(57)【要約】【課題】センタリング機構を備えた少なくとも１つのコンタクトパッドを備えるワークピースを備える装置、試験装置および方法を提供する。【解決手段】データ記憶装置は、少なくとも１つのコンタクトパッドのセンタリング機構によりプローブチップの底面および側壁面と同時に接触する少なくとも１つのコンタクトパッドを備えたワークピースを少なくとも有し得る試験装置によって、製造中または製造後に試験され得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのコンタクトパッドのセンタリング機構によりプローブチップの底面および側壁面と接触する前記少なくとも１つのコンタクトパッドを備えるワークピースを備える装置。
【請求項２】
前記コンタクトパッドは、接着剤および留め具なしに前記底面および側壁面と接触する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コンタクトパッドは、前記少なくとも１つのコンタクトパッドの前記底面および側壁面と物理的および電気的に接触する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記センタリング機構は、前記コンタクトパッドの片側から前記コンタクトパッドの中心まで連続的に延びている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記センタリング機構は、直線的な側壁を有するように成形される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記センタリング機構は、曲線的な側壁を有するように成形される、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記プローブチップは、非垂直の角度で連続的に先細りになった少なくとも１つの面を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コンタクトパッドは、３５μｍの面積範囲を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
少なくとも１つのコンタクトパッドのセンタリング機構により電子ラッピングガイド（ＥＬＧ）プローブチップの底面および側壁面と接触する前記少なくとも１つのコンタクトパッドを備えるワークピースを備える試験装置。
【請求項１０】
前記コンタクトパッドは、第１の厚みを有し、前記センタリング機構は、前記コンタクトパッドに入り込む、前記第１の厚み未満の第２の厚みを有する凹部を備える、請求項９に記載の試験装置。
【請求項１１】
前記センタリング機構は、前記コンタクトパッドへの深さが均一である、請求項９に記載の試験装置。
【請求項１２】
前記センタリング機構は、前記コンタクトパッドへの深さが可変である、請求項９に記載の試験装置。
【請求項１３】
前記センタリング機構は、異なる角度で先細りになった第１および第２のフロア面を有する、請求項９に記載の試験装置。
【請求項１４】
前記第１および第２のフロア面は、移行側壁面において合わさる、請求項１３に記載の試験装置。
【請求項１５】
前記センタリング機構は、前記ＥＬＧプローブチップに適合するように成形される、請求項９に記載の試験装置。
【請求項１６】
センタリング機構を有する少なくとも１つのコンタクトパッドを備えたワークピースを構成するステップと、
前記センタリング機構によりプローブチップの底面および側壁面と接触するステップとを備える、方法。
【請求項１７】
前記ワークピースは、異なるプローブチップと接触するセンタリング機構を各々が備えた複数のコンタクトパッドを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
各コンタクトパッドは、異なったように構成されたセンタリング機構を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記プローブチップは、プローブカードから連続的に延びている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記プローブチップの抵抗の記録をとることによって、前記ワークピース上でのラッピング動作をモニタリングするステップをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００１】
概要
本開示のさまざまな非限定的な実施例において、試験装置は、少なくとも１つのコンタクトパッドのセンタリング機構によりプローブチップの底面および側壁面と同時に接触する少なくとも１つのコンタクトパッドを備えたワークピースを少なくとも有し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】データ記憶装置の例示的な部分のブロック図である。
【図２】さまざまな実施例に従って構成され、動かされる例示的なツーリングアセンブリのブロック側面図である。
【図３】いくつかの実施例に従って動かされる例示的な試験アセンブリからの動作データのグラフである。
【図４Ａ】図２のツーリングアセンブリに組込み可能な試験アセンブリの一部のブロック上面図である。
【図４Ｂ】図２のツーリングアセンブリに組込み可能な試験アセンブリの一部のブロック断面図である。
【図５Ａ】さまざまな実施例に従って構成される試験アセンブリの一部のブロック上面図である。
【図５Ｂ】さまざまな実施例に従って構成される試験アセンブリの一部のブロック断面図である。
【図６】さまざまな実施例に従って構成される例示的な試験アセンブリのブロック斜視図である。
【図７】いくつかの実施例に従って行われる試験装置作製ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
詳細な説明
最近の計算環境についていくためのデータ記憶容量およびデータアクセス速度の向上に向かうデータ記憶装置の進歩は、磁気応答センサ、積層体およびシールドのようなデータ記憶部品の小型化と一致する。データ記憶部品の物理的サイズを小さくすることにより、製造上および動作上の許容差が減少し、その結果、許容差が満たされない場合に、製造上の複雑さが増し、動作歩留まりが妨げられる。
【０００４】
許容差が減少した状態での部品の製造は、製造および試験プロセスにストレスをかける可能性がある。なぜなら、寸法が小さな機器は、環境条件および取扱条件に起因して意図しない変動をこうむりやすい可能性があるからである。これらの問題により、業界は、フォームファクタの少ないデータ記憶部品および装置を確実に製造するように機器を製造および試験することを重視するよう促されてきた。
【０００５】
より小さな部品の製造および試験を重視することは、コンタクトパッドのセンタリング機構によりプローブチップ（先端部）の底面および側壁面と接触する少なくとも１つのコンタクトパッドを有するワークピースを提供した。センタリング機構は、プローブチップの底面および側壁面との同時の物理的および電気的接触をもたらすので、データ記憶部品の試験および製造中にワークピースが移動する間、接触を維持するために必要な下向きの力は、最小化される。このような接触力の減少により、結果として、製造プロセスの信頼性を保証することができ、ワークピースに対する応力を減少させることによってラッピング結果を最適化することができる。例えば、予め定められた厚みへのバーラッピングは、プローブカードからワークピースのＥＬＧコンタクトパッドまで延びる１つ以上の電子ラッピングガイド（electronic lapping guide：ＥＬＧ）プローブに振動および移動を引起す可能性があり、ラッピング処理の適応制御の成功にとって重要であり得るＥＬＧの読取りの完全性および精度を脅かす可能性がある。
【０００６】
図１は、いくつかの実施例に従って構成され、動かされる例示的なデータ記憶システム１００を示す。データ記憶システム１００は、図１に示されるアセンブリなどのデータ変換アセンブリ１０２を有する非限定的な構成で示されており、当該データ変換アセンブリ１０２は、少なくとも１つのデータ読取／書込手段を有し得る変換ヘッド１０４を有するスライダを備えており、当該少なくとも１つのデータ読取／書込手段は、同心のデータトラックまたはビットパターン媒体のような予め定められたパターン１１０に編成された１つ以上の格納データビット１０８などの磁気記憶媒体１０６上のさまざまな位置にそれぞれ位置決めされ得る。
【０００７】
記憶媒体１０６は、空気軸受１１４を生成するように媒体１０８を回転させる１つ以上のスピンドルモータ１１２に取付けられることができ、当該空気軸受１１４の上をスライダおよび変換ヘッド１０４が通過して、媒体１０６の予め定められた部分にアクセスする。このように、１つ以上のローカルプロセッサ１１６およびリモートプロセッサ１１８は、変換ヘッド１０４を調節して変換ヘッド１０４と選択されたデータビット１０８とを整列させるように、スライダおよび変換ヘッド１０４およびスピンドル１１２の制御された動きをもたらすことができる。ワイヤレスコンピューティングの出現により、ネットワーク１２４を介してコントローラ１２２から１つ以上のプロセッサ１１８および記憶アレイ１２０にリモートアクセスが行われるようになった。
【０００８】
データ記憶システム１００のいかなる部品も無限のさまざまな態様で試験および製造可能であるが、さまざまな実施例では、ブロック側面図として示されている図２の例示的なツーリングアセンブリ１３０が利用される。ツーリングアセンブリ１３０は、予め定められた平面性を提供するためにワーク面１３４の一部と選択的に係合する少なくとも１つのツール１３２を有し得る。ワーク面１３４は、図２に示される実施例では、接着剤１４０によってキャリア１３８に固定されるロウバー１３６である。キャリア１３８は、電気的接触部１４４との接触によりツール１３２およびワーク面１３４からの構造情報および動作情報を読取ることができるプローブカード１４２を収容している。
【０００９】
さまざまな実施例は、ツール１３２のツーリング面１４８とのラッピングによってワーク面１３４が十分に平坦になって予め定められた目標位置に近付いた後に、後にスライダヘッドに加工される抵抗センサなどの複数の分離した変換手段１４６のロウバー１３６を備える。研削ツーリング面１４８に対するワーク面１３４の制御された接合により、１つ以上の埋込み式変換手段１４６の断面積は、実質的に平面的な目標値に減少させることができ、これは、より正確な製造およびデータ記憶性能をもたらす所与の量の材料の除去に対応する。
【００１０】
ロウバー１３６とツーリング面１４８とのブラインド係合はいかなるリアルタイムの変換手段１４６の構造条件もなしに実施可能であるが、このような係合では、表面材料を含む変換手段１４６のうちの除去される部分が少なすぎるかまたは多すぎて、データ記憶性能が低下する可能性がある。したがって、１つ以上のラッピングガイドパッド１５０をプローブカード１４２上の対応するいくつかのＥＬＧコンタクトパッド１５２に接続することによって、少なくとも１つの変換手段１４６から除去される材料の量がその場でモニタリングされる。研削ツーリング面１４８との接触により変換手段１４６の埋込み式ＥＬＧから除去される材料の量の連続的または定期的なモニタリングは、計画された量の表面材料を正確に除去して、実質的に平面的な変換側壁に一致する目標厚みにするために使用可能である。
【００１１】
しかし、スライダラッピングガイドパッド１５０とプローブカードコンタクトパッド１５２との間のワイヤボンド１５４接続は、いくつかの問題を提起し得る。なぜなら、バー当たりのスライダの数を増やすため、または、熱補助型磁気記録（heat assisted magnetic recording：ＨＡＭＲ）の実現のためのレーザを埋込むなどの他のプロセススペースを増やすために、埋込み式ＥＬＧ変換手段１４６およびロウバー１３６の物理的寸法が小さくなるからである。プローブカードコンタクトパッド１５２へのワイヤボンド１５４のボンディングは、ワイヤボンド１５４が破損した場合に失われるスライダおよびプローブカード上のパッドの部分を占拠し、これにより、作動キスラップ（actuated kiss lap：ＡＫＬ）ワイヤボンドなどの後続のワイヤボンドを接続するための接触面の面積が小さくなる。ラッピングガイドパッド１５０の物理的面積が減少することにより、ワイヤボンド１５４の正確さを向上させることがさらに求められ、接続がより困難かつ高価になる。
【００１２】
ＡＫＬおよびワンステップラップ（one step lap：ＯＳＬ）などのさまざまなステップの後のワイヤボンドされたループの除去は、ラッピングガイドパッド１５０上にもプローブカードコンタクトパッド１５２上にもボンディングワイヤの残りの部分を残す可能性がある。さらに、除去プロセス自体により、金属ワイヤの破片が上塗り部などのスライダに入り込む恐れがあり、排除するのが困難な汚染を引起し、性能歩留まりを低下させる。これらの問題は、プローブカード１４２とラッピングガイドパッド１５０との間のボンディングレス接続への関心を巻き起こしてきた。ボンディングレス接続は、無限のさまざまな形態をとり得るが、いくつかの実施例では、コンタクトパッド１５２から延びてスライダバー上のラッピングガイドパッド１５０と接触するワイヤプローブであった。すなわち、プローブカードとラッピングガイドパッド１５０との間の物理的接触は、パッド１５０がプローブカードにワイヤボンドされることなく電気的接続を確立する。
【００１３】
プローブチップとラッピングガイドパッド１５０との間のボンド接続を無くすことにより、ワイヤボンド１５４を形成して除去する必要なく効率的で繰返し可能な電気的接触が可能になり得る、ということが理解できる。しかし、ラッピングガイドパッド１５０の物理的サイズを小さくすることにより、プローブチップのばね力がパッド１５０の摩擦力に打ち勝ち得るので、パッド１５０とプローブチップとの間の確実なボンディングレス接触が困難になる。同様に、パッド１５０およびプローブチップの固定した接続が無いことにより、初期の接触およびその後のラッピング動作中にロウバー１３６がツーリング面１４８に接触するときなどのロウバー１３６の振動および移動ならびにバーボンディング接着剤１４０の圧縮に起因して意図しない分離が起こる可能性がある。
【００１４】
図３は、ボンディングレス接続を利用した試験アセンブリのための例示的な試験データのグラフである。線１６２は、変換手段の埋込み式ＥＬＧ部分がラッピングされて材料が除去されるにつれて、ボンディングレスプローブチップ接続がいかに抵抗を予測可能に増加させるかをグラフ化している。しかし、プローブチップとコンタクトパッドとの間に安定した接触が無いことは、線１６２によって提供される試験データを損なうノイズスパイク１６４および１６６を示し得る。ノイズスパイク１６４および１６６は、さまざまな理由で生じ得るが、ノイズスパイク１６６によって示されるようにプローブチップの移動により生じると考えられ、開放型のノイズスパイク１６４によって示されるように電気的接触が全く失われることにより生じると考えられる。
【００１５】
したがって、バー上の電気ラッピングガイドパッドは、ボンディングレスプローブチップの底面および側壁面との同時の物理的および電気的接触をもたらすセンタリング機構を備えるように構成され得る。図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、プローブカードのコンタクトパッドから連続的に延びるワイヤプローブなどのボンディングレスプローブチップ１７６との接触を最適化するためにセンタリング機構１７４を備えるように予め構成されたラッピングガイド（ＥＬＧ）パッド１７２を有するようにさまざまな実施例に従って構成され、動かされる例示的な試験装置１７０のブロック上面図およびブロック側面図である。
【００１６】
図４Ａは、いくつかの非限定的な実施例において、直線的な側壁１７８が、ＥＬＧパッド１７２の中心に向かって角度が付けられて、プローブチップ１７６のサイズおよび形状に適合するように成形された曲線的な移行面１８０において交わるように、センタリング機構１７４がいかに成形され得るかを示している。移行面１８０の形状をプローブチップ１７６に適合させることにより、試験装置１７０の動作を最適化するプローブチップの側壁面および底面との同時の接触を保証することができる。
【００１７】
直線的な側壁１７８は、無限のさまざまな角度および深さに調整可能であり、底面および側壁面との同時の接触が最も確実になるＥＬＧパッド１７２上の予め定められた位置に、ある範囲の異なるサイズおよび形状のプローブチップ１７６を導いて固定することができる多様な構成でセンタリング機構１７４を規定する。直線的な側壁１７８は、さらに、センタリング機構１７４のフロア１８２面の形状を決定付け得る。図４Ｂは、プローブチップ１７６が移行面１８０まで容易に平行移動することができるようにＥＬＧパッド１７２の厚み１８６未満の均一な深さ１８４にフロア１８２をいかに設定することができるかを示している。
【００１８】
いくつかの実施例では、移行面１８０は、チップ側壁１８８の角度に適合するように角度が付けられているが、他の実施例では、チップ側壁１８８をセンタリング機構の頂点におけるポイントと接触させるために、移行面１８０の角度とチップ側壁１８８の角度とを異ならせている。センタリング機構１７４の位置、サイズおよび形状を調整することができる機能により、接着剤または留め具なしに、および、プローブチップの完全性およびプローブチップ１７６がＥＬＧパッド１７２に電気的に接続された結果として提供される試験データの完全性を損ない得る過剰な下向きの力なしに、プローブチップ１７６とＥＬＧパッド１７２とを物理的および電気的に接触させることができる。
【００１９】
図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、さまざまな実施例に係る図４Ａおよび図４Ｂの装置１７０とは異なったように調整される別の例示的な試験装置１９０のブロック上面図およびブロック側面図である。図５Ａの上面図は、側壁１９６の頂点に位置するプローブチップ１９８よりも大きな曲率半径を有する連続的に曲線的な側壁１９６を備えたセンタリング機構１９４をＥＬＧパッド１９２がいかに有し得るかを示している。連続的に曲線的な側壁１９６は、図４Ａの直線的な側壁１７８よりも効率的にプローブチップ１９８をセンタリング機構１９４の頂点の方に導くことができる。
【００２０】
図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、センタリング機構１９４のフロアも、それぞれ異なる高さ２０４および２０６を備えた低い領域２００および高い領域２０２を有するように調整可能である。図５Ｂは、コンタクトパッドの全体厚み２１０未満まで連続的に延びながら低い領域２００の深さ２０４に適合する深さ１９８を有するセンタリング機構１９４の予め定められた頂点に向かって、Ｚ軸に沿って、可変の深さ２０６で高い領域２０２がいかに傾斜させられ得るかを示している。さまざまな実施例はさらに、直線的なフロア面、階段状のフロア面および曲線的なフロア面により、頂点に向かって類似の角度または異なる角度で傾斜するように低い領域２００および高い領域２０２を調整することができる。
【００２１】
プローブチップ１９８は、機構１９４の中の最も低いポイントであることによってセンタリング機構１９４の予め定められた頂点において固定可能であり、また、移行面２１２の構成をプローブチップ１９８の側壁面２１４と適合させることによって固定されてもよい。調整された高さ、側壁の角度および機構の形状を組合わせることにより、さまざまな移動および振動中にＥＬＧパッド１９２との底部および側壁の同時の接触を維持することができるセンタリング機構１９４の頂点にプローブチップ１９８がたどり着く確率を高めることができる。このような確率の上昇は、平坦なコンタクトパッド面をもっぱらプローブチップ１９８の底面と接触させることとは対照的であり、平坦なコンタクトパッド面をもっぱらプローブチップ１９８の底面と接触させることは、チップ１９８のばね力がパッド１９２の摩擦を越えることによる移動および損なわれた試験データの影響を受けやすいであろう。
【００２２】
接着剤または留め具なしに試験プローブを確実に固定するように適合されたセンタリング機構を備えたコンタクトパッドを調整することができる機能により、さまざまなプローブのサイズ、形状および試験機能に合わせてカスタマイズされた複数の異なるコンタクトパッドを有するようにプローブカードを構成することができる。図６は、プローブカード２２２が、試験バー２２８上に独立したコンタクトパッド２２６を備えたいくつかの異なる試験プローブ２２４と係合する例示的なラッピングアセンブリ２２０のブロック斜視図である。各コンタクトパッド２２６は、特定の試験プローブ２２４を収容するように調整される。すなわち、各コンタクトパッド２２６は、プローブカード２２２上に存在する他のコンタクトパッド２２６に適合し得るか、またはプローブカード２２２上に存在する他のコンタクトパッド２２６とは異なり得るセンタリング機構を有する。
【００２３】
異なったように調整されたセンタリング機構を備えたそれぞれのコンタクトパッド２２６を構成することによって、物理的にも電気的にも接触した状態で複数の試験機能および機器を固定することができる。このようなさまざまなコンタクトパッド２２６の調整された構成により、試験データの完全性に関する懸念なしに、圧力誘起収縮などによる比較的大きな変位がプローブ２２４とコンタクトパッド２２６との間に生じ得る。さらに、固定されたプローブ２２４を閉じ込めることにより、コンタクトパッド２２６のサイズを４５μｍなどの１つまたはさまざまな表面積に最小化することができ、これは熱補助型磁気記録（ＨＡＭＲ）のような用途では有用であり得る。
【００２４】
図７は、さまざまな実施例に従って行われる例示的な試験装置作製ルーチン２３０の論理マップである。最初に、ステップ２３２において、リソグラフィおよび洗浄手段などのウェハ処理手段により、１つ以上の平面的な電子ラッピングガイドコンタクトパッドを形成する。コンタクトパッドは、ワークピース上で均一または可変であり得る予め定められた厚みを有する、導電性の純粋な材料または合金材料などの任意の予め定められた材料から構築され得る。ステップ２３２は、電気めっきなどの無限のさまざまな態様で行われ得る。ステップ２３２において堆積される層は、さらに、３５〜９５μｍのような予め定められた面積範囲を規定する外周を備えた無限のいくつかの異なる外面形状を有するように構成され得る。
【００２５】
層が予め定められた形状、材料および厚みで堆積された状態で、ステップ２３４において、層の一部が予め定められたパターンでフォトレジストされ、その後、ステップ２３６においてＥＬＧパッドの全ての部分ではなくいくつかの部分を露出させるためにマスキングされる。このような例外は、センタリング機構の部分であり得る。次に、ステップ２３８において、パターニングされたフォトレジストを硬化させて、現像し、次いで、ステップ２４０において、ＥＬＧ面上の材料を目標厚みまで電気めっきする。ステップ２４２において、マスキングフォトレジストの除去が行われるが、マスキングフォトレジストの除去は特定のプロセスに限定されるものではない。
【００２６】
ステップ２４４において、試験装置の作製は、後続のウェハ処理ステップに進み、当該ウェハ処理ステップは、限定されないが、７μｍなどの特定の深さの曲線的または直線的な側壁を生成するためにエッチング、ラッピングおよび研磨を含み得る。ステップ２４４は、図４Ａおよび図４Ｂの領域１９０および１９２に類似し得るか、または領域１９０および１９２とは異なり得るさまざまな異なるフロア面高さを構築するいくつかの異なる処理ステップを含み得る。次いで、設計形状、フロア高さおよび側壁深さを備えたセンタリング機構の完成品は、電気的接触を確立するようにプローブチップによって係合されることができる。センタリング機構の調整された構成により、機構の頂点および移行面などの予め定められた位置にＥＬＧプローブチップを効率的かつ無害に移動させることができ、その結果、ＥＬＧプローブチップの底面および側壁面を同時に固定して、コンタクトパッドと接触させることができる。
【００２７】
ＥＬＧプローブチップは固定されるが、ＥＬＧプローブと接触するデータ記憶部品に対して、さまざまな製造および試験動作が行われ、モニタリングされ得る。例えば、磁気抵抗積層体の強磁性層の厚みを決定するためにＥＬＧプローブの抵抗をモニタリングしながら、強磁性層に対してラッピング動作が行われ得る。なお、ルーチン２３０は、いかなる局面も制限なく省略、変更および追加可能であるので、図７に示されるさまざまなステップおよび決定に限定されるものではない。例えば、ルーチン２３０は、さらに、コンタクトパッド上の予め定められた位置の方にＥＬＧプローブチップを向けるセンタリング機構を確立するためにＥＬＧコンタクトパッドの一部を除去するステップをステップ２４４の前に組み入れてもよい。
【００２８】
調整されたセンタリング機構を備えた少なくとも１つのコンタクトパッドの構成により、接着剤または留め具なしにＥＬＧプローブとの物理的および電気的接触を確保することができる。さらに、安定した接触により、コンタクトパッドおよび結果としてＥＬＧプローブを含むプローブカード上で使用される力を少なくすることができる。その上、試験プローブとコンタクトパッドとの間の接触をより安全かつ効率的に容易にすることができる機能により、試験プローブとコンタクトパッドとの間の底面および側壁面との同時の接触に起因して試験機器が受ける応力が少なくなるので、データ記憶部品の製造を時間および信頼性の点で最適化できる。
【符号の説明】
【００２９】
１５２，２２６  コンタクトパッド、１７４，１９４  センタリング機構、１７６，１９８  プローブチップ。
【図１】
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【図２】
2015060619.tif 000004
【図３】
2015060619.tif 000005
【図４Ａ】
2015060619.tif 000006
【図４Ｂ】
2015060619.tif 000007
【図５Ａ】
2015060619.tif 000008
【図５Ｂ】
2015060619.tif 000009
【図６】
2015060619.tif 000010
【図７】
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