide hole 312a with the tip end first, it is easy to insert the optical connector 20 into the second guide hole 312. After that, the optical connector 20 is inserted into the small-diameter optical guide hole 312b communicating with the large-diameter optical guide hole 312a. Then, the tip portion of the optical connector 20 is fixed inside the small-diameter optical guide hole 312b by the resin 80. Since the inner diameter of the small-diameter optical guide hole 312b and the diameter of the optical connector 20 are about the same, the tip of the optical connector 20 can be accurately positioned. That is, the second guide hole 312, which connects the large-diameter optical guide hole 312a and the small-diameter optical guide hole 312b, makes it possible to easily insert the optical connector 20 into the guide hole and achieve accurate positioning of the tip portion.
  • the electrical connector 10 and the optical connector 20 can be aligned in the same bottom guide plate 31, the electrical connector 10 and the optical connector 20 are optically connected. There is an advantage that the tip portion of the child 20 can be accurately aligned in a short time.
  • connection wiring 41 may be a part of the wiring wire 70. That is, a part of the wiring wire 70 is inserted into the through hole formed in the transformer 40, and the tip end portion of the wiring wire 70 is exposed on the lower surface of the transformer 40. Then, when the transformer 40 and the probe head 30 are attached, the tip end portion of the wiring wire 70 and the base end portion of the electrical connector 10 exposed on the upper surface of the probe head 30 are connected.
  • the wiring wire 70 may be fixed to the transformer 40 by curing the resin poured into the gap between the through hole formed in the transformer 40 and the wiring wire 70. As a result, the position of the tip of the wiring wire 70 can be fixed.
  • the probe head 30 and the transformer 40 are detachable. That is, as shown in FIG. 4, the probe head 30 and the transformer 40 can be separated from each other while the electrical connector 10 and the optical connector 20 are arranged. At this time, since the optical connector 20 is not fixed to the transformer 40, the optical connector 20 slides inside the through hole formed in the transformer 40 as the probe head 30 is separated from the transformer 40.
  • the probe head 30 and the transformer 40 are detachable in this way, it is possible to obtain effects such as easy maintenance of the inspection connection device.
  • the probe head 30 can be repaired or replaced while the optical connector 20 is passed through the transformer 40. Therefore, the time required for maintenance can be shortened.
  • the electrical connector 10 in the probe head 30 can be replaced in units of one. Further, the optical connector 20 can be replaced for each bottom guide plate 31 to which the optical connector 20 is fixed.
  • the base end of the electrical connector 10 exposed on the upper surface of the probe head 30 and one end of the connection wiring 41 arranged on the lower surface of the transformer 40 are electrically connected. To do.
  • various shapes can be adopted for the tip of the optical connector 20 facing the opt device.
  • the optical fiber 21 composed of the core 211 and the clad 212 is used for the optical connector 20
  • variations as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (b) can be adopted for the tip of the optical fiber 21. Is.
  • the shape shown in FIG. 5A is a straight shape in which the end face of the optical fiber 21 and the lower surface of the probe head 30 are flush with each other.
  • the straight shape is the easiest to process the probe head 30.
  • the shape shown in FIG. 5B is a flanged shape in which the diameter of the opening of the guide hole formed on the lower surface of the probe head 30 is narrower than the diameter of the end face of the optical fiber 21.
  • FIGS. 5 (c) and 5 (d) are cases where the end face of the optical fiber 21 is a curved surface.
  • the opening of the guide hole formed on the lower surface of the probe head 30 is tapered
  • the opening of the guide hole of the probe head 30 is spherical.
  • the tip end portion of the optical fiber 21 having the coating film 25 formed around it may be located below the lower surface of the probe head 30. ..
  • the shape of the guide hole through which the optical fiber 21 having a straight tip portion penetrates is a flanged shape with a narrowed lower portion.
  • the coating film 25 formed around the optical fiber 21 abuts against the flange of the guide hole, and the position of the optical fiber 21 can be stabilized.
  • FIG. 6B shows an example in which the coating film 25 is formed on the optical fiber 21 having a curved tip, and the coating film 25 also abuts on the collar of the guide hole in this case as well.
  • the coating film 25 functions as a stopper so that the optical fiber 21 does not come out of the guide hole.
  • the coating film 25 is, for example, a resin film.
  • the tip of the optical fiber 21 having no coating film 25 formed around it is positioned below the lower surface of the probe head 30. May be good.
  • the outer diameter of the optical fiber 21 can be reduced, so that the pitch can be narrowed as compared with the optical fiber 21 on which the coating film 25 is formed.
  • the probe head 30 may interfere with the opt device if the tip of the optical fiber 21 is brought closer to the opt device. is there.
  • the tip of the optical fiber 21 is projected below the probe head 30 to be projected from the probe head 30. The tip of the optical fiber 21 can be brought closer to the opt device in a separated state.
  • the tip of the optical fiber 21 may be made into a lens.
  • the fixing method using the resin 80 is selected according to the specifications of the tip of the optical fiber 21. After the step of fixing the optical fiber 21 to the probe head 30, the lower surface of the probe head 30 can be polished before the electrical connector 10 is inserted into the probe head 30.
  • FIG. 8 is a plan view of the main surface of the top guide plate 32.
  • the inspection connection device is used for inspection of an opt device, for example, as follows.
  • the electrical connector 10 and the opt device are aligned with respect to the inspection connecting device having a configuration in which the tip of the electrical connector 10 extends from the lower surface of the probe head 30 by the tip length T1. ..
  • the tip length T1 is, for example, about 200 ⁇ m.
  • This alignment is performed, for example, by moving the stage on which the opt device is mounted on the mounting surface in a direction parallel to the mounting surface, or rotating the stage around the surface normal direction of the mounting surface as a central axis.
  • the alignment mark provided on the inspection connection device may be photographed by an image pickup device such as a CCD camera arranged on the stage.
  • the image processing of the photographed image is performed so that the stage on which the opt device is mounted and the inspection connection device are relative to each other.
  • Location information can be obtained. Based on this relative position information, the position and direction of the stage are adjusted so that the tip of the electrical connector 10 can come into contact with the electrical signal terminal of the opt device.
  • the tip of the electrical connector 10 and the electrical signal of the opt device 100 are in a state where the positions of the tip of the electrical connector 10 and the electrical signal terminal of the opt device match in a plan view. Bring the terminals (not shown) into contact.
  • the optical connector 20 is arranged at a position corresponding to the terminal.
  • the opt device 100 and the inspection connecting device are brought close to each other so that the electric connector 10 is pressed against the electric signal terminal of the opt device 100 with a predetermined stylus pressure.
  • a predetermined stylus pressure For example, an overdrive is applied so as to press the tip of the electrical connector 10 against the opt device 100.
  • the distance T2 between the tip of the optical connector 20 and the optical signal terminal of the opt device 100 is inspected with the opt device 100 so that the distance T2 is the distance at which the optical connector 20 is optically connected to the optical signal terminal. Bring it closer to the connecting device.
  • the distance between the tip of the optical connector 20 and the opt device 100 can be controlled within a certain range by setting the tip length T1 of the electrical connector 10 and setting the overdrive. For example, when the tip length T1 of the electrical connector 10 is 160 ⁇ m and an overdrive of 60 ⁇ m is applied, the interval T2 is about 100 ⁇ m.
  • each of the electrical connector 10 and the optical connector 20 is arranged on the probe head 30 with a predetermined position accuracy. Therefore, by aligning the electrical connector 10 with respect to the electrical signal terminal of the opt device 100 as described above, the optical connector 20 is also aligned with the optical signal terminal of the opt device 100 at the same time. .. Therefore, the alignment between the inspection connection device and the opt device is easy. Further, since the electric connector 10 and the electric signal terminal of the opt device 100 and the optical connector 20 and the optical signal terminal of the opt device 100 are simultaneously connected with a predetermined position accuracy, the electrical measurement with respect to the opt device 100 can be performed. Optical measurements can be made in parallel.
  • the inspection connection device corresponding to the opt device 100 in which the electric signal terminal 101 and the optical signal terminal 102 are arranged as shown in FIG. 12 will be described below.
  • the opt device 100 shown in FIG. 12 is an example of a VCSEL in which the electric signal terminal 101 is a signal input terminal and the optical signal terminal 102 is a light emitting surface.
  • FIG. 13 is a plan view of the bottom guide plate 31.
  • One unit 310 corresponds to one opt device 100. That is, the probe head 30 has a configuration in which a plurality of units 310 that correspond to the tip of the electrical connector 10 and the tip of the optical connector 20 are arranged in each of the electrical signal terminal and the optical signal terminal of a single opt device 100. Have.
  • the electrical connector 10 and the optical connector 20 are inserted into the guide holes formed in the guide plate and the guide film of the probe head 30. As a result, the positions of the tips of the electrical connector 10 and the optical connector 20 are determined.
  • the opt devices 100 are arranged in a grid pattern in a wafer state. Therefore, it is common to align the positions of the units 310 with the positions of the opt devices 100 arranged in a grid pattern.
  • the unit 310 can be arranged according to the arrangement of the opt devices 100 in the wafer state. 14 (a) to 14 (e) show variations in the arrangement of the unit 310.
  • the units 310 are arranged adjacent to each other in the X direction and the Y direction.
  • the unit 310 is arranged adjacent to each other in the X direction and with a gap in the Y direction.
  • the unit 310 is arranged so as to have a gap in the X direction and adjacent to the Y direction.
  • the units 310 are arranged with gaps in the X and Y directions, or as shown in FIG. 14 (e), the units 310 are arranged diagonally in a plan view. Or something.
  • the tip of the electrical connector 10 and the tip of the optical connector 20 are installed on the probe head 30 with a predetermined position accuracy so as to be accurately connected. Has been done.
  • the electrical signal terminal of the opt device and the electrical connector 10 can be aligned to make an optical connection.
  • the child 20 can be aligned with the optical signal terminal of the opt device.
  • the alignment with the opt device is easy. Further, by arranging the electrical connector 10 and the optical connector 20 in one unit 310, the electrical measurement and the optical measurement of the opt device can be performed in parallel.
  • the optical connector 20 is fixed to the probe head 30 and penetrates the transformer 40 without being fixed.
  • the base end of the electrical connector 10 exposed on the upper surface of the probe head 30 and the end of the connection wiring 41 arranged on the lower surface of the transformer 40 are electrically connected. With such a configuration, the probe head 30 and the transformer 40 are detachable. Therefore, maintenance of the inspection connection device is easy.
  • connection wiring 41 arranged inside the transformer 40 is a part of the wiring wire 70.
  • a multilayer wiring board such as MLO (Multi-Layer Organic) or MLC (Multi-Layer Ceramic) may be used for the transformer 40.
  • MLO Multi-Layer Organic
  • MLC Multi-Layer Ceramic
  • the wiring wire 70 is connected to the wiring wire 70 rather than the distance between one end of the connection wiring 41 to be connected to the base end of the electrical connector 10.
  • the distance between the other ends of the connection wiring 41 can be increased. This makes it easy to widen the distance between the wiring wires 70.
  • a through hole for the optical connector 20 to penetrate the wiring board is formed in a region where the connection wiring 41 is not arranged.
  • the electrical connector 10 may use a spring pin instead of the probe that bends inside the probe head 30.

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Abstract

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。

Description

検査用接続装置
　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。

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。
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