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特許7228517改善された周波数特性を有する試験ヘッド
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-15
(45)【発行日】2023-02-24
(54)【発明の名称】改善された周波数特性を有する試験ヘッド
(51)【国際特許分類】
   G01R 1/073 20060101AFI20230216BHJP
   G01R 1/067 20060101ALI20230216BHJP
   H01L 21/66 20060101ALI20230216BHJP
   G01R 31/26 20200101ALI20230216BHJP
   G01R 31/28 20060101ALI20230216BHJP
【FI】
G01R1/073 D
G01R1/067 C
H01L21/66 B
G01R31/26 J
G01R31/28 K
G01R1/073 E
【請求項の数】 19
(21)【出願番号】P 2019531897
(86)(22)【出願日】2017-12-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-05-21
(86)【国際出願番号】 EP2017082180
(87)【国際公開番号】W WO2018108790
(87)【国際公開日】2018-06-21
【審査請求日】2020-11-25
(31)【優先権主張番号】102016000127581
(32)【優先日】2016-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(31)【優先権主張番号】102017000021389
(32)【優先日】2017-02-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(73)【特許権者】
【識別番号】519046085
【氏名又は名称】テクノプローベ ソシエタ ペル アチオニ
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】マッジョーニ、フラヴィオ
【審査官】島▲崎▼ 純一
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2015/0198632(US,A1)
【文献】特開2007-171138(JP,A)
【文献】特開平11-248745(JP,A)
【文献】特開2012-159422(JP,A)
【文献】特開2007-178165(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0309074(US,A1)
【文献】登録実用新案第3195187(JP,U)
【文献】国際公開第2005/006003(WO,A1)
【文献】特開平5-55316(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01R 1/073
G01R 1/067
G01R 31/26
G01R 31/28
H01L 21/66
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ウェハ上に集積された被試験デバイスの動作を検証するように構成された試験ヘッド(20)であって、
前記試験ヘッド(20)は、複数のガイド孔(40h、41h、42h)を備えた、少なくとも1つのガイド(40、41、42)と、前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)内に収容された複数の接触要素(21’、21”、21''')とを備え、
前記接触要素(21’、21”、21''')の各々は、第1の端部(24)と第2の端部(25)との間に延在する本体(21pr、21pp)を備え、
前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)が、
前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の少なくとも1つの第1の群(40’、41’、42’)の複数の孔を含み、前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の前記少なくとも1つの第1の群(40’、41’、42’)内に収容された前記接触要素(21’)の対応する第1の群を電気的に接続する、少なくとも1つの第1の導電部(30’)と、
前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の少なくとも1つの第2の群(40”、41”、42”)の複数の孔を含み、前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の前記少なくとも1つの第2の群(40”、41”、42”)内に収容された前記接触要素(21”)の対応する第2の群を電気的に接続する、少なくとも1つの第2の導電部(30”)とを備え、
同じ群の前記接触要素が同じ種類の信号を搬送するように構成され、異なる群の前記接触要素が異なる種類のそれぞれの信号を搬送するように構成され
異なる種類の信号を搬送するように構成された接触要素間、および/または、短絡させてはならない接触要素間の電気的接続を可能にしないように、少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')は、別の導電部と隔離しており、および、少なくとも1つの非導電ゾーン(31、31’、31”)によって局所的に分断され、
前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)が、前記少なくとも1つの非導電ゾーン(31、31’、31”)を覆う少なくとも1つの被覆絶縁部を備えていることを特徴とする試験ヘッド(20)。
【請求項2】
前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の前記第1の群(40’、41’、42’)内に収容された第1の接触要素(21’)は、グラウンド信号を搬送するように構成され、
前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の前記第2の群(40”、41”、42”)内に収容された第2の接触要素(21”)は電源信号を搬送するように構成される、請求項1に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項3】
前記第1および第2の導電部(30’、30”)のうちの一方は、前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)の一方の面(FA、FB;FC、FD)上に形成され、前記第1および第2の導電部(30”、30’)のうちの他方は、前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)の反対側の面(FB、FA;FD、FC)上に形成される、請求項1または2に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項4】
前記試験ヘッド(20)が、少なくとも1つの下方のガイド(40)、少なくとも1つの中間ガイド(41)、および少なくとも1つの上方のガイド(42)を備え、
前記下方のガイド(40)および前記中間ガイド(41)は第1のギャップ(32’)により、互いに離間しており、
前記中間ガイド(41)および前記上方のガイド(42)は第2のギャップ(32”)により、互いに離間しており、
前記ガイド(40、41、42)の各々は、前記接触要素(21’、21”、21''')の収容のためのそれぞれの前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)を備え、
前記第1および第2の導電部(30’、30”)の一方は、前記下方のガイド(40)の面(FA、FB)上に形成され、前記第1および第2の導電部(30”、30’)の他方は、前記中間ガイド(41)の面(FC、FD)上に形成される、請求項1~のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項5】
前記試験ヘッド(20)が、少なくとも1つの下方のガイド(40)、少なくとも1つの中間ガイド(41)、および少なくとも1つの上方のガイド(42)を備え、
前記下方のガイド(40)および前記中間ガイド(41)は第1のギャップ(32’)により、互いに離間しており、
前記中間ガイド(41)および前記上方のガイド(42)は第2のギャップ(32”)により、互いに離間しており、
前記ガイド(40、41、42)の各々は、前記接触要素(21’、21”、21''')の収容のためのそれぞれの前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)を備え、
前記下方のガイド(40)および前記中間ガイド(41)はいずれも、前記第1の導電部(30’)および前記第2の導電部(30”)の両方を備え、
前記第1の導電部(30’)および前記第2の導電部(30”)は、前記ガイド(40、41)の非導電ゾーン(31、31’、31”)により、互いに物理的および電気的に分離している、請求項1~のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項6】
前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の前記第1の群(40’、41’、42’)内に収容された第1の接触要素(21’)は、グラウンド信号を搬送するように構成され、前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の前記第2の群(40”、41”、42”)内に収容された第2の接触要素(21”)は電源信号を搬送するように構成されている、請求項またはに記載の試験ヘッド(20)。
【請求項7】
前記試験ヘッド(20)は、前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の第3の群(40'''、41'''、42''')の複数の孔を含み、複数の孔を互いに電気的に接続する少なくとも1つの第3の導電部(30''')を備え、前記第3の群(40'''、41'''、42''')は第3の接触要素(21''')を収容する、請求項1~のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項8】
前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の前記第3の群(40'''、41'''、42''')内に収容された前記第3の接触要素(21''')は、前記被試験デバイスと試験装置との間で入力/出力信号を搬送するように構成されている、請求項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項9】
前記少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')は、前記複数のガイド孔(40h、41h)の前記群(40’、40”、40''';41’、41”、41''')の各ガイド孔の内面の少なくとも一部分(40’W、40”W、40'''W;41W、41”W、41'''W)を覆う、請求項1~のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項10】
前記接触要素(21’、21”、21''')は、前記本体(21pr)に変形部を有するコンタクトプローブである、請求項1~のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項11】
前記接触要素(21’、21”、21''')はポゴピンであり、
前記本体(21pp)は、ケーシング(33)と、前記ケーシング(33)内に配置された弾性体(34)とを備え、
前記ケーシング(33)は第1の表面(S1)および第2の表面(S2)を画定し、
前記表面(S1、S2)の少なくとも一方は、前記少なくとも1つのガイド(40、42)に当接するのに適しており、
前記接触要素(21’、21”、21''')と、少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')との間の電気的接続は、前記第1および/または前記第2の表面(S1、S2)を介した押圧接触である、請求項1~のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項12】
前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)は、導電トラック(37’、37”、37''')により、少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')に接続された少なくとも1つの共通パッド(36’、36”、36''')を備える、請求項1~11のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項13】
少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')は、前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)の面(FA、FB、FC、FD、FE)上に配置され、前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)の前記面(FA、FB、FC、FD、FE)の面積よりも小さな面積を有する、請求項1~12のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項14】
少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')は、前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)の面を覆い、前記少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')は、少なくとも1つの群(40’、41’、42”;40”、41”、42”;40'''、41'''、42''')に属していないガイド孔が形成された領域を除いて、前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の前記少なくとも1つの群(40’、41’、42”;40”、41”、42”;40'''、41'''、42''')の前記複数の孔を互いに電気的に接続する、請求項1~12のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項15】
前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)は、単一の接触要素を収容するのに適した前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の1つを含む少なくとも1つのさらなる導電部(30bis)を備え、前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)は、さらなる導電トラック(37bis)により、前記少なくとも1つのさらなる導電部(30bis)に接続されたさらなる共通パッド(36bis)を備える、および/または、他の導電部に前記少なくとも1つのさらなる導電部(30bis)を接続する導電トラックを備える、請求項1~14のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項16】
少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')が前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)に埋め込まれた、請求項1に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項17】
少なくとも1つの導電部(30’、30”、30''')は、互いに重なり合い、かつ、互いに電気的に絶縁された複数の導電部を備える、請求項1~16のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項18】
前記試験ヘッド(20)は、前記複数のガイド孔(40h、41h、42h)の2つのそれぞれの群の前記複数の孔を含み、複数の孔を互いに電気的に接続し、前記接触要素(21’、21”、21''')のそれぞれの群に接触するように構成された少なくとも2つの導電部を電気的に接続する少なくとも1つの導電トラック(39)を備え、前記それぞれの群に含まれる前記接触要素は、同じ種類の信号を搬送するように構成されている、請求項1~17のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【請求項19】
前記試験ヘッド(20)が、少なくとも、前記少なくとも1つのガイド(40、41、42)の少なくとも1つの導電部に電気的に接続された、好ましくはコンデンサーである、少なくとも1つの回路部品(50)をさらに備える、請求項1~18のいずれか1項に記載の試験ヘッド(20)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体基板上に集積された電子デバイスを試験するための試験ヘッドに関する。さらに、特に、本発明は、複数の接触要素を収容するように構成された複数のガイド孔を備えている少なくとも1つのガイドを備える試験ヘッドに関し、以下の説明は、説明を簡素化する目的のみで、本出願の技術分野を参照して行う。
【背景技術】
【0002】
よく知られているように、試験ヘッド(プローブヘッド)は実質的に、ウェハ上に集積された電子デバイスなどのマイクロストラクチャの複数の接触パッドを、その動作試験、特に電気的な動作試験、または一般に試験を行う試験マシンの対応するチャンネルと電気的に接触させるように構成された装置である。
【0003】
複数の集積デバイスに対して行われる試験は、なお製造工程にある欠陥デバイスを検出し、隔離するのに特に有用である。よって、一般に、試験ヘッドはウェハ上に集積された上記複数のデバイスを、それらを切断し、チップ格納パッケージ内部に組み立てる前に電気的に試験するために使用される。
【0004】
一般に、試験ヘッドは、少なくとも1つのガイドによって、または、略板状であり、互いに平行の少なくとも一対のガイド(または支持体)によって保持された複数の接触要素またはコンタクトプローブを備える。それらのガイドは適切な孔を備えており、それらのガイド孔内に摺動可能に収容されたコンタクトプローブの移動および考えられる変形のために自由空間またはエアギャップを残すように互いに一定の距離をおいて配置されている。上記一対のガイドは特に、コンタクトプローブが軸方向に摺動するそれぞれのガイド孔をいずれも備えている上方のガイドおよび下方のガイドを備え、プローブは通常、良好な電気的および機械的特性を有する特殊な合金のワイヤでできている。
【0005】
コンタクトプローブと、被試験デバイスの接触パッドとの間の良好な接続は、デバイス自体に試験ヘッドを押し当てることによって確実にされ、コンタクトプローブは押圧接触中に、複数のガイド間のエアギャップ内の屈曲、およびそれぞれのガイド孔内の摺動を受ける。この種類の試験ヘッドは通常、「垂直プローブヘッド」と呼ばれる。
【0006】
実質的には、垂直プローブの試験ヘッドは、コンタクトプローブの屈曲が生じるギャップを有しており、上記屈曲は、図1に概略的に示すように、場合によっては、当該複数のプローブ自体の、またはそれらのガイドの適切な構成によってアシストされる。
【0007】
特に、図1は、複数のコンタクトプローブ6が摺動するそれぞれのガイド孔4および5を有する、ギャップ13によって離間している、「上方のダイ」として通常示す少なくとも1つの上方のガイド2および「下方のダイ」として通常示す下方のガイド3を備える試験ヘッド1を概略的に示し、複数のコンタクトプローブのうちの1つのプローブのみを簡素化のために図1に示す。
【0008】
各コンタクトプローブ6は、被試験デバイスと、そうした試験ヘッドが終端要素である試験装置(図示せず)との間の機械的および電気的接続を行うために、ウェハ9上に集積された被試験デバイスの接触パッド8に当接するように構成された接触先端7を有する端部において終端する。
【0009】
ここで、以下では、「接触先端」との用語は、被試験デバイスの接触パッドに接触するように構成されたコンタクトプローブのエンドゾーンまたは領域を示し、そうしたエンドゾーンまたは領域は必ずしも鋭利でない。
【0010】
一部の場合には、コンタクトプローブは、上方のガイドにおいて試験ヘッドに締結固定され、そうした場合には、上記試験ヘッドは「ブロックされたプローブ試験ヘッド」と呼ばれている。
【0011】
締結固定されていない複数のプローブを有する複数の試験ヘッドがより頻繁に使用され、それらのプローブはボードに、場合によっては、ミクロ接触ボードによってインターフェース接続され、それらの試験ヘッドは、「ブロックされていないプローブ試験ヘッド」と呼ばれている。ミクロ接触ボードは、通常、「スペーストランスフォーマー」と呼ばれているが、それは、プローブを接触させるほかに、特に、パッド自体の中心間の距離上の制約を緩和して、それの上に作られた接触パッドを被試験デバイスの接触パッドに対して空間的に再配分することも可能にするからである。
【0012】
この場合に、図1に示すように、各コンタクトプローブ6は、スペーストランスフォーマー12の複数の接触パッドの接触パッド11の方を向いたいわゆる接触ヘッド10で終端するさらなるエンドゾーンまたは領域を有する。プローブ6とスペーストランスフォーマー12との間の良好な電気的接続は、接触先端7と、ウェハ9上に集積された被試験デバイスの接触パッド8との間の接触と同様に、スペーストランスフォーマー12の接触パッド11への、プローブ6の試験ヘッド10の押圧接触によって確実にされる。
【0013】
ポゴピン状の接触要素も当該技術分野において知られており、ポゴピンは実質的に、2つの端部に接続された弾性体を備え、上記弾性体は、被試験デバイスおよびスペーストランスフォーマーの接触パッドと、端部が接触すると圧縮する。
【0014】
一般に、試験ヘッド内では、接触要素は、被試験デバイスに向けて電源信号およびグラウンド信号を搬送するように構成された接触要素と、試験装置と被試験デバイスとの間で動作信号、特に入力/出力信号を搬送するように構成された接触要素とに分けられる。
【0015】
上記種類の試験ヘッドの場合、グラウンド信号を搬送するように構成されたいくつかの接触要素の存在、および、電源信号を搬送するように構成された接触要素の存在が干渉を生じ、したがって、被試験デバイスの試験のために使用される入力/出力信号内のノイズをもたらし、これは、試験ヘッドの周波数特性を制限することがよく知られている。グラウンド信号を搬送するように構成された接触要素の場合、不都合なグラウンドループも生じ得る。
【0016】
被試験デバイスの2つ以上の接触パッドを短絡させる必要性が考えられることも知られている。「ループバック」として当該技術分野において知られている既知の解決策によれば、試験ヘッドのコンタクトプローブにより、被試験デバイスの2つの接触パッドを短絡させることが可能であり、第1のプローブは試験装置に向けて被試験デバイスの第1のパッドからの信号を搬送し、次いで、上記信号を、上記第2のパッドに接触する第2のコンタクトプローブにより、被試験デバイスの第2のパッド上で終える。しかし、この場合、被試験デバイスから試験装置への信号の長い経路は、試験ヘッドの周波数特性の低減をもたらし、逆の場合も同様である。
【0017】
コンタクトプローブを互いに電気的に接続するように構成された導電構造は例えば、米国特許出願公開第2012/0242360号明細書、韓国特許第101421051号公報、米国特許出願公開第2014/0197860号明細書、および国際公開第2012/106220号に開示されている。
しかし、試験ヘッドの周波数特性を改善させる必要性が、本技術分野において強く感じられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
本発明の技術的課題は、特に、グラウンドおよび電源接触要素の存在によってもたらされる干渉、したがって、ノイズを単純な方法で低減し、(さらに単純なやり方で除去する)ことができ、試験ヘッド自体の周波数特性を低減することなく被試験デバイスの接触パッド間の電気的接続を可能にすることができる、既知の解決策になお影響を及ぼしている制約および欠点を解消することを可能にするような構造的および機能的特徴を有する試験ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の基にある解決策の考えは、試験ヘッドであって、少なくとも1つのガイドが、動作信号、すなわち試験装置と被試験デバイスとの間の入力/出力信号を搬送するように構成された接触要素と、グラウンドおよび電源信号を搬送するように構成された接触要素とを収容するためのガイド孔、グラウンド接触要素が収容されるガイド孔の少なくとも1つの群、および/または電源接触要素が収容されるガイド孔の少なくとも1つの群、および/または入力/出力接触要素が収容されるガイド孔の少なくとも1つの群であって、上記ガイド内に形成された導電部によって電気的に接続されるガイド孔の少なくとも1つの群を備えており、上記導電部が、共通の導電性プレーンを形成する試験ヘッドを提供することである。
【0020】
この解決策の考えに基づけば、上述した技術的課題は、半導体ウェハ上に集積された被試験デバイスの動作を検証するように構成された試験ヘッドであって、上記試験ヘッドは、複数の接触要素を収容するように構成された複数のガイド孔を備えている少なくとも1つのガイドを備え、上記接触要素の各々は、第1の端部と第2の端部との間に延在する本体を備え、そうした試験ヘッドは、上記少なくとも1つのガイドが、上記複数のガイド孔の少なくとも1つの群の複数の孔を含み、複数の孔を互いに電気的に接続し、上記接触要素の対応する群に接触するように構成され、その対応する群の上記接触要素が同じ種類の信号を搬送するように構成されることを特徴とする試験ヘッドによって解決される。
【0021】
特に、本発明は、適宜、個々に、または組み合わせで採用される以下のさらなる特徴を備える。
【0022】
本発明の一態様によれば、上記試験ヘッドが少なくとも1つの第1の導電部および少なくとも1つの第2の導電部を備えることができ、上記第1の導電部は、上記複数のガイド孔の第1の群の複数の孔を含み、当該複数の孔を互いに電気的に接続し、第1の群は第1の上記接触要素を収容し、上記第2の導電部は、上記複数のガイド孔の第2の群の複数の孔を含み、当該複数の孔を互いに電気的に接続し、第2の群は第2の接触要素を収容する。
【0023】
特に、上記複数のガイド孔の上記第1の群内に収容された上記第1の接触要素は、グラウンド信号を搬送するように構成され得、上記複数のガイド孔の上記第2の群内に収容された上記第2の接触要素は電源信号を搬送するように構成され得る。
【0024】
さらに、特に、上記第1および第2の導電部のうちの一方は、上記少なくとも1つのガイドの一方の面上に形成され得、上記第1および上記第2の導電部のうちの他方は、上記少なくとも1つのガイドの反対側の面上に形成され得る。
【0025】
本発明の一態様によれば、異なる種類の信号を搬送するように構成された接触要素間、および/または短絡させてはならない接触要素間の電気的接続を可能にしないように、少なくとも1つの導電部は、別の導電部と隔離し得、および/または、少なくとも1つの非導電ゾーンによって局所的に分断され得る。
【0026】
上記少なくとも1つのガイドが、上記少なくとも1つの非導電ゾーンを覆う少なくとも1つの被覆絶縁部を備え得ると言える。
【0027】
さらに、上記試験ヘッドは、少なくとも1つの下方のガイド、少なくとも1つの中間ガイド、および少なくとも1つの上方のガイドを備えることが可能であり、上記下方のガイドおよび上記中間ガイドは第1のギャップにより、互いに離間しており、上記中間ガイドおよび上記上方のガイドは第2のギャップにより、互いに離間しており、それらのガイドの各々は上記接触要素の収容のためのそれぞれの上記複数のガイド孔を備え、上記第1および第2の導電部の一方は上記下方のガイドの面上に形成され、上記第1および第2の導電部の他方は上記中間ガイドの面上に形成される。
【0028】
あるいは、上記試験ヘッドは、少なくとも1つの下方のガイド、少なくとも1つの中間ガイド、および少なくとも1つの上方のガイドを備えることが可能であり、上記下方のガイドおよび上記中間ガイドは第1のギャップにより、互いに離間しており、上記中間ガイドおよび上記上方のガイドは第2のギャップにより、互いに離間しており、それらのガイドの各々は上記接触要素の収容のためのそれぞれのガイド孔を備え、上記下方のガイドおよび上記中間ガイドはいずれも、第1の導電部および第2の導電部の両方を備え、上記第1の導電部および上記第2の導電部は、当該ガイドの非導電ゾーンにより、互いに物理的および電気的に分離している。
【0029】
特に、この場合にも、上記複数のガイド孔の上記第1の群内に収容された上記第1の接触要素はグラウンド信号を搬送するように構成され得、上記複数のガイド孔の上記第2の群内に収容された上記第2の接触要素は電源信号を搬送するように構成され得る。
【0030】
さらに、上記試験ヘッドは、上記複数のガイド孔の第3の群の複数の孔を含み、複数の孔を互いに電気的に接続する少なくとも1つの第3の導電部を備えることが可能であり、そうした第3の群は第3の接触要素を収容する。特に、上記複数のガイド孔の上記第3の群に収容された上記第3の接触要素は、上記被試験デバイスと試験装置との間で入力/出力信号を搬送するように構成され得る。
【0031】
本発明の一態様では、上記少なくとも1つの導電部は、上記複数のガイド孔の上記群の各ガイド孔の内面の少なくとも一部分を覆い得る。
【0032】
本発明の別の態様では、上記接触要素は、上記本体に変形部を有するコンタクトプローブであり得る。
【0033】
あるいは、上記接触要素はポゴピンであり得、上記本体はケーシングと、上記ケーシング内に配置された弾性体とを備え、上記ケーシングは第1の表面および第2の表面を画定し、それらの表面の少なくとも一方は上記少なくとも1つのガイドに当接するのに適しており、上記接触要素と上記少なくとも1つの導電部との間の電気的接続は上記第1および/または上記第2の表面を介した押圧接触である。
【0034】
本発明の一態様によれば、上記少なくとも1つのガイドは、導電トラックにより、上記少なくとも1つの導電部に接続された少なくとも1つの共通パッドを備え得る。
【0035】
本発明の別の態様によれば、上記少なくとも1つの導電部は、上記少なくとも1つのガイドの面上に配置され得、上記少なくとも1つのガイドの上記面の面積よりも小さな面積を有し得る。
【0036】
あるいは、上記少なくとも1つの導電部は、上記少なくとも1つのガイドの面を覆うことが可能であり、そうした導電部は、少なくとも1つの群に属していないガイド孔が形成された領域を除いて、複数のガイド孔の上記少なくとも1つの上記複数の孔を互いに電気的に接続する。
【0037】
本発明の別の態様によれば、上記少なくとも1つのガイドは、単一の接触要素を収容するのに適した上記複数のガイド孔の1つを含む少なくとも1つのさらなる導電部を備えることが可能であり、上記少なくとも1つのガイドは、さらなる導電トラックにより、上記少なくとも1つのさらなる導電部に接続されたさらなる共通パッドを備え、および/または、他の導電部に上記少なくとも1つのさらなる導電部を接続する導電トラックを備える。
【0038】
さらに、上記少なくとも1つの導電部が上記少なくとも1つのガイドに埋め込まれ得る。
【0039】
本発明の別の態様によれば、上記少なくとも1つの導電部は互いに、互いに重なり合い、かつ、互いに電気的に絶縁された複数の導電部を備え得る。
【0040】
本発明のさらに別の態様によれば、上記試験ヘッドは、上記複数のガイド孔の2つのそれぞれの群の上記複数の孔を含み、複数の孔を互いに電気的に接続し、上記接触要素のそれぞれの群に接触するように構成された少なくとも2つの導電部を電気的に接続する少なくとも1つに導電トラックを備え得、それらのそれぞれの群に含まれる上記接触要素は、同じ種類の信号を搬送するように構成される。
【0041】
最後に、上記試験ヘッドは、少なくとも、上記少なくとも1つのガイドの上記少なくとも1つの導電部に電気的に接続された、好ましくはコンデンサーである、少なくとも1つの回路部品をさらに備え得る。
【0042】
本発明による試験ヘッドの特徴および利点は、添付図面を参照して、限定的でない例によって表す、その実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0043】
図1】先行技術による試験ヘッドを概略的に示す。
図2A】本発明の種々の実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
図2B】本発明の種々の実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
図2C】本発明の種々の実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
図3A図2A~2Cそれぞれの試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図3B図2A~2Cそれぞれの試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図3C図2A~2Cそれぞれの試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図3D】本発明の代替的な実施形態による試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図4A】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
図4B】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
図5A】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
図5B】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
図6】本発明のなお別の代替的な実施形態による試験ヘッドの一部分を概略的に示す。
図7】本発明の代替的な実施形態による試験ヘッドを概略的に示し、接触要素はポゴピン状である。
図8A】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図8B】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図8C】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図9A】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図9B】本発明のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図10A】本発明の別のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
図10B】本発明の別のさらなる代替的な実施形態による試験ヘッドのガイドの上面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0044】
これらの図、および、特に、図2Aの例を参照するに、本発明による、半導体ウェハ上に集積された電子デバイスを試験するための試験ヘッドを大局的および概略的に20で示す。
【0045】
上記図は、概略図を表し、縮尺通りに描いていないが、その代わりに、本発明の重要な特徴を強調するように描いている。さらに、上記図では、種々の要素が概略的に描かれており、それらの形状は所望の適用に応じて変わってくる。さらに、図中、同じ参照番号は、形状または機能が同一の要素を表す。最後に、図に示す実施形態に関して説明した特定の特徴は、他の図において示した他の実施形態にも適用可能である。
【0046】
図2Aに示すように、試験ヘッド20は、複数の接触要素を収容するように構成された複数のガイド孔40hを備えている少なくとも1つのガイド40(図の例では、下方のガイド)を備える。特に、ガイド孔40hは、以下にさらに詳細に説明するように、第1の種類の信号を搬送するのに適した複数の第1の接触要素21’、第2の種類の信号を搬送するのに適した複数の第2の接触要素21”、および第3の種類の信号を搬送するのに適した複数の第3の接触要素21'''を収容するように構成されている。
【0047】
上記ガイド40は、非導電材料、例えば、窒化ケイ素などのセラミック材料で、もしくはガラス/ケイ素ベースの材料で、もしくはポリイミド材料で、またはいずれかの好適な誘電体材料でできている。
【0048】
一般に、試験ヘッド20は、電源およびグラウンド信号を受け取るように構成された少なくとも1つの第1の領域と、試験ヘッド20に接続された試験装置(図示せず)から/試験装置に入力/出力信号を受け取る/送出するように構成された第2の領域とを備える被試験デバイスの動作を検証するために使用される。第1の領域では、通常1A以上の範囲内の高電流電源信号、およびグラウンド信号が処理される一方、第2の領域では、動作信号、すなわち、通常0.5A以下の範囲内の、より低い電流値を有する入力/出力信号が処理される。この理由で、試験ヘッド20では、電源およびグラウンド信号を搬送するように構成された接触要素、および被試験デバイスに向かう/被試験デバイスからの入力/出力信号を搬送するように構成された接触要素が存在しており、それらの接触要素は、互いに異なっており、異なる物理的および機械的特性を有する。
【0049】
この点で、本開示では、「第1の接触要素」との用語は、グラウンド信号を搬送するように構成された接触要素(参照番号21’)を区別し、「第2の接触要素」との用語は、電源信号を搬送するように構成された接触要素(参照番号21”)を区別する一方、「第3の接触要素」(参照番号21''')との用語は、動作信号、すなわち、試験装置と被試験デバイスとの間の入力/出力信号を搬送するように構成された接触要素を区別し、この区別は、本発明の範囲を限定するものでない。
【0050】
例えば、金属ワイヤによって形成されたプローブ状の接触要素の場合、第1および第2の接触要素21’および21”の製造において、ワイヤであって、第3の接触要素21'''を形成する上記ワイヤの直径と比較して、異なる直径、例えば、より大きな直径を有するワイヤを使用することが可能であり、これらの異なる接触要素について、異なる材料を使用することも可能である。
【0051】
図2Aの例では、6つの接触要素、特に、2つの第1の接触要素21’、2つの第2の接触要素21”、および2つの第3の接触要素21'''を示しているが、それらの接触要素の数は明らかに、必要性および/または状況に応じて変わり得、図は、指し示す目的でのみ記載しており、本発明を限定するものでない。
【0052】
さらに、再び、本発明の限定的でない例として、図2Aは、試験ヘッド20であって、接触要素が、予変形を有する本体21prを有する、好ましくは金属ワイヤによって形成されたコンタクトプローブ状であり、被試験デバイスの接触パッドと押圧接触すると、さらに変形するように構成され、上記コンタクトプローブが、単一のガイド40内に形成されたガイド孔40h内に収容される試験ヘッド20を示すが、本発明はこれに限定されず、試験ヘッド20は、以下に詳細に例証するように、下方のガイド、中間ガイド、上方のガイド、および異なるTの接触要素を備え得る。
【0053】
したがって、試験ヘッド20の各接触要素は、第1の端部、すなわち接触先端24と、第2の端部、すなわち接触ヘッド25との間の長手方向軸H-Hに沿って延在する本体21prを備える。
【0054】
さらに、特に、接触先端24は、半導体ウェハ27内に集積された被試験デバイスの対応する接触パッド26に当接するように構成される。
【0055】
さらに、当該図示された例では、試験ヘッド20は、ブロックされていないプローブの試験ヘッドであり、接触要素は、インターポーザー、すなわちスペーストランスフォーマー29の対応する接触パッド28に当接するように構成された接触ヘッド25で終端する。
【0056】
特に、スペーストランスフォーマー29は、その反対側の面上の接触パッドのピッチ間の距離のスペーストランスフォーメーションを行うことに適しており、スペーストランスフォーマー29は試験装置(やはり図示せず)とインターフェース接続されたプリント回路基板すなわちPCB(図示せず)に通常、接続されている。
【0057】
有利には、本発明によれば、ガイド40は、ガイド孔40hの第1の群40’を含む少なくとも1つの第1の導電部30’を備える。すなわち、第1の導電部30’は、したがって、上記領域において形成される上記孔40hの第1の群40’を含むガイド40の領域を覆う。
【0058】
特に、第1の群40’のガイド孔は、第1の導電部30’により、互いに電気的に接続され、接触要素の対応する群、特に第1の接触要素21’の群を収容し、したがって、被試験デバイスに向けてグラウンド信号を搬送するように構成された接触要素を収容する。このようにして、第1の導電部30’は、第1の群40’のガイド孔内に収容された当該複数の第1の接触要素21’に対して、共通の導電性プレーン、特にグラウンドプレーンを形成し、上記複数の第1の接触要素21’はしたがって、それらがすべて接触するグラウンドプレーンにより、互いに電気的に接続される。
【0059】
すなわち、試験ヘッド20では、相互間で短絡しており、ガイド孔40hの第1の群40’内に収容された第1の接触要素21’は、同じグラウンド信号を搬送するように構成され、それにより、動作信号に対する干渉の除去、および接触ヘッド20の周波数特性の全体的な改善がもたらされる。
【0060】
図2Aに示すように、第1の導電部30’は、ガイド40の表面部分上に、特にその面FA上に配置され、上記面FAは図2Aの局所参照系によれば、上方の面である。第1の導電部30’は、ガイド40の面FAの反対側の面FB上に配置され得、上記面FBは図2Aの局所参照系によれば、下方の面であり、または、面FAおよび面FBの両方の上に配置し得る。
【0061】
図2Aの実施形態では、前述したように、試験ヘッド20の第1の接触要素21’は、予変形を備えている本体21prを有しており、被試験デバイスおよびスペーストランスフォーマー29の接触パッド26および28それぞれとの接触中にそれ自体がさらに変形するように構成されるコンタクトプローブである。この場合、第1の導電部30’は好ましくは、ガイド孔40hの第1の群40’の各ガイド孔の内面の少なくとも一部分40’Wも覆う。より好ましくは、第1の群40’のガイド孔の内面は、第1の導電部30’により、全体的に被覆され、上記部分40’Wはしたがって、上記孔の内面全体と一致する。第1のコンタクトプローブ21’と第1の導電部30’との間の電気的接続はしたがって、プローブの本体21prと、プローブが収容されているガイド孔の金属化部分40’Wとの間のブラシ掛け接触によって実現される。
【0062】
しかし、第1の導電部30’がガイド孔の表面を被覆しない場合、ブラシ掛け接触が、いずれの場合にも、第1の導電部30’自体の厚さによって確実にされることが強調される。
【0063】
図に示していない実施形態では、ガイド40内にそれが埋め込まれるようにその第1の導電部30’を形成し、これにより、ガイド40内に第1の群40’のガイド孔を電気的に接続するグラウンドプレーンを形成することも可能である。明らかに、そうした第1の導電部30’は、第1のコンタクトプローブ21’に電気的に接触するためにガイド孔の内面において出現する。
【0064】
グラウンド信号を搬送し、および、したがって、共通の導電性(グラウンド)プレーンを形成するように構成された第1の接触要素21’の少なくとも1つの群を電気的に接続することを可能にする第1の導電部30’の存在は、試験ヘッド20内の第3の接触要素21'''によって搬送される動作信号内のノイズを除去することを可能にする。
【0065】
このようにして、第1の導電部30’は、ガイド孔40hの第1の群40’の複数の孔を互いに電気的に接続することにより、第1の接触要素21’の少なくとも1つの対応する群を短絡させ、上記群は特に、グラウンド接触要素の群である。
【0066】
ノイズをさらに低減するために、好ましくは、さらに、電源信号を搬送するように構成された第2の接触要素21”は互いに電気的に接続され、その結果、図2Bにおいて表す実施形態では、ガイド40は、ガイド孔40hの第2の群40”の複数の孔を含み、互いに電気的に接続しており、第2の接触要素21”の対応する群は第2の群40”内に収容され、第2の導電部30”は、第1の導電部30’と物理的に離間しており、よって、それに電気的に接続されていない。この場合、第2の導電部30”に接続された、すなわち、ガイド孔40hの第2の群40”内に収容された第2の接触要素21”は電源信号を搬送するように構成され、第2の導電部30”はさらに、共通の導電性プレーン、特に電源プレーンを形成する。
【0067】
このようにして、試験ヘッド20内では、ガイド孔40hの第2の群40”内に収容された第2の接触要素21”は互いに短絡しており、同じ電源信号を搬送するように構成される。
【0068】
第1の導電部30’について示したように、第2の導電部30”は、ガイド40の表面部分上にも配置される、すなわち、ガイド40の面FA上、および/または面FB上に配置される。さらに、第2の導電部30”はさらに、ガイド40hの第2の群40”の各ガイド孔の内面の少なくとも一部分40”W(好ましくは、上記表面の全体)を被覆し、第2の接触要素21”と第2の導電部30”との間の電気的接続は、第2の接触要素21”の本体21prと、(金属化された)導電材料によって被覆された当該部分40”Wとの間の擦れによる接触(brushing contact)によって確実にされる。
【0069】
そのより一般的な形態では、試験ヘッド20が、グラウンドおよび電源信号を搬送するように構成された接触要素、およびいずれの種類の組み合わせによっても、ガイド内に収容された、動作信号を搬送するように構成された接触要素を備えており、導電部が、隣接していないガイド孔をも短絡させるように適切に形がとられていることを再び述べることは適切である。
【0070】
図2Cに示す、本発明の一実施形態では、ガイド40は、ガイド孔40hの第3の群40'''の複数の孔を含み、互いに電気的に接続する少なくとも1つの第3の導電部30'''をさらに備え、第3の接触要素21'''の対応する群は第3の群40”内に収容され、第3の導電部30'''は第1の導電部30’および第2の導電部30”と物理的に分離しており、したがって、それらに電気的に接続されていない。この場合、第3の導電部30'''によって接続され、すなわち、ガイド孔40hの第3の群40'''内に収容された第3の接触要素21'''は、動作信号、すなわち、被試験デバイスと試験装置との間の入力/出力信号を搬送するように構成され、さらに、第3の導電部30'''は、共通の導電性プレーン、特に信号プレーン上に形成される。
【0071】
このようにして、試験ヘッド20内では、ガイド孔40hの第3の群40'''内に収容された第3の接触要素21'''は、互いに短絡させられ、同じ動作信号、すなわち、被試験デバイスと試験装置との間の同じ入力/出力信号を搬送するように構成される。
【0072】
図2Cの実施形態は特に、試験ヘッド20の周波数特性の点で、結果として生じる利点を伴って、試験装置に向かって/試験装置から接触要素全体を通過しないが、共通の導電性信号プレーンにおいて終わる、信号の経路を大幅に短縮しながら、ループバック構成を確立することが可能であるので、被試験デバイスの2つ以上の接触パッドを短絡させる必要がある場合に特に有利である。
【0073】
第1の導電部30’および第2の導電部30”について示したように、第3の導電部30'''は、ガイド40の表面部分上に配置され、すなわち、それは、ガイド40の面FA上および/または面FB上に配置される。さらに、第3の導電部30'''は、ガイド孔40hの第3の群40'''の各ガイド孔の内面(好ましくは、上記表面の全体)の少なくとも1つの部分40'''Wを被覆し、第3の接触要素21'''と第3の導電部30'''との間の電気的接続は、第3の接触要素21'''の本体21prと、(金属化された)導電材料によって被覆された上記部分40'''Wとの間の擦れによる接触によって確実にされる。
【0074】
導電部30’、30”、および30'''は、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、およびこれらの合金から選択される金属材料でできている。
【0075】
明らかに、図中に示していない場合でも、第1の導電部30’のみが存在している構成、第2の導電部30”のみが存在している構成、または、第3の導電部30'''のみが存在している構成、またはこれらのいずれかの組み合わせを提供することが可能である。
【0076】
図3Aは、ガイド40、特にその面FAの上面図を示し、第1の導電部30’はガイド孔40hの第1の群40’の複数の孔を電気的に接続しており、第1の群40’が、グラウンド信号を搬送する第1の接触要素21’の対応する群を収容するように構成される一方、図3Bは、ガイド40の(なおその面FAの)上面図を示し、第1の導電部30’に加えて、ガイド孔40hの第2の群40”の複数の孔を電気的に接続する第2の導電部30”も形成され、第2の群40”は、電源信号を搬送する第2の接触要素21”の対応する群を収容するように構成され、ガイド40の非導電ゾーン31により、第1の導電部30’と、物理的および電気的に分離している。同様に、図3Cは、ガイド40の、なおその面FAの上面図を示し、第1の導電部30’および第2の導電部30”に加え、ガイド孔40hの第3の群40'''の複数の孔を電気的に接続する第3の導電部30'''も形成され、第3の群40'''は、入力/出力信号を搬送する第3の接触要素21'''の対応する群を収容するように構成され、ガイド40の非導電ゾーン31により、導電部30’および30”と物理的および電気的に分離している。
【0077】
第1の導電部30’、第2の導電部30”、および第3の導電部30'''が、ガイド40の表面部分のみ、特に、その面FAおよび/またはその面FBの一部分のみを被覆し、すなわち、第1の、第2の、および第3の導電部30’、30”、および30'''が、短絡することが意図されていない接触要素が互いに短絡することを阻止するように面FAおよび/またはFBの全体面積に及ぶものでないと言える。すなわち、導電部30’、30”、および30'''は、それらが形成されるガイドの面の面積よりも小さな面積を有する。
【0078】
ガイド40は、よって、導電部30’、30”、および30'''によって全面的に被覆されている訳でなく、当該導電部を分離する少なくとも非導電ゾーン31が存在しており、短絡することが意図されていない接触要素を収容する上記複数のガイド孔は、そうした非導電ゾーン31内に形成されている。
【0079】
あるいは、図3Dに示す本発明のさらなる実施形態では、第1の導電部30’は、短絡してはならない接触要素を収容するように構成されたガイド孔が形成された領域を除き、ガイド40の面(この例では、面FA)を被覆する。すなわち、第1の導電部30’は、群40’に属しないガイド孔が形成された領域内に形成されない。この場合、非導電ゾーン31はしたがって、第1の群40’に属しないガイド孔においてのみ形成される。この場合、非導電ゾーン31が、さらに、電気的に絶縁されなければならないガイド孔においてのみそれぞれが形成される複数の非導電ゾーンの形態であり得ることが強調される。同様の構成は、第2の導電部30”および第3の導電部30'''にも採用することが可能である。
【0080】
この点で、複数のガイド孔の壁との、接触要素の擦れによる接触によってもたらされる金属デブリが沈殿し得る、(例えば、異なる導電部間の、または金属化される必要のないガイド孔における)ガイド40内の溝の存在を回避するように、ガイド40上に配置された、誘電体材料の少なくとも1つの追加された部分または被覆誘電体部によって非導電ゾーン31が覆われることを提供することが可能である。すなわち、好ましくは、導電部のものと実質的に等しい厚さを有する被覆誘電体部は、異なる種類の信号を搬送するように構成された接触要素間の漏れおよび好ましくない電気的接続を回避するように、金属デブリがその中に沈殿することを阻止するその非導電ゾーン31を被覆する。
【0081】
さらに、同じ種類の信号を搬送する全ての接触要素(例えば、全ての入力/出力接触要素、または全てのグラウンドまたは電源接触要素)が、導電部30’、30”、および30'''の1つによって電気的に接続され、または、それらの一部のみが、導電部30’、30”、および30'''の1つによって接続されることも可能である。
【0082】
さらに、図4Aに示す代替的な実施形態によれば、試験ヘッド20は、なお40で示す少なくとも1つの下方のガイド、少なくとも1つの中間ガイド41、および少なくとも1つの上方のガイド42を備える。下方のガイド40および中間ガイド41は、適切な第1のギャップ32’により、互いに離間している一方、中間ガイド41および上方のガイド42は、適切な第2のギャップ32”により、互いに離間している。
【0083】
導電部30’、30”、および30'''を試験ヘッド20の下方のガイド40内および/または中間ガイド41内に形成することは好適であるが、これは、このようにして、導電部30’、30”、および30'''が被試験デバイスに、より近くなるからである。
【0084】
図4Aの実施形態では、中間ガイド41は、接触要素21’、21”、および21'''を収容するように構成された複数のガイド孔41hを備えている。
【0085】
同様に、上方のガイド42は、接触要素21’、21”、および21'''を収容するように構成された複数のガイド孔42hを備えている。
【0086】
好都合には、中間ガイド41も、ガイド孔41hの第1の群41’の複数の孔を含み、互いに電気的に接続する第1の導電部30’を備え得、上記第1の群41’は、グラウンド信号を搬送する第1の接触要素21’の対応する群を収容する。さらに、中間ガイド41は、ガイド孔41hの第2の群41”の複数の孔を含み、互いに電気的に接続する第2の導電部30”も備え得、第2の群41”は、電源信号を搬送する第2の接触要素21”の対応する群を収容する。
【0087】
同様に、さらに、中間ガイド41は、ガイド孔41hの第3の群41'''の複数の孔を含み、電気的に接続し、第3の群41'''は、入力/出力信号を搬送する第3の接触要素21'''の対応する群を収容する。
【0088】
指し示す目的でのみ記載しており、本発明の範囲を限定するものでない、図4Aの例では、第1の導電部30’は、中間ガイド41の表面部分上、特に、その面FD上に配置され、上記面FDは、図4Aの局所参照系によれば、下方の面である。第1の導電部30’はさらに、中間ガイド41の、面FDの反対側の面FC上に配置され得、上記面FCは、図4Aの局所参照系によれば、上方の面であり、または、面FC上およびFD上の両方に配置し得る。導電部30”および30'''は同様に形成し得る。
【0089】
下方のガイド40について既に述べたように、導電部30’、30”、および30'''は、中間ガイド41の表面部分のみ、特に、その面FCおよび/またはその面FDの一部分のみを被覆し、すなわち、導電部30’、30”、および30'''は、面FCおよび/またはFDの面積全体に及ぶものでなく、したがって、中間ガイド41の面積全体に及ぶものでない。
【0090】
さらに、図4Aの例では、試験ヘッド20は、いわゆる「シフトプレート(shifted plate)技術」によって製造され、接触要素21’、21”、および21'''は「バックリングビーム(buckling beam)」コンタクトプローブであり、当初、まっすぐな状態に形成され、ガイドの対応するシフトは、その中に摺動するそのガイド孔の壁との摩擦のおかげでプローブ本体の変形、およびプローブ自体が望ましく留められることをもたらす。
【0091】
この場合、下方のガイド40について前述したように、中間ガイド41内でも、第1の導電部30’はガイド孔41hの第1の群41’の各ガイド孔の内面の少なくとも一部分41’Wを被覆し、第2の導電部30”はガイド孔41hの第2の群41”の各ガイド孔の内面の少なくとも一部分41”Wを被覆し、第3の導電部30'''はガイド孔41hの第3の群41'''の各ガイド孔の内面の少なくとも一部分41'''Wを被覆し、コンタクトプローブ21’、21”および21'''と、導電部30’、30”および30'''との間の電気的接続は、コンタクトプローブの本体21pr、および金属化部分41W、41”W、41'''Wそれぞれの間の摺れによる接触によって確立される。
【0092】
下方のガイド40および中間ガイド41の一方のみが第1の導電部30’および/または第2の導電部30”を備える構成を提供することが可能であり、または、下方のガイド40および中間ガイド41がいずれも、第1の導電部30’および/または第2の導電部30”を備える構成を提供することも可能である。
【0093】
図4Aは、下方のガイド40および中間ガイド41がいずれも、第1の導電部30’および第2の導電部30”を備える実施形態を例として示す。この実施形態はさらに、コンタクトプローブと、導電部30’および30”との、場合によっては、金属化部分41Wおよび41”Wとの間の摺れによる接触の可能性を増大させる。
【0094】
図4Aをなお参照するに、中間ガイド41および下方のガイド40が第3の導電部30'''を備える構成を提供することが可能である。あるいは、中間ガイド41および下方のガイド40の一方のみが、入力/出力信号接触要素、好ましくは下方のガイド40を短絡させる第3の導電部30'''を備える構成を提供することが可能である。
【0095】
図4Bに概略的に示す好ましい実施形態において、図4Bの局所参照系によれば、第1の導電部30’は、互いに相対するその2つの面に関する図示した例、特に、下方のガイド40の上方の面FAおよび中間ガイド41の下方の面FDに関する図示した例では、下方のガイド40および中間ガイド41の一方、特に、下方のガイド40の上に形成され、第2の導電部30”は下方のガイド40および中間ガイド41の他方、特に、中間ガイド41の上に形成される。明らかに、この実施形態でも、2つのガイド40および41の一方、好ましくは下方のガイド40は、第3の導電部30'''を備え得る。この実施形態は、異なるガイド上の導電部30’、30”、30”の形成を簡素化する。
【0096】
明らかに、図4Aの実施形態および図4Bの実施形態のいずれについても、上方のガイド42が第1の導電部30’および/または第2の導電部30”および/または第3の導電部30'''を備えることを提供することが可能であり、および、中間ガイド41が存在していない一方、第1の導電部30’および/または第2の導電部30”および/または第3の導電部30'''を形成することが可能な上方のガイド42のみが存在している構成を提供することも可能である。
【0097】
図5Aおよび5Bに示す、本発明の特に好ましい実施形態では、同じガイド、特に、図の例における下方のガイド40は、面FA上に形成された第1の導電部30’、および、反対側の面FB上に形成された第2の導電部30”を備える。同様な検討を、中間ガイド41と、第1および/または第2の導電部30’および30”を形成することが可能な、面FCおよびFDと、中間ガイド41とについて、および、さらに、上方のガイド42について行うことが可能である。
【0098】
第1の導電部30’および第2の導電部30”が同じガイドの2つの反対側の面上に形成されるこの実施形態は特に有利であると言えるが、これは、図5Bに概略的に示すように、多くの場合、(グラウンド信号を搬送するように構成された)第1の接触要素21’および(電源信号を搬送するように構成された)第2の接触要素21”は、試験ヘッド20内で互いに非常に近く(例えば、交互に)、および、この理由で、試験ヘッド20のガイドの同じ面上に導電部30’および30”をいずれも形成するのは複雑であるからである。すなわち、この実施形態では、第1および第2の導電部30’、30”の一方は、(グラウンド信号を搬送するのに適した)第1の接触要素21’を電気的に接続するように構成される一方、同じガイドの反対側の面上に形成された他方の導電部は、(電源信号を搬送するのに適しており、特に、第1の接触要素21’と交互に)第2の接触要素21”を電気的に接続し、このようにして、試験ヘッド20の生産を簡素化し、導電部の複雑なインターレースを回避するように構成される。グラウンド信号を搬送するように構成された第1の接触要素21’および電源信号を搬送するように構成された第2の接触要素21”が交互に設けられる場合、導電部30’および30”はいずれも、グラウンド接触要素と電源接触要素との間の電気的接続を回避するように、(図3A~3Dに関して述べたものと同様に、)適切な非導電ゾーン31’および31”それぞれによって局所的に分断される。非導電ゾーン31’および31”はしたがって、異なる信号を搬送するのに適した隣接する接触要素間の電気的接続を局所的に阻止する。
【0099】
明らかに、図5Aおよび5Bに示していない場合にも、この実施形態では、ガイドの2つの面の一方の上、または両方の面上に、第3の導電部30'''の存在を提供することが可能であり、該第3の導電部30'''は、さらに、第3の接触要素21'''が第1の接触要素21’および/または第2の接触要素21”に非常に近い、例えば、交互に設けられている場合に、適切な非導電ゾーンによって分断され得る。
【0100】
図6に示す、本発明のさらなる代替的な実施形態では、導電部30’、30”および30'''の1つまたは複数(図6中の第2の導電部30”)は、互いに重なり合っており、および、電気的に絶縁されている複数の導電部を備え、上記導電部は、図6中、参照番号30”1~30”nで識別している。この場合、第1の層30”1はガイド40の面FA上に形成され、後続層は第1の層30”1から開始して形成され、連続する導電層は、非導電層38”により、互いに離間している。このようにして、異なる導電層が、特定の適用によって必要な場合、異なる電源(またはグラウンドまたは信号)ドメインについて共通の導電計画を形成し得る。
【0101】
例として、試験ヘッド20が、(図6中、Vcc1およびVcc2として示す、)複数の異なる電源信号を搬送しなければならない場合、この実施形態では、ガイド40の面FAは、第2の導電部30”の対応する数の層30”1~30”nを備え、各層は、単一の特定の電源信号を搬送するように構成されたそれぞれの第2の接触要素21”を電気的に接続するように構成される。さらに、ガイドの他方の面、例えば、面FBは、グラウンド信号を搬送するように構成された接触要素21’を電気的に接続する第1の導電部30’によって覆うことが可能である。この場合にも、互いに短絡させてはならない接触要素を電気的に接続しないために、各導電層を、適切な非導電ゾーン31”によって局所的に分断させ得る。特に、層の非導電ゾーン31”が、上記層によって短絡させてはならない接触要素を収容する複数の孔において形成される一方、上記層は、それによって短絡させなければならない接触要素を収容するガイド孔の壁を少なくとも部分的に覆う。
【0102】
2つ以上の電源、グラウンド、および信号ドメイン(被試験デバイスのパッドの異なる群を短絡させる必要がある場合に、当該最後のケースが生じる)が存在し、および、適宜、場合によっては、異なるレベル上に配置し得るので、導電部30’、30”、および30'''はしたがって、2つ以上、あり得る。
【0103】
前述したように、図2A~2C、4A~4B、5A~5Bおよび6において、接触要素21’、21”および21'''は、「バックリングビーム」型のコンタクトプローブである。
【0104】
図7に示す、本発明のさらなる代替的な実施形態では、試験ヘッド20の接触要素はポゴピン状である。この実施形態では、試験ヘッド20は、下方のガイド40および上方のガイド42を備えており、および、中間ガイド41を備えていない。
【0105】
特に、各接触要素21’、21”および21'''は、ケーシング33、およびケーシング33内に配置された弾性体34を含む本体21ppを備える。弾性体34の第1の端部はポゴピンの第1の端部または接触先端24に接続される一方、第1の端部の反対側の、弾性体34の第2の端部は、ポゴピンの第2の端部または接触ヘッド25に接続される。下方のガイド40内に形成されたガイド孔40hに挿入される接触先端24はウェハ27上に集積された被試験デバイスの接触パッド26に当接するように構成される一方、上方のガイド42内に形成されたガイド孔42hに挿入される接触ヘッド25は、ギャップ35によって離間している上方のガイド42、下方のガイド40、およびスペーストランスフォーマー29の接触パッド28に当接するように構成される。
【0106】
各ポゴピンのケーシング33は好ましくは、円柱形状を有しているが、明らかに、他の形状も可能である。
【0107】
好都合には、下方のガイド40および/または上方のガイド42は、ガイド孔40hの第1の群40’の複数の孔および/またはガイド孔42hの第1の群42’の複数の孔を含み、当該複数の孔を互いに、および/またはガイド孔42hの上記第1の群42’の複数の孔に、電気的に接続する第1の導電部30’を備える。明らかに、下方のガイド40および/または上方のガイド42は、さらに、ガイド孔40hの第2の群40”の複数の孔および/またはガイド孔42hの第2の群42”の複数の孔を含み、当該複数の孔を互いに、および/またはガイド孔42hの上記第2の群42”の複数の孔に、電気的に接続する第2の導電部30”を備える。下方のガイド40および/または上方のガイド42は、さらに、ガイド孔40hの第3の群40'''の複数の孔および/またはガイド孔42hの第3の群42'''の複数の孔を含み、当該複数の孔を、互いに、および/またはガイド孔42hの第3の群42'''の複数の孔に、電気的に接続する第3の導電部30'''を備え、上記第3の導電部30'''は好ましくは、下方のガイド40上に形成される。
【0108】
第1の群40’および/または第1の群42’の複数のガイド孔はグラウンド信号を搬送するように構成された第1の接触要素またはポゴピン21’を収容し、第2の群40”および/または第2の群42”の複数のガイド孔は、電源信号を搬送するように構成された第2の接触要素またはポゴピン21”を収容する一方、第3の群40'''および/または第3の群42'''の複数のガイド孔は、被試験デバイスと試験装置との間で入力/出力信号を搬送するように構成された第3の接触要素またはポゴピン21'''を収容する。
【0109】
各ポゴピンの本体21ppのケーシング33は、その長手方向軸H-Hに沿ってケーシング33の両端において配置された第1の表面S1および第2の表面S2を画定するような形状とされ、当該表面S1およびS2は下方のガイド40および上方のガイド42それぞれに当接するように構成され、ポゴピンのケーシング33は、複数のガイド孔の直径よりも大きな最大断面サイズ(概ね、約80μm)を有し、直径との用語は、非円形断面も含む、ガイド孔の最大断面サイズを示す。
【0110】
接触先端24および接触ヘッド25はポゴピンのケーシング33に電気的に接続され、ケーシング33は導電材料でできている。
【0111】
このようにして、ケーシング33と、特に、その表面S1およびS2と、第1の導電部30’との間の押圧接触は、下方のガイド40および上方のガイド42のガイド孔の第1の群40’内および42’内それぞれに収容された第1のポゴピン21’間の電気的接続を確実にし、上記ポゴピンがグラウンド信号を搬送するように構成される一方、ケーシング33と、特にその表面S1およびS2と、第2の導電部30’との間の押圧接触は、下方および上方のガイド40および42のガイド孔の第2の群40”内および42”内それぞれに収容された第2のポゴピン21”間の電気的接続を確実にし、上記ポゴピンは電源信号を搬送するように構成される。同様に、ケーシング33と、特にその表面S1およびS2と、第3の導電部30'''との押圧接触は、下方および上方のガイド40および42のガイド孔の第3の群40'''および42'''内に収容された第3のポゴピン21'''間の電気的接続を確実にし、上記ポゴピンは入力/出力動作信号を搬送するように構成される。
【0112】
すなわち、ポゴピン21’、21”および21'''、ならびに導電部30’、30”および30'''それぞれの間の電気的接続はこの場合、下方のガイド40上および上方のガイド42上のケーシング33の第1の表面S1および第2の表面S2それぞれの押圧接触によって行われ、上記導電部は、下方のガイド40の表面部分上、特に、その面FA上であって、上記面FAが、図7の局所参照系によれば、上方の面である面FA上、および/または、上方のガイド42の面FE上であって、上記面FEは、なお図7の局所参照系によれば、下方の面である面FE上に形成される。
【0113】
複数の接触要素としてのポゴピンの使用は特に有利であるが、それは、この場合、ガイド孔の内面と複数の接触要素との間のブラシ掛け接触を確実にする必要がないからであり、ガイドと、ケーシング33、特にその表面S1およびS2との間の押圧接触は、それらの接触要素の適切な群をこのようにして、互いに電気的に接続する(短絡させる)、導電部と上記接触要素との間の適切な電気的接続を確実にするのに十分である。
【0114】
図8Aに示す、本発明のさらなる実施形態によれば、第1の導電部30’を備える下方のガイド40は、第1の導電トラック37’により、第1の導電部30’に接続された少なくとも1つの第1の共通パッド36’を備える。このようにして、グラウンド信号を搬送するように構成された第1の接触要素21’は第1の導電トラック37’により、第1の共通パッド36’に接続され、第1の共通パッド36’はしたがって、共通グラウンドパッドである。図8Aは下方のガイド40のみを示しているが、中間ガイド41および/または上方のガイド42も第1の共通パッドおよび当該第1の導電トラックを備えていてもよい。
【0115】
共通パッド36’は、試験ヘッド20のハウジング(図示せず)に、第1の接続ワイヤによって接続され得る。
【0116】
さらに、図8Bに示すように、下方のガイド40および/または中間ガイド41および/または上方のガイド42(図中、下方のガイド40)は、第2の導電トラック37”により、第2の導電部30”に接続された少なくとも1つの第2の共通パッド36”を備え得る。このようにして、電源信号を搬送するように構成された第2の接触要素21”は、第2の導電トラック37”により、第2の共通パッド36”に接続され、第2の共通パッド36”はしたがって、共通電源パッドである。
【0117】
図8Cに示すように、下方のガイド40および/または中間ガイド41および/または上方のガイド42(図中、下方のガイド40)は、第3の導電トラック37'''により、第3の導電部30'''に接続された少なくとも1つの第3の共通パッド36'''も備え得る。このようにして、入力/出力動作信号を搬送するように構成された第3の接触要素21'''は第3の導電トラック37'''により、第3の共通パッド36'''に接続され、第3の共通パッド36'''はしたがって、共通信号パッドである。
【0118】
それぞれの導電部30’、30”、30'''に接続された共通パッド36’、36”、36'''の存在は、試験ヘッド20から当該信号を抽出し、例えば、試験ヘッド20に接続されたPCBにそれを接続することを可能にする。共通パッドはしたがって、例えば、対応するガイド上の電圧レベルの、監視信号を搬送することが可能である。
【0119】
図9Aに示すように、導電部30’、30”および30'''に加えられたさらなる導電部30bisのガイド上の存在を提供することも可能であり、さらなる導電部30bisは、好ましくは、入力/出力信号を搬送する第3の接触要素21'''を収容する、単一のガイド孔40hを含み、金属化する。この場合、上記ガイドはさらに、さらなる導電トラック37bisにより、さらなる導電部30bisに接続されたさらなる共通パッド36bisも備える。このようにして、そうした金属化された孔内に収容された第3の接触要素21'''は、さらなる導電トラック37bisにより、さらなる共通パッド36bisに電気的に接続されるので、例えば、PCBに向けてさらなる共通パッド36bisからの入力/出力信号を搬送することが可能である。当該単一のガイド孔40hの金属化を各々が行う、互いに隔離された複数のさらなる導電部の存在を提供することも可能であり、そうしたさらなる導電部は、必要に応じて、回路部品により、または、導電トラックにより、互いに接続され得る。
【0120】
さらに、図9Bに示す本発明の代替的な実施形態によれば、ガイド40の少なくとも2つの導電部(図9B中の2つの第1の導電部30’であるが、これらに限定されるものでない)が、同じ種類の信号を搬送するように構成されるが、ガイド内で互いに間隔を空けたガイド孔のそれぞれの群内に収容された接触要素の群(図9B中の2つの群40’であるが、これらに限定されるものでない)を互いに電気的に接続することができるように、ガイド内の導電トラック39により、互いに電気的に接続されることを提供することが可能である。
【0121】
最後に、図10Aおよび10Bに示す実施形態によれば、少なくとも1つの導電部(図中、導電部30’であるが、これに限定されるものでない)を備えるガイド40はさらに、共通の導電プレーンを形成する導電部に接続された少なくとも1つの回路部品50も備える。
【0122】
特に、図10Aの例では、ガイド40は少なくとも2つの導電部(図中、2つの第1の導電部30’であるが、これらに限定されるものでない)を備え、回路部品50はそれらに電気的に接続されている。例として、回路部品50は、それぞれの導電部に接続されたそのレオフォール(rheophores:電線、電極等)レオフォール50r(rheophore:電線、電極等)を有する、参照番号50でなお示すフィルタリングコンデンサーである。上記コンデンサー50は、グラウンド、電源、または入力/出力信号を搬送するように構成された接触要素を短絡させるのに適した導電部を互いに電気的に接続することができる。有利には、そうした実施形態は、コンデンサー50のフィルタリング効果を最大にし、したがって、グラウンドおよび電源信号を搬送する接触要素によってもたらされる干渉を最小値に低減し、および、ループバック手法を最適化することを可能にするが、それは、上記コンデンサー50がよって、(下方のガイド40上の)接触要素の接触先端のできる限り近くに、すなわち、ウェハ27の近くに位置付けられるからである。
【0123】
代替的には、図10Bに示すように、コンデンサー50が、複数のガイド孔(図中、導電部30’であるが、これに限定されるものでない)を含む導電部に接続された第1のレオフォール50r1、および、単一のガイド孔を含み、金属化する導電部に接続された他方のレオフォール50r2を有する構成を提供することも可能である。
【0124】
好ましくはフィルタリングコンデンサーである回路部品50は、さらに特定のニーズに適した任意の他の部品、例えば、ガイド内に形成された適切な収容座内に収容され得る、インダクターまたは抵抗器またはリレーであり得る。例えば、ループバック構成において短絡させるのに適した2つの導電部(例えば、図中、2つの第1の導電部30’であるが、これらに限定されるものでない)において1対のインダクターを接続し、それらの導電部において当該信号を監視することが可能である。
【0125】
まとめれば、本発明は、少なくとも1つのガイドが、同じ種類の信号を搬送する接触要素を収容するように構成された複数のガイド孔を含み、互いに電気的に接続する少なくとも1つの導電部を備える試験ヘッドを提供する。
【0126】
有利には、本発明によれば、グラウンド信号を収容する接触要素はしたがって、異なるグラウンドによって発生する信号雑音を大幅に低減し、(または、完全に除去する)ことを可能にする、(好ましくは下方のガイドにおける)試験ヘッド内で電気的に接続されるが、これは、ガイドの導電部が、グラウンド接触要素すべてに共通のグラウンドプレーンを形成するからである。
【0127】
同様に、電源信号を搬送する接触要素間の電気的接続も、試験ヘッド内の干渉、および、よって、ノイズを低減することに寄与する。このようにして、有利には、本発明によって、コモンモードのノイズを低減することが可能である。
【0128】
よって、本発明は、試験ヘッドの周波数特性の全体的な改善を可能にする。
【0129】
さらに、好ましくは下方のガイドにおいて、動作信号(すなわち、入力/出力信号)を搬送する接触要素間の電気的接続は、被試験デバイスの2つ以上の接触パッドを電気的に接続する必要性が存在している場合に、試験ヘッドの周波数特性の改善を可能にする。
【0130】
有利には、試験装置の対応する信号を搬送することなく、プローブの群を互いに、(および、よって、さらに、当該デバイスの対応するパッドに)短絡させることが可能であり、上記短絡は、下方の、および/または中間のガイドにおいて、すなわち、被試験デバイスの近くで生じ、このようにして、短絡の電気的特性を向上させる。
【0131】
グラウンドおよび電源接触要素を短絡させる可能性は、本発明の試験ヘッドの電流特性も改善させ、接触要素の焼損の可能性も回避する。
【0132】
さらに、適切な回路部品、特に、導電部に電気的に接続されたコンデンサーの存在のおかげで、信号フィルタリングによって、改善された特性を有する試験ヘッドを得ることも可能である。
【0133】
最後に、共通パッドの存在は、試験ヘッドのハウジングから直接、接触要素に対するアクセスを可能にし、そうした共通パッドはしたがって、複数の接触パッドを置き換え、さらに、それぞれの信号の監視を可能にする。
【0134】
明らかに、特定のニーズおよび仕様を満たすために、当業者は、すべて、以下の請求項によって画定されるような、本発明の保護範囲内に含まれる、上記試験ヘッドに対するいくつかの変更および修正を行うことが可能である。
図1
図2A
図2B
図2C
図3A
図3B
図3C
図3D
図4A
図4B
図5A
図5B
図6
図7
図8A
図8B
図8C
図9A
図9B
図10A
図10B