(57)【要約】      （修正有）【課題】プローブの接触の不足のない電気相互接続アセンブリ、及び電気相互接続アセンブリを作成するための方法を提供する。【解決手段】複数の第１の接触要素を有するフレキシブル配線層５０７、及びフレキシブル配線層５０７に結合される流体内蔵構造体５０９を含む。流体内蔵構造体５０９に収容された場合の流体は、フレキシブル配線層５０７を被試験デバイス５０５の方へ押し付け、第１の接触要素５３３と被試験デバイス５０５上の対応する第２の接触要素５３２との間で電気相互接続を行う。複数の自立型の弾性接触要素５３２は、フレキシブル配線層または半導体基板の１つの端子に機械的に結合し、対応する第１の接触端子と第２の接触端子のそれぞれの間で電気接触する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互接続アセンブリであって、
複数の第１の接触要素を有するフレキシブル配線層と、及び
前記フレキシブル配線層に結合される流体内蔵構造体とからなり、
流体が前記流体内蔵構造体内に収容される場合、前記フレキシブル配線層が、前記アセンブリ内に存在する場合の被試験デバイスの方へ押し付けられ、前記フレキシブル配線層の前記第１の接触要素と前記被試験デバイス上の対応する第２の接触要素との間で電気相互接続を行う、相互接続アセンブリ。
【請求項２】
前記流体内蔵構造体が、前記流体を受容するように適合されたチャンバからなる、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項３】
前記流体が少なくとも１つの液体または気体であり、前記被試験デバイスが集積回路（ＩＣ）を含み、複数の相互接続要素が前記第１の接触要素と前記対応する第２の接触要素を電気結合する、請求項２の相互接続アセンブリ。
【請求項４】
前記フレキシブル配線層が、前記流体と前記被試験デバイスとの間で許容可能な熱コンダクタンスを得るような厚みである、請求項２の相互接続アセンブリ。
【請求項５】
非接触側で前記流体と連絡している前記フレキシブル配線層の表面領域が、前記被試験デバイスをテストするために使用される複数の電気テスト装置を取り付けるために使用される、請求項２の相互接続アセンブリ。
【請求項６】
非接触側で前記流体と連絡しない前記フレキシブル配線層の表面領域が、前記被試験デバイスをテストするために使用される複数の電気テスト装置を取り付けるために使用される、請求項２の相互接続アセンブリ。
【請求項７】
前記フレキシブル配線層が前記被試験デバイスの方へ押し付けられる際に前記被試験デバイスを支持するための背面プレートを更に含み、前記被試験デバイスが、複数の集積回路を内蔵する半導体ウェーハからなる、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項８】
前記流体内蔵構造体、前記フレキシブル配線層、及び前記背面プレートを互いに固定するための複数の固定装置を更に含み、前記背面プレートがフレキシブルである、請求項７の相互接続アセンブリ。
【請求項９】
前記複数の固定装置が、前記流体内蔵構造体と前記フレキシブル配線層との間をシールするためのＯリングシールを更に含む、請求項８の相互接続アセンブリ。
【請求項１０】
前記流体の温度が制御される、請求項７の相互接続アセンブリ。
【請求項１１】
前記背面プレートが、少なくとも１つの液体または気体を受けるための複数のキャビティを有する、請求項７の相互接続アセンブリ。
【請求項１２】
前記フレキシブル配線層が、複数の層からなり、その複数層の少なくとも２つが導電トレースを有する、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項１３】
前記複数の第１の接触要素が、前記被試験デバイスからの信号を受信するテスト装置に接続される、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項１４】
前記第１の接触要素が、複数の弾性自立型接触要素からなる、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項１５】
前記第２の接触要素が、複数の弾性自立型接触要素からなり、前記被試験デバイスが複数の当たり止め構造体を含む、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項１６】
前記流体が前記流体内蔵構造体内へ導入され、前記流体の圧力が前記フレキシブル配線層を変形させる、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項１７】
前記フレキシブル配線層が、少なくとも１つの当たり止め構造体を含む、請求項１４の相互接続アセンブリ。
【請求項１８】
前記第２の接触要素が複数の弾性自立型接触要素からなる、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項１９】
相互接続アセンブリであって、
複数の第１の接触端子を有するフレキシブル配線層と、
複数の第２の接触端子を有する半導体基板と、及び
前記フレキシブル配線層または前記半導体基板の一方に機械的に結合され、前記第１の接触端子と前記第２の接触端子の対応する端子間で電気接触する、複数の自立型弾性接触要素とからなる、相互接続アセンブリ。
【請求項２０】
前記フレキシブル配線層に結合され、前記フレキシブル配線層を前記半導体基板の方へ押し付ける少なくとも１つの液体または気体を有する、チャンバを更に含む、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項２１】
前記半導体基板が、前記フレキシブル配線層と前記半導体基板との間の最小離隔距離を規定する少なくとも１つの当たり止め構造体を更に含む、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項２２】
前記フレキシブル配線層が、前記少なくとも１つの液体または気体と前記半導体基板との間で許容可能な熱コンダクタンスを得るような厚さである、請求項２０の相互接続アセンブリ。
【請求項２３】
前記フレキシブル配線層の表面領域が、前記半導体基板をテストするために使用される複数の電気テスト装置を取り付けるために使用される、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項２４】
前記半導体基板を支持するための背面プレートを更に含む、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項２５】
前記フレキシブル配線層、及び前記背面プレートを互いに固定するための複数の固定装置を更に含む、請求項２４の相互接続アセンブリ。
【請求項２６】
前記背面プレートが、少なくとも１つの液体または気体を受けるための複数のキャビティを有する、請求項２４の相互接続アセンブリ。
【請求項２７】
前記フレキシブル配線層が、複数の層からなり、その複数の層の少なくとも２つが導電トレースを有する、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項２８】
前記複数の第１の接触端子が、前記被試験デバイスからの信号を受信するテスト装置に接続される、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項２９】
前記複数の自立型弾性接触要素のそれぞれが、前記複数の第２の接触端子の対応する端子に機械的に結合される、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項３０】
前記半導体基板が、前記フレキシブル配線層と前記半導体基板との間の最小離隔距離を規定する少なくとも１つの当たり止め構造体を更に含む、請求項２９の相互接続アセンブリ。
【請求項３１】
前記半導体基板が半導体集積回路を含む、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項３２】
前記半導体基板が、複数の半導体集積回路を有する半導体ウェーハからなる、請求項１９の相互接続アセンブリ。
【請求項３３】
電気相互接続アセンブリを作成する方法であって、
複数の第１の接触端子を有するフレキシブル配線層と、複数の第２の接触端子を有する基板とを互いに接近して結合すること、
前記フレキシブル配線層を変形させるために、及び前記第１の接触端子のそれぞれを前記第２の接触端子の対応する端子に電気結合するために、前記フレキシブル配線層の第１の側と第２の側との間に圧力差を生じさせることからなる、方法。
【請求項３４】
前記基板が、半導体集積回路を含む半導体基板である、請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記基板が、複数の集積回路を有する半導体ウェーハからなる半導体基板である、請求項３３の方法。
【請求項３６】
前記基板が電気接続インターフェースである、請求項３３の方法。
【請求項３７】
前記圧力差が、前記フレキシブル配線層の第１の側に流体を導入することにより生じる、請求項３３の方法。
【請求項３８】
前記圧力差が、前記フレキシブル配線層の第１の側に真空状態をもたらすことにより生じる、請求項３４の方法。
【請求項３９】
前記流体の温度を制御することを更に含む、請求項３７の方法。
【請求項４０】
前記流体が液体または気体の一方であり、前記結合することが、前記基板と前記フレキシブル配線層とを互いに非常に接近して結合する、請求項３９の方法。
【請求項４１】
前記半導体基板の温度がモニタされ、前記流体の温度が前記半導体基板の温度に応答して制御される、請求項４０の方法。
【請求項４２】
複数の自立型弾性接触要素のそれぞれが、前記第１の接触端子の１つを前記第２の接触端子の対応する端子に電気結合する、請求項３４の方法。
【請求項４３】
前記フレキシブル配線層または前記基板の一方が、前記フレキシブル配線層と
前記基板との間の最小離隔距離を規定する少なくとも１つの当たり止め構造体を
含む、請求項４２の方法。
【請求項４４】
前記基板からの信号を、前記第１の接触端子からテスト装置に伝送することを更に含む、請求項３４の方法。
【請求項４５】
前記基板がバーンイン工程でテストされる、請求項４４の方法。
【請求項４６】
電気相互接続アセンブリであって、
複数の第１の電気接触要素を有するフレキシブル基板と、及び
前記フレキシブル基板に結合されるバキュームチャンバであって、そのバキュームチャンバが前記フレキシブル基板を被試験デバイスの方へ引き寄せて、前記第１の電気接触要素と前記被試験デバイス上の対応する第２の電気接触要素との間で電気相互接続を行う、バキュームチャンバとからなる、電気相互接続アセンブリ。
【請求項４７】
前記被試験デバイスを支持するプレートを更に含む、請求項４６の電気相互接続アセンブリ。
【請求項４８】
前記被試験デバイスが半導体集積回路を含む、請求項４６の電気相互接続アセンブリ。
【請求項４９】
前記複数の相互接続要素が、複数の弾性自立型接触要素からなり、前記複数の第１の接触要素が複数の第１の接触パッドであり、前記対応する第２の接触要素が複数の第２の接触パッドである、請求項３の相互接続アセンブリ。
【請求項５０】
前記複数の相互接続要素が、前記複数の第１の接触パッドの対応するパッドに機械的に結合される、請求項４９の相互接続アセンブリ。
【請求項５１】
前記複数の相互接続要素が、前記対応する第２の接触要素の対応する複数の接触要素に機械的に結合される、請求項４９の相互接続アセンブリ。
【請求項５２】
前記フレキシブル配線層、又は前記アセンブリに存在する場合の前記被試験デバイスの一方に結合された少なくとも１つの移動停止構造体を更に含む、請求項３の相互接続アセンブリ。
【請求項５３】
前記フレキシブル配線層が、前記フレキシブル配線層の第１の面上の前記第１の接触要素から前記フレキシブル配線層の第２の面に導電するための導電体を含む、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項５４】
前記フレキシブル配線層の厚みは、圧力のかかった状態で変形するように十分に薄いが、前記フレキシブル配線層の局所領域において圧力のかかった状態で変形しないように十分に厚い、請求項１の相互接続アセンブリ。
【請求項５５】
相互接続アセンブリであって、
前記アセンブリ内に存在する場合の被試験デバイスを支持するためのフレキシブル基板と、
複数の第１の接触要素を有する配線層と、
前記フレキシブル基板に結合された流体内蔵チャンバとからなり、
流体が前記流体内蔵チャンバ内に収容され、前記被試験デバイスが前記フレキシブル基板により支持される場合、前記フレキシブル基板が前記被試験デバイスを前記配線層の方へ押し付けて、前記配線層の第１の接触要素と前記被試験デバイス上の対応する第２の接触要素との間で電気相互接続を行う、相互接続アセンブリ。
【請求項５６】
前記流体が少なくとも１つの液体または気体であり、前記被試験デバイスが集積回路を含み、複数の相互接続要素が前記電気相互接続を電気的に行う、請求項５５の相互接続アセンブリ。
【請求項５７】
前記複数の相互接続要素が、複数の弾性自立型接触要素からなり、前記第１の接触要素が複数の第１の接触パッドであり、前記対応する第２の接触要素が複数の第２の接触パッドである、請求項５６の相互接続アセンブリ。
【請求項５８】
前記複数の相互接続要素が、前記第１の接触パッドの対応するパッドに機械的に結合される、請求項５６の相互接続アセンブリ。
【請求項５９】
前記複数の相互接続要素が、前記対応する第２の接触要素の対応する複数の接触要素に機械的に結合される、請求項５６の相互接続アセンブリ。
【請求項６０】
前記配線層、又は前記アセンブリ内に存在する場合の前記被試験デバイスの一方に結合された少なくとも１つの移動停止構造体を更に含む、請求項５６の相互接続アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互接続アセンブリ、及び相互接続を行い、それを使用するための方法に関し、とりわけ半導体集積回路のような基板上の接触要素と電気接触するための相互接続アセンブリに関する。より具体的には、本発明は、半導体デバイス上でテスト及び／又はバーンイン工程を可能にするために、半導体デバイスに相互接続を行うための方法とアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、相互接続アセンブリ、及びこれらのアセンブリを作成し、使用するための方法が多く存在する。例えば、ダイをパッケージングする前に、及び好適には半導体ウェーハから単一化される前に、どのダイが良好であるかを判定するために、半導体ウェーハ上の複数のダイ（集積回路）をテストすることが、一般に望ましい。これが終了するまで、ウェーハテスタ又はプローバを用いて、ダイ上の複数の類似した個々の接触要素（例えば、ボンディングパッド）に複数の個々の圧力接続を行うことが有利であるかもしれない。このようにして、半導体ダイは、ウェーハからダイを単一化する前にテストされ得る。テストは、ダイが動作不能（「不良」）であるかどうかを判定するために企図される。ウェーハテスタ又はプローバの従来のコンポーネントは、複数のプローブ要素が接続されたプローブカードである。プローブ要素または接触要素の先端は、半導体ダイのそれぞれのボンディングパッドに圧力接続を行って、ダイの中の回路と自動試験装置（ATE）のようなテスタとの間で電気接続する。従来のプローブカードは、接触要素の長さに関係なく、又はプローブカード上のプローブピン又は接触要素の先端およびダイの表面によって表される２つの平面間の高さにおける何らかの変化に関係なく、ダイのボンディングパッドにおける全接触要素に対して十分な電気接触を確実にするための何らかの機構を含む場合が多い。このような機構を有するプローブカードの例は、米国カリフォルニア州、リバモアのフォームファクターから販売されているプローブカードに見つけることができる（PCT国際公開第ＷＯ９６／３８８５８におけるそのようなカードの説明も参照されたい）。
【０００３】
従来技術における相互接続アセンブリの１つのタイプは、バネのような弾性接触要素を使用して、半導体集積回路上の接触パッドに対して一時的な又は永久的な接続を行う。係る弾性接触要素の例は、米国特許第５，４７６，２１１号に、及び１９９８年２月２６日に出願され、「Lithographically Defined Microelectronic Contact Structures」と題する同一の譲受人に譲渡された米国の同時係属出願第０９／０３２，４７３号にも、及び１９９８年７月１３日に出願され、「Interconnect Assemblies and Methods」と題する同一の譲受人に譲渡された米国の同時係属出願第０９／１１４，５８６号にも説明されている。これらの相互接続アセンブリは、弾性接触要素が別の接触端子に対抗する力を加えられた場合に第１の位置から第２の位置まで弾性的に曲がることができる弾性接触要素を用いる。力は良好な電気接触を確実にすることに役立ち、ひいては弾性接触要素は良好な電気接触を提供することに役立つ。
【０００４】
これらの弾性接触要素は、一般に細長い金属構造体であり、一実施形態において、米国特許第５，４７６，２１１号に説明されたプロセスに従って形成される。別の実施形態において、弾性接触要素は、（例えば、前述の「Lithographically Defined Microelectronic Contact Structures」と題する特許出願で説明された態様で）リソグラフィにより形成される。概して、弾性接触要素は、半導体集積回路、プローブカード、インターポーザ、及び他の電気アセンブリのような任意の数の基板上で有用である。例えば、弾性接触要素の基部は、集積回路の接触端子に取り付けられることができ、又はインターポーザ基板の接触端子上へ、又はプローブカード基板上へ、又は電気接触端子またはパッドを有する他の基板上へ取り付けられることができる。各弾性接触要素の自由端は、弾性接触要素を有する一方の基板が、弾性接触要素の自由端に接触する接触要素を有する他方の基板の方へ対抗して押し付けられる際に圧力接続を介して電気接触するために、別の基板上の接触パッドに対して位置決めされ得る。更に、上述の出願第０９／１１４，５８６号に説明されたような、当たり止め(stop)構造体をこれらの弾性接触要素と共に使用して、２つの基板間の最小の離隔距離を規定する。
【０００５】
図１は、相互接続アセンブリの使用に関する１つの技術を示す。この相互接続１０１は、半導体ウェーハ１１１の上に配置されたチャック構造体１１７を含み、その半導体ウェーハはベロー構造体１０３により支持される。チャック構造体は剛性（変形できない）であり、接触要素１２５と１２７を含むチャック１１７の表面も剛性である。ベロー構造体１０３は、膨張できるベロー１０５、及び吸入ポート１０７Ａと排出ポート１０７Ｂを含む。このベロー構造体の１つの使用において、水１０６のような流体がベロー構造体１０３の中へ、及びそこから外へ通過される。薄いスチールの膜１０９がベロー１０５に溶接され、又は別な方法でそれに取り付けられる。この薄い膜を用いて、ウェーハ１１１の背面に対して均一な圧力を作用させて、当たり止め構造体１２１と１２３に対してウェーハの上面を押し付け、それにより、ウェーハ上のバネ（又は他の弾性接触要素）と基板１１７上の接触要素との間で電気接続をもたらす。この均一な圧力は、ウェーハ１１１の上面、及び当たり止め構造体１２１を支持する表面、及び接触要素１２５と１２７のような、接触する面の間の平坦性における若干の変化を克服できる。この薄いスチールの膜１０９は、その膜１０９の上面に配置された半導体ウェーハ１１１への、又はそれからの熱伝達も可能にする。水１０６のような流体は、圧力のかかた状態でベロー構造体へと導入され、膜１０９をウェーハ１１１の背面との直接接触へと強制することができる。
【０００６】
この流体は、加熱され、又は冷却されて、水の温度を制御する、又はその温度に影響を及ぼすことができる。例えば、集積回路（又は、集積回路を含むウェーハ）のバーンインテストにおいて、流体はウェーハの温度を上げるために加熱され、その後に冷却され、このプロセスは幾つかのサイクルにわたって繰り返されることができる。チャック１１７は、接触要素１２５と１２７のそれぞれの基部の近くに隣接する当たり止め構造体１２１と１２３を含む。膜１０９とウェーハ１１１の背面との間に伝熱層を配置し、流体とウェーハ１１１との間の伝熱効率を改善することが望ましいかもしれない。接触要素１２５と１２７は、ウェーハ１１１上の弾性接触要素１１５と１１３と接触するように設計される。理解されるように、図１に示された以外の非常に多くの弾性接触要素、及び非常に多くの接触要素が一般に存在する。チャック１１７は、弾性接触要素１１５と１１３を接触要素１２５と１２７を介してテスタに接続して、電力、信号、及びテスタと半導体ウェーハとの間の同類のものの伝送を可能にするための配線または他の相互接続を含む。チャック１１７はポスト１１８により所定位置に保持され、ウェーハ１１１がベロー１０５の膨張によりチャック１１７に対抗して押し付けられることを可能にし、代案として、チャック１１７は、背面プレートと接触してチャック１１７の上面を覆い、及びベロー１０５の側面と底面も囲むクラムシェル支持体により、押し付けられ、及び保持されてもよい。
【０００７】
図２は相互接続アセンブリ２０１の別の例を示す。この場合、剛性チャック２０３は、半導体デバイス２０４のウェーハを支持する。ウェーハは、配線基板２０６上の弾性接触要素に対して接触するように設計されて配置された接触要素２１０Ａのような、複数の接触要素を含む。弾性接触要素２０７、２０９、及び２１０は、弾性要素の別の例であり、この場合、それらは概して直線のカンチレバー構造を有する。当たり止め構造体２１４、２１６及び２１８は、剛性の配線基板２０６に取り付けられ、配線基板２０６とウェーハ２０４との間のＺ方向の離隔距離を規定するように設計される。配線基板２０６のバキュームポート２１２により、配線基板２０６とチャック２０３との間の空間に真空状態を生じさせることを可能にする。Ｏリングシール２０５は、配線基板２０６とチャック２０３との間に生じた真空状態を確実にする。真空状態が作り出された場合、配線基板２０６はウェーハ２０４の方へ押し下げられ、種々の弾性接触要素とそれらの対応するウェーハ２０４上の接触要素との間で接触する。
【０００８】
図３は、本発明に従った相互接続アセンブリ３５１の別の例を示す。この場合、圧力ブラダー３５５は、剛性の配線基板３５４をウェーハ３５３との接触状態に強いる。クランプ３５５Ａを用いてブラダーを剛性の基板３５４へ押し付ける。ウェーハ３５３は剛性チャック３５２の上面に位置し、図３に示された接触要素３５７Ａのような、複数の接触要素を含む。ブラダー３５５が剛性の配線基板３５４をウェーハ３５３と接触するように強いる際、当たり止め構造体３５８、３５９、及び３６０はウェーハ３５３の上面と接触する。この接触は、剛性の配線基板３５４と半導体ウェーハ３５３との間の離隔距離を規定する。この接触が生じた場合、弾性接触要素３５７は、ウェーハ３５３上のそれらの対応する接触要素と機械的に及び電気的に接触する。
【０００９】
図４Ａは、フレキシブルプローブカード装置４０１の例を示す。このプローブカード装置は、一方の面に配置された接触要素４０３、４０４、及び４０５、及びフレキシブル基板４０２の反対面上に配線層を形成する複数の導電トレースを有するフレキシブルな、又は変形可能な基板４０２を含む。絶縁体（図示せず）が、一般に配線層の大部分を覆う。接触要素４０３はバイア４０３Ａを介してトレース４０３Ｂに電気的に結合される。同様に、接触要素４０４は、バイア４０４Ａを介してフレキシブル基板４０２の反対面上のトレース４０４Ｂに電気的に結合される。一般に、接触要素４０３、４０４、及び４０５は、ほぼ同じ高さであるように形成され、それらは、ボールグリッドアレイ又は接触器の他の構成を作成するための多数の技術によって形成され得る。図４Ｂは、半導体ウェーハ４３０をプローブする、又はテストするためのフレキシブルプローブカード装置の使用例を示す。とりわけ、装置４０１に似ているフレキシブルプローブ装置４２０は、力Ｆによって、ウェーハ４３０と接触するように押し付けられる。接触要素４２４のような、フレキシブルプローブ装置４２０上の各接触要素のそれぞれは、プローブテストを行うために、ウェーハ４３０上の要素４３４のようなそれぞれの接触要素と接触する。フレキシブルプローブ装置４２０は、力Ｆを生じるプレス４１０の使用により接触するように押し付けられる。
【００１０】
プレス４１０は、剛性であって、平坦な面を有し、フレキシブルプローブ基板４２０の全表面に沿ってそのフレキシブルプローブ基板を剛性的に押す。図４Ａに戻って参照すると、プレス４１０は、接触要素４０３、４０４、及び４０５の反対側にある基板４０２の表面に対抗して押し付けられる。理解されるように、絶縁層がプレス４１０を配線層４０３Ｂ、４０４Ｂ、及び４０５Ｂから分離する。１つ以上の接触要素４０３、４０４、及び４０５が他の接触要素より小さい（例えば、短いなど）場合、フレキシブルプローブ基板がウェーハと接触するように押し付けられる際に、小さい接触要素が接触しない可能性がある。これは、プレス４１０の剛性の表面が、フレキシブルプローブ基板上の最も大きい接触要素がウェーハ上のそれぞれの接触要素に接触する点まで、ウェーハ上の対応する接触要素と接触するように接触要素を押し付けるという事実に起因する。従って、小さい接触要素は接触することができない。
【００１１】
図４Ｃは、接触要素の不揃い、及び／又は接触要素を支持する表面の凸凹状態が如何にして電気接続を不良にできるかという例を示す。剛性プレス４１０からの力により、接触要素４２４Ａと４２４Ｃは、（機械的に、及び電気的に）接触する。接触要素４２４Ａと４２４Ｃは所望のサイズに従って標準的に形成されたが、接触要素４２４Ｂは所望のサイズより小さい（例えば、短い）。サイズにおけるこの差異は、製造公差内であるにしても、それでもやはり、その隣の要素より相対的に短くなる。接触要素４２４Ａと４２４Ｃのそれらの対応する接触要素４３４Ａと４３４Ｃとの機械的接触は、層４２０とＩＣ４３０間の移動を阻止し、接触要素４２４Ｂとその対応する接触要素４３４Ｂとの間の電気接触を行うことができなくなる。
【００１２】
同様の問題は、図１、図２、及び図３に示されたアセンブリに関して存在する。図１、図２、及び図３のアセンブリの場合、配線基板は、３つの全ての場合において剛性であり、ひいては種々の接触要素の高さにおける何らかの局所的差異（又は、２つの対向する表面における他の凸凹状態）は、行われる接触の不足の結果となる。このような他の凸凹状態は、２つの表面間の十分な平坦性における差異を含む。また、２つの表面の平坦性を制御するための要件は、表面に対する製造コストを増大させる。更に、２つの表面間で平行性を達成し、及び維持することは、特に精密なｘ、ｙの位置アライメント制御の必要性を具体化する場合、困難な場合が多く、傾斜の補償を可能にする能力を制限する可能性がある。従って、電気相互接続を行うための、とりわけウェーハのプロービングの実施において、及び／又は半導体デバイスのバーンインテストにおいて、改善されたアセンブリと方法が提供されることが望ましい。
【発明の概要】
【００１３】
本発明は、相互接続アセンブリ、及びアセンブリを作成し、それを使用するための方法を提供する。本発明の一例において、相互接続アセンブリは、複数の第１の接触要素を有するフレキシブル配線層、及びフレキシブル配線層に結合される流体内蔵構造体を含む。流体内蔵構造体に収容された場合の流体は、フレキシブル配線層を被試験デバイスの方へ押し付け、第１の接触要素と被試験デバイス上の対応する第２の接触要素との間で電気相互接続を行う。被試験デバイスは、一実施形態において、単一の集積回路または半導体ウェーハ上の幾つかの集積回路とすることができる。
【００１４】
本発明の別の例において、相互接続アセンブリは、複数の第１の接触端子を有するフレキシブル配線層、及び複数の第２の接触端子を含む半導体基板を含む。複数の自立型弾性接触要素は、フレキシブル配線層または半導体基板の１つの端子に機械的に結合し、対応する第１の接触端子と第２の接触端子のそれぞれの間で電気接触する。
【００１５】
本発明の別の例示的な実施形態において、電気相互接続を行う方法は、フレキシブル配線層と基板を互いに接近して結合すること、及びフレキシブル配線層の第１の面と第２の面との間に圧力差を生じさせることを含む。圧力差はフレキシブル配線層を変形させ、フレキシブル配線層上の複数の第１の接触端子を基板上の対応する複数の第２の接触端子と電気接触させる。
【００１６】
好適な実施形態において、複数の移動停止（travel stop）要素が、フレキシブル配線層及び基板の一方または双方に分散され得る。
【００１７】
理解されるように、本発明の種々の態様を用いて、２つの独立した基板上の１対の接触要素間で電気接続を行う、又は２つの異なる基板上の対応する複数の接触要素対の間で複数の電気接続を行うことができる。種々の他のアセンブリと方法が、添付図面に関連して以下に説明される。
【００１８】
本発明は、一例として例示され、添付図面の図によって制限されない。添付図面の同じ参照番号は、同様の要素を指す。また、留意すべきは、図面は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】半導体ウェーハを剛性の配線基板と接触するように強いるためにベローを用いる相互接続アセンブリの例を示す。
【図２】半導体ウェーハのような１つの基板と剛性の配線基板との間で真空状態の使用を通じて電気相互接続を行うためのアセンブリの別の例を示す。
【図３】半導体ウェーハのような１つの基板と配線基板との間で電気相互接続を行うためのアセンブリの別の例を示す。
【図４Ａ】プロービング操作において半導体ウェーハにプローブするために使用できるフレキシブルプローブ装置の例を示す。
【図４Ｂ】ウェーハのプロービング操作を行うためにフレキシブルプローブ装置を用いるためのアセンブリの例を示す。
【図４Ｃ】如何にして従来技術の相互接続アセンブリの使用から不良の接続が生じるかを示す。
【図５】本発明の一実施形態に従った相互接続アセンブリの例を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明に従った相互接続アセンブリの別の実施形態を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明に従った電気相互接続アセンブリの別の実施形態の断面図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に従って、使用中の電気相互接続アセンブリの例を、部分図および断面図で示す。
【図６Ｄ】表面、及び／又は接触要素において、凸凹状態にも関わらず電気接続を提供するために如何にして本発明のフレキシブル配線層が変形できるかを、断面図で示す。
【図７Ａ】電気相互接続アセンブリの本発明の別の実施形態を示す。
【図７Ｂ】図７Ａに示されたフレキシブル配線層７０５の平面図を示す。
【図８】本発明の別の例に関する部分図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［発明の詳細な説明］
本発明は、相互接続アセンブリ、及び相互接続を行うための方法に関し、とりわけ、アセンブリを相互接続すること、及び集積回路上の接触要素に対して機械的および電気的に接続を行うための方法に関する。以下の説明と図面は、本発明の例証であり、本発明を制限するような意味に取るべきではない。本発明の完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細が説明される。しかしながら、他の例において、良く知られた又は従来の詳細は、本発明の詳細を不必要に不明瞭にしないように説明されない。
【００２１】
図５は、本発明に従った電気相互接続アセンブリの一例を示す。アセンブリは、流体を収容するためのチャンバ５１９を含む流体内蔵構造体５０９を、含む。流体は、構造体５０９の内壁によって、及びフレキシブル配線層５０７によって保持され、そのフレキシブル配線層５０７は、一実施形態において、図４Ａに示されたフレキシブルプローブ装置と同様とすることができる。集積回路または半導体ウェーハ５０５のような被試験デバイスが、フレキシブル配線層５０７の下に配置される。集積回路５０５は、剛性とすることができる背面プレート５０３により支持される。図５の断面図に示されるように、背面プレート５０３は、ボルト５１１Ａと５１１Ｂにより流体内蔵構造体５０９に固定される。Ｏリングシール５２７（又は、使用できる他のシール機構）は、フレキシブル配線層５０７とアセンブリ５０９のエッジとの間の流体の漏れからチャンバ５１９を封止するのに役立つ。Ｏリングシール５２７は、アセンブリ５０９のエッジの足下にあり、フレキシブル配線層５０７と緊密に接触するように押し付けられる。流体は、入口５２１を介してチャンバ５１９内へ導入されることができ、また流体は、出口５２５と５２３を介してチャンバ５１９から取り出され得る。これらの出口から取り出される流体は、ポンプで汲み上げることができ、又は所望の温度の流体をポンプ及び圧力制御器５１７に提供する温度制御器５１５に転送され、次いで入口５２１を介してその流体をチャンバ５１９へ戻すことができる。正確に制御された温度を維持するために、及び所望の圧力を維持するために、連続的な循環状態で流体を維持することが望ましいかもしれない。
【００２２】
図５は、液体または気体のような流体をチャンバ５１９内へ導入する前の相互接続アセンブリの状態を示す。とりわけ、フレキシブル配線層は、集積回路５０５の接触表面に対して、接近して、及び一般に非常に接近して（例えば、約７５μｍ〜７５０μｍ）配置される。一般に、接触要素５３３Ａ、５３３Ｂ、及び５３３Ｃのような、フレキシブル配線層上の電気接触要素は、流体がチャンバ５１９内へと導入されていない場合、接触要素５３２Ａ、５３２Ｂ、及び５３２Ｃのような、集積回路上の対応する接触要素と機械的におよび電気的に接触することはない。集積回路５０５又は他の被試験デバイスをフレキシブル配線層５０７に接近して取り付けた後、流体がチャンバ５１９内へ導入され、フレキシブル配線層５０７の一方の面とフレキシブル配線層５０７の他方の面との間に圧力差を生じ、これにより、集積回路５０５の接触要素と接触するようにフレキシブル配線層を押し付ける。これは、図６Ｃの部分図で示され、この図６Ｃは、この図で示すような背面プレート５０３によって支持される集積回路５０５の接触要素と接触するフレキシブル配線層５０７の一部を示す。流体によって生じた圧力は、図６Ｃに示された圧力６９０により表される。フレキシブル配線層が変形可能であるため、フレキシブル配線層の局所的な領域の部分は、接触を行うために流体の圧力がかかているフレキシブル配線層の他の領域に対して僅かに変形できる。流体がチャンバ５１９から除去された場合、フレキシブル配線層５０７は、その変形していない状態に戻ることができる。
【００２３】
これは、従来のアセンブリ技術を用いた場合に、高さの小さい接触要素が電気接続を行えないほど接触要素の高さが異なる状況に対する解決策を提供する。また、この解決策は、２つの表面間の平行性の欠如、及び表面の非平坦性も考慮する。
【００２４】
図５及び図６Ｃに示されるように、当たり止め構造体５３１Ａ、５３１Ｂ、５３１Ｃのような当たり止め構造体が、集積回路５０５の上面に配置され、集積回路５０５とフレキシブル配線層５０７の局所領域との間の最小離隔距離を規定する。この離隔距離を規定するために当たり止め構造体を用いることは、流体により作用されるかなりの圧力の使用を可能にし、集積回路５０５の全表面にわたって十分な電気接触を確実にすると同時に、図５に示された弾性の自立型接触要素５３２Ａ、５３２Ｂ、及び５３２Ｃのような、接触要素を損傷することがない。図６Ｃは、フレキシブル配線層５０７が流体圧力６９０により集積回路５０５の表面の方へ更に押し付けられることを防止するように動作中の当たり止め構造体を示す。代替の実施形態において、当たり止め構造体は、フレキシブル配線層の表面に取り付けられることができ、又は当たり止め構造体は、両方の表面上に配置され得る。
【００２５】
図６Ｄは、表面、及び／又は接触要素における凸凹状態にも関わらず電気接続を提供するために、如何にしてフレキシブル配線層が局所領域において変形または曲がることができるかに関する例を示す。図６Ｄの例は、弾性接触要素の使用を示すが、理解されるように、代替の例において、弾性接触要素の代わりに、剛性の接触要素（例えば、Ｃ４ボール）を用いることができる。流体圧力６９０の影響のもとで、フレキシブル配線層５０７は、接触要素５３３Ｂの周りで局所的に変形する。その変形は、要素５３３Ｂが自立型の弾性接触要素５３２Ａと５３２Ｃより短い自立型の弾性接触要素５３２Ｂと機械的に（ひいては、電気的に）接触する際に、停止する。変形がない場合、接触要素５３４Ｂと５３３Ｂ間で電気接続は、生じない（例えば、プレス４１０の平面が剛性であることから変形が生じない場合の図４Ｃを参照されたい）。フレキシブル配線層５０７は、表面が凸凹状態（例えば、平坦でない又は不均一）である又は正確に平行でない場合でさえも、あるいは接触要素が不揃い（例えば、接触要素の高さが非常に大きく変化する）である場合でさえも、対応する接触要素間の電気接触を提供できる。弾性接触要素を２つの表面間の接続要素として用いる場合、弾性接触要素は、２つの表面における（例えば、約２０００μｍ〜５０００μｍまでの距離範囲にわたる）「局所的な」変化または不揃いに対処でき、そのためフレキシブル配線層は、非常にフレキシブルでそのような局所範囲にわたって変形する必要はないが、この場合、フレキシブル配線層は、より長い範囲の変化または不揃い（例えば、フレキシブル配線層にわたって数インチ（１インチ＝約２．５４ｃｍ）の範囲を超えた２つの表面間の平行性の欠如）に十分に対処できるほど依然として変形可能であるべきである。
【００２６】
フレキシブル配線層５０７は、当たり止め構造体と共に、または当たり止め構造体なしで使用できる。フレキシブル配線層の２つの表面間の圧力差が非常に大きいので接触要素が生じた力によって損傷する可能性がある場合に、又はフレキシブル配線層、チャック、接触要素などの製造公差を許容するための最小値よりも大きい力を提供することが望ましい場合に、当たり止め構造体は望ましいかもしれない。当たり止め構造体の高さと配置は、弾性接触要素の通常の曲げを可能にするように、及びフレキシブル配線層が局所的な範囲を少なくとも超えて変形することを可能にするように設計されるべきである。フレキシブル配線層は、局所的な変形を可能にするほど十分に、フレキシブル及び／又は変形可能でなければならない。弾性接触要素を用いる場合、フレキシブル配線層は、圧力のかかった状態で基板の形状（例えば、ウェーハの形状）に成形するのに十分なほど変形可能であり、更に依然として、局所的範囲にわたって移動停止体間で必要以上に多く変形しないように十分に堅くなければならない。剛性の接触要素（例えば、図４ＣのようなＣ４ボール）を２つの表面間で用いる場合、フレキシブル配線層は、よりフレキシブルでなければならない。更に、ほとんどの場合、異なるＩＣ（又は、異なるウェーハ）をテストするために何度もフレキシブル配線層が使用される場合、フレキシブル配線層は、圧力差がなくなった後、その非変形状態の形状に戻ることができなければならない。これは、フレキシブル配線層の材料の弾性変形支配（regime）内でフレキシブル配線層を動作させることにより達成される。
【００２７】
理解されるように、フレキシブル配線層５０７は、十分な局所的可撓性、及び／又は小さい領域における変形性を可能にするポリイミド材料のような、任意の数の材料から形成され得る。更に、フレキシブル配線層は、プリント回路ボード又はフレキシブル回路ボードのような多層導電基板を作成する分野で良く知られているように、絶縁層間に配置された複数の配線層を含むことができる。集積回路のパッケージング前または後に、フレキシブル配線層５０７を用いて、単一の集積回路と電気接続を行うことができ、あるいは半導体ウェーハ又は半導体ウェーハの一部にある１つ以上の集積回路に電気接続を行うことができる。更に、フレキシブル配線層５０７を用いて、インターポーザ、あるいは集積回路または半導体材料を含まない他のタイプの接続基板のような、受動的なコネクタアセンブリに電気接続を行うことができる。従って、フレキシブル配線層５０７を用いて、半導体ウェーハ上の又はインターポーザのような接続基板上の、単一の集積回路または１つ以上の集積回路をテストすることができる。更に理解されるように、本発明のアセンブリに関連するフレキシブル配線層５０７は、種々のタイプの接続要素と使用でき、これらの接続要素は、例えば、上述したような弾性の自立型接続要素、又はボンディングパッド、Ｃ４ボール、エラストマーボール、ポゴピン（pogo pin）のような他のタイプの接続要素、並びに当該技術分野で知られている他の接続要素を含み、このような接続要素は、フレキシブル配線層の片面または両面に配置され得る。
【００２８】
広い温度の変動を伴う完全なウェーハテストの場合、フレキシブル配線層に選択される材料は、シリコンのＴＣＥ（熱膨張係数）に近い、又は等しいＴＣＥを有するべきである。これは、適切な材料選択（例えば、Upilex S又はArlon 85NT）によって達成され、又は良く知られた低膨張層（Invarのような）をフレキシブル配線層に追加することにより、なお更に強化され得る。
【００２９】
図６Ａは、本発明に従った相互接続アセンブリの別の例を示す。また、この相互接続アセンブリは、流体を受容して収容するために用いられるチャンバ５１９を含み、その流体は、フレキシブル配線層５０７にわたって圧力差を発生するために使用される。フレキシブル配線層５０７は、集積回路５０５に面するフレキシブル配線層の片面に配置された接触要素を含む。接触要素５３３Ｃのような、これらの接触要素を用いて、集積回路５０５上の対応する接触要素と電気接触する。図５に示されたアセンブリの場合のように、流体がチャンバ５１９内へ導入される場合、フレキシブル配線層５０７は集積回路５０５の方へ押し付けられ、その結果、図６Ａに示されるように、集積回路５０５上の接触要素は、フレキシブル配線層５０７上の対応する接触要素と電気接触する。図６Ａに示されるように、フレキシブル配線層５０７は、フレキシブル配線層５０７の片面に取り付けられたデバイス６０５、６０７、及び６０９のような、能動的または受動的電気デバイスの幾つかを含み、それらのデバイスは集積回路５０５に隣接していない。これらの電気デバイスは、集積回路５０５へ信号を供給する、又は集積回路５０５から信号を受信するために使用される集積回路とすることができ、又は他の能動デバイスとすることができ、又は集積回路５０５上の１つ以上の接触要素に非常に接近して有利に配置され得る受動デバイス（例えば、減結合コンデンサ）とすることができる。これにより、減結合コンデンサの容量を小さくすることができ、更に適切な減結合の効果を達成できる。電気デバイスは、デバイス６０５と６０７のように、チャンバ５１９内のフレキシブル配線層５０７上に取り付けられることができ、又は電気デバイスは、デバイス６０９の場合のようにチャンバ５１９の外側に取り付けられることができる。フレキシブル配線層５０７の面６１１上で、デバイス６０５と６０７のようなデバイスをチャンバ５１９内に取り付けることにより、チャンバ内のこれらのデバイスは、チャンバ５１９内へ導入される流体によって冷却され得る。フレキシブル配線層を介した短い長さの電気接触を行うことが、望ましい特徴である。図６Ａに示された実施例において、フレキシブル配線層は、漏洩することなしに加圧流体を保持することができなければならない。これは、充填済みのバイアを用いることによって、又は圧力プレナムにわたるシリコーンのような連続的な膜を挿入することによって達成できる。好適な実施形態において、厚さが約３８０μｍ（約０．０１５インチ）のシリコーンの膜を用いる。
【００３０】
図６Ａに示されたアセンブリ６０１は、気体または液体のような流体が流れることができる１つ以上のキャビティも含む。これらのキャビティ６０３を用いて、集積回路５０５のテスト又はバーンイン中に、集積回路５０５を冷却する、又は代わりに加熱することができる。キャビティ６０３は、背面プレート５０３の全長に、又はその全長の一部のみに広がることができる。
【００３１】
フレキシブル配線層５０７は、チャンバ５１９内の流体と集積回路５０５との間で許容できる熱コンダクタンスを提供するように薄い層であることが一般に望ましい。例えば、大規模な半導体ウェーハのテストが行われ、ウェーハの自己加熱が望ましくない場合、冷却した流体をチャンバ５１９内で使用して、集積回路５０５を所望の温度に保つことができる。同時に、冷却剤がチャネル６０３を介して循環され得る。代案として、集積回路５０５上で、電気テストと共にストレステストが行われるべきである場合、チャンバ５１９、及び／又はチャネル６０３へ加熱流体が導入され得る。チャンバ５１９内の流体の温度、並びにチャネル６０３内の流体の温度は、制御されて、集積回路５０５のテスト工程に対する所望の温度を達成する。
【００３２】
理解されるように、フレキシブル配線層５０７は、集積回路上の接触要素を自動試験装置（ＡＴＥ）のようなテスト装置に再配分して相互接続する際の従来のプローブカードの役割を果たすことができる。従って、フレキシブル配線層５０７は、その配線層との接触ピッチの変換を提供できる。これらの配線層は、集積回路上のＡＴＥ装置との、及びデバイス６０５と６０７のようなフレキシブル配線層５０７の表面６１１上に取り付けられた種々の回路との接触部を相互接続するのに役立つ。一般に、フレキシブル配線層５０７は、図６Ａに示されたバス６１０のような、ＡＴＥへの信号、及びＡＴＥからの信号を伝えるバスを含む。
【００３３】
図６Ｂは、本発明の別の代替の実施形態を示し、この場合、アセンブリ６３１は、当たり止め構造体６４１のような当たり止め構造体を含み、かつ弾性接触要素６３９のような弾性接触要素を含む場合のフレキシブル配線層６３３を含む。従って、図６Ａに示されたアセンブリ６１０と異なり、フレキシブル配線層は、当たり止め構造体と弾性接触要素の双方を含み、弾性接触要素を用いて、接触要素６３７のような集積回路６３５上の接触要素と接触できる。他の全ての点で、図６Ｂのアセンブリは図５のアセンブリに似ている。理解されるように、弾性接触要素を含まないが、代わりにボンディングパッド又は半導体ウェーハの表面上に配置された他の接触要素（例えば、Ｃ４ボール）を単に含む半導体ウェーハをテストする、又はバーンインするために、図６Ｂのアセンブリを用いることがで
きる。
【００３４】
本発明によるアセンブリの代替の実施形態は、集積回路５０５とフレキシブル配線層５０７との間に生じる真空状態を使用して、フレキシブル配線層５０７の一方の面と他方の面との間に圧力差を生じさせる。例えば、バキュームポートが背面プレート５０３に配置され、このポートがバキュームポンプに結合される場合、真空状態は、剛性の背面プレート５０３とフレキシブル配線層５０７によって形成されるチャンバ内にもたらされ得る。普通の空気圧がチャンバ５１９内で維持されている場合、真空状態がもたらされると、フレキシブル配線層５０７が集積回路５０５の方へ押し付けられ、フレキシブル配線層５０７上の対応する接触端子と集積回路５０５との間で接触を行う。
【００３５】
図７Ａと図７Ｂは、本発明に従ってフレキシブル配線層を用いる相互接続アセンブリの別の実施形態を示す。図７Ａに示されたアセンブリ７０１は、少なくとも１つの流体ポート７２３を含むプレナムを、含む。図７Ａは、アセンブリの底面のポート７２３を示すが、理解されるように、ポート７２３は、底面が平坦でポートのないようにアセンブリの側面に配置され得る。流体ポート７２３は流体をチャンバ７２１内へ供給し、フレキシブル配線層７０５を変形させて、集積回路７０７のような被試験デバイスの方へ押し付ける。集積回路７０７は、当該技術分野で既知のバキュームチャックに関連した従来の技術を用いてバキュームチャック７０９に引き寄せられる。バキュームチャックは、当該技術分野で良く知られている技術を用いることによりウェーハの温度を制御するために使用され得る。図７Ａにおいて、空冷のバキュームチャックが示される。バキュームチャック７０９は、バキュームチャック７０９の上面に取り付けられたヒートシンク７１１を含む。図７Ａに示されるように、バキュームチャック７０９は、フランジ７１２によりプレナム７０３に結合される。一実施形態において、バキュームチャック７０９とヒートシンク７１１はアルミニウムから作られ、フランジ７１２とプレナム７１３はチタンから作られ得る。図７Ａの例において、集積回路７０７は、接触要素７３７Ａと７３７Ｂのような弾性接触要素を含み、それらの接触要素７３７Ａと７３７Ｂの各々は、集積回路７０７上のボンディングパッドとすることができる接触要素７３５Ａと７３５Ｂに取り付けられている。
【００３６】
理解されるように、集積回路７０７に対して行われる言及は、種々の被試験デバイスの一例である。単一の集積回路というよりはむしろ、図７Ａに示される被試験デバイスは、多くの集積回路を有する完全な半導体ウェーハ又はそのようなウェーハの一部とすることができ、又はパッケージ済みの集積回路とすることができ、あるいはプローブカード用または配線基板用のインターポーザのような受動相互接続基板とすることができる。従って、理解されるように、本発明の種々の実施形態における集積回路に言及される際、この言及は、簡便性の目的だけであり、これらの代替の被試験デバイスのどれでも、本発明のアセンブリにおいて利用され得る。
【００３７】
図７Ａに示されるように、フレキシブル配線層７０５は、当たり止め構造体７３３Ａと７３３Ｂ、及び接触要素７３１Ａと７３１Ｂを含む。また、理解されるように、フレキシブル配線層は、その表面に沿って又はその基板内に種々の導電トレースを含み、かつＡＴＥ又は別のタイプのテスト装置に対する相互接続バスを含む。
【００３８】
フレキシブル配線層７０５は、Ｏリングシール７１４によってアセンブリ７０１内の所定位置に保持され、そのＯリングシール７１４は、図７Ｂの平面図で示されるように、フレキシブル配線層７０５の周囲においてクランプされる。図７Ａの断面図で示されるようなクランプ７１５Ａと７１５Ｂは、配線層７０５のエッジにＯリングシールを固定し、これらのクランプは、ボルト７１６Ａと７１６Ｂによりプレナム７０３へ固定される。代替の実施形態において、Ｏリングシール７１４は、フレキシブル配線層７０５とプレナム７０３との間でサンドイッチ状にはさまれてもよい。クランプ７１５Ａと７１５Ｂは、湾曲ではなくて直線であり、又は「Ｌ」形状であり、配線層７０５をＯリングシール７１４に密接に固定する。
【００３９】
さて、アセンブリ７０１の動作を説明する。一般に、集積回路または完全な半導体ウェーハのような被試験デバイスは、接触要素をバキュームチャックの向こう側に向けるようにバキュームチャックに当接して配置される。被試験デバイスは、当該技術分野で知られているように、チャックの内部に真空状態を発生させることにより、チャックの方へ引き寄せられる。チャックの表面の穴は、ウェーハ又は他の被試験デバイスをチャックの表面に堅固に引き寄せる。次いで、被試験デバイス上の接触要素は、ｘ方向、ｙ方向、及びフレキシブル配線層７０５上の接触要素に対する角度θにおいて位置合わせされ、配線層７０５と被試験デバイス７０７上の対応する接触要素間で適切に接触することを可能にする。この時に、被試験デバイス７０７とフレキシブル配線層７０５との間のｚ方向の間隔は、２つの表面が非常に接近するように小さくすることができる。次に、チャンバ７２１が配線層７０５を「膨張」させるために流体で満たされ、その結果、配線層７０５が被試験デバイス７０７の方へ押し付けられ、２つの表面間の対応する接触要素間で接触する。
【００４０】
図８は、本発明の別の例を示す。この例において、被試験デバイス８０５は、アセンブリ８０１に保持されるフレキシブル層８０９に取り付けられる。クランプ８１７Ａと８１７Ｂは、フレキシブル層８０９をＯリングシール８１６に固定し、それにより流体受容チャンバ８１１用のシールを提供し、そのチャンバ８１１はベース８１４とフレキシブル層８０９により形成される。流体（例えば、液体または加圧空気）がポート８１１Ａを介してチャンバ８１１内へ導入され得る。流体が導入された場合、流体はフレキシブル層８０９を押し、そのため（弾性接触要素８０７を有する半導体ウェーハとすることができる）被試験デバイス８０５を配線層８０３の方へ押し付ける。この配線層８０３は、その層８０３がフレキシブル／変形可能である必要がないことを除いて、フレキシブル配線層５０
７と類似している。被試験デバイス８０５が配線層８０３の方へ十分に押される場合、弾性接触要素８０５は、配線層８０３上の対応する接触要素（例えば、接触パッド８０４）と電気接触する。配線層８０３はチャック８０２に取り付けられ、そのチャック自体はフランジ８１５に固定される。代替の実施形態において、弾性接触要素は、配線層８０３に取り付けられることができ、被試験デバイス８０５上の接触パッドに接触できる。他の実施形態において、異なる接触要素（例えば、ボール）を表面の一方または双方の上で使用してもよい。
【００４１】
理解されるように、本発明の相互接続アセンブリは、完全な半導体ウェーハのプロービング、あるいは単一化された集積回路のバーンイン又は完全な半導体ウェーハのバーンインにおいてのような、半導体プロービングに利用され得る。プロービングの場合、アセンブリは、テストヘッドに取り付けられ、ｘ、ｙ、ｚ、及び半導体ウェーハ上の既知の位置、または半導体ウェーハ上の既知の位置に対して分かっているウェーハプローバのようなプロービング装置上の既知の位置に対するθで位置合わせされる。次いで、フレキシブル配線層が半導体ウェーハと非常に接近した状態にされ、電気接触を生じるように膨張される。バーンイン工程の場合、被試験デバイスは、アセンブリに取り付けられ、フレキシブル配線層上の接触部と位置合わせされ、そしてバーンイン環境に移動されてテスト装置に接続され、そしてフレキシブル配線層が「膨張」され、又は別な方法で被試験デバイスの方へ引き寄せられて電気接触する。
【００４２】
前述の詳細な説明において、本発明は、その特定の例示的な実施形態に関して説明してきた。しかしながら、種々の修正と変更が、特許請求の範囲に記載されたような本発明のより広い思想と範囲から逸脱することなく行うことができるということは、明白であろう。従って、詳細な説明と図面は、制限的な意味ではなく、例示的な意味で考えられるべきである。
【図１】
2011091412.tif 000003
【図２】
2011091412.tif 000004
【図３】
2011091412.tif 000005
【図４Ａ】
2011091412.tif 000006
【図４Ｂ】
2011091412.tif 000007
【図４Ｃ】
2011091412.tif 000008
【図５】
2011091412.tif 000009
【図６Ａ】
2011091412.tif 000010
【図６Ｂ】
2011091412.tif 000011
【図６Ｃ】
2011091412.tif 000012
【図６Ｄ】
2011091412.tif 000013
【図７Ａ】
2011091412.tif 000014
【図７Ｂ】
2011091412.tif 000015
【図８】
2011091412.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月16日(2010.11.16)
【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】
被試験デバイスへの一時的な圧力電気接続を形成するための相互接続アセンブリであって、
フレキシブル基板の表面から延在する複数の第１の電気接触を含むフレキシブル基板であって、前記第１の電気接触は可撓性である、フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板によって片側が囲まれた流体内蔵チャンバと、
前記流体チャンバと流体連結するポンプと、
を含み、
前記流体チャンバを通る流体の循環によって、前記フレキシブル基板を変形させる、相互接続アセンブリ。
【請求項２】
前記流体チャンバは、少なくとも１つの入口を含む、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項３】
前記流体チャンバは、少なくとも１つの出口を含む、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項４】
前記流体は液体である、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項５】
前記流体の温度を制御するための温度制御デバイスをさらに含む、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項６】
前記温度制御デバイスは、前記流体を加熱可能である、請求項５に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項７】
前記温度制御デバイスは、前記流体を冷却可能である、請求項５に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項８】
前記複数の第１の電気接触は、少なくとも１つの細長い接触要素を含む、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項９】
前記フレキシブル基板上に配置される少なくとも１つの当たり止め構造体をさらに含む、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項１０】
前記フレキシブル基板は、半導体試験装置に電気的に接続される、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項１１】
前記フレキシブル基板は、少なくとも１つの配線層を含む、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項１２】
前記フレキシブル基板上に配置される少なくとも１つの電気デバイスをさらに含む、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項１３】
前記電気デバイスは集積回路を含む、請求項１２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項１４】
前記電気デバイスは試験回路を含む、請求項１２に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項１５】
前記複数の第１の電気接触は、前記フレキシブル基板が変形すると、被試験デバイスの対応する第２の電気接触に接触するように位置決めされる、請求項１に記載の相互接続アセンブリ。
【請求項１６】
前記フレキシブル基板は、非平面に向けられた第２の電気接触と接触するように非平面の向きにある前記第１の電気接触を位置決めするように変形する、請求項１５に記載の相互接続アセンブリ。
【外国語明細書】
2011091412000001.pdf