(57)【要約】      （修正有）【課題】光を入出力する光入出力部と電気端子部との距離を短くする。【解決手段】電気端子接続部５０と光ファイバ接続端子部６０とを備える電子回路基板１０と、電子回路基板の一方の面１０ａから一方の面１０ａに対向する他方の面１０ｂに至って形成される光入出力部３０ａと、光ファイバ接続端子部６０と光入出力部３０ａとを接続し、一方の面１０ａに形成される光導波路２０と、電気端子接続部５０と接続され、他方の面１０ｂに形成される電気端子部４０，４１とを設ける。【選択図】図１
2020140015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気端子接続部と光ファイバ接続端子部とを備える電子回路基板と、
前記電子回路基板の一方の面から該一方の面に対向する他方の面に至って形成される光入出力部と、
前記光ファイバ接続端子部と前記光入出力部とを接続し、前記一方の面に形成される光導波路と、
前記電気端子接続部と接続され、前記他方の面に形成される電気端子部と
を備えることを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の光電融合プローブであって、
前記光入出力部に対する前記電気端子部の位置関係と、測定対象である光回路集積ウェハ上に形成された光集積回路が備える光回路光入出力部に対する光回路電気入出力部の位置関係とが同一である
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光電融合プローブであって、
前記光導波路のコア及びクラッドは、屈折率が異なる樹脂で形成されている
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項４】
請求項３に記載の光電融合プローブであって、
前記光入出力部は、前記他方の面に形成される光透過部と、該光透過部を透過する光と前記光導波路が入出力する光とを略垂直方向に光路変換する光反射部とをさらに備える
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項５】
請求項４に記載の光電融合プローブであって、
前記光透過部は、レンズである
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項６】
請求項４に記載の光電融合プローブであって、
前記クラッド及び前記光反射部は、同一樹脂で形成されている
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の光電融合プローブであって、
前記電子回路基板は、前記電気端子接続部と前記電気端子部とを接続する多層基板である
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項８】
請求項１に記載の光電融合プローブであって、
前記電気端子部は、前記光入出力部を中心に、軸対称に形成されており、
前記軸対称に形成された電気端子部は、双方が前記電気端子接続部に接続されている
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項９】
光回路光入出力部と光回路電気入出力部とを備えた光回路集積ウェハの光−電気特性を、プローブを用いて計測する測定方法であって、
前記プローブは、
電気端子接続部と光ファイバ接続端子部とを備える電子回路基板と、
前記電子回路基板の一方の面から該一方の面に対向する他方の面に至って形成される光入出力部と、
前記光ファイバ接続端子部と前記光入出力部とを接続し、前記一方の面に形成される光導波路と
前記電気端子接続部と接続され、前記他方の面に形成される電気端子部とを備え、
前記光入出力部及び前記電気端子部の間隔は、前記光回路光入出力部及び前記光回路電気入出力部の間隔と一致するものであり、
前記電気端子部と前記光回路電気入出力部とを接触させ、前記光入出力部と前記光回路光入出力部とを近接させる第１ステップを有する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の測定方法であって、
光回路集積ウェハは、前記光回路光入出力部と前記光回路電気入出力部との組合せが複数形成されており、
前記プローブを移動させて、前記電気端子部と他の前記光回路電気入出力部とを接触させ、前記光入出力部と他の前記光回路光入出力部とを近接させる第２ステップをさらに有する
ことを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電融合プローブ及び測定方法に関し、例えば、光導波路を用いた光集積回路の光−電気特性を評価するプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
光集積回路は、例えば、シリコンフォトニクスのような受光素子、光変調素子、波長合分波を一つの回路として集積したものである。シリコンフォトニクスでは、ウェハプロセスを用いて、各素子をモノリシックに集積している。
【０００３】
非特許文献１が示す画像は、２本の光ファイバアレイ及び２本の電気プローブを用いて、複数の光回路を二次元的に集積した光回路集積ウェハの光−電気特性を測定している様子を示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】FormFactor，Press Releases「FormFactor Collaborates with Keysight Technologies and GLOBALFOUNDRIES to Deliver Silicon Photonics Test and Measurement Solution」,［online］,June 18, 2018,［平成30年12月11日検索］,インターネット<URL:https://www.formfactor.com/press-release/formfactor-collaborates-with-keysight-technologies-and-globalfoundries-to-deliver-silicon-photonics-test-and-measurement-solution/>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１の技術は、電気プローブを光回路集積ウェハに接触させると共に、光ファイバアレイの先端を光回路集積ウェハに近接させている。また、受光素子や光変調素子は、例えば、光をウェハ表面で入出力するための機構、例えばグレーティングカプラのような光入出力機構及び電気信号を入出力する複数の端子が必要である。このため、光ファイバアレイを保持するためのシリコンや石英をベースとした保持機構や電気プローブの外形に制限されるので、グレーティングカプラと端子との距離を長くする必要がある。つまり、光集積回路は、グレーティングカプラ（光回路光入出力部）と端子（光回路電気入出力部）との距離を短く設計することができず、自由レイアウトが束縛されるといった問題があった。言い換えれば、光信号を入出力する光入出力部と電気信号を入出力する電気端子部との距離を短くすることができる電気プローブが好ましい。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、光を入出力する光入出力部と電気端子部との距離を短くすることができる光電融合プローブ及び測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の光電融合プローブは、電気端子接続部（５０）と光ファイバ接続端子部（６０）とを備える電子回路基板（１０）と、前記電子回路基板の一方の面（１０ａ）から該一方の面に対向する他方の面（１０ｂ）に至って形成される光入出力部（３０）と、前記光ファイバ接続端子部と前記光入出力部（３０）とを接続し、前記一方の面に形成される光導波路（２０）と、前記電気端子接続部と接続され、前記他方の面に形成される電気端子部（４０，４１）とを備えることを特徴とする。なお、括弧内の符号や文字は、実施形態において付した符号等であって、本発明を限定するものではない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光入出力部と電気端子部との距離を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態である光電融合プローブと測定対象である光回路集積ウェハとの接触状態を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態である光電融合プローブが測定対象とする光回路集積ウェハの構成図である。
【図３】光回路集積ウェハが受発光する光を光ファイバが入出力する様子を示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態である光電融合プローブの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態である光電融合プローブの平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態である光電融合プローブのＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態である光電融合プローブを用いて光−電気特性を測定する測定方法を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態である光電融合プローブの断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態である光電融合プローブの光路を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１比較例である光電融合プローブの断面図である。
【図１１】本発明の第２比較例であるプローブと光回路集積ウェハとの近接状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である光電融合プローブと、測定対象である光回路集積ウェハとの接触状態を示す断面図である。光電融合プローブ１００ａは、光回路集積ウェハ２００に形成された受光素子や発光素子の光−電気特性（発光特性や受光特性）を評価するために使用される。なお、光−電気特性の評価は、計測者が手作業で行ったり、図示しないプローバが行ったりする。
【００１２】
光電融合プローブ１００ａは、電子回路基板１０に貫通部が形成されており、その貫通部に光入出力部３０ａ及び裏面光透過部３５ａを設けたものである。電子回路基板１０の一方の面（表面１０ａ）には、光導波路２０と、電気端子接続部５０と、光ファイバ接続端子部６０とを備えている。また、電子回路基板１０の他方の面（裏面１０ｂ）には、複数の裏面電気端子部４０，４１を設けている。
【００１３】
光導波路２０は、電子回路基板１０の表面１０ａに形成され、導波路コア２１と該導波路コア２１の外周面を覆うクラッド２２とから構成される。光導波路２０は、屈折率が異なる２種類の樹脂で形成されており、屈折率が高い樹脂（例えば、ｎ＝１．５３）が導波路コア２１を形成し、屈折率が低い樹脂（例えば、ｎ＝１．５１）が導波路コア２１の外周面を取り囲むように、クラッド２２を形成している。
【００１４】
光入出力部３０ａは、光反射部３１と樹脂封止部３２とを備え、裏面１０ｂ側に、裏面光透過部３５ａが接合されている。光反射部３１は、光導波路２０の一端に接続され、裏面光透過部３５ａを透過する光と、導波路コア２１が入出力する光とを垂直方向に光路変換する。樹脂封止部３２は、電子回路基板１０の貫通部を封止する樹脂である。裏面光透過部３５ａは、キズに強い透明平板（例えば、石英板）であるが、後記する第２実施形態では、片凸レンズを用いている。ここで、クラッド２２、光反射部３１及び樹脂封止部３２は、同一樹脂を用いても構わないし、測定で使用する波長帯での透過損失が低い材料であれば、屈折率が異なる樹脂であっても構わない。
【００１５】
光回路集積ウェハ２００は、Ｓｉ基板上に、シリコンフォトニクス技術を用いて、光回路及び電気回路を形成したものである。光回路集積ウェハ２００は、光回路光入出力部１１０及び光回路電気入出力部１２０を有する光集積回路が、二次元配列されて構成される。裏面電気端子部４０，４１と光回路電気入出力部１２０とは接触し、光回路光入出力部１１０と光入出力部３０ａとは近接する。なお、電子回路基板１０の裏面１０ｂと光回路集積ウェハ２００とは、裏面電気端子部４０，４１と光回路電気入出力部１２０との接触状態で、空隙ｄが維持される。なお、裏面電気端子部４０，４１は、複数存在し（図４参照）、後方に存在する裏面電気端子部４０，４１を一点鎖線で示している。
【００１６】
図２は、本発明の第１実施形態である光電融合プローブの測定対象である光回路集積ウェハの構成図である。図３は、光回路集積ウェハが受発光する光を光ファイバが入出力する様子を示す模式図である。
光回路集積ウェハ２００は、例えば、複数（例えば、Ｎ＝８回路）の送受信光回路１３０ａ，１３０ｂ，・・・を備える光集積回路が二次元配列したものである。光回路集積ウェハ２００上における評価対象一区画の最大の大きさは、光回路集積ウェハ２００の作製工程で使用する露光機のショットサイズに依存し、一般的な最大サイズは３３ｍｍ×２６ｍｍである。この一区画に各々の光集積回路（送受信光回路１３０ａ，１３０ｂ，・・・，１３０ｚ及び信号処理部１３７ａ，１３７ｂ，・・・）が形成され、その大きさは、例えば、約３ｍｍ×３ｍｍ〜５ｍｍ×５ｍｍである。送受信光回路１３０ａは、受光素子１３２ａと、光変調素子１３１ａと、３つのグレーティングカプラ１３３ａ，１３４ａ及び１３８ａと、複数の端子１３５ａ，１３６ａと、信号処理部１３７ａとを備えている。なお、各々の送受信光回路１３０ａ，１３０ｂ，・・・は、送受信する光の波長が異なっていても構わない。
【００１７】
グレーティングカプラ１３８ａ（図２）は、図示しないレーザダイオードが出射するレーザ光を受光して光変調素子１３１ａに導く。光変調素子１３１ａは、グレーティングカプラ１３８ａから導かれるレーザ光をデジタル電気変調信号に応じて光信号に変調する。グレーティングカプラ１３４ａは、光変調素子１３１ａが出力する変調光を表面２００ａ（図２）に対して略垂直方向に出射する（図３参照）。一方、グレーティングカプラ１３３ａは、表面２００ａに対して略垂直方向に受光する光を受光素子１３２ａに導く（図３参照）。受光素子１３２ａは、グレーティングカプラ１３３ａから導かれる光を電気信号に変換する、例えば、導波路にＧｅを堆積した構造を持つフォトダイオードである。なお、グレーティングカプラ１３３ａ，１３４ａ及び１３８ａは、受光素子１３２ａや光変調素子１３１ａに接続する導波路に対して等間隔もしくは周期的に変化する複数の溝が形成されたものである。
【００１８】
光変調素子１３１ａに接続される複数の端子１３６ａ，１３６ａ，・・・（図２）は、例えば、Ｇ（GND），Ｓ（Signal），Ｇ，Ｓ，Ｇである。受光素子１３２ａに接続される複数の端子１３５ａ，１３５ａ，１３５ａは、例えば、Ｇ，Ｓ，Ｇである。信号処理部１３７ａは、信号処理を行う電気回路、受光素子１３２ａを駆動する駆動回路、レーザダイオードを駆動する駆動回路等であり、必要に応じて、レーザダイオードも搭載する。
【００１９】
図４は、本発明の第１実施形態である光電融合プローブの断面図である。
図１で説明したように、光電融合プローブ１００ａは、電子回路基板１０の貫通部に光入出力部３０ａ及び裏面光透過部３５ａを設けたものである。電子回路基板１０の一方の面（表面１０ａ）には、光導波路２０と、複数の電気端子接続部５０と、複数の光ファイバ接続端子部６０とを備えている。また、電子回路基板１０の他方の面（裏面１０ｂ）には、複数の裏面電気端子部４０，４１を設けている。
【００２０】
電子回路基板１０は、絶縁層１２と導体層１３とが交互に積層された多層基板（例えば、６層基板）である。一般に、多層基板は、単層基板よりも厚いので、裏面光透過部３５ｂ（図８，９）の焦点距離を確保することができる。導体層１３は、黒色で示す銅パターン１４と白色で示す絶縁領域とを有している。ビア１５は、上下の複数の導体層１３，１３を互いに接続する。電気端子接続部５０と裏面電気端子部４０と裏面電気端子部４１とは、銅パターン１４及びビア１５で接続されている。
【００２１】
光入出力部３０ａは、光反射部３１と樹脂封止部３２とから構成され、クラッド２２と同一樹脂材料又は反射が発生しない程度の屈折率を持った透明樹脂で形成される。光反射部３１は、反射面が凹面状に形成されており、金属反射膜が成膜されている。光反射部３１は、光導波路２０の端部に設けられ、光導波路２０が出射したレーザ光を反射し、表面１０ａに略垂直な方向に光路変換する。光路転換したレーザ光は、樹脂封止部３２及び裏面光透過部３５ａを介して、裏面１０ｂ側に出射する。
【００２２】
逆に、光入出力部３０ａは、裏面１０ｂに対して垂直方向から、裏面光透過部３５ａに入射した光は、樹脂封止部３２を介して、光反射部３１に到達する。光反射部３１に到達した光は、表面１０ａに平行な光に光路変換し、光導波路２０の端部に入射する。
【００２３】
導波路コア２１の一方の端部は、光反射部３１に近接しており、他方の端部は、光ファイバ接続端子部６０に接続されている。光ファイバ接続端子部６０は、図示しない他の光ファイバを介して、光学測定器に接続される。
【００２４】
図５は、本発明の第１実施形態である光電融合プローブの平面図である。
光電融合プローブ１００ａは、表面１０ａの側に、光導波路２０と、電気端子接続部５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）と、光ファイバ接続端子部６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）とを備える。つまり、図１，４に記載の電気端子接続部５０及び光ファイバ接続端子部６０は、奥行き方向に複数存在している。電気端子接続部５０は、例えば、受光素子１３２ａのとき、例えば、１本の信号線の端子Ｓと接地端子Ｇとシールド用の端子Ｇの３つの端子が用意されている。また、光反射部３１及び樹脂封止部３２は、矩形状に形成されている。光反射部３１の長辺は、電子回路基板１０の長手方向に対して垂直である。また、光ファイバ接続端子部６０と電気端子接続部５０とが、互いに直交しても構わない。
【００２５】
裏面電気端子部４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）は、裏面１０ｂの側に備えるものであるが、ビア１５（図４）を介して表面１０ａにも露出し、銅パターン１４と共に黒色で示されている。一方、裏面電気端子部４０（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）は、裏面１０ｂの側から導体層１３及びビア１５を介して接続されるものであり、破線で示されている。つまり、電気端子接続部５０ａ，５０ｂ，５０ｃと裏面電気端子部４０ａ，４０ｂ，４０ｃと裏面電気端子部４１ａ，４１ｂ，４２ｃとが接続されている。
【００２６】
裏面電気端子部４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、裏面電気端子部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとは、光反射部３１の長辺に平行な対称の軸を基準に、軸対称に配設するのが好ましい。これにより、光回路集積ウェハ２００を左右反転させ、送受信光回路１３０ａ，１３０ｂ，・・・，１３０ｚが左右反転状態になったとしても、光電融合プローブ１００ａを固定した状態で、測定可能となる。また、裏面電気端子部４０，４１は、軸対称に配設されているので、光回路集積ウェハ２００と接合するとき、安定性が高くなる。
【００２７】
光導波路２０は、光反射部３１と光ファイバ接続端子部６０ａ，６０ｂ，６０ｃとの間に、導波路コア２１が３本形成されている。３本の導波路コア２１は、例えば、受光素子用、発光素子（変調素子）用、或いは光集積回路と光電融合プローブ１００aのアライメント調整を行うためのモニタ用として使用される。また、複数（例えば、Ｎ＝８回路）の送受信光回路１３０ａ，１３０ｂ，・・・，１３０ｚ及び信号処理部１３７ａ，１３７ｂ，・・・を同時に測定する光電融合プローブを構成したときには、導波路コア２１もＮ倍になる。このとき、裏面電気端子部４０，４１を左右に設けることにより、裏面電気端子部４０ａ，４０ｂ，４０ｃの集中配置を避けることができる。
【００２８】
図６は、本発明の第１実施形態である光電融合プローブのＢ−Ｂ断面図であり、図５のＢ−Ｂでの断面図である。
電子回路基板１０は、その表面にクラッド２２が形成されている。そのクラッド２２は、３本の導波路コア２１の外周面に接合する。また、導波路コア２１は、断面視矩形状であり、隣接するコア面同士の間隔Ｄは、光導波路間のクロストークが最小となる距離以上であれば自由に設定される。
【００２９】
図７は、本発明の第１実施形態である光電融合プローブを用いて光−電気特性を測定する測定方法を説明するフローチャートである。
光回路集積ウェハ２００は、図示しないプローバのチャックに保持されており、複数の送受信光回路１３０ａ，１３０ｂ，・・・の光−電気特性が光電融合プローブ１００ａ及び計測装置（外部計測装置）を用いて計測される。図示しないプローバは、光回路集積ウェハ２００を保持するチャック及び光電融合プローブ１００ａの何れか一方又は双方がＸＹＺθ方向に移動させるステージ及び制御装置を有しているものとする。
【００３０】
プローバは、光電融合プローブ１００ａの裏面電気端子部４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）と何れかの送受信光回路１３０ａ，１３０ｂ，・・・の光回路電気入出力部１２０（図１）とを接触させると共に（Ｓ１）、光入出力部３０ａと光回路光入出力部１１０とを近接させる（Ｓ２）。Ｓ２の後、プローバの計測装置は、光−電気特性を計測する（Ｓ３）。Ｓ３の後、プローバは、光電融合プローブ１００ａ又は光回路集積ウェハ２００を、送受信光回路１３０ａ，１３０ｂ，・・・の間隔だけ移動させる（Ｓ４）。これにより、裏面電気端子部４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）と光回路電気入出力部１２０（図１）とが接触させられると共に（Ｓ５）、光入出力部３０と光回路光入出力部１１０とを近接させられる（Ｓ６）。Ｓ６の後、プローバは、最後の送受信光回路１３０の計測を行ったか否か判定する（Ｓ７）。最後の送受信光回路の計測を行っていなければ（Ｓ７でＮｏ）、プローバは、Ｓ３の処理に戻り、光−電気特性の計測を繰り返す。一方、最後の送受信光回路１３０の計測を行っていれば（Ｓ７でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００３１】
（製造方法）
まず、用意した電子回路基板１０の表面１０ａ及び裏面１０ｂを貫通する孔（貫通部）を開ける。電子回路基板１０に裏面光透過部３５ａを搭載する。裏面光透過部３５ａを底面とし、電子回路基板１０の表面１０ａより透明樹脂を流し込み、樹脂封止部３２を形成する。樹脂封止部３２が形成された電子回路基板１０の表面１０ａに光導波路２０の下部クラッドを形成し、さらに導波路コア２１を形成する。さらに、光導波路２０の上部クラッドを形成することにより、光導波路２０が形成される。最後に、クラッド２２を成形し、光反射部３１を形成する。これらの工程により、光電融合プローブ１００ａが完成する。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の光電融合プローブ１００ａによれば、光入出力部３０ａ及び裏面電気端子部４０を最小間隔で配置することができる。このため、光回路集積ウェハ２００も光回路光入出力部１１０と光回路電気入出力部１２０との距離Ｌを短く設計することができる。したがって、ウェハ上に形成された光集積回路のレイアウト自由度が向上し、光集積回路の最小化が期待できる。また、電気プローブと光プローブを一体化することにより、検査装置のアライメント調整が容易となり検査時間の短縮が期待できる。
【００３３】
（第２実施形態）
前記第１実施形態の光電融合プローブ１００ａは、裏面光透過部３５ａとして、透明平板を使用したが、レンズ形状にすることもできる。
【００３４】
図８は、本発明の第２実施形態である光電融合プローブの断面図である。
光電融合プローブ１００ｂは、光電融合プローブ１００ａと同様に、電子回路基板１０と、光導波路２０と、電気端子接続部５０と、光ファイバ接続端子部６０と、裏面電気端子部４０とを設けている。しかしながら、光電融合プローブ１００ｂは、裏面光透過部３５ａが裏面光透過部３５ｂに変更されている点で相違する。裏面光透過部３５ｂは、片凸レンズであり、透明樹脂やガラス等で、例えば、レンズ径φ＝６０〜２５０μｍに形成されている。なお、図８は、電気端子接続部５０及び光ファイバ接続端子部６０を搭載する左右の領域が省略されている。また、裏面電気端子部４０や銅パターン１４も形状が異なるが、本実施形態の本質部ではないので、説明を省略する。
【００３５】
図９は、本発明の第２実施形態である光電融合プローブの光路を説明するための図である。
光入出力部３０ｂは、光反射部３１と、樹脂封止部３２とを備え、樹脂封止部３２と裏面光透過部３５ｂとが接合している。光反射部３１は、例えば、回転軸が４５°傾斜した略放物線形状である。この形状では、光反射部３１は、前記第１実施形態と同様に光導波路２０（導波路コア２１）の端部から出射する光を電子回路基板１０の面に対して垂直な方向に光路変換する。このとき、光反射部３１は、凹面状（略放物線形状）に形成されているので、焦点位置を導波路コア２１の端部に設定すれば、導波路コア２１の端部から開口角ＮＡで出射した光は、コリメート光（平行光）になって、電子回路基板１０の面に対して垂直な方向に光路変換する。光がコリメートすることにより、隣接する入出力光とのクロストークが最小となる。光路変換した光は、樹脂封止部３２を介して、裏面光透過部３５ｂに入射する。
【００３６】
レンズの焦点位置に光回路光入出力部１１０が配置されるように、電子回路基板１０の裏面１０ｂと、光回路集積ウェハ２００の光回路光入出力部１１０との空隙ｄを設定すれば、裏面光透過部３５ｂに入射したコリメート光は、光回路光入出力部１１０に入射する。また、裏面光透過部３５ｂのレンズは、偏心構造にしたり光反射部３１のレンズ部で角度をつけたりすることによって、光回路光入出力部（グレーティングカプラ）１１０の入出射角に整合させることもできる。なお、回路集積ウェハ２００の電子回路基板１０との空隙ｄは、片凸レンズの焦点距離よりも長くすることが好ましい。これにより、焦点位置を電子回路基板１０と光回路集積ウェハ２００との間に設定しないようにすることができる。
【００３７】
逆に、裏面光透過部３５ｂは、光回路光入出力部１１０から拡がって出射する光をコリメート光にする。コリメートされた光は、樹脂封止部３２を介して、光反射部３１に入射する。光反射部３１は、電子回路基板１０の面に対して垂直な方向から入射する平行光を、光路変換して集光させる。したがって、光反射部３１に入射したコリメート光の殆どは、導波路コア２１に入射する。
【００３８】
（第１比較例）
図９は、本発明の第１比較例である光電融合プローブの断面図である。
光電融合プローブ１００ｃは、前記第１実施形態の光電融合プローブ１００ａと同様に、電子回路基板１０と、複数の電気端子接続部５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）と、複数の光ファイバ接続端子部６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）と、複数の裏面電気端子部４０，４１とを設けている。しかしながら、光電融合プローブ１００ｃは、光導波路２０及び光反射部３１を設けることなく、光ファイバ７０を設けることを考える。
【００３９】
光ファイバ７０は、最大曲率半径ｒ（例えば、５ｍｍ）で屈曲可能な石英ファイバである。光ファイバ７０は、一端７０ｂが光ファイバ接続端子部６０に接続されており、光ファイバ接続端子部６０を介して、他の光ファイバに連結される。また、光ファイバ７０の他端７０ａは、表面１０ａに対して垂直に、樹脂封止部３２の内部に埋め込まれている。これにより、光ファイバ７０から出射する光は、裏面光透過部３５ａから出射する。逆に、裏面光透過部３５ａに入射した光は、樹脂封止部３２を介して、光ファイバ７０の他端７０ａに入射する。
【００４０】
光回路集積ウェハ２００は、３ｍｍ×３ｍｍ〜５ｍｍ×１ｍｍの光集積回路が多数、一次元配列又は二次元配列されている。このため、光回路電気入出力部１２０と光回路光入出力部１１０とは、１ｍｍ以下、好ましくは４００μｍ以下にしたい。したがって、光ファイバ７０の最大曲率半径ｒが５ｍｍ程度であると、光電融合プローブ１００ｃは、複数回路の測定を同時に行う構成にすることができなくなってしまうことがある。また、樹脂封止部３２は、２〜３本の光ファイバ７０が挿入されるので、樹脂封止部３２が固化するまで、複数の光ファイバ７０の先端７０ａを固定する必要が生じる。このとき、光ファイバ７０の端部を固定する治具の位置精度が保たれたとしても、光ファイバ７０の撓みにより、先端の位置誤差が生じてしまう。
【００４１】
これに対して、前記第１，２実施形態の光電融合プローブ１００ａ，１００ｂは、光導波路２０及び光反射部３１を設けたので、隣接する導波路コア２１のコア面との間隔Ｄを十分に小さくすることができる。また、光入出力部３０ａ，３０ｂ及び裏面光透過部３５ａ，３５ｂを複数設けることができるので、複数素子の計測を同時に行うことが可能な光電融合プローブを構成することができる。
【００４２】
図１０は、本発明の第２比較例であるプローブを用いて、光回路集積ウェハの光−電気特性を計測する計測方法を説明する説明図である。
図示しないプローバは、光プローブ３００及び電気プローブ３１０を有している。光プローブ３００は、フェルール３０２に光ファイバ３０１の端部が挿入されたものである。電気プローブ３１０は、ヘッド３１２の先端に複数の電極３１１，３１１が設けられたものである。
【００４３】
プローバは、光回路集積ウェハ２００の光回路電気入出力部１２０に電極３１１，３１１を接触させると共に、光回路光入出力部１１０に光ファイバ３０１の先端３０１ａを近接させる必要がある。このため、光回路光入出力部１１０と光回路電気入出力部１２０との距離Ｌは、フェルール３０２及びヘッド３１２の外形に制限されてしまい、光集積回路の自由レイアウトを束縛するといった問題がある。
【００４４】
これに対して、前記第１，２実施形態の光電融合プローブ１００ａ，１００ｂは、光導波路２０及び光反射部３１を設けたので、隣接する導波路コア２１のコア面との間隔Ｄを十分に小さくすることができる。
【００４５】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような変形が可能である。
（１）前記各実施形態の光反射部３１及び樹脂封止部３２は、平面視矩形状に形成したが（図４参照）、平面視円形に形成しても構わない。このときには、裏面電気端子部４０ａ，４０ｂ，４０ｃと裏面電気端子部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとは、電子回路基板１０の長手方向に垂直であって、光反射部３１の中心を通る軸を基準に、軸対称に配設される。
【００４６】
（２）前記各実施形態では、光回路集積ウェハ２００のグレーティングカプラは、光電融合プローブ１００ａ，１００ｂの裏面光透過部３５ａ，３５ｂに対して、光を垂直に入出力することにしたが、傾斜して入出力することもある。このときには、光入出力部に対する電気端子部４０，４１の位置関係と、測定対象である光回路集積ウェハ２００上に形成された光集積回路が備える光回路光入出力部１２０に対する光回路電気入出力部１２０の位置関係とが同一になるとは限らない。
【符号の説明】
【００４７】
１０  電子回路基板
１１  電気端子部
２０  光導波路
２１  導波路コア
２２  クラッド
３０ａ，３０ｂ  光入出力部
３１  光反射部
３２  樹脂封止部
３５ａ，３５ｂ  裏面光透過部
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  裏面電気端子部
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  裏面電気端子部
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ  電気端子接続部
６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ  光ファイバ接続端子部
７０  光ファイバ
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ  光電融合プローブ 
１１０  光回路光入出力部
１２０  光回路電気入出力部
２００  光回路集積ウェハ
２００ａ  表面
３００  光プローブ
【図１】
2020140015.tif 000003
【図２】
2020140015.tif 000004
【図３】
2020140015.tif 000005
【図４】
2020140015.tif 000006
【図５】
2020140015.tif 000007
【図６】
2020140015.tif 000008
【図７】
2020140015.tif 000009
【図８】
2020140015.tif 000010
【図９】
2020140015.tif 000011
【図１０】
2020140015.tif 000012
【図１１】
2020140015.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月8日(2020.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気端子接続部と光ファイバ接続端子部とを一方の面に備える多層基板と、
前記多層基板の一方の面から該一方の面に対向する他方の面に至って形成される光入出力部と、
前記光ファイバ接続端子部と前記光入出力部とを接続し、前記一方の面に樹脂で形成される光導波路と、
前記電気端子接続部と接続され、前記他方の面に形成される電気端子部と
を備えることを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の光電融合プローブであって、
前記光導波路は、前記光ファイバ接続端子部と前記光入出力部とを並設された複数のコアで接続している
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光電融合プローブであって、
前記光入出力部に対する前記電気端子部の位置関係と、測定対象である光回路集積ウェハ上に形成された光集積回路が備える光回路光入出力部に対する光回路電気入出力部の位置関係とが同一である
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光電融合プローブであって、
前記光導波路のコア及びクラッドは、屈折率が異なる樹脂で形成されている
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項５】
請求項４に記載の光電融合プローブであって、
前記光入出力部は、前記他方の面に形成される光透過部と、該光透過部を透過する光と前記光導波路が入出力する光とを略垂直方向に光路変換する光反射部とをさらに備える
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項６】
請求項５に記載の光電融合プローブであって、
前記光透過部は、レンズである
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項７】
請求項５に記載の光電融合プローブであって、
前記クラッド及び前記光反射部は、同一樹脂で形成されている
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の光電融合プローブであって、
前記電気端子部は、前記光入出力部を中心に、軸対称に形成されており、
前記軸対称に形成された電気端子部は、双方が前記電気端子接続部に接続されている
ことを特徴とする光電融合プローブ。
【請求項９】
光回路光入出力部と光回路電気入出力部とを備えた光回路集積ウェハの光−電気特性を、プローブを用いて計測する測定方法であって、
前記プローブは、
電気端子接続部と光ファイバ接続端子部とを一方の面に備える多層基板と、
前記多層基板の一方の面から該一方の面に対向する他方の面に至って形成される光入出力部と、
前記光ファイバ接続端子部と前記光入出力部とを接続し、前記一方の面に樹脂で形成される光導波路と
前記電気端子接続部と接続され、前記他方の面に形成される電気端子部とを備え、
前記光入出力部及び前記電気端子部の間隔は、前記光回路光入出力部及び前記光回路電気入出力部の間隔と一致するものであり、
前記電気端子部と前記光回路電気入出力部とを接触させ、前記光入出力部と前記光回路光入出力部とを近接させる第１ステップを有する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の測定方法であって、
光回路集積ウェハは、前記光回路光入出力部と前記光回路電気入出力部との組合せが複数形成されており、
前記プローブを移動させて、前記電気端子部と他の前記光回路電気入出力部とを接触させ、前記光入出力部と他の前記光回路光入出力部とを近接させる第２ステップをさらに有する
ことを特徴とする測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の光電融合プローブは、電気端子接続部（５０）と光ファイバ接続端子部（６０）とを一方の面に備える多層基板（１０）と、前記多層基板の一方の面（１０ａ）から該一方の面に対向する他方の面（１０ｂ）に至って形成される光入出力部（３０）と、前記光ファイバ接続端子部と前記光入出力部（３０）とを接続し、前記一方の面に樹脂で形成される光導波路（２０）と、前記電気端子接続部と接続され、前記他方の面に形成される電気端子部（４０，４１）とを備えることを特徴とする。なお、括弧内の符号や文字は、実施形態において付した符号等であって、本発明を限定するものではない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
（第１比較例）
図１０は、本発明の第１比較例である光電融合プローブの断面図である。
光電融合プローブ１００ｃは、前記第１実施形態の光電融合プローブ１００ａと同様に、電子回路基板１０と、複数の電気端子接続部５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）と、複数の光ファイバ接続端子部６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）と、複数の裏面電気端子部４０，４１とを設けている。しかしながら、光電融合プローブ１００ｃは、光導波路２０及び光反射部３１を設けることなく、光ファイバ７０を設けることを考える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図１１は、本発明の第２比較例であるプローブを用いて、光回路集積ウェハの光−電気特性を計測する計測方法を説明する説明図である。
図示しないプローバは、光プローブ３００及び電気プローブ３１０を有している。光プローブ３００は、フェルール３０２に光ファイバ３０１の端部が挿入されたものである。電気プローブ３１０は、ヘッド３１２の先端に複数の電極３１１，３１１が設けられたものである。