(57)【要約】電子装置は第１の位置へと移動され、電子装置の端子が、端子と電気接触するために、プローブに隣接される。その電子装置は、次いで、水平に、または斜め方向に移動され、その端子はプローブに接触する。試験データは、次いで、プローブを介して、電子装置へ、および電子装置から、通信される。また、本発明は、例えば、表面および複数の端子を備える電子装置をプロービングする方法であって、該電子装置および複数のプローブを配置する工程であって、該プローブが該複数の端子のうちのいくつかの端子に隣接するようにする、工程と；該複数の端子のうちの該いくつかの端子を該プローブに接触させるために、該電子装置および該プローブの相対的な動きを生じさせる工程と；を包含し、該相対的な動きが、該電子装置の該表面に対して並行な成分を含む、方法を提供する。
2007523350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および複数の端子を備える電子装置をプロービングする方法であって、該方法は、
該電子装置および複数のプローブを配置する工程であって、該プローブが該複数の端子のうちのいくつかの端子に隣接するようにする、工程と、
該複数の端子のうちの該いくつかの端子を該プローブに接触させるために、該電子装置および該プローブの相対的な動きを生じさせる工程と
を包含し、
該相対的な動きが、該電子装置の該表面に対して並行な成分を含む、方法。
【請求項２】
前記複数の端子のうちの前記いくつかの端子が、前記電子装置の前記表面から距離「ｄ」だけ、延びており、前記電子装置および複数のプローブを配置する工程が、該電子装置の該表面から、該距離「ｄ」よりも短い間隔で、先端部の接触部分を配置する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記端子が、前記電子装置の表面の上に隆起された要素を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記端子が平面のパッドを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記端子が部分的な球体を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記プローブのそれぞれが複数の先端部を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記相対的な動きが、前記電子装置の前記表面に対して垂直である成分をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プローブが前記複数の端子のうちの前記いくつかの端子と接触する間において、前記電子装置を試験する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電子装置が半導体デバイスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記電子装置が半導体ウエハを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記電子装置が半導体デバイスのパッケージを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記電子装置が複数の半導体デバイスのパッケージを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記半導体デバイスが半導体ダイを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記電子装置が複数の半導体ダイを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記電子装置がプリント回路基板を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記電子装置がセラミック・スペーストランスフォーマを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記電子装置が、
配線基板と、
該配線基板に電気的に接続される複数の半導体デバイスと
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
制御器に、プロービング機械を制御する方法を実行させるための機械実行可能な命令を含む媒体であって、該プロービング機械はチャックを備え、該方法は、
該電子デバイスおよび複数のプローブを配置するために第１の信号を生成し、該プローブが、該チャック上に配置される電子装置のいくつかの端子に隣接するようにする、工程と、
該いくつかの端子を該プローブに接触させるために、該電子装置および該プローブの相対的な動きを生じさせる第２の信号を生成する工程と
を包含し、
該相対的な動きが、該電子装置の表面に対して並行な成分を含む、媒体。
【請求項１９】
前記端子が、前記電子装置の表面から距離「ｄ」だけ、延びており、前記第１の信号を生成する工程が、該電子装置の該表面から、該距離「ｄ」よりも短い間隔で、先端部の接触部分を配置する工程を包含する、請求項１８に記載の媒体。
【請求項２０】
前記プローブのそれぞれが複数の先端部を含む、請求項１８に記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、装置をプロービングすることに関する。本発明は一般に、任意の装置をプロービングすることに適用可能であるが、本発明は、集積回路を試験するために、その集積回路をプロービングすることに特に適している。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、集積回路は通常、半導体ウエハ上の複数のダイとして製造される。図１は、そのような半導体ウエハ１２４を試験するための通常の試験システム１００を示す。図１に示される例示的な試験システムは、試験器１０２、テストヘッド１１８、プローブカード１０６、およびプローバ１２０を含む。
【０００３】
半導体ウエハ１２４は、チャック（通常は、ステージとも呼ばれる）１１４上に置かれ、チャック１１４は通常、「ｘ」、「ｙ」、および「ｚ」の方向の動きが可能である。チャック１１４はまた、回転（例えば、「θ」方向）および傾斜が可能であり得、さらに他の動きをも可能であり得る。いったん半導体ウエハ１２４がチャック１１４上に置かれると、そのチャックは通常、「ｘ」、「ｙ」および／または「θ」方向に動かされ、ウエハ１２４のダイ（図示されず）上の端子がプローブカード１０６上のプローブ１０８と合わせる。チャック１１４は、次いで、通常、上方の「ｚ」方向へウエハ１２４を移動させ、その端子を、プローブ１０８に接触させる。一つ以上のカメラ１２２が、端子およびプローブの位置合わせを助け得、プローブ１０８と端子との間の接触を決定することを助け得る。
【０００４】
いったんダイ（図示されず）の端子がプローブ１０８と接触すると、試験器１０２（コンピュータであっても良い）は試験データを生成する。その試験データは、テストヘッド１１８への一つ以上の通信リンク１０４を介して通信される。試験データは、相互接続１１６（例えばポゴピン）を介して、テストヘッド１１８から、プローブ１０６へ、および最終的には、プローブ１０８を介して、ダイ（図示されず）の端子へと通信される。ダイによって生成された応答データは、プローブ１０８から、プローブカード１０６を介し、相互接続１１６を介し、プローブヘッド１１８を介し、通信リンク１０４を介し、試験器１０２へと、逆方向にて通信される。
【０００５】
図２Ａ〜図２Ｃは、プローブカード１０６と接触するウエハ１２４の動きを示す。上述され、図２Ａにて示されたように、ウエハ１２４の一つ以上のダイ２０２ａの端子２２０は、プローブカード１０６のプローブ１０８と合わせる。チャック１１４は、次いで、ウエハを上方に移動させ、図２Ｂにおいて示されるように、ダイ２０２ａの端子２２０はプローブ１０８と接触する。図２Ｃに示されるように、チャック１１４は通常、端子２２０と最初に接触した所より上へとウエハ１２４を移動させる。（最初の接触より上への移動は、しばしば、「オーバートラベル（ｏｖｅｒ  ｔｒａｖｅｌ）」と呼ばれる）。これは、通常、プローブ１０８を加圧する。端子２２０に対してのプローブ１０８によって引き出されるバネ力は、プローブと端子との間の、適度に低い抵抗での電気接続を作製するのを助ける。付け加えて、プローブが加圧されると、プローブ１０８はしばしば、端子２２０の表面を拭う（ｗｉｐｅ）。その拭う動きによって、プローブ１０８の先端部は、端子２２０上の任意の酸化物または他の付着物（ｂｕｉｌｄ  ｕｐ）を払拭する傾向があり、再び、プローブと端子との間の、適度に低い抵抗での電気接続を作製するのを助ける。
【０００６】
予想され得るように、プローブ１０８の加圧および払拭の動作は、プローブにおける力および応力を引き起こし、それらは、プローブ１０８を破損させ得、ダメージを与え得、または、プローブ１０８の有用な寿命を減らし得る。付け加えて、端子２２０に対してのプローブ１０８によって引き出される力は、端子２２０および／またはウエハ１２４にダメージを与え得る。低い「ｋ」誘電性を有する材料を含むウエハ１２４は、特にそのようなダメージに影響を受け易くあり得る。一般的に言えば、プローブ１０８と端子２２０との間の摩擦が大きいほど、そのような力および応力もまた大きくなる傾向にある。すなわち、摩擦力にとって、端子２２０に亘るプローブ１０８の先端部の払拭を早々に止めることが可能である。これは例えば、プローブ１０８の先端部が端子２２０へと深く押し付けられる場合、または、プローブの先端部が端子の表面上にて、不規則な動作を被る場合、起こり得る。プローブ１０８の先端部が早々にその払拭動作を止める場合、プローブ上に形成される力および応力は、特に大きくなり得る（それゆえ、プローブ、端子、および／またはウエハに特にダメージを被らせる傾向にある）。プローブ１０８は端子２０４の任意のタイプに押し付けられ得るけれども、プローブ１０８は、柔らかい材料からなる端子（例えば、はんだ屑またはアルミニウムの端子）、または粗い表面を有する端子（例えば、銅の端子）に押し付ける場合に特に影響を受け易い。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
他のものの中でも特に、本発明の実施形態は、プローブにおける応力を低減し得、プローブに対して引き出される力を低減し得る。本発明の一つの限定されない利点は、プローブと端子とが払拭動作によって接触される場合、それらの間の相対的な動作の垂直の成分を低減または取り替えることにあり、プローブ上における力および応力を低減する。
【０００８】
本発明は一般に、装置をプロービングすることに関し、より詳細には、電子装置（例えば半導体デバイス）を試験するために、その装置をプロービングするように適用可能である。一実施形態において、電子装置は第１の位置へと移動され、電子装置の端子が、端子と電気接触するために、プローブに隣接される。その電子装置は、次いで、水平に、または斜め方向に移動され、その端子はプローブに接触する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は装置をプロービングすることに関する。本明細書は本発明の例示的な実施形態および応用を記載する。しかしながら、本発明は、これらの例示的な実施形態および応用に限定されるものではなく、あるいは、例示的な実施形態および応用が動作し、または本明細書にて記載される方法に限定されるものでもない。
【００１０】
図３は例示的な半導体試験システム４００を示す。試験システム４００は模範的なものであるだけで、任意のタイプのプローブが別の装置と接触する他のシステムもまた使用され得る。そのようなシステムの排他的ではない例は、パッケージされた、またはパッケージされていない半導体デバイスを試験するためのソケットを含み、あるいは、半導体デバイス（パッケージされた、またはパッケージされていない、単一（ｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ）または非単一（ｕｎｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ）、ダイスされた、またはウエハ形式におけるデバイス）がプローブされる任意のタイプの試験システムを含む。別の例として、プローブがいくつかの種類の表面と接触する任意のシステムもまた使用され得る。もちろん、半導体ウエハ試験システムが使用される場合であっても、図３において示される例示的な試験システム４００とは異なる半導体試験システムが使用され得る。試験され得る電子装置の非限定的な例は、半導体ウエハ、半導体デバイス、半導体デバイスのパッケージ、複数の半導体デバイスのパッケージ、半導体ウエハから単一にされた単数および複数の半導体のダイ、プリント回路基板、および、スペーストランスフォーマ（ｓｐａｃｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）などの、配線されたセラミック基板を含む。別の例は、プリント配線層、半導体デバイス、および、その配線層と半導体デバイスとの間の接続を含む、電子システムである。
【００１１】
図３に示される例示的な半導体試験システム４００は、一般に、図１において示される試験システム１００と類似する。すなわち、例示的な試験システム４００は、試験器４０２、一つ以上の通信リンク４０４、プローバ４２０、テストヘッド４１８、プローブカード４０６、および、プローブカードとテストヘッドとの間の相互接続４１６を含み、それらの全てが、概して、図１に関連して記載されたような同様の要素と類似し得る。プローバ４２０は、一つ以上のカメラ４２２などの様々な要素を含み得、図１に示されるカメラ１２２と通常、類似し得る。
【００１２】
プローブカード４０６は、米国特許第５，９７４，６６２号、または第６，５０９，７５１号において記載されたようなプローブカード４０６アセンブリ（それらに限定されない）を含む、任意のタイプのプローブカードであり得、それらの明細書はその全体において、本明細書において参考として援用される。プローブ４０８は、針状プローブ、バックリングビーム（ｂｕｃｋｌｉｎｇ  ｂｅａｍ）プローブ（例えば、「ＣＯＢＲＡ」プローブ）、バンプ、ポスト、およびスプリングプローブ（それらに限定されない）を含む、任意のタイプのプローブであり得る。スプリングプローブの非限定的な例は、米国特許第５，９１７，７０７号、第６，２５５，１２６号、第６，４７５，８２２号、および第６，４９１，９６８号、ならびに、米国特許出願公開第２００１／００４４２２５号Ａ１および米国特許出願公開第２００１／００１２７３９号Ａ１において記載されたスプリング接触を含む。前述の特許および特許出願は、その全体において参考として本明細書において援用される。
【００１３】
図３に示されるように、試験システム４００はまた、チャック４１４の動きを制御するための制御器４３０を含む。利便性のため（限定するためではない）、図３における方向は、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」、および「θ」の座標系を用いて識別され、「ｚ」方向は、図３に関連する、垂直方向（上または下）であり、「ｘ」方向は、ページの奥行き方向にて水平であり、「ｙ」方向もまた水平ではあるが、図３においては、右または左方向である。「θ」は回転である。
【００１４】
制御器４３０は、チャック４１４の動きを制御する任意の適切な制御器であり得る。図３において示される制御器４３０は、マイクロプロセッサベースの制御器である。示されるように、制御器４３０は、デジタルメモリ４３２、マイクロプロセッサ４３４、入力／出力電子機器４３６、および入力／出力ポート４３８を含む。デジタルメモリ４３２は電子メモリ、光学式メモリ、磁気メモリ、または前述の一部の組み合わせを含む、任意のタイプのメモリであり得る。ちょうど二つの例のように、デジタルメモリ４３２は、読み出し専用メモリであり得、または、デジタルメモリ４３２は、磁気または光学式ディスクおよびランダムアクセスメモリの組み合わせであり得る。マイクロプロセッサ４３４は、デジタルメモリ４３２に格納された命令（例えば、ソフトウェアまたはマイクロコード）を実行し、ならびに、入力／出力電子機器４３６は、制御器４３０への、および制御器４３０からの電気信号の入力および出力を制御する。入力データは受信され、出力データはポート４３８を介して出力される。チャック４１４の動きを制御するための制御信号は、ポート４３８を介して出力されたデータの一つである。そのようなソフトウェアまたはマイクロコードは、本明細書にて記載されるチャックの動きを制御するように構成され得る。
【００１５】
制御器４３０は、図３に示されるように、スタンドアローンの実体であり得る。あるいは、制御器４３０は、プローバ４２０内に含まれ得る。すなわち、通常のプローバは、チャック４１４を動かすためのマイクロプロセッサベースの制御システムを含み、制御器４３０は、ソフトウェアまたはマイクロコードを用いて構成されるそのような現行の制御システムを含み得、本明細書にて記載されるチャックの動きを実行する。もちろん、制御器４３０はシステム４００の他の要素において配置され得、または、システム４００の一つ以上の要素の中に配置され得る。
【００１６】
しかしながら、制御器４３０は、マイクロプロセッサベースである必要はない。すなわち、チャック４１４の動きを制御する任意のシステムが使用されても良い。実際、制御器４３０は、オペレータが手動にてチャック４１４を動かす手動のメカニズムを含み得る。
【００１７】
図４および図５Ａ〜図５Ｃは、図３に示される試験システム４００を利用する半導体ウエハ４２４を試験するための例示的なプロセスを示す。図４および図５Ａにおいて示されるように、試験されるウエハ４２４は、チャック４１４上に配置される（ステップ５０２）。図４および図５Ｂに示されるように、チャック４１４は、次いで、ウエハ４２４を移動させ、ウエハ４２４上の端子６２０が、プローブ４０８の先端部６３６と、側面方向において隣接した位置へと動かされる（ステップ５０４）。一つの例として、および、図５Ｂに示されるように、端子６３６は、プローブ４０８の先端部６３６がウエハ４２４に接触せず、端子６２０の上表面の下に配置されるように、置かれ得る。もちろん、ウエハ４２４は、代替的には、静止したままであり得、プローブ４０８が動かされ得、あるいは、ウエハ４２４およびプローブ４０８の両方が動かされ得る。図３に示されるシステムにおいて、制御器４３０において実行されるソフトウェアは、Ｉ／Ｏポート４３８を介してコマンドを生成し得、チャック４１４の動きを制御する。
【００１８】
カメラ４２２が使用され得、ウエハ４２４に対するプローブ４０８の先端部６３６の位置を決定する。必要に応じて、位置決め形体６３４は、プローブ４０８のパドル６３２上に含まれ得、先端部６３６の位置および配置を決定することを助ける。例示的な位置決め形体の使用は、米国特許出願公開第２００３／００１３３４０Ａ１号において検討されており、その全体において参考として本明細書において援用される。図４および図５Ｃに示されるように、プローブ４０８の先端部６３６は、次いで、水平に動かされ、端子６２０と接触する（ステップ５０６）。端子６２０は、プローブ４０８に対して押され得、その結果、図５Ｃにおいて示されるように、そのプローブは変形する。あるいは、その動きによって、プローブ４０８の先端部は端子６２０の表面に飛び乗り得る。
【００１９】
注意すべきは、ステップ５０６の水平の動きが、一部の他のタイプの動きによってその後に続けられ得ることである。例えば、垂直または垂直の上下の動きがインプリメントされ得、比較的強い力の接続がプローブとウエハとの間に確立されることを保証する。他のまたは追加的な動きもまた可能であり、さらなる水平の動きも含む。
【００２０】
図４および図５Ａ〜図５Ｃをさらに参照すると、端子６２０と接触しているプローブ４０８を用いて、試験信号がプローブカード４０８を介して端子へ提供され、端子が取り付けられている単数または複数のダイによって生成される応答データが、所定のプローブ４０８によって感知される（ステップ５０８）。例えば、そのような試験信号は、試験器４０２によって生成され得る。いったんその試験が完了すると、プローブ４０８および端子６２０は互いに接触を解除される（ステップ５１０）。再び、図３に示されるようなシステムにおいて、チャック４１４はウエハ４２４を移動させ、その一方で、プローブカード４０６は静止したままである。プローブ４０８および端子６２０を、互いに接触している状態から取り除くために使用される動きの経路または方向は決定的ではなく、任意の経路または方向が使用され得る。適切な経路の非限定的な例は、ウエハ４２４をプローブ４０８と接触させるために使用される動きの逆を含み、単に、プローブから離れる「ｚ」方向へウエハを動かし、装置のそのタイプと一貫する動きは試験され、その装置の使用が継続される。制御器４３０は、これらまたは他の方法を使用して、プローブ５０８から離れる方向にウエハ５２４を動かすように構成され得、制御器４３０は、ソフトウェアを実行し、チャック４１４の動きを制御する制御信号を生成することによって、そのようになし得る。ステップ５０２〜ステップ５１０は、次いで、ウエハ４２４上のダイの全てまたは少なくとも一部が試験されるまで繰り返され得る。
【００２１】
端子６２０は、任意のタイプの端子であり得、限定することなく、図５Ａ〜図５Ｃに示される平らな端子、および、図６Ａ〜図６Ｃに示される、球体型の端子（例えばはんだ屑）などの他の形の端子を含む。図６Ａ〜図６Ｃは、図４に示されるプロセスの例示的な応用を示し、ウエハ４２４上の端子７２０は球体型である。あるいは、図６Ａ〜図６Ｃに示されるプロセスは、概して、図５Ａ〜図５Ｃに示されるプロセスと、類似し得る。
【００２２】
図７は、図４に示されるプロセスの例示的な変形を示す。図７に示されるように、ウエハ４２４がチャックの上に置かれた後、そのチャック４１４は、位置１２９０にウエハ４２４を置くように動かされ、ウエハ４２４上の端子６２０は、初期に位置１２９０に置かれ、斜め方向に、プローブ４０８と隣接する。また、図７に示されるように、チャック４１４は斜め方向にウエハ４２４を動かし、プローブ４０８の先端部６３６と接触する。もちろん、端子６２０は任意のタイプの端子であり得、限定することなく、図６Ａ〜図６Ｃに示される端子７２０などのような球体型の端子を含む。
【００２３】
図８Ａおよび図８Ｂは、図４に示される例示的なプロセスの別の変形を示す。また、図８Ａに示されるように、ウエハ４２４の端子１０２０は、初期には、プローブ４０８の下に置かれる。また、図８Ａに示されるように、プローブ先端部６３８の傾斜した表面または端部６３８は、端子１０２０のコーナー端部１０２２と合わせられる。次いで、図８Ｂに示されるように、チャック４１４は上方にウエハ４２４を動かし、プローブ先端部６３６と接触する。端子１０２０のコーナー端部１０２２がプローブ先端部６３６の傾斜した表面または端部６３８と接触し、次いで、それにそってスライドされると、プローブ４０８は、図８Ｂに示されるように、歪められ、プローブ先端部６３６と端子１０２０との間において圧力接触を作製する。必要に応じて、先端部６３６がパドル６３２から離れて延びている距離は、ウエハ４２４の表面からの端子１０２０の高さよりも短くされ得る。この方法において、パドル６３２は、停止部材としての機能を果たし得、端部６３６をウエハ４２４の表面と接触しないようにする。
【００２４】
図９Ａおよび図９Ｂは図８Ａおよび図８Ｂに示される例示的なプロセスの変形を示す。示されるように、図９Ａおよび図９Ｂにおけるウエハ４２４は、丸みを帯びた端子１１２０を有する。図９Ａに示されるように、ウエハ４２４の端子１１２０は、プローブ４０８の下に置かれる。好適には、プローブ４０８の先端部６３６は端子１１２０の中央から外れて配置される。次いで、チャック４１４は、図９Ｂに示されるように、上方にウエハ４２４を動かし、プローブ先端部６３６と接触する。プローブ先端部６３６が端子１１２０と接触した後、プローブ先端部は、端子の周辺に沿ってスライドされ、端子は、図９Ｂに示されるように、プローブ４０８を歪まさせ得、プローブ先端部６３６と端子１１２０との間の圧力接触を作製する。
【００２５】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、プローブ４０８のパドル８３２上に配置された二つの接触先端部８３６ａおよび８３６ｂを有するプローブ４０８の使用を示し、それは、特に、丸みを帯びた端子８２０に有利であり得る。（図１０Ａは、プローブ４０８の底部および端子８２０の一部を露出させる一部を切り取った部分を有する、ウエハ８２４の部分的底面図を示す）。二つ（またはそれ以上）の端部８３６ａおよび８３６ｂは、丸みを帯びた端子８２０を「掴む」ことにおいて特に有用であり得る。
【００２６】
それぞれのプローブのそれぞれの端部は複数の接触形体を有し得、そのような接触形体は、代替的には、端子と接触するために使用され得る。例えば、図１１Ａおよび図１１Ｂにおけるプローブ９０８は、角錐台型の端部９３６を有し、それは、４つの面である９４０ａ〜９４０ｄ（図１１Ａを参照）、および４つの端部９４２ａ〜９４２ｄ（図１１Ｂを参照）を有する。（図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、ウエハ９２４の一部は切り取られており、そのため、プローブ先端部９３６および端子９２０の一部を見ることができる）。図１１Ａに示されるように、表面９４０ａ〜表面９４０ｄの任意の一つは、端子９２０と接触し得る。図１１Ａに示される例において、それぞれの表面９４０ａ〜９４０ｄは接触形体である。表面９４０ａ〜９４０ｄは必要に応じて、丸みを帯び得る。あるいは（または付け加えて）、図１１Ｂに示されるように、端部９４２ａ〜端部９４２ｄの任意の一つは、端子９２０と接触し得る。従って、図１１Ｂにおいて、端部９４２ａ〜端部９４２ｄは接触形体である。もちろん、表面９４０ａ〜表面９４０ｄおよび端部９４２ａ〜端部９４２ｄは接触し得、それぞれのプローブ９０８は、従って、図１１Ａおよび図１１Ｂに示される例において、８つの接触形体を有し得る。別の形態の端部も用いられ得る。それには、丸みを帯びた形状も含まれるが、それに限定されない。
【００２７】
図１１Ｃは、クリーニング（ｃｌｅａｎｉｎｇ）プローブの時間が、図１１Ａおよび図１１Ｂにおける先端部９３６などの、複数の接触形体を有する先端部を使用することによって延ばされ得るプロセスを示す。（周知のように、端子がプローブへと移動され、およびプローブとの接触を解除されると、くず（ｄｅｂｒｉｓ）は、プローブの先端部上に蓄積し得る）。図１１Ｃに示されるように、プローブの複数の接触形体のうちの一つがステップ９９２にて選択される。例えば、図９Ｂにおける先端部９３６の端部９４２ａが選択され得る。次いで、ウエハの試験はステップ９９４へと進む。その試験は、一連の端子を、繰り返し、プローブ端部９３６へ移動され、およびプローブ端部９３６との接触を解除されることを含む。ウエハ端子がプローブへ接触するたびに、ステップ９９２において選択される接触形体は端子と接触する。例えば、先端部９３６の端部９４２ａがステップ９９２において選択された場合、先端部９３６の端部９４２ａは、ステップ９９４の間、端子と接触する。端子が、前もって決定された回数にて、プローブと接触および接触解除された後、プローブの接触形体の全てが使用されたかどうかが、ステップ９９６において決定される。前もって決定された回数とは、任意の回数であり得、例えば、その前もって決定された回数は、このプローブがクリーニングをする間になされる接触の回数であっても良い。あるいは、端子とプローブとの間の前もって決定された接触の回数、ステップ９９４を実行するよりも、ステップ９９４は、プローブと端子との間の接触抵抗が前もって決定された閾値を超えるまで実行されても良い。ステップ９９６において、その決定がｎｏである場合、そのプロセスはステップ９９２に戻り、複数の接触形体のうちの異なる一つが選択される。例えば、端部９４２ａがステップ９９２において、初期に選択された場合、次いで、端部９４２ｂが選択され得る。その後、ステップ９９４が繰り返されるが、今度は、新しく選択された接触形体（例えば、端部９４２ｂ）が、ステップ９９４において、ウエハの端子と接触する。上で検討された端子と接触する前もって決定された回数の後、ステップ９９６が繰り返される。プローブの全ての接触形体がここで、ステップ９９６にて決定されたように使用される場合、そのプローブ先端部はステップ９９８にてクリーンにされる。例えば、先端部９３６の４つ全ての端部９４２ａ〜９４２ｄが選択され、ステップ９９６にて決定されたように、端子と接触するために使用される場合、先端部９３６はステップ９９２においてクリーンにされる。その後、全体のプロセスは、新しいウエハが試験されると、繰り返される。
【００２８】
図１２は例示的な試験システム１２００を示し、プローブカード４０６は、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」、および「θ」方向の動きが可能である。もちろん、動きは、それらの方向の一つのみにおいて許され得、または、それらの方向の二つの組み合わせにおいてのみ許され得る。（上記の図３と同じく、図１２における方向は、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」、および「θ」の座標システムを使用して識別され、「ｚ」方向は、図１２に関連する、垂直方向（上または下）であり、「ｘ」方向は、ページの奥行き方向にて水平であり、「ｙ」方向もまた水平ではあるが、図１２においては、右または左方向である。「θ」方向は回転である。しかしながら、これらの方向は便宜のためであり、限定するものではない）。
【００２９】
図１２に示される例示的な試験システム１２００は、概して、図３に示される試験システム４００と、類似し得る。図１２に示される例示的な試験システム１２００は、しかしながら、プローブカード４０６がローラ１２０８を用いて取り付けられている第１のトラック１２０４を含み、プローブカード４０６が、図１２に示される「ｙ」方向に動くことを可能にする。トラック１２０２およびローラ１２０６によって、プローブカード４０６は「ｘ」方向に動くことを可能にし、テレスコープおよび回転アクチュエータ１２１０によって、プローブカード４０６は「ｚ」方向および「θ」方向に動くことを可能にする。モータ（図示されず）または他のアクチュエータ（図示されず）は、プローブカードのそのような動きに影響を与える。制御器１２３０は、図４に示される制御器４３０と概ね、類似し得るが、チャック４１４およびプローブカード４０６の両方を動かす制御信号を生成するように修正されている。（チャック４１４は、図１のチャック１１４と類似し得る）。もちろん、チャック４１４は静止したままであり得、プローブカード４０６のみが動かされる。プローブカード４０６の動きを含むように修正され、本明細書にて記載される例示的ななプロセスは、別の方法において、図１２に示されるものと類似するシステムにおいてインプリメントされ得る。
【００３０】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、プローブ１３０８上の二つの接触形体１３３４および１３３８が、ウエハ４２４の端子４２２と連続的な接触をするように構成されている、例示的なプロセスを示す。すなわち、プローブ１３０８は第１の接触形体１３３８と第２の接触形体１３３４を含む。これらの接触形体１３３４および１３３８は、プローブ１３０８上に構成および位置を決められ、チャック４１４によるウエハ４２４の特定の動きによって、第１の接触形体１３３８を端子４２２と接触させ、次いで、第２の接触形体１３３４を端子４２２と接触させる。
【００３１】
図１３Ａ〜図１３Ｃに示される例において、第１の接触形体１３３８は、幾分長くなっており、第２の接触形体１３３４は尖っている。図１３Ａに示されるように、チャック４１４は、初期にプローブ１３０８をウエハ４２４の端子４２２に近接して、配置する。図１３Ｂに示されるように、チャック４１４は、次いで、ウエハ４２４を動かし、その結果、それぞれのプローブ１３０８の第１の接触形体１３３８が端子４２２と接触する。図１３Ｃに示されるように、チャック４１４は継続して、ウエハ４２４を動かし、それによって、プローブ１３０８（柔軟および／または弾力的であり得る）は曲がり、第２の接触形体１３３４は端子４２２と接触する。図１３Ｃに示される例において、第２の接触部１３３４は尖っており、端子４２２に突き刺さり、従って、その端子の表面上における任意の酸化物または他の汚染物質を貫通する。
【００３２】
接触形体１３３４および１３３８の特定の構成、ならびに図１３Ａ〜図１３Ｃに示されるウエハ４２４の動きは、例示のためのみである。接触形体の任意の数、型、および配置がプローブ上にて使用され得、任意の動きのパターンがインプリメントされ得、プローブ上において、接触形体の、端子との望ましい一連の接触をさせる。
【００３３】
あきらかなことは、端子がプローブ先端部と接触する本明細書にて記載された例示的なプロセスの全てにおいて、接触が確立された後、端子のさらなる動きが可能であることである。例えば、さらなる上下の動き、および／または、端子がプローブと接触した後に、プローブ先端部に対する端子のさらなる水平方向の往復の動きが、プローブと端子との間の接触電気抵抗を低減し得る。必要に応じて、プローブと端子との間の接触抵抗は監視され得、チャックの動きは自動的に制御され得、その結果、接触抵抗は、前もって決めれらた閾値よりも常に低い。
【００３４】
本明細書にて記載された任意のプロセスは、図３または図１２に示された例示的な試験システムなどの、試験システムにおいてインプリメントされ得る。ここで述べられたように、本明細書に記載されたプロセスは、プローブが対象物と接触する他のシステムにおいてもインプリメントされ得る。さらに、任意のそのようなシステムにおいて、プローブおよび／または対象物の動きは、メモリに格納されたソフトウェアにおいてインプリメントされ得、プロセッサ上にて実行され得る（例えば、図３に示されたように）。あるいは、そのような動きの制御は、電子回路、またはソフトウェアおよび電子回路の組み合わせを用いてインプリメントされ得る。
【００３５】
本発明の原理が図示され、特定の例示的な実施形態に関連して説明されたが、様々な修正が、ここで開示された実施形態になされ得る。例えば、前述の記載は、「垂直」および「水平」の動きの成分として、その要素の動きの成分を呼ぶ。「垂直」および「水平」という用語は相対的であり、他の方向成分がその代わりに使用され得る。別の例として、水平の動きは直線の動きとは異なる動きを含み得る。例えば、水平の動きは、水平（すなわち、「ｘ，ｙ」）面における回転を含み得る。さらに別の例として、本明細書にて記載された例示的な実施形態は半導体デバイスをプロービングするが、本発明はそのようには限定されない。むしろ、本発明は、プローブが対象物と接触する任意のシステムにおいて使用され得る。多くの他の修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】例示的な従来技術の半導体試験システムを示す。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、図１にて示された例示的な試験システムの一部の動作を示す。
【図３】例示的な試験システムを示す。
【図４】半導体デバイスをプロービングするための例示的なプロセスを示す。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、図４のプロセスの例示的な応用を示す。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは、図４のプロセスの別の例示的な応用を示す。
【図７】図４のプロセスの修正された例示的な応用を示す。
【図８】図８Ａ〜図８Ｂは、半導体デバイスをプロービングするための別の例示的なプロセスを示す。
【図９】図９Ａ〜図９Ｂは、半導体デバイスをプロービングするためのさらなる別の例示的なプロセスを示す。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、複数の先端部を有する例示的なプローブを示す。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｃは、複数の端子に対するプローブの、例示的な配置および動きを示す。
【図１２】別の例示的な試験システムを示す。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｃは、半導体デバイスをプロービングするためのさらに別の例示的なプロセスを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【国際調査報告】
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