(57)【要約】【課題】集積回路等の高周波数における電気特性を測定するためのプローブシステムを提供する。【解決手段】絶縁基板と、この基板の第１側にあるテスト信号への接続用の細長い導体と、前記基板の第２側にある接地信号への接続用の導電部材と、前記第１側と前記第２側との間の導電径路と、前記導電径路に接続され、テスト中のデバイスをテストするための接点とを具えて、前記導電径路と前記基板の端との間にエアギャップがなく、前記導電径路と前記導電部材との電気的接続がないプローブ。
2005527823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) 絶縁基板と；
(b) 前記基板の第１の側によって支持され、テスト信号に電気的に相互接続するのに適した細長い導体と；
(c) 前記基板の第２の側によって支持され、接地信号に電気的に相互接続するのに適し、前記細長い導体の全長の大部分の下にある導電部材と；
(d) 前記基板の前記第１の側と前記基板の前記第２の側との間の導電径路と；
(e) 前記導電径路に電気的に相互接続され、テスト中のデバイスをテストするための接点とを具えて、
前記基板の厚さの少なくとも大部分について前記導電径路と前記基板の端との間にエアギャップがなく、前記導電径路と前記導電部材との電気的相互接続がないことを特徴とするプローブ。
【請求項２】
前記細長い導体が、同軸ケーブルの中心導体に電気的に相互接続されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記導電部材が、前記同軸ケーブルの前記中心導体を包囲する導体に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記基板が、前記同軸ケーブルによって支持されていることを特徴とする請求項３に記載のプローブ。
【請求項５】
前記基板が、前記同軸ケーブルのシェルフによって支持されていることを特徴とする請求項４に記載のプローブ。
【請求項６】
前記導電部材がほぼ平面であることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項７】
前記絶縁基板が準フレキシブルであることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項８】
前記絶縁基板が膜であることを特徴とする請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
前記絶縁基板が7以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１０】
前記絶縁基板が5以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１１】
前記絶縁基板が4以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１２】
前記絶縁基板が2以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１３】
前記接地信号が0Vであることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１４】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の50%以上を覆うことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１５】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の60%以上を覆うことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１６】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の70%以上を覆うことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１７】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の80%以上を覆うことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１８】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の90%以上を覆うことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１９】
前記導電部材、前記細長い導体、及び前記基板が集合的に、マイクロストリップ伝送構造を形成することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２０】
前記導電径路が、前記基板を通るバイアであることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２１】
前記導電部材が、前記接点の少なくとも50%を側面から包囲することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２２】
前記導電部材が、前記接点の少なくとも70%を側面から包囲することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２３】
前記導電部材が、前記接点の100%を側面から包囲することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２４】
前記接点がバンプの形態であることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２５】
前記接点が導電フィンガーの形態であることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２６】
前記フィンガーがカンチレバーであることを特徴とする請求項２５に記載のプローブ。
【請求項２７】
前記基板が40ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２８】
前記基板が30ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項２９】
前記基板が20ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３０】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の10倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３１】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の7倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３２】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の5倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３３】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の4倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３４】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の2倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３５】
プローブが、
(a) 第１の側に細長い導体を支持する絶縁基板と、前記基板の第２の側によって支持される導電部材とを具えて、前記導電部材が、前記細長い導体の全長の大部分の下にあり；
(b) 前記プローブがさらに、前記基板の前記第１の側と前記基板の前記第２の側との間の導電径路を具えて、前記導電径路が、前記基板の厚さの少なくとも大部分については、前記基板の周辺領域内にあり；
(c) 前記プローブがさらに、前記導電径路に電気的に相互接続され、テスト中のデバイスをテストするための接点を具えていることを特徴とするプローブ。
【請求項３６】
前記細長い導体が、同軸ケーブルの中心導体に電気的に相互接続されていることを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項３７】
前記導電部材が、前記同軸ケーブルの前記中心導体を包囲する導体に電気的に接続されていることを特徴とする請求項３６に記載のプローブ。
【請求項３８】
前記絶縁基板がフレキシブルであることを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項３９】
前記絶縁基板が膜であることを特徴とする請求項３８に記載のプローブ。
【請求項４０】
前記絶縁基板が7以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４１】
前記絶縁基板が5以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４２】
前記絶縁基板が4以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４３】
前記絶縁基板が2以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４４】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の50%以上を覆うことを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４５】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の60%以上を覆うことを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４６】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の70%以上を覆うことを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４７】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の80%以上を覆うことを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４８】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の90%以上を覆うことを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項４９】
前記導電部材、前記細長い導体、及び前記基板が集合的に、マイクロストリップ伝送構造を形成することを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５０】
前記基板が40ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５１】
前記基板が20ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５２】
前記基板が10ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５３】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の10倍以下であることを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５４】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の7倍以下であることを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５５】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の5倍以下であることを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５６】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の4倍以下であることを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５７】
さらに、前記細長い導体の上に配置した他の導電部材を具えて、前記細長い導体と前記導電部材との間の距離が、前記細長い導体と前記他の導電部材との間の距離の2倍以下であることを特徴とする請求項３５に記載のプローブ。
【請求項５８】
(a) 絶縁基板と；
(b) 前記基板の第１の側によって支持され、テスト信号に電気的に相互接続するのに適した細長い導体と；
(c) 前記基板の第２の側によって支持され、接地信号に電気的に相互接続するのに適し、前記細長い導体の全長の大部分の下にある導電部材と；
(d) 前記基板の前記第１の側と前記基板の前記第２の側との間の導電径路と；
(e) 前記導電径路に電気的に相互接続され、テスト中のデバイスをテストするための接点とを具えて、
(f) 前記基板が、40ミクロン以下の厚さ、及び7以下の比誘電率を有し、
前記導電径路と前記導電部材との電気的相互接続がないことを特徴とするプローブ。
【請求項５９】
前記第１の側と前記第２の側との間の前記導電径路が、前記基板の厚さの少なくとも大部分については、前記導電径路と前記基板の端との間にエアギャップがない態様であることを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項６０】
前記細長い導体が、同軸ケーブルの中心導体に電気的に相互接続されていることを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項６１】
前記導電部材が、前記同軸ケーブルの前記中心導体を包囲する導体に電気的に接続されていることを特徴とする請求項６０に記載のプローブ。
【請求項６２】
前記基板が、前記同軸ケーブルによって支持されていることを特徴とする請求項６１に記載のプローブ。
【請求項６３】
前記基板が、前記同軸ケーブルのシェルフによって支持されていることを特徴とする請求項６２に記載のプローブ。
【請求項６４】
前記導電部材がほぼ平面であることを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項６５】
前記絶縁基板が準フレキシブルであることを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項６６】
前記絶縁基板が膜であることを特徴とする請求項６５に記載のプローブ。
【請求項６７】
前記絶縁基板が5以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項６８】
前記絶縁基板が4以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項６９】
前記絶縁基板が2以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７０】
前記接地信号が0Vであることを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７１】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の50%以上を覆うことを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７２】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の60%以上を覆うことを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７３】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の70%以上を覆うことを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７４】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の80%以上を覆うことを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７５】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の90%以上を覆うことを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７６】
前記導電部材、前記細長い導体、及び前記基板が集合的に、マイクロストリップ伝送構造を形成することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７７】
前記導電径路が、前記基板を通るバイアであることを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７８】
前記導電部材が、前記接点の少なくとも50%を側面から包囲することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項７９】
前記導電部材が、前記接点の少なくとも75%を側面から包囲することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項８０】
前記導電部材が、前記接点の100%を側面から包囲することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項８１】
前記接点がバンプの形態であることを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項８２】
前記接点が導電フィンガーの形態であることを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項８３】
前記基板が30ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項８４】
前記基板が20ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項５８に記載のプローブ。
【請求項８５】
(a) 第１の側に細長い導体を支持する絶縁基板と、前記基板の第２の側によって支持され、前記細長い導体の全長の大部分の下にある導電部材と；
(b) 前記基板の前記第１の側と前記基板の前記第２の側との間の導電径路と；
(c) 前記導電径路に電気的に相互接続され、テスト中のデバイスをテストするための接点とを具えて、
(d) 前記基板が、40ミクロン以下の厚さ、及び7以下の比誘電率を有することを特徴とするプローブ。
【請求項８６】
前記導電径路が、前記基板の厚さの少なくとも大部分については、前記基板の周辺領域内にあることを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項８７】
前記細長い導体が、同軸ケーブルの中心導体に電気的に相互接続されていることを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項８８】
前記導電部材が、前記同軸ケーブルの前記中心導体を包囲する導体に電気的に接続されていることを特徴とする請求項８７に記載のプローブ。
【請求項８９】
前記絶縁基板がフレキシブルであることを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９０】
前記絶縁基板が膜であることを特徴とする請求項８９に記載のプローブ。
【請求項９１】
前記絶縁基板が5以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９２】
前記絶縁基板が4以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９３】
前記絶縁基板が2以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９４】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の50%以上を覆うことを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９５】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の60%以上を覆うことを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９６】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の70%以上を覆うことを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９７】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の80%以上を覆うことを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９８】
前記導電部材が、前記基板の前記第２の側の90%以上を覆うことを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項９９】
前記導電部材、前記細長い導体、及び前記基板が集合的に、マイクロストリップ伝送構造を形成することを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項１００】
前記基板が30ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項１０１】
前記基板が20ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項８５に記載のプローブ。
【請求項１０２】
(a) 第１の側に細長い導体を支持する絶縁基板と、前記基板の第２の側によって支持される導電部材と；
(b) 前記基板の前記第１の側と前記基板の前記第２の側との間の導電径路と；
(c) 前記導電径路に電気的に相互接続され、テスト中のデバイスをテストするための接点とを具えて、
(d) 前記絶縁基板に相互接続された同軸ケーブルとを具えて、前記接点に前記テスト中のデバイスが取り付けられていない際に、前記同軸ケーブルを引っ張り状態に維持することを特徴とするプローブ。
【請求項１０３】
前記基板が、40ミクロン以下の厚さ、及び7以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項１０２に記載のプローブ。
【請求項１０４】
前記導電径路が、前記基板の厚さの少なくとも大部分については、前記基板の周辺領域内にあることを特徴とする請求項１０２に記載のプローブ。
【請求項１０５】
前記細長い導体が、同軸ケーブルの中心導体に電気的に相互接続されていることを特徴とする請求項１０２に記載のプローブ。
【請求項１０６】
前記導電部材が、前記同軸ケーブルの前記中心導体を包囲する導体に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０２に記載のプローブ。
【請求項１０７】
(a) 細長い導体を支持する絶縁基板と；
(b) 前記細長い導体に電気的に相互接続され、テスト中のデバイスをテストするためのプローブ素子と；
(c) 前記絶縁基板に相互接続された同軸ケーブルとを具えて、前記プローブ素子に前記テスト中のデバイスが取り付けられていない際に、前記同軸ケーブルを引っ張り状態に維持することを特徴とするプローブ。
【請求項１０８】
前記プローブ素子と前記テスト中のデバイスとの間に十分な圧力が加えられた際に、前記引っ張り状態を解放することを特徴とする請求項１０７に記載のプローブ。
【請求項１０９】
前記基板が、40ミクロン以下の厚さ、及び7以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項１０７に記載のプローブ。
【請求項１１０】
前記細長い導体が、同軸ケーブルの中心導体に電気的に相互接続されていることを特徴とする請求項１０７に記載のプローブ。
【請求項１１１】
(a) 第１の側に細長い導体を支持する絶縁基板と、前記基板の第２の側によって支持される導電部材と；
(b) 前記基板の前記第１の側と前記基板の前記第２の側との間の導電径路と；
(c) 前記導電径路に電気的に相互接続され、テスト中のデバイスをテストするための接点とを具えて、
(d) 前記接点が、前記絶縁基板の前記接点に隣接する面に対して、150ミクロン以下の高さを有することを特徴とするプローブ。
【請求項１１２】
前記接点が、前記絶縁基板の前記接点に隣接する面に対して、150ミクロン以下の高さを有することを特徴とする請求項１１１に記載のプローブ。
【請求項１１３】
前記接点が、前記絶縁基板の前記接点に隣接する面に対して、100ミクロン以下の高さを有することを特徴とする請求項１１１に記載のプローブ。
【請求項１１４】
前記接点が、前記絶縁基板の前記接点に隣接する面に対して、75ミクロン以下の高さを有することを特徴とする請求項１１１に記載のプローブ。
【請求項１１５】
前記接点が、前記絶縁基板の前記接点に隣接する面に対して、55ミクロン以下の高さを有することを特徴とする請求項１１１に記載のプローブ。
【請求項１１６】
さらに、前記絶縁基板に相互接続された同軸ケーブルを具えて、前記接点に前記テスト中のデバイスが取り付けられていない際に、前記同軸ケーブルを引っ張り状態に維持することを特徴とする請求項１１１に記載のプローブ。
【請求項１１７】
前記基板が、40ミクロン以下の厚さ、及び7以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項１１１に記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、集積回路あるいは他のマイクロエレクトロニクス・デバイスの高周波数における電気特性を測定するためのプローブ測定システムに関するものである。
【０００２】
【特許文献１】米国特許3,445,770号  集積回路及び他の形態のマイクロエレクトロニクス・デバイスの測定用に開発された多くの種類のプローブ・アセンブリ（組立体）が存在する。１つの代表的な種類のアセンブリは回路カードを使用し、このカードの上側に、信号線及び接地線として作用する細長い導電トレース（線）が形成されている。カード内には中心開口部が形成され、この開口部に隣接する各信号トレースの端には針状のプローブチップ（プローブの先端）が取り付けられて、これにより、テストされるマイクロエレクトロニクス・デバイスの狭い間隔のパッドに選択的に接続するための、中心に向かって収束する針状のチップ（先端）が半径方向に伸びるアレイが、前記アセンブリによって提供される。この種類のプローブ・アセンブリは、例えば、発明者Harmonの米国特許3,445,770号に示されている。しかし、この種類のプローブ・アセンブリは、GHzの範囲であるマイクロ波の周波数を含む、より高い周波数に用いるには不適切である、というのは、こうした周波数では、前記針状のチップが誘導素子として作用し、そして、このインダクタンスに容量効果を以って適切に対抗して、多かれ少なかれ抵抗効果である広帯域の特性を生じさせるための結合素子が存在しないからである。従って、今述べた種類のプローブ・アセンブリは、信号反射のレベルが高いこと、及び針状のプローブチップに生じる実質的な誘導損失により、マイクロ波の周波数での使用には不適切である。
【０００３】
【特許文献２】米国特許3,849,728号
【特許文献３】特開平1-209,380号
【特許文献４】米国特許4,749,942号
【特許文献５】米国特許4,593,243号
【特許文献６】米国特許4,727,319号
【特許文献７】特開昭60-223,138号  上述した基本的なプローブカード・システムで可能な周波数よりも幾分高い周波数におけるデバイスの測定値を得るために、関係する種々のプローブシステムが開発されてきた。こうしたシステムは、例えば、発明者Evansの米国特許3,849,728号、発明者菊地の特開平1-209,380号、発明者Sang他の米国特許4,749,942号、発明者Lao他の米国特許米国特許4,593,243号、及び発明者Shahriaryの米国特許4,727,319号に示されている。さらに他の関係するシステムは、発明者川鍋の特開昭60-223,138号に示され、この出願公開は、針状のチップを有するプローブ・アセンブリを記載し、これらのチップは、プローブカードの代わりに同軸ケーブル状の構造から伸びている。これらの各システムの共通の特徴は、不連続の領域及び誘導損失の量を最小化するために、各針状プローブチップの分離した部分が、テスト中のデバイスを直接包囲する領域に限定されている、とういことである。しかし、これらの種類のプローブの構成における種々の実際上の制約により、この方法によってもたらされる、より高周波における性能の改善は、限られたものに過ぎない。例えば、米国特許4,727,319号では、各針状チップの長さは、各チップと支持プローブカードとの間にわたる広幅の導電ブレードを用いることによって最小化され、これらのブレードは、互いに対して配置されてストリップ線型の伝送線構造を形成するように設計されている。しかし、実際には、ブレードの対向面どうしの間隔の適切な量、及び前記針状のプローブチップの端どうしの間の適正なピッチを正確に維持ししつつ、各ブレードの薄い垂直端を、カード上の対応するトレースに結合することは困難である。
【０００４】
【特許文献８】米国特許4,697,143号  入力端子とプローブチップとの間の被制御インピーダンスの低損失径路を提供することが可能なプローブアセンブリの１つの型は、発明者Lockwood他の米国特許4,697,143号に示されている。この米国特許では、ストリップ状トレースの接地−信号−接地の配置を、アルミナ基板の下側に形成して、これにより、この基板上にコプレーナ（共平面型）伝送線を形成している。これらのトレースの一方の端では、接地トレースと、接地トレース間に挟まれた対応する信号トレースとの関連対を、対毎に、同軸ケーブルコネクタのそれぞれ外周導体及び中心導体に接続している。これらのトレースの他方の端には、耐磨耗導体の領域を設けて、テストすべきデバイスのそれぞれのパッドとの電気接続を高い信頼性で確立している。フェライトを含むマイクロ波吸収材料の層を、基板の周囲に実装して、各接地−信号−接地トレースパターンの全長の大部分におけるスプリアス（寄生）マイクロ波エネルギーを吸収している。この種の構成によれば、被制御の高周波インピーダンス（例えば50Ω）を、テスト中のデバイスに至るプローブチップに存在させて、例えばDCから18GHzまでの範囲内の広帯域信号が、わずかな損失で、プローブアセンブリの一方の端から他方の端まで、各接地−信号−接地のトレースパターンによって形成される線に沿って進むことができる。米国特許4,697,143号に示されているプローブ・アセンブリは、より高いマイクロ波周波数では満足な電気的性能を提供し得ず、マイクロ波プローブ技術では、不均等なプローブパッドに適合するための追従の必要性が存在する。
【０００５】
【特許文献４】米国特許4,894,612号
【特許文献５】米国特許4,116,523号
【特許文献６】米国特許4,871,964号  プローブのチップ導体と、デバイスの非平面状のパッドまたは表面のアレイとの間の、改善された空間的適合を達成するために、いくつかの高周波プローブ・アセンブリが開発されてきた。こうしたアセンブリは、例えば、発明者Drake他の米国特許4,894,612号、発明者Coberly他の米国特許4,116,523号、及び発明者Boll他の米国特許4,871,964号に記載されている。米国特許4,894,612号のプローブ・アセンブリは、下側に複数の導電トレースを形成した基板を含み、これらのトレースが集まってコプレーナ伝送線を形成している。しかし、米国特許4,894,612号に示されている一具体例では、基板のチップ端に刻み目を付けて、各トレースが刻み目の互いに分離した歯まで伸びて、前記基板が適度にフレキシブル（可撓性）な非セラミック材料製である。この適度にフレキシブルな基板は、各歯が、他の歯とは独立して柔軟に屈曲することを、少なくとも限られた程度で可能にして、これにより、トレース端の、テスト中のデバイス上のやや非平面状の接点への空間的適合を可能にしている。しかし、米国特許4,894,612号のプローブ・アセンブリの、高周波数での性能は不十分である。
【０００６】
上記米国特許4,116,523号に示されているプローブ・アセンブリに関しては、接地導体が一対の板バネ部材を具えて、これらの部材の後部を、ミニチュア（小型）同軸ケーブルの端に形成した直径上に対向するスロット（挿入口）に受け入れて、このケーブルの円筒形の外周導体と電気的に接続している。このケーブルの中心導体は、このケーブルの端（即ち、外周導体の端及び内周絶縁体によって規定される端）より先に伸びて次第に細くなり、先を丸くしたピン状部材を形成している。この構成によれば、このピン状に伸びる中心導体を、前記板バネ部材のそれぞれの前向き部分どうしの間のおよそ中央の位置に、間をあけて離して配置して、これにより、これらの板バネ部材との組合せで、接地−信号−接地のコプレーナ伝送線構造におよそ近いものを形成している。この特定構成の利点は、前記ピン状に伸びるケーブルの中心導体、及び前記板バネ部材のそれぞれの前向き部分の各々が互いに独立して可動であり、このため、これらのそれぞれの部材の端が、テスト中のデバイス上のあらゆる非平面状の接点領域との空間的に適合した接触を確立することができる、ということである。他方では、前記ピン状部材とそれぞれの前記板バネ部材との間の横方向の間隔は、これらの部材の端を、テスト中のデバイスの接点パッドに押し付ける強さに応じて変化する。換言すれば、このプローブ構造の伝送特性は、それぞれのチップ部材どうしの間隔に依存して、特に高いマイクロ波周波数では、各プローブサイクル中に不規則に変化する。
【０００７】
【特許文献７】米国特許5,565,788号  発明者Burr他の米国特許5,565,788号は、内部導体を同心円状に包囲する外周導体を具えた同軸ケーブルの支持部分を含むマイクロ波プローブを開示している。このマイクロ波プローブのチップ部分は、中心信号導体、及び一般に、この中心信号導体と共通の平面に沿うように通常は互いに平行な関係に配置した１つ以上の接地導体を含み、これにより、被制御インピーダンス構造を形成している。図１に示すように、この中心導体に前記信号導体を電気的に接続して、この外周導体に前記接地導体を電気的に接続する。シールド（遮蔽）部材を前記接地導体に相互接続して、このシールド部材は、前記チップ部分の底部側にある前記信号導体の少なくとも一部を覆っている。このシールド部材は前記チップの端に向かって次第に細くなり、導電フィンガー（指状突起）の先端用の開口部を有する。前記信号導体及び前記接地導体の各々が、前記シールド部材を越えて伸びる端部を有し、これらの端部は、前記シールド部材が存在するにもかかわらず、互いに対し、そして前記共通平面から離れるように弾力的に曲がることができ、これにより、非平面状の表面を有するプローブ装置を可能にする。
【０００８】
他の具体例では、米国特許5,565,788号は、図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃに示すように、外周導体によって包囲された内部導体を具えた同軸ケーブルの支持部分を含むマイクロ波プローブを開示している。このマイクロ波プローブのチップ部分は、絶縁基板の上側に沿って伸びる信号線を含み、この信号線は、プローブのフィンガーを前記内部導体に接続する。前記絶縁基板の下側に金属シールドを付加することができ、この金属シールドは、前記外周金属導体に結合することができる。接地接続したフィンガーを前記信号導体に隣接して配置し、これらのフィンガーを、前記絶縁基板を通るバイア（貫通孔）によって前記金属シールドに接続している。前記信号導体を前記内部導体に電気的に接続して、接地面を前記外周導体に電気的に接続している。前記信号導体及び（バイア経由で前記シールドに接続した）前記接地導体フィンガーの各々が、前記シールド部材を越えて伸びる端部を有し、これらの端部は、前記シールド部材が存在するにもかかわらず、互いに対し、そして前記共通平面から離れるように弾力的に曲がることができ、これにより、非平面状の表面を有するプローブ装置を可能にする。米国特許5,565,788号による構造は、広い周波数範囲の一様な結果を提供することを意図したものであるが、これらは不都合なことに、高いマイクロ波周波数では非一様な応答特性を有しがちである。
【０００９】
（発明の概要）
本願の発明者は、米国特許5,565,788号に開示されたコプレーナ（共平面型）でフィンガー付きのプローブ装置を、コプレーナ（共平面型の）フィンガー構成、及びマイクロストリップから伸びるフィンガーを有するマイクロストリップ構成を含めて考察した。両方の場合において、プローブ測定中に、フィンガー間に電磁界が生じる。これらの電磁界は各フィンガーを取り巻いて、信号フィンガーを接地フィンガーに電気的に結合し、そして接地フィンガーを互いに結合している。このプローブ装置はプローブ測定に用いられるが、フィンガーを包囲する結果的な電磁界はウエハー環境と相互作用する。ウエハーの異なる領域をプローブ測定する間に、フィンガー周囲の電磁界とウエハーとの間の相互作用は、一般に既知の様式で変化する。相互作用における重大な未知の変化があれば、テスト中のデバイスをプローブ測定する間に環境条件を較正し切ることは、不可能ではなくても困難である。
【００１０】
多数のプローブを同時に用いてウエハーの同じ領域をプローブ測定する際には、プローブのチップ（先端）が互いに近接して、プローブ間に、一般にクロストークと称される追加的な結合が生じる。これに加えて、フィンガー用の支持体、例えば絶縁基板と、これらのフィンガーが伸びる部分との間の領域に大きな容量（キャパシタンス）が生じて、この容量が高周波測定の妨げとなる。
【００１１】
本願の発明者は、米国特許5,565,788号に開示されたマイクロチップ構造がさらに、例えば70GHzを超える非常に高い周波数では較正テスト基板上で較正を良好に行わない、ということを掌握した。この予期せぬ非較正の効果を試験した後に、本願の発明者は、こうした極端な周波数では、主要な電磁界モード以外の「不所望な」モードにおいてエネルギーが生じるものと考えた。この「不所望な」モードは、信号径路からの予期せぬ電流漏れを生じさせて、これにより、信号の保全性（インテグリティ、品質）を劣化させる。本願の発明者はさらに、この「不所望な」モードは、例えば接地面とケーブルの外部部分との間の接続を含めた接地径路中の不連続性、及び接地面内のインダクタンスの結果としての、接地面内の共振エネルギーを伴うものと考えた。この接地面の共振エネルギーは、テスト中のデバイスに至る信号径路中のエネルギーに予測不可能な変化を生じさせて、これにより性能を劣化させる。この劣化は、より低い動作周波数では目立たず、従って、この劣化の影響をなくすか、さもなければ減らすために既存のプローブの設計を変更する動機が存在しない。
【００１２】
（好適な実施例の詳細な説明）
図３に示すように、半剛性の同軸ケーブル４０の後方の端がコネクタ（図示せず）に電気的に接続されている。同軸ケーブル４０は通常、内部導体４１、絶縁材料４２、及び外周導体４３を含む。同軸ケーブル４０は同様に、所望すれば他の材料の層を含むことができる。ケーブル４０の前方の端は、自由に（固定されずに）懸垂されて、この状態で、プローブのプローブ端用の可動の支持体として作用することが好ましい。
【００１３】
マイクロストリップ型のチップ８０は、同軸ケーブル４０の端に取り付けた絶縁基板８８を含む。ケーブル４０の下側を切除してシェルフ（棚状の支え）８５を形成して、シェルフ８５に絶縁基板８８を取り付ける。あるいはまた、絶縁基板８８は、ケーブルから切除した上向きに接するシェルフ、あるいはシェルフなしでケーブルの端によって支持することができる。図４に示すように、完全な平面であることが好ましい導体シールド９０を、基板８８の底部に取り付ける。導体シールド（遮蔽）９０は例えば、基板８８に取り付けた薄い導電材料（あるいは他のもの）とすることができる。低い特性を有する概ね平面状の導電材料を用いることによって、シールド９０が、テスト中のデバイスに不用意に接触することにより、テスト中のデバイスを有効にプローブ測定する能力に影響を与えることを、より起きにくくする。導体シールド９０を外周導体４３に電気的に結合して、接地面を形成する。外周導体４３にはあらゆる適切な電位（DCでもACでもよい）を与えることができるが、外周導体４３は一般に接地に接続する。導体シールド９０は、基板８８の下面をすべて覆うことが好ましい。あるいはまた、導体シールド９０は、基板８８の反対側にある導電信号トレースの全長の50%、60%、70%、80%、90%以上、かつ／あるいは、この導電信号トレースの大部分（あるいはそれ以上）の直下の領域を覆うことができる。
【００１４】
１つ以上の導電信号トレース９２を、基板８８の上面によって支持する。導電トレース９２は、例えば、何らかの技法を用いて堆積させるか、さもなければ、基板８８の上面によって支持することができる。導電トレース９２は、同軸ケーブル４０の内部導体４１に電気的に相互接続する。同軸ケーブル４０の内部導体４１、及び導電トレース９２は通常、テスト中のデバイスへ、及びテスト中のデバイスから信号を搬送する。導電トレース９２は、絶縁材料８８によって分離されたシールド層９０と共に、一種のマイクロチップ伝送構造を形成する。所望すれば、シールド層９０の上、下、及び／またはシールド層９０と導電トレース９２との間の他の層を具えることができる。
【００１５】
前述した予期しない高周波信号の劣化の影響を低減するために、本願の発明者は、信号径路が、基板８８を通る導電バイア９４を含むことができると判断した。導電バイア９４は、信号径路を、基板８８の上面から基板８８の下面に移す手立てを提供する。導電バイア９４は、基板８８の端から外に伸びる導電フィンガーを用いる必要性を回避し、さもなければ、基板８８の端とこの端から伸びるフィンガーとの間に大きな容量（キャパシタンス）が生じる。導電バイア９４は、基板８８の厚さの少なくとも大部分について基板８８と導電バイア９４との間にエアギャップ（空隙）がない方法で、基板８８の一方の側から基板８８の他方の側への径路を提供する。これに加えて、シールド層９０は、バイア９４より先まで伸びて、追加的なシールド（遮蔽）を提供することが好ましい。
【００１６】
図５に示すように、基板８８の下面に接点バンプ１００及びシールド９０があり、接点バンプ１００は、バイア９４及び基板８８の下面の下に伸びるトレース９２に電気的に接続されて、シールド９０は、プローブ測定中に、テスト中のデバイスと接触させるために用いることができる。導体シールド９０は、接点バンプ１００の周囲に「パターン化した」部分を具えて、これにより、シールド層９０と前記信号径路とが電気的に相互接続しなくすることができる（例えば、シールド９０を、ある点における接点の50%、75%以上とするか、あるいは、シールド層９０が接点全体を側面から包囲することができる）。なお、これらの接点はあらゆる適切な形態を採ることができ、例えば、バンプ、パターン化構造、導体構造、針状の構造、あるいは伸長した導体である。導体シールド９０はバンプを側面から取り囲んで、外部電磁界に対する抵抗を増加させることができる。また、導電バンプ１００より先に伸びる導体導体シールド９０は、他のプローブからのクロストークを低減する。一部のプローブ測定の応用については、所望すれば、１つ以上のシールド９０の接点１０２を設けることができる。シールド層９０及び導電トレース９２は通常、マイクロストリップ伝送線で制御されるインピーダンス構造を提供すべく構成する。一般に、前記信号線はテスト信号を有し、シールド９０は接地電位を有するが、これら２つの導電径路は同様に、他の何らかの構成とすることができ、例えば、接地に対して変動する平衡入力である。
【００１７】
図６に示すように、前記プローブは外周円錐形の上部シールド１１０を採用することができる。同軸ケーブルの外周導体４３を上部シールド１１０に接続し、従って接地に電気的に接続される。この設計は、同軸ケーブルとプローブの端との間の円滑な遷移を提供する。従って前記プローブは、円錐部分の先端に遷移するようにシールドされる。
【００１８】
上部シールド１１０は、次第に細くなる（テーパを付けた）円筒部分を有し、その前端は次第に細くなる（テーパ付きの）チップであり、その後端は、外周導体４３に、その円周沿って連続的に接触する輪郭であり、これにより、外周導体４３と、シールド９０のフリンジ電磁界（端部から出る電磁界）を生じさせ得る部分との間にはギャップ（間隙、隙間）が存在せず、フリンジ電磁界はプローブ測定に影響し得る。同様に、所望すれば、シールド１１０には他の何らかの形状を用いることができる。これに加えて、前記前端はバイア９４を越えて伸びて、実質的に閉じた領域を形成して、これにより、前記前端におけるフリンジ電磁界が低減されることが好ましい。シールド９０は、あらゆる外部構造への寄生結合を低減して、シールド９０を単一の金属片（ピース）として構成することが、アセンブリ（組立体）の複雑性を低減する。シールド９０が薄い箔製であり、製造プロセスによって形成できることが好ましい。シールド９０は堆積させることも、あるいは他の材料製とすることもできる。
【００１９】
下部シールド部材９０は、導電トレース９２の下の、前記フィンガーとテスト中のデバイスを保持するチャックとの間に伸びる。従って、シールド９０は接地面共振モードの発生を阻止（ブロック）し、さもなければ、接地面共振モードが、テスト中のデバイスからの信号に影響を与えて、この信号を劣化させ得る。
【００２０】
図７に示すように、代案の実施例では、バイア９４に電気的に相互接続される導電フィンガー１１２または他の細長い導電素子を設けることができる。１つ以上の追加的な接地フィンガー１１４を、下部シールド材料に電気的に接続することができる。所望すれば、それぞれのフィンガーが、基板から離れるように下に伸びるカンチレバー（片持ちはり）部分を含むことができる。これらのカンチレバー部分は、互いに横方向に間隔をあけて配置して、これにより、協働して被制御の伝送線を形成して、ケーブル上のそれぞれの導体とテスト中のデバイスのそれぞれのパッドとの間で低損失の伝送が行えることが好ましい。
【００２１】
曲面を含む上部シールド１１０の使用は、信号の保全性（インテグリティ、品質）の改善をもたらすが、上部シールド１１０の構造の変更は、高い周波数における信号の保全性に何らかの制約をもたらしがちであり、従って動作の妨げとなる。例えば、上部シールド１１０の高さの変更は、信号導体の長さ方向に沿った電磁界パターンを変化させる。これに加えて、上部シールド１１０の製造の複雑性が増加する。さらに、大部分の場合には、マイクロ波のマイクロストリップ伝送構造は導体ケースのような筐体内に密閉され、従って、上部シールド構造を具える動機が低下する。
【００２２】
高い周波数における性能をさらに向上させるために、本願の発明者は基板材料の影響を考察した。多くの場合には、Ａl2Ｏ3のような絶縁基板材料の誘電率は高く、Ａl2Ｏ3は比誘電率9.9を有する。高い誘電率を有する材料は、内部に電磁界を集中させる傾向を有し、これにより、他のデバイスによる影響を受けやすい電磁界を低減する。これに加えて、基板の厚さは一般に、機械的安定性を提供するために250〜500ミクロンである。従って、電磁界は基板内に集中しやすい。
【００２３】
【特許文献８】米国特許5,914,613号  図８に示すように、こうした基板を考察するうちに、本願の発明者は、より剛性のある基板８８をフレキシブル（可撓性膜基板）に置き換えることができる、という認識に至った。膜材料の例は米国特許5,914,613号に記載され、この特許は、本明細書で引用した他のすべての参考文献と共に、参考文献として本明細書に含める。一般に、膜にもとづくプローブは、基板上に支持されるトレースを基板上に支持されるコーティング部分と共に有するフレキシブル（または準フレキシブル）基板によって特徴付けられる。プローブの膜部分は犠牲基板から構成することができ、犠牲基板の内部に窪みを生成する。この窪み内に導電材料を配置し、所望すればその上にトレースを配置して、このトレース上あるいはトレース下にフレキシブル絶縁材料を配置する。その後に、前記犠牲基板を除去して、プローブチップ（先端）、トレース、及び膜材料が残る。前記コーティング部分がテスト中のデバイスと接触して、前記トレースは通常、前記膜とは反対側にあり、バイアを用いて前記コーティング部分に接続される。多くの場合には、膜技術は、セラミックベースの基板（例えば基板８８を参照）よりも大幅に薄くすることができ、例えば40、30、20、10、5、3ミクロン、あるいはそれ以下である。通常、膜材料の比誘電率は7またはそれ以下であり、使用する特定材料次第では時として6、5、4ミクロン以下になる。通常は、低誘電率の基板を用いることは不適切であるが、大幅に薄い基板を低誘電率の基板と共に用いることは、有効な信号伝送の理論的な周波数範囲を何百GHzにも押し上げる。大幅に薄い基板材料は、より低度のシールド材料を、比較的厚いセラミック基板よりも前記信号トレースのずっと近くに配置することを可能にし、従って、前記電磁界をこれらの間に漏れなく閉じ込めやすくなる。膜材料内に電界を漏れなく閉じ込めることにより、本願の発明者は、この膜材料の高周波数の性能は、上部シールド材料をこの膜材料上に配置することによって増加すると判断した。さらに、上部シールド材料も同様に、これに対応して信号径路に近づけるべきであり、従って、前に用いた、前記信号トレースから大きな距離の所に配置した曲面状の上部シールド材料は、通常は十分なものであり得ない。従って、前記シールド材料を、前記膜材料上でパターン化して、前記信号トレースと前記上部シールド材料との間に絶縁体を設けるべきである。多くの場合には、前記信号トレースと、この信号トレースの直上にある前記上部シールドとの間の距離は、前記信号トレースと下部シールド材料との間の距離の10倍だけにすべきである。前述した距離は、7、5、4、または2倍であることが、より好ましい。
【００２４】
大部分のプローブにおけるように、膜ベースのプローブがテスト中のデバイスと接触する際には、追加的な圧力が加わると、このプローブがパッド上で滑りやすくなる。この滑りは、角度付きのプローブ、及び／またはテストパッドに対する圧力が増加する間に曲がる同軸ケーブルの結果である。限られた量の滑りは、酸化層を「こすり」取るために有用であり、このことは、少なくとも部分的には、適切な量の圧力または滑りによって生じ、さもなければ酸化層が接触パッド上に形成され得る。多くの場合には、テストパッドは一般に比較的小さく、少し過大な圧力が加わることによる過剰な滑りは、単にプローブがテストパッドから滑り出ることになる。これに加えて、過大な圧力が加われば、プローブ及び／または接触パッドの損傷が生じ得る。従って、維持すべき圧力及び滑りの許容範囲が存在する。
【００２５】
図９に、例示目的で、力が加えられる結果としての、プローブによって加えられる力に対するプローブの垂直方向の変形を示す。線４００は「こわさ」の低いプローブを示し、線４０２はこわさの高いプローブを示す。縦線４０４は、プローブが接触パッドから出やすくなる前の最大滑り距離を示し、従って、プローブが接触パッドに接触した後に、プローブが進む最大距離を示す。縦線４０６は、酸化層を十分に「こする」距離を保証するために一般に許容されるプローブの最小滑り距離を示し、さもなければ酸化層が接触パッド上に形成され、従って縦線４０６は、プローブが接触パッドに接触した後に、一般に許容される、プローブが進む最小距離を示す。一般に、有用な進みの範囲はおよそ50〜200ミクロンである。横線４０８は、プローブ及び／または接触パッドの損傷を最小にすべく、プローブが加えることのできる最大許容力を示す。横線４１０は、酸化層を壊すのに十分な圧力を加えるべく、プローブが加えるべき最小許容力を示し、さもなければ、酸化層が接触パッド上に形成される。
【００２６】
（この例では）矩形領域が存在して、この矩形領域内で、許容できる進み及び力が、プローブによって接点パッドに加えられることがわかる。低い「こわさ」のプローブ４００については、許容可能なプローブ測定が行われる範囲を４２０で示す。この距離４２０は、縦線４０４と４０６との間である最大範囲未満を用い、従って、オペレータ（操作者）が進みを慎重に制御しなければならないことがわかる。高い「こわさ」のプローブ４０２については、許容可能なプローブ測定が行われる範囲を４２２で示す。この距離４２２は、縦線４０４と４０６との間である最大範囲未満を用い、従って、オペレータが進みを慎重に制御しなければならないことがわかる。従って、許容可能な動作領域を確立するためには、プローブの「こわさ」を慎重に制御する必要があり、このことは困難である。さらに、上記滑りと進みにはある関係が存在し、この関係も制御することができる。過小な滑りは問題である、というのは、ある程度のこすり動作が接触抵抗を改善し、横方向の動きが、接点が行われたことを（顕微鏡によって）視認させるからである。過大な滑りも問題である、というのは、良好な接触抵抗のために十分な力が得られる前に、プローブチップがパッド上を滑り出るからである。プリロード（事前装荷）は、プローブの曲率及びプリロードの位置を変化させることによって、滑りの割合を調整する機会を提供する。
【００２７】
プローブの「こわさ」に固有であると見られる制約を考察した後に、本願の発明者は、比較的フレキシブルな（柔軟性のある）プローブを、このプローブによって加えるべき力の一部をプレロードする（事前に加える）ことと共に用いることによって、前記許容領域により入りやすい修正した力−距離特性が得られる、という認識に至った。修正した力−距離特性は、プローブを修正しないで達成されるよりも、許容可能なプローブ測定範囲をより含むことができ、即ち、前記矩形領域内のより広いプローブ測定範囲を含むことができる。図１０に示すように、このプリロードは、プローブを上向きに曲げるためのストリング４４０（図１１）または他の支持部材を用いることによって達成することができる。低い「こわさ」のプローブ４００を用いれば、修正した力特性４４４が得られる。なお、下部の屈曲部分４４６は、プローブをプリロードした結果である。上部４４８がプローブそのものの結果であり、一般に、プリロードなしのプローブと同じ力の傾きを有する。このようにして、ほど良い力を維持しつつ、有用なプローブ測定範囲により広がるのに適した比較的小さい傾きを有するプローブ特性を用いることができる、ということがわかる。プリロードは、一般に許容可能な最小の力付近の範囲まで初期力を上げる。特性４４４の高さは、プリロードを調整することによって修正することができる。また、特性４４４の傾きは、よりフレキシブルなプローブを選択するか、さもなければ接触パッドに対するプローブの向きを修正することによって、学習させることができる。このプリロードシステムは、膜型プローブについて特に有用であるが、他のプローブ測定技術についても同様に有用である。
【００２８】
プローブ測定を行う際には、プローブとテスト中のデバイスとの間の接触抵抗は、考慮すべき重要事項である。プローブのチップ（先端）は、プローブ測定すべき領域を関連する顕微鏡で有効に視認することを可能にしつつ、低い接触抵抗を達成するように設計することができる。プローブチップ４３８（図１２参照）は一般に、結果的な構造が、対向する一対の傾斜面４５０及び４５２を有するように構成されている。プローブのチップ４５４は、傾斜面４５０及び４５２から伸びることが好ましい。プローブチップの構成は犠牲基板を用いて行うことができ、この犠牲基板内に窪みを生成する。この窪み内に導電材料を配置して、所望すればその上にトレースを配置して、フレキシブル絶縁材料をこのトレースの上または下に配置する。前記米国特許5,914,613を参照されたい。その後に、前記犠牲基板を除去して、プローブチップ、トレース、及び膜材料が残る。プローブチップ４３８は許容できるものであるが、テスト中のデバイスを接触させる際には、傾斜面４５０及び４５２のせいで、チップ４３８付近の領域を見ることが困難である。
【００２９】
プローブ測定中のチップ４３８の視認性を改善するために、プローブ４５４を削るか、さもなければ、図１３に示すようにプローブの一部分を除去することができると判断した。図１３に示すようにプローブの一部分を除去することによって、テスト中のデバイスのプローブ測定中に、より高い視認性を達成することができる。なお、プローブの一部分を除去する必要のないようにプローブを構成することもできる。チップ部分４５４は約12μm×12μmであり、約2〜3ミル（1ミル＝1/1000インチ＝25.4μm）の垂直方向の進みが、約1ミルのチップの縦方向の「こすれ」を生じさせることが好ましい。前記プローブは同様に、チップ４５４用の追加的な支持構造を提供するリップ（切れ刃）４６０を保持することができる。プローブの後ろ側４６２を、プローブのベース（底部）４６４の面に対して切り下げる（アンダーカットする）ことさえもできる。あるいはまた、プローブの後ろ側４６２を、プローブのベース４６４に対して垂直方向に（切り下げでもそうでなくてもよい）30°以内にすることができる。
【００３０】
上述した構造から生じる接触抵抗は、特にタングステンプローブのような他のプローブシステムに比べてきわめて低いことがわかる。図１４に示すように、非パターン化のアルミニウム上の接触抵抗は、5000回の接触サイクルで30mΩ以下であり、これは、接触抵抗が約130mΩである従来のタングステンプローブよりも大幅に低い。図１５に、アルミニウムのパッドとの接触を保ったプローブについて、接触抵抗を時間の関数として示す。図１５に示すように、5時間の期間中に10mΩの変動しか観測されていない。同様のテストにおいて、従来のタングステンプローブは同じ期間中に大幅な変化を示し、接触抵抗は一般に、35mΩから115mΩまで変化する。
【００３１】
プローブの設計における他の考察は、異なる伝送構造の特性である。同軸ケーブルは、良好な高周波伝送特性を提供する。同軸ケーブルに接続した膜構造内では、マイクロストリップ構造が良好な高周波特性を提供する。膜構造に接続された一組の接点を具え、例えば信号接点及び一対の接地接点である。これらの接点はコプレーナ（共平面型）伝送構造を提供し、この構造は同軸ケーブル及びマイクロストリップ構造よりも低い帯域能力を有する。許容可能な帯域を達成するために、本願の発明者は、これらの接点は150ミクロン以下であるべきと判断した。より好適には、これらの接点は、（例えば平坦面からの高さを）100ミクロン、または75ミクロン、あるいは55ミクロン以下にすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】既存のプローブを示す図である。
【図２Ａ】他の既存のプローブを示す図である。
【図２Ｂ】他の既存のプローブを示す図である。
【図２Ｃ】他の既存のプローブを示す図である。
【図３】プローブの一実施例を示す図である。
【図４】図３のプローブの一部分の側面図である。
【図５】図３のプローブの一部分の底面図である。
【図６】プローブの他の実施例を示す図である。
【図７】プローブのさらに他の実施例を示す図である。
【図８】プローブのさらに他の実施例を示す図である。
【図９】力に対するプローブの垂直方向の変形を示すグラフである。
【図１０】プローブのプリロードを示す図である。
【図１１】プローブのプリロードについての、力に対するプローブの垂直方向の変形を示す図である。
【図１２】プローブ接点を示す図である。
【図１３】修正したプローブ接点を示す図である。
【図１４】接触抵抗を示す図である。
【図１５】接触抵抗を示す図である。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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