(57)【要約】  電気機械アセンブリの１つ以上の熱により誘発された動きを調節するための熱調節装置は、温度の変化に応じて反作用力を生成するために第１の比率で膨張する補償素子であって、第１の比率は、電気機械アセンブリが膨張する第２の比率とは異なる、補償素子と、補償素子を電気機械アセンブリへ連結し、かつ温度が変化する際に電気機械アセンブリに印加される反作用力の量を制御するように調節可能である連結機構と、を含む。【選択図】  図５
2011514520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械アセンブリの１つ以上の熱により誘発された動きを調節するための熱調節装置であって、
温度の変化に応じて反作用力を生成するために第１の比率で膨張する補償素子であって、前記第１の比率は、前記電気機械アセンブリが膨張する第２の比率とは異なる、補償素子と、
前記補償素子を前記電気機械アセンブリに連結し、かつ温度が変化する際に前記電気機械アセンブリに印加される前記反作用力の量を制御するように調節可能である連結機構と、
を備える、熱調節装置。
【請求項２】
前記電気機械アセンブリは、集積回路を検査するのに適応したプローブカードアセンブリを備える、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項３】
前記連結機構は、前記補償素子と前記電気機械アセンブリとの間の機械的連結力を変更するように調整可能である、請求項１に記載の熱調整装置。
【請求項４】
前記連結機構は、前記補償素子および前記電気機械アセンブリ内の穴を通るねじ、ボルトおよびナット、釘、ピン、鋲、嵌合機構、ならびにこれらのあらゆる組み合わせを含む１つ以上の取り付け機構を備える、請求項３に記載の熱調節装置。
【請求項５】
前記機械的連結力は、利用される前記取り付け機構の数および／または前記取り付け機構の固さを変えることにより変更され得る、請求項４に記載の熱調節装置。
【請求項６】
前記連結機構は、接着剤、蝋付け、半田付け、溶接、およびこれらのあらゆる組み合わせを含む、請求項３に記載の熱調節装置。
【請求項７】
前記機械的連結力は、前記接着剤、前記半田付け、前記蝋付け、および前記溶接の構成を変えることにより変更され得る、請求項６に記載の熱調節装置。
【請求項８】
前記連結機構は、前記補償素子および前記電気機械アセンブリに亘る熱連結勾配を変更するように構成可能である、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項９】
前記補償素子および前記連結機構の幾何学的特徴は、前記反作用力を変更するように構成可能である、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項１０】
前記補償素子は、前記連結機構により調節可能および／または脱着可能に前記電気機械アセンブリ上に配置される１つ以上の可動部分を備える、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項１１】
前記連結機構は、前記電気機械アセンブリに印加される前記反作用力を調節するために前記補償素子にレバレッジを提供する、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項１２】
前記連結機構は、前記補償素子と前記電気機械アセンブリとの間の前記レバレッジを増加させる１つ以上のスリーブを備える、請求項１１に記載の熱調節装置。
【請求項１３】
前記補償素子は、くさび形、規則的、および／または不規則的な形状を有する、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項１４】
前記補償素子が、様々な温度を有する１つ以上の局所熱ゾーンを有し、前記局所熱ゾーンの前記温度は、前記電気機械アセンブリに印加される前記補償素子の前記反作用力を制御するために別々に構成可能である、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項１５】
前記連結機構は、前記補償素子が温度の変化に応じて自動的に前記反作用力を変えることを可能にする自己補正機能を備える、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項１６】
前記補償素子は、温度感受性のある１つ以上の熱膨張係数を有する１つ以上の材料から作られる、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項１７】
前記補償素子および／または前記連結機構の温度を能動的に上昇または下降させるように構成可能な温度制御素子を更に備える、請求項１に記載の熱調節装置。
【請求項１８】
前記温度制御素子を前記補償素子および／または前記連結機構の前記温度を設定するように制御するためのコントローラを更に備える、請求項１７に記載の熱調節装置。
【請求項１９】
前記電気機械アセンブリの温度および／またはしみを検出するための、または前記電気機械アセンブリのたわみを監視するためのセンサを更に備える、請求項１７に記載の熱調節装置。
【請求項２０】
補償素子を提供することと、
電気機械アセンブリを提供することと、
前記電気機械アセンブリの熱的動きの所定の量に従って前記補償素子と前記電気機械アセンブリとの間の連結を調節することと、
を含む、連結量を調節するためのプロセス。
【請求項２１】
前記調節することは、前記補償素子と前記電気機械アセンブリとの間の機械的連結力を変更することを含む、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記機械的連結力を変更することは、前記補償素子および前記電気機械アセンブリ内の穴を通るねじ、ボルトおよびナット、釘、ピン、鋲、嵌合機構、ならびにこれらのあらゆる組み合わせを含む１つ以上の取り付け機構を調節することを含む、請求項２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記機械的連結力を変更することは、利用される前記取り付け機構の数および／または前記取り付け機構の固さを変えることを含む、請求項２２に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記取り付け機構は、接着剤、蝋付け、半田接合、溶接、およびこれらのあらゆる組み合わせを含む、請求項２２に記載のプロセス。
【請求項２５】
前記機械的連結力を変更することは、前記接着剤、前記半田付け、前記蝋付け、および前記溶接の構成を変えることを含む、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記調節することは、前記補償素子および前記電気機械アセンブリに亘る熱連結勾配を変更することを含む、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記調節することは、前記補償素子および前記連結機構の幾何学的特徴を変更することを含む、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２８】
前記補償素子は、前記連結機構により調節可能および／または脱着可能に前記電気機械アセンブリ上に配置される１つ以上の可動部分を備える、請求項２７に記載のプロセス。
【請求項２９】
前記電気機械アセンブリに印加される前記反作用力を調節するために前記補償素子にレバレッジを提供することを更に含む、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３０】
前記補償素子と前記電気機械アセンブリとの間の前記連結を制御するために別々に調節可能である温度を有する１つ以上の局所熱ゾーンを提供することを更に含む、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３１】
前記連結は、前記連結が温度の変化に応じて自動的に変化するように自己補正する、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３２】
前記補償素子の温度を上昇または下降させるように構成可能であり、これにより前記補償素子と前記電気機械アセンブリとの間の前記連結を変更するための温度制御素子を提供することを更に含む、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３３】
前記温度制御素子を前記補償素子の前記温度を設定するように制御することを更に含む、請求項３２に記載のプロセス。
【請求項３４】
前記電気機械アセンブリの温度および／またはしみを検出することを更に含む、請求項３２に記載のプロセス。
【請求項３５】
前記電気機械アセンブリのたわみを監視することを更に含む、請求項３２に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[発明の背景]
[0001]  本発明は、概して、集積回路を検査するための電気的接触を有するプローブカードなどの電気機械アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  プローブカードのような電気機械アセンブリは、通常半導体ウエハ上の例えば集積回路デバイスとなどのダイを検査する際に使用することができる。このようなプローブカードは、テスタとして知られるデバイスと接続して使用されるが、ここでプローブカードはテスタデバイスに電気的に接続し、更にはプローブカードは（ウエハ上の、または個別化された形状の）検査されるべき集積回路（本明細書では、あらゆる形状の検査されるべき集積回路は被検査デバイス（ＤＵＴ）と呼ばれる）とも電気的に接触する。
【０００３】
[0003]  通常、検査されるべきウエハは、ウエハを可動チャックに固定するプローバ内へとロードされる。検査プロセス中、チャックはプローブカードと電気的に接触するようにウエハを移動させる。この接触は、ばね型接触の形状であり得るプローブカード上の複数のプローブとＤＵＴ上の複数の個別の接続パッド（ボンドまたは検査パッド）との間で発生する。これらに限定されないが、ニードル接触、コブラスタイル（cobra-style）接触、ばね接触等を含むいくつかの異なる電気的接触が知られており、プローブカード上で使用される。この様にして、ＤＵＴをウエハから単一化する、または最終パッケージングの前に検査し実行することができる。
【０００４】
[0004]  プローブカードのプローブとダイのボンドパッドとの間の効果的な接触のために、プローブカードとウエハとの間の距離は適切に保たれるべきである。ＤＵＴとプローブの一部が離れすぎている場合、接触は失われ、近すぎる場合はプローブもしくはＤＵＴに損傷を与える可能性があり、または、例えばプローブがＤＵＴ上の所望の位置から動く可能性がある。
【０００５】
[0005]  ＤＵＴとプローブカードとの間の距離は、検査手順が進むにつれて、特に検査プロセス時にプローブカードおよびウエハの温度が変化するにつれて変化し得る。多くの場合、検査されているウエハは、検査プロセス中に加熱または冷却され得る。プローブカードの温度と異なる温度を有するウエハがカードの下へ移動する場合、ウエハに最も近いカード表面は温度が変化し始める。プローブカードは通常異なる材料の層から作られ、カードの表面に垂直な方向では、たいてい熱伝導が乏しい。結果として、プローブカードの厚さに亘る熱勾配が急速に生じる可能性がある。この不均一な膨張の結果、プローブカードは垂み始め、プローブカードとウエハとの間の距離を減少させ得る。テスタの大気温度よりも温度が低いウエハがプローブカードの近くに配置される場合、逆の現象が発生し得る。ウエハに最も近いプローブカードの表面が冷却し、ウエハから最も遠い表面よりも速く収縮するため、プローブカードはウエハから離れる方向に湾曲し始め、ウエハとプローブカードとの間の電気的接触を途絶させる。
【０００６】
[0006]  さらに、プローブカードの様々な部分は、異なる熱膨張係数を有し得る。結果として、これらは、プローブカードおよびウエハが検査のために配置される環境の温度が変化するにつれて異なる比率で膨張または収縮し得る。また、これはプローブカードを変形させ、これによりプローブがウエハ上のパッドから離れ、検査を失敗することになる。
【０００７】
[0007]  従って、必要とされるのは、プローブカードの熱により誘発された動きを調節し、プローブがウエハ上のＤＵＴのパッドと適切な接触を保つことができるようにするための装置である。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  本発明のいくつかの実施形態は、電気機械アセンブリの１つ以上の熱により誘発された動きを調節するための熱調節装置に関する。熱調節装置は、温度の変化に応じて反作用力を生成するために第１の比率で膨張する補償素子であって、第１の比率は、前記電気機械アセンブリが膨張する第２の比率とは異なる、補償素子を含むことができる。連結機構は、補償素子を電気機械アセンブリに連結し、かつ温度が変化する際に電気機械アセンブリに印加される反作用力の量を制御するように調節可能である。
【０００９】
[0009]  本発明のいくつかの実施形態は、連結の量を調節するためのプロセスに関する。プロセスは、補償素子を提供すること、電気機械アセンブリを提供すること、そして電気機械アセンブリの熱的な動きの所定の量に従って補償素子と電気機械アセンブリとの間の連結を調節することとを含むことができる。
【００１０】
[0010]  本発明のいくつかの実施形態では、補償素子の温度を能動的に制御するために１つ以上の温度制御素子を実施することができる。従って、１つ以上の補償素子により生成される反作用力は能動的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[0011]  図１は、プローブカードの断面図を部分的に示す。
【図２】[0012]  図２は、熱により誘発された動きを有するプローブカードの断面図を部分的に示す。
【図３】[0013]  図３は、熱により誘発された動きを有するプローブカードの断面図を部分的に示す。
【図４】[0014]  図４は、熱により誘発された動きを有するプローブカードの断面図を部分的に示す。
【図５】[0015]  図５は、本発明のいくつかの実施形態に係る熱調節装置を備えるプローブカードアセンブリの断面図を示す。
【図６Ａ−６Ｄ】[0016]  図６Ａ−Ｄは、本発明のいくつかの実施形態に係る少なくとも１つの機械的連結機構を利用する熱調節装置の様々な例を示す。
【図７】[0017]  図７は、本発明のいくつかの実施形態に係る少なくとも１つの熱的連結機構を利用する熱調節装置の様々な例を示す。
【図８Ａ−８Ｄ】[0018]  図８Ａ−Ｄは、本発明のいくつかの実施形態に係る様々な幾何学的設計を有する少なくとも１つの連結機構を利用する熱調節装置の様々な例を示す。
【図９】[0019]  図９は、本発明のいくつかの実施形態に係る局所熱ゾーンを有する少なくとも１つの連結機構を利用する熱調節装置の様々な例を示す。
【図１０Ａ−Ｂ】[0020]  図１０Ａ―Ｂは、本発明のいくつかの実施形態に係る自己補正機能を有する少なくとも１つの連結機構を利用する熱調節装置の様々な例を示す。
【図１１】[0021]  図１１は、本発明のいくつかの実施形態に係る熱調節装置を備えるプローブカードアセンブリの断面図を示す。
【図１２】[0022]  図１２は、本発明のいくつかの実施形態に係るプローブカードアセンブリと接続して使用するための通信ケーブルにより接続されるプローバおよびテスタの正面概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[例示的な実施形態の詳細な説明]
[0023]  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、本発明はこれら例示的な実施形態および応用、または本明細書において例示的な実施形態および応用が動作する、もしくは記載される手法に限定されない。また、図面は簡易化された、または部分的な図を示し、図面中の要素の寸法は、明確性のために、誇張されたり、その他の点で比率が正しくなかったりする場合がある。更に、本明細書において「の上」および「に取り付け」という言葉が使用される場合、１つの物体（例えば材料、層、基板等）は、別の物体「の上」に存在する、または別の物体「に取り付けられる」ことができ、ここで、１つの物体が直接他の物体の上に存在するもしくは他の物体に取り付けられるか、または１つの物体と他の物体との間に１つ以上の介在物があるかは問われない。また、方向（例えば上方（above）、下方（below）、頂部（top）、底部（bottom）、側面（side）、上へ（up）、下へ（down）、真上（over）、真下（under）、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」等）が提供される場合、これらは相対的であり、単に例示を目的として、説明および記述を容易にするためだけに提供されるものであり、限定するためのものではない。さらに、要素のリスト（例えば要素ａ、ｂ、ｃ）が参照される場合、このような参照はリスト化された要素のいずれか１つだけを含む、リスト化された要素の全てよりも少ないあらゆる組み合わせ、および／またはリスト化された要素の全ての組み合わせを含むことが意図される。
【００１３】
[0024]  本発明は、電気機械アセンブリの熱により誘発された動きを調節するための装置に関し、電気機械アセンブリは、プローブカードと、所定の熱条件下で、様々な熱膨張係数またはその不均一温度場に起因して変形し得る構成要素を有する他の複合構造とを備えるが、これに限定されない。本発明の以下の実施形態は、明確性を目的として文脈としてプローブカードを用いて記載される。しかし、提案する装置は、本発明の精神を逸脱せずに他の電気機械アセンブリの熱的な動きを調節するために使用することができることは、当業者には理解されよう。
【００１４】
[0025]  図１は、プローブカードアセンブリ１００および検査システム内へロードされたＤＵＴ１４０の典型的かつ理想的な例を示す。本図および他の付随する図では、特定の構成要素の特定の要素は説明の明確性を目的として誇張されて示される。能動および受動電子部品、コネクタ、基板などのプローブカードアセンブリ内に取り付けられまたは含まれ得る追加の構成要素は、明確性を目的として省略されている。
【００１５】
[0026]  プローブカードアセンブ１００は、回路板基板１１０、補強材１１６、およびプローブカードアセンブリ１００の底面に取り付けられ、そこから延在するプローブ１３０を備えるが、これらに限定されない。回路板基板１１０は、例えば少なくとも１つのプローブヘッドおよび少なくとも１つのインターポーザといった構成要素を含むことができ、これは更に以下のパラグラフにてより詳細に説明する。回路板基板１１０は、検査システム内に配置される際、好ましくはＤＵＴ１４０に平行に、ヘッドプレート１２０により支持され、かつ最も典型的にはＤＵＴ１４０の真上に位置決めされる。プローブ１３０は、ＤＵＴへの確実な圧力接続を形成するように構成された小規模に作られた弾性電気機械接触である。通常、プローブカードアセンブリ１００は、他の電気接続リンクによりテスタに接続される（図示せず）。
【００１６】
[0027]  公知のように、半導体ＤＵＴ１４０は、その正面（図で見ると上部）にフォトリソグラフィ、デポジション、拡散等により形成される複数のダイサイト(die site)を含む。各ダイサイトは、通常複数（多くのうち２つを図示する）のボンドパッド１４５を含み、ボンドパッド１４５はダイサイトの表面のあらゆる位置に、かつあらゆるパターンで配置され得る。
【００１７】
[0028]  いったんＤＵＴ１４０が検査デバイス内に配置されると、テーブルアクチュエータ１５５を備えるウエハチャック１５０がＤＵＴ１４０を持ち上げ、プローブ１３０とＤＵＴ１４０上の対応するパッド１４５との間の電気的接触を可能にする。持ち上げ機構は、シザー機構(scissors mechanism)、テレスコープ動作(telescoping action)、レバー動作(lever action)、スレッド動作(thread action)、カム動作(cam action)、または他の持ち上げ機構を利用し得る。いったんＤＵＴ１４０がプローブカードアセンブリ１１０と電気的に接触するように移動させられると、検査手順が進行し得る。
【００１８】
[0029]  検査中、プローブ１３０およびパッド１４５は複数の圧力接触を形成する。これらの接触が生成されるには、ＤＵＴ１４０は、回路板基板１１０から（図示のように垂直な）有効距離Ｚに置かれる。プローブ１３０は、一般的に弾性であるため、回路板基板１１０とＤＵＴ１４０との間の有効距離Ｚは、プローブ１３０の非加圧時の高さとは異なることもある。
【００１９】
[0030]  プローブカードアセンブリ１００は、回路板基板１１０を補強するために回路板基板１１０上面に配置される補強材１１６を備えることができ、これによりｚ方向における回路板基板１１０の湾曲する動きを減少させるため、回路板基板１１０とＤＵＴ１４０との間の距離ＺをＤＵＴ１４０の表面に亘ってより一定に保つことができる。補強材１１６は、ｚ軸方向における回路板基板１１０の変位を制限するために、回路板基板１１０の弾性係数よりも高い弾性係数を有する材料から作られることが多い。しかし、補強材１１６および回路板基板１１０は異なる材料から作られるため、これらは異なる熱膨張係数を有し得る。つまり、補強材１１６および回路板基板１１０は、温度が変化するにつれて異なる比率で膨張または収縮するため、回路板基板１１０および補強材１１６の複合構造を、中間部分がエッジよりも低い又は高い状態で湾曲させ得る。
【００２０】
[0031]  図２は、温度が変化するにつれて、回路板基板１１０と補強材１１６との複合構造が下向きの弓形を有するように変形するプローブカードアセンブリ１００の断面図を示す。例えば、補強材１１６が第１熱膨張係数（ＣＴＥ１）を有する材料から作られ、第１係数（ＣＴＥ１）は回路板基板１１０の第２熱膨張係数（ＣＴＥ２）未満であると仮定する。プローブカードアセンブリ１００が配置される環境の温度が上昇するにつれて、回路板基板１１０は補強材１１６が膨張する比率よりも高い比率で膨張し、これにより回路板基板１１０と補強材１１６との複合構造は、ヘッドプレート１２０の二端間の中間部分がＤＵＴ１４０に向かって沈むように湾曲することになる。結果として、プローブ１３０はより高い圧縮状態に置かれる、またはパッド１４５から離れ、これらの間の電気的接触を不十分または不適当なものにして、ＤＵＴ１４０の検査を失敗させる、または過剰圧縮によってプローブ１３０に損傷を与える可能性がある。
【００２１】
[0032]  図３は、温度が変化するにつれて、回路板基板１１０と補強材１１６との複合構造が上向きの弓形を有するように変形するプローブカードアセンブリ１００の断面図を示す。例えば、補強材１１６のＣＴＥ１が回路板基板１１０のＣＴＥ２未満であると仮定する。プローブカードアセンブリ１００が配置される環境の温度が下降するにつれて、回路板基板１１０は補強材１１６が収縮するよりも高い比率で収縮し、これにより回路板基板１１０と補強材１１６との複合構造は、ヘッドプレート１２０の二端の間の中間部分がＤＵＴ１４０から離れる方向に上昇するように湾曲することになる。あるいは、補強材１１６のＣＴＥ１は回路板基板１１０のＣＴＥ２よりも大きくてもよい。プローブカードアセンブリ１００が配置される環境の温度が上昇するにつれて、回路板基板１１０は補強材１１６が膨張する比率未満の比率で膨張し、これにより回路板基板１１０と補強材１１６との複合構造は、ヘッドプレート１２０の二端の間の中間部分がＤＵＴ１４０から離れる方向に上昇するように湾曲することになる。結果として、プローブ１３０はパッド１４５から離れ、これらの間の電気的接触を不十分または不適当なものにして、ＤＵＴ１４０の検査を失敗させる。
【００２２】
[0033]  図４は、回路板基板１１０とヘッドプレート１２０との重なり領域で互いに固定して取り付けられ、プローブ１３０が延在する回路板基板１１０の底面の平面性を向上するように設計されたプローブカードアセンブリ１００の断面図を示す。図示するように、プローブカードアセンブリ１００が配置される環境の温度が上昇するにつれて、熱により誘発された変形により、回路板基板１１０とヘッドプレート１２０との重なり領域間の固定取り付けによりＤＵＴ１４０に対向する回路板基板１１０の底面は比較的平面に維持される態様で、回路板基板１１０はＤＵＴ１４０に向かって沈み得る。回路板基板１１０が所定の許容範囲内のｚ変位における安定状態に到達するのに必要な時間として定義されるｚソーク時間(z soak-time)は、可能な限り短くあるべきである。ｚソーク時間が短いほど、ＤＵＴ１４０を確実に検査するために、プローブカードアセンブリ１００をより迅速に使用することができる。しかし、回路板基板１１０に取り付けられる補強材１１６は、回路板基板１１０の熱伝達を複雑にし、その結果ｚソーク時間を長引かせ得る。更に、回路板基板１１０および補強材１１６の熱膨張係数は異なり得るため、依然としてヘッドプレート１２０に囲まれる回路板基板１１０の一部は図２および３を参照して上記段落で説明したような態様で弓形のままであり得る。半導体プロセス技術が進歩するにつれて、パッド１４５の間隔ピッチは減少する。従って、プローブ１３０とパッド１４５との間のあらゆる望ましくない相対的な動きにより、これらが接触しなくなり、検査が失敗する可能性がある。
【００２３】
[0034]  図５は、本発明のいくつかの実施形態に係る補償素子２０２および連結機構２０４を備える熱調節装置を備えたプローブカードアセンブリの断面図を示す。プローブカードアセンブリ２００は、複数のプローブ２０８（例えばばね接触）が延在する第１表面２０７を有するプローブ支持基板２０６を備え得るが、これに限定されない。プローブ２０８は電気信号を伝達するための所望の電気伝導性を有する弾性材料から作ることができる。プローブ２０８は、プローブ２０８がＤＵＴ上のパッド（本図では図示せず）との圧力接触を形成するための所望の機械的および電気的特性を得るために、複数の材料層が重なって被覆される複合構造であり得る。プローブ２０８の例は、米国特許第６,１８４,０５３号Ｂ１、第５,９７４,６６２号、第５,９１７,７０７号に開示される。しかし、本産業では多くの他の接触（例えば、ニードル接触、コブラスタイル接触）が公知であり、あらゆるこの様な接触が本発明のあらゆる実施形態に含まれ得る。なお、本図には１０個のプローブが存在するが、プローブの数は決して１０個に限定されず、１０個より多くても少なくてもよい。
【００２４】
[0035]  プローブ支持基板２０６は、プローブ２０８を支持するために使用することができ、セラミック材料、半導体材料、ポリマー材料、複合材料、またはあらゆる他の好適な材料などの１つ以上の材料から作ることができる。プローブ支持基板２０６は、プローブカードアセンブリ２００と接触させられたＤＵＴ（本図では図示せず）に近い熱膨張係数を有し得るため、プローブ２０８およびＤＵＴのパッド（本図では図示せず）は、温度が変化するにつれてプローブ支持基板２０６およびＤＵＴが同じまたは近い比率で膨張または収縮するので検査中に接触状態を維持することができる。なお、本図ではプローブ支持基板２０６が１個のみ存在するが、プローブカードアセンブリ内のプローブ支持基板の数は決して１個に限定されず、１個より多くても少なくてもよい。
【００２５】
[0036]  プローブ支持基板２０６は、プローブ支持基板２０６内のトレース（図示せず）を介して、プローブ２０８を相互接続構造（例えばインターポーザ２１０）の導電線２１２に電気的に連結する相互接続トレースを含むことができる。インターポーザ２１０は、内部トレース（図示せず）および導電線２１６を介して導電線２１２を更に回路板基板２１４に電気的に連結する相互接続トレースを含むことができる。インターポーザ２１０として記載されるが、他の多くの種類の相互接続構造（例えば、フレキシブルコネクタ、リボンケーブル等）を使用することができる。内側補強材２１８および外側補強材２１９などの補強材構造は、回路板基板２１４の上方に提供され、回路板基板２１４に機械的に取り付けることができる。
【００２６】
[0037]  上述したように、プローブカードアセンブリ２１４の平面性およびｚソーク時間は、プローブカードアセンブリ２１４の有効性および性能における重要な評価基準となり得る。プローブ２０８の先端の平面性は、中でもとりわけ、プローブ２０８がＤＵＴ上のパッドとの所望の接触位置にあるかを決定することができる。ｚソーク時間は、中でもとりわけ、どのくらい速くプローブカードアセンブリ２００が熱平衡に達し、検査可能状態になることができるかを決定することができる。上述もしたように、回路板基板２１４の熱膨張係数は、補強材２１８の熱膨張係数と異なることが多いため、プローブカードアセンブリ２００が配置される環境の温度が変化すると、プローブカードアセンブリ２００の平面性およびソーク時間が影響を受ける可能性があり、これによりプローブ２０８が望ましくない形で移動し、検査結果に影響を与える可能性がある。
【００２７】
[0038]  回路板基板２１４は、内部および／または外部電気配線（図示せず）と、検査ヘッド（本図では図示せず）に接続するように適用され、更にプローブカードアセンブリ２００を介してＤＵＴへ検査信号を送信し、かつＤＵＴから結果信号を受信するための信号処理機性能を備えたテスタに接続するように適用される出入力端子と、によりパターン形成され得る。回路板基板２１４は、通常プリント回路板の形をとるが、例えば半導体、セラミックまたは金属基板といった他の基板を使用することもでき、一方、補強材２１８は金属材料、合金、または他の好適な材料から作ることができる。補強材２１８は、回路板基板２１４の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有し得る。結果として、温度が上昇するにつれて、回路板基板２１４は補強材２１８よりも高い比率で膨張し得る。これにより、回路板基板２１４と補強材２１８との複合構造を下へ湾曲させる熱応力を引き起し得る。つまり、複合構造の外側部分はその中心とは対照的に上方変位を有する傾向にある。反対に、温度が下降するにつれて、回路板基板２１４は補強材２１８よりも高い比率で収縮する傾向にある。これにより、回路板基板２１４と補強材２１８との複合構造を上へ湾曲させる熱応力を引き起し得る。つまり、複合構造の外側部分はその中心とは対照的に下方変位を有する傾向にある。なお、上述したような回路板基板２１４および補強材２１８に関する熱膨張係数の関係は、説明を目的とした例にすぎない。例えば、回路板基板２１４の熱膨張係数は、補強材２１８の熱膨張係数未満であってもよく、これにより、回路板基板２１４と補強材２１８との複合構造は、温度が上昇するにつれて上へ湾曲し、また温度が下降するにつれて下へ湾曲する傾向にある。
【００２８】
[0039]  本発明のいくつかの実施形態によると、補償素子２０２は、回路板基板２１４と補強材２１８との複合構造の熱的な動きを打ち消すために、回路板基板２１４と反対の補強材２１８の１つ以上の側面上に、連結機構２０４を介して補強材２１８に取り付けられ得る。補償素子２０２は、例えば回路板基板２１４と補強材２１８との複合構造が上へ湾曲する場合に下へ湾曲し、また、複合構造が下へ湾曲する場合に上へ湾曲するように設計され、これにより所望の許容範囲内で回路板基板２１４および／またはプローブ２０８を実質的に平面に保つ反作用力を生成することができる。例えば、温度が上昇するにつれて回路板基板２１４の複合構造が下へ湾曲する場合、補償素子２０２は複合構造と比べて高い熱膨張係数を有する材料から作ることができる。補償素子２０２の好適な材料の選択肢は、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、プラスチック、および所望の基準を満たす他の材料であり得る。
【００２９】
[0040]  補償素子２０２の熱的な反作用力は、連結機構２０４および／または補償素子２０２の１つ以上の特性を変更することにより調節することができる。変更および／または能動的に制御することのできる特性としては、これら２つの間の機械的連結、これら２つの間の熱的連結、これら２つのうちの一方または両方の幾何学的考慮事項、補償素子２０２の温度、補償素子２０２の剛性、およびこれらのあらゆる組み合わせのうちの１つ以上を含むことができる。例えば、補償素子２０２は、１つ以上のねじ、ボルトおよびナット、ピン、釘、鋲、接着剤、半田付け、溶接、嵌合機構、または他の好適な取り付け機構などの連結機構２０４により補強材２１８に機械的に取り付けることができる。連結機構２０４を変更することで、補償素子２０２と補強材２１８との間の機械的抵抗を調節し、これにより補償素子２０２の反作用力を調節することができる。例えば、補償素子２０２と補強材２１８との間の機械的連結が固いほど、補償素子の特性が補強材２１８に与える影響がより大きくなる。一方で、補償素子２０２と補強材２１８との間の機械的連結が緩いほど、補償素子の特性が補強材２１８に与える影響は小さくなる。
【００３０】
[0041]  補償素子２０２の反作用力は、連結機構２０４の熱的特性を変更することによっても調節することができる。例えば、連結機構２０４は補償素子２０２と補強材２１８との間の熱勾配を制御するように設計することができる。従って、補償素子２０２と補強材２１８との間の熱的平衡を制御し、反作用力を調節することができる。例えば、連結機構２０４は、補償素子２０２と補強材２１８との間により固いまたは緩い連結を提供し、どのくらい速く補強材２１８の温度が補償素子２０２の温度に影響を与えるか（またはその逆）ということに影響するように設計することができる。この場合、熱連結が固いほど、補強材２１８と補償素子２０２との間でより速く熱が移動する。これにより、補償素子２０２の熱活性化がより速くなり、それ故に補償素子２０２が残りの構造に与える影響がより迅速になる。
【００３１】
[0042]  補償素子２０２の反作用力は、連結機構２０４および補償素子２０２の一方または両方の幾何学的考慮事項を変更することによっても調節することができる。例えば、補償素子２０２の熱的材料特性、機械的材料特性、および幾何学的形状を変更して反作用力を調節することができる。補償素子２０２と補強材２１８との間の相対位置を変更して反作用力を調節することができる。例えば、連結機構２０４は、補償素子２０２と補強材２１８との間の距離を増加させる１つ以上の細長いコラム状であり得る。このような細長いコラムは、短い距離に比べ、補強材２１８に印加される反作用力を調節するためのレバレッジを補償素子２０２に提供することができる。
【００３２】
[0043]  補償素子２０２の反作用力は、温度に応じて設計することもできる。例えば、補償素子２０２および／または連結機構２０４の材料は、温度に敏感に反応する所望の熱膨張係数を有するように選択することができる。補償素子２０２および連結機構２０４は、回路板基板２１４および補強材２１８の複合構造の温度の変化および熱により誘発された動きに反応する収縮力を提供するための自己補正機能を有するように設計することもできる。
【００３３】
[0044]  反作用力を調節する１つ以上の上記手法は、プローブカードアセンブリ２００の所望の平面性および／またはｚソーク時間を達成するために組み合わせて利用することができる。以下の段落において、様々な図を参照して様々な実施形態および例を詳細に説明する。
【００３４】
[0045]  図６Ａ〜６Ｃは、上述したような補償素子および連結機構の例になり得る、本発明のいくつかの実施形態に係る少なくとも機械的連結機構を利用する熱調節装置の様々な例を示す。図６Ａを参照すると、熱調節装置３００は、複合構造の熱により誘発された動きを打ち消すために提供することができ、この複合構造はいくつかの実施形態では回路板基板３０２、内側補強材３０４、および外側補強材３０６であってよく、これらはいずれも図５に示したものに類似するプローブカードアセンブリ２００の一部であり得る。いくつかの実施形態では、内側補強材３０４は、外側補強材３０６とは別個の構成要素であり得る。外側補強材３０６は、選択される接続点（図示せず）で回路板基板３０２に取り付けることができる。接続点は、中心点から延在する方向（図５では垂直破線として示される）における回路板基板３０２と外側補強材３０６との間の相対運動に対して提供することができる。いくつかの実施形態では、内側補強材３０４および外側補強材３０６は選択される点（図示せず）で機械的および／または熱的に接続され得る。いくつかの実施形態では、選択される点は、内側補強材３０４と外側補強材３０６との間の互いに対する機械的連結を提供し、かつ所望の調節を可能にする（例えば、紙面に垂直な中心軸Ａ−Ａのまわりの回転）一方で、これら２つの間に所望の熱的接続を与えるように選択することができる。いくつかの実施形態では、この熱的接続は内側補強材３０４と外側補強材３０６との間の熱的連結を著しく減少させるように選択することができる。
【００３５】
[0046]  いくつかの実施形態では、ドッキング素子３０８は、回路板基板３０２と反対側の内側補強材３０４の表面に固定して取り付けられ、検査ヘッド（図示せず）等の外部デバイスに脱着可能に取り付けられるように適用することができる。ただし、他の実施形態では、内側補強材３０４および外側補強材３０６は一体化した部品（つまり単一の補強材）または２つ以上の別個の部品であり得る。
【００３６】
[0047]  補償素子３１０は、リング型形状を有するように構成され、連結機構３１２により回路板基板３０２と反対側の内側補強材３０４の上面に、固定的または脱着可能に取り付けられ得る。補償素子３１０は、回路板基板３０２と内側補強材３０４との複合構造の熱により誘発された動きを打ち消すことが可能になるような選択される熱膨張係数を有することができる。連結機構３１２は、補償素子３１０を内側補強材３０４に取り付ける機械力を制御するように調節することができる。図６Ａを参照する例では、連結機構３１２は、補償素子３１０を通って内側補強材３０４内へと貫通する１つ以上のねじを含むように構成することができる。ねじ３１２の締め具合および／または数を調節することで、補償素子３１０と内側補強材３０４との間の機械的連結を変えることができるため、回路板基板３０２と内側補強材３０４との複合構造の熱により誘発された動きを打ち消す力を調節することができる。
【００３７】
[0048]  ただし、図６Ａで示したような補償素子３１０および連結機構３１２の実施形態は、１つの例にすぎない。いくつかの実施形態では、補償素子３１０は一体的な板であってもよく、または円形以外の規則的もしくは不規則な形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、連結機構３１２は、ボルトおよびナット、ピン、釘、鋲、嵌合機構、および／またはこれら２つを接続させるのに好適な他の型の取り付け機構であってよい。ただし、異なる連結機構３１２を選択することにより、補償素子３１０と内側補強材３０４との間に異なる抵抗を生成し、これにより反作用力の異なるパターンが生成される。なお、本図では２個のねじが図示されるが、ねじの数は決して２個に限定されず、２個より多くても少なくてもよい。
【００３８】
[0049]  図６Ｂは、いくつかの実施形態に係る、図６Ａで示した熱調節装置３００に類似するが、完全に同一ではない熱調節装置３００’の上面図を示す。図面では、ねじ、ボルトおよびナット、ピン、釘、鋲、嵌合機構、および他の好適な機構などの連結機構３１２を受けるための１６個の穴３１１が存在する。これらの穴３１１は、補償素子３１０と内側補強材３０４との間の様々なレベルの機械的連結を実現するために選択的に利用することができる。例えば、穴３１１のうち８個を均等に利用することで、連結機構３１２を受けるために全ての穴３１１を選択する場合よりも弱い機械的連結が補償素子３１０と内側補強材３０４との間に連結生成され得る。なお、図６Ｂでは１６個の穴３１１が示されるが、穴３１１の数は決して１６個に限定されず、１６個より多くても少なくてもよい。いくつかの実施形態では、穴３１１を補償素子３１０と内側補強材３０４との間に非対称的な機械的連結（例えば、一方側および／または一方の列で他方側よりも利用が多い場合など）を提供するように選択することができる。
【００３９】
[0050]  図６Ｃを参照すると、いくつかの実施形態では、熱調節機構３００”を提供することができる。熱調節機構３００”は、接着剤、半田接合、クラッディング、蝋付け、溶接、拡散接合、および／または補償素子３１６と内側補強材３０４との間の他の接合方法のうちの１つ以上であり得る連結機構３１８を介して、補償素子３１６が内側補強材３０４に連結され得るという点を除いて、熱調節機構３００に類似する。連結機構３１８の構成を調節することで、補償素子３１６と内側補強材３０４との間の機械的連結を変えることができるので、回路板基板３０２と内側補強材３０４との複合構造の熱により誘発された動きを打ち消す力を変えることができる。例えば、接着剤の組成は補償素子３１６と内側補強材３０４との間に様々な強度の接着を提供するべく変更することができ、これによりその反作用力を調節することができる。
【００４０】
[0051]  図６Ｄは本発明のいくつかの実施形態に係る熱調節装置３００’”の上面を示す。図面では、補償素子３２０は、所定数の互いに離隔した脱着可能な部品として実施することができる。各部品は、ねじ、ボルトおよびナット、ピン、釘、鋲、嵌合機構、ならびに他の好適な機構となどの連結機構３２２を受けるように構成することができる。これらの部品は、内側補強材３２４とその下のプリント回路板３２６との複合構造に印加される反作用力を変更するために、内側補強材３２４に調節可能および／または脱着可能に取り付けることができる。例えば、部品のうち４個を均等に利用することで、８個の部品全てが内側補強材３２４へ取り付けられる場合よりも、小さい反作用力が生成され得る。なお、図６Ｄでは８個の部品が示されるが、部品の数は決して８個に限定されず、８個より多くても少なくてもよい。脱着可能な部品は、単一の構成要素材料では不可能であった膨張効果を生成するように組み合わせて使用することもできる。例えば、４個のアルミニウム部品を４個のステンレス鋼部品と共に使用し、８個のアルミニウム部分と８個のステンレス鋼部分との間の膨張を形成することができる。あるいは、例えば２個の鋼部品と１個のアルミニウム部品といった部品の混合体を互いに重ねて配置することができる。既述した材料のいずれかとのあらゆる組み合わせは、反作用力の所望の平衡を実現するために使用することができる。
【００４１】
[0052]  図７は、本発明のいくつかの実施形態に係る、例えば熱的構成要素４０２および機械的構成要素４０４を含む熱的連結機構を少なくとも利用する熱調節装置４００を示す。機械的構成要素４０４は、補償素子４０２を内側補強材４０６に固定的および／または脱着可能に取り付けることができる。熱的構成要素４０２は、補償素子４０２に亘る熱勾配を調節することができるため、内側補強材４０６に対する補償素子４０２の温度は、内側補強材４０６と回路板基板４０８との複合構造の熱により誘発された動きに対する補償素子４０２の反作用力を調節するように制御することができる。熱的構成要素４０２は、金属、合金、半導体、プラスチック、ポリマー、および／または内側補強材４０６および補償素子４０２に亘る熱勾配を変えることができる他の好適な材料から作ることができる。熱的構成要素４０２は、円形、多角形形状、および／または他の規則的な／不規則的な形状などの様々な形状に構成することができる。なお、機械的構成要素４０４は、図７ではねじとして記載されるが、図６Ａ〜６Ｃを参照する実施形態で記載されたようなあらゆる他の好適な機構であってよい。
【００４２】
[0053]  図８Ａ〜８Ｄは、本発明のいくつかの実施形態に係る、様々な幾何学的設計を有する連結機構を少なくとも利用する熱調節装置の様々な例を示す。図８Ａを参照すると、熱調節装置５００は、熱調節装置５００へ追加、または熱調節装置５００から除去して、内側補強材５０４と回路板基板５０６との複合構造の熱により誘発された動きに対する反作用力の様々なパターンを提供することができる脱着可能構成要素５０２ａ、５０２ｂ、および５０２ｃのスタックを含むがこれらに限定されない補償素子５０２を備えることができる。なお、本図では３個の脱着可能構成要素が記載されるが、脱着可能構成要素の数は決して３個に限定されず、３個より多くても少なくてもよい。なお、連結機構は図示されないが、上述したようなあらゆる好適な連結機構は、脱着可能構成要素を内側補強材に取り付けるために使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、１つ以上のねじは、脱着可能構成要素のスタック中の穴（穴３１１に類似）を通って、内側補強材５０４中の受け穴内へと差し込むことができる。図８Ａ〜８Ｄでは、内側補強材５０４、５１６、５２２は、内側補強材３０４および／または４０６に類似し、外側補強材５０３は外側補強材３０６に類似し得る。
【００４３】
[0054]  図８Ｂを参照すると、熱調節機構５００’は、補償素子５０８と、補償素子５０８を内側補強材５１４から離れる方向に上昇させる１つ以上のスリーブ５１２内に挿入される１つ以上のねじ５１０を有する連結機構と、を備えることができる。スリーブ５１２は、内側補強材５１４に印加される補償素子５０８の反作用力を調節するためのレバレッジを補償素子５０８に提供することができる。補償素子５０８の上昇を調節することで、内側補強材５１４と回路板基板５１６との複合構造に印加される反作用力のパターンを変えることができる。なお、本図では２組のねじおよびスリーブしか図示されないが、これらの数は決して２個に限定されず、２個より多いまたは少ない数でよい。なお、連結機構としてねじおよびスリーブが図示されるが、補償素子５０８を上昇させ、かつ、補償素子５０８にレバレッジを提供するあらゆる好適な連結機構を反作用力のパターンを調節するために使用することができる。
【００４４】
[0055]  図８Ｃを参照すると、いくつかの実施形態では、熱調節装置５００”は、連結機構（本図では図示せず）により内側補強材５２２へ取り付けられる三角断面を有する補償素子５２０を備えることができる。図８Ｄを参照すると、熱調節装置５００’”は、連結機構（本図では図示せず）により内側補強材５３２へ取り付けられる三角断面を有する補償素子５３０を備えることができる。補償素子５２０は、最も長い辺どうしが互いとは離れる方に面する三角断面を有し、一方、補償素子５３０は、最も長い辺どうしが互いに対向する三角断面を含むことができる。補償素子５２０または５３０の幾何学的形状を調節することで内側補強材５２２または５３２に印加される反作用力のパターンを変えることができる。なお、補償素子の幾何学的形状は、円形、多角形、規則的または不規則的な形状など三角形以外の断面を有することができる。なお、本図では連結機構は図示されないが、上述したようなあらゆる好適な連結機構が、補償素子を内側補強材に取り付けるために使用することができる。５３０の幾何学的形状は、（５２０の幾何学的形状と比較して）結果として生じる力を補強材の中心線からより離れた位置で付与させ、これは、構造の中心線からより離れた位置で発生する補強材の変形を打ち消すのに有用であろう。三角（および他の）断面の素子は、別の制御程度を可能にするために上記した幾何学的形状のいずれかと組み合わせて使用することもできる。例えば、図６Ｄで示すような幾何学的形状で使用される三角断面部品の構造密度は、その長さに沿ってスロットまたは穴により調節することができる。取り付け点を調節することにより、反作用力を調整することができる。また、形状に加えて、例えば穴、スロット、または他の切欠きなどの様々な密度を有する長方形断面により同じ効果を達成することができる。
【００４５】
[0056]  図９は、本発明のいくつかの実施形態に係る、局所熱ゾーンを有する連結機構を少なくとも利用する熱調節装置６００の様々な例を示す。例えば、熱調節装置６００は第１局所熱ゾーン６０２および第２局所熱ゾーン６０４を有する補償素子６０６を備えることができ、ここで第１および第２熱ゾーンは異なる温度であり得る。局所熱ゾーン６０２および６０４の温度を調節することで、補償素子６０６が内側補強材６０８と回路板基板６１０との複合構造に印加される反作用力のパターンを変えることを可能にし得る。例えば、外側の局所熱ゾーン６０４は、内側補強材６０８と回路板基板６１０との複合構造の外側部分により大きい反作用力を印加できるように、局所熱ゾーン６０２の温度よりも高い温度を有することができる。なお、本図では２個の局所熱ゾーンが記載されるが、局所熱ゾーンの数は決して２個に限定されず、２個より多くても少なくてもよい。なお、局所熱ゾーンは水平方向に、内側補強材に平行に配置さるように図示されるが、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、垂直方向に、規則的に、または不規則的に配置されることもできる。図９では、内側補強材６０８は上述した内側補強材（例えば３０４）のいずれかに類似し、外側補強材６０３は外側補強材３０６に類似し得る。
【００４６】
[0057]  図１０Ａ−Ｂは、本発明のいくつかの実施形態に係る、自己補正機能を有する連結機構を少なくとも利用する熱調節装置の様々な例を示す。熱調節装置７００は、第１層７０２および第２層７０４を有する複合構造であってよく、ここで第１層７０２および第２層７０４は異なる熱膨張係数を有するため、温度が変化するにつれて熱装置が変形する。熱調節装置７００の第２層７０４は、例えば特定の弾性度を有する接着剤によって、または機械的手段によって、補強材または回路板基板等の下層の物体７０６に連結することができる。
【００４７】
[0058]  図１０Ｂを参照すると、下層の物体７０６の温度が変化（例えば上昇）すると、下層の物体７０６の下向きのたわみが生じ、それに応じて熱調節装置７００との間で分離が増加する可能性がある。この分離により、下層の物体７０６と熱調節装置７００との間の熱伝達が変化し得る（例えば、熱伝達を低下させ、熱調節装置を冷却させる）。熱調節装置が冷却し始めると、熱調節装置は（例えば、第１層７０２よりも低いＣＴＥを有する材料としての第２層を提供することにより）上向きにたわむように設計することができる。あるいは、熱調節装置７００には初期分離が与えられてもよく、これにより、温度変化に応じて下層の物体７０６が上向きにたわむにつれて、熱調節装置７００と下層の物体７０６との間の熱接触が増加することができ、結果的に熱調節装置の下向きのたわみを生じさせる。記載される自己補正機構は、下層の物体のより優れた平行性を達成するために、熱調節装置７００に自己調節機能を提供するために利用することができる。
【００４８】
[0059]  図１１は、本発明のいくつかの実施形態に係る熱調節装置を備えるプローブカードアセンブリ９００の断面図を示す。プローブカードアセンブリ９００は、プローブカードアセンブリ９００内の熱調節装置が、連結機構９０８を介して内側補強材９０６へ連結される補償素子９０４に取り付けられる温度制御素子９０２を含むことができる点を除いて、図５で示したプローブカードアセンブリ２００と同様に構成することができる。温度制御素子９０２は、コントローラ９１２を介して電源９１０に連結され、これにより電源９１０から温度制御素子９０２を通って流れる電流（電力、電圧等）を制御することができる。例えば、温度調節素子９０２は、電位の変化を材料温度の変化へ、またはその逆へと転換することができるペルティエ効果材料から作ることができる。別の例として、熱調節素子９０２は、空間および重量の制約下で実施するのに好適なカプトン（登録商標）ヒータであってもよい。上述したように、補償素子９０４および連結機構９０８は、他の中でもとりわけ内側補強材９０６および回路板基板９１４からなる複合構造の熱により誘発された動きを打ち消すことができる。更に、コントローラ９１２は、補償素子９０４が内側補強材９０６と回路板基板９１４との複合構造に印加する反作用力を調節するために、補償素子９０４の温度を変更するように温度制御素子９０２を制御することができる。例えば、コントローラ９１２は、内側補強材９０６と回路板基板９１４との複合構造に印加される反作用力を増加させるために、補償素子９０４の温度を上昇させるように温度制御素子９０２を制御することができる。別の例として、コントローラ９１２は、補償素子９０４が内側補強材９０６と回路板基板９１４との複合構造に印加する反作用力を低下させるために、補償素子９０４の温度を下降させるように温度制御素子９０２を制御することができる。
【００４９】
[0060]  プローブカードアセンブリ９００は、いかにして温度調節素子９０２が反作用力を変更するために実施されるかを示す非限定的な例にすぎないことに留意されたい。温度調節素子９０２は、図３−１０を参照して上述した実施形態の全てにも適応することができると理解される。また、温度調節素子９０２は電気以外のエネルギにより電力を供給され得ることにも留意されたい。例えば、温度調節素子９０２は、ソーラ（例えば光）エネルギ、機械的エネルギ（例えば圧力に誘起される温度変化）、および化学的エネルギにより電力を供給されることができる。
【００５０】
[0061]  温度制御素子９０２は、プローブカードアセンブリ９００が配置される環境の温度が変化する際、補償素子９０４の反作用力を本来の場所で(in situ)予防的に調節することを可能にする。このような本来の場所での予防的な反作用力の調節可能性により、回路板基板９１４の平面性、およびそれにより、インターポーザ９１８を介して回路板基板９１４へ連結されるプローブ支持基板９２０の平面性を向上することができる。結果として、プローブ支持基板９２０から延在するプローブ９１６の先端を平面上に適切に維持することができ、これによりプローブ９１６がＤＵＴの端子との適切な電気的接触を形成することが可能になる。
【００５１】
[0062]  本発明のいくつかの実施形態では、１つ以上のセンサ（図示せず）がプローブカードアセンブリ９００内で実施され、様々な部分の局所温度および／または熱的な動きを検出し、かつコントローラ９１２に検出した局所温度および熱的な動きを示すフィードバック信号を供給することができる。センサは、プローブカードアセンブリ９００の任意の構成要素上の温度センサデバイスまたは歪測定デバイスであり得る。いくつかの他の実施形態では、センサはプローブカードアセンブリ９００の任意の構成要素の変位を監視するカメラまたは距離センサであり得る。コントローラ９１２は、フィードバック信号に応じて温度制御素子９０２を制御することができるため、補償素子９０４は、内側補強材９０２と回路板基板９１４との複合構造の熱により誘発された動きに対する適切な反作用力を提供するために、適切な温度に保つことができる。
【００５２】
[0063]  本発明のいくつかの実施形態では、温度制御素子９０２は、補償素子９０４と連結機構９０８との間、連結機構９０８と内側補強材９０６との間、または内側補強材９０６と回路板基板９１４との間に配置することができる。本発明のいくつかの実施形態では、温度制御素子９０２は、補償素子９０４または連結機構９０８と一体化することができる。本発明のいくつかの実施形態では、温度制御素子９０２は、図６Ａ〜１０Ｂを参照して上述したような様々な例示的な熱調節装置に取り付け、装置内で実施し、熱調節装置内部に配置し、および／または熱調節装置と一体化することができる。このような取り付け、実施、配置、および／または一体化は、本発明開示を考慮して、必要以上の実験をすることなく当業者に理解され得る。明確性を目的として、図６Ａ−１０Ｂを参照して上述した本発明の実施形態に対して温度制御素子を適用する特定の例は、本発明の範囲を限定することなく省略される。
【００５３】
[0064]  図１２は、本発明に関連して使用可能なプローバおよびテスタの一例の概略図を示す。いくつかの実施形態では、プローバ８００はテスタ８８０から物理的に離隔され得る。これらは、図示するような通信ケーブル８８０ａおよび８８０ｂ等の１つ以上のケーブルにより接続することができる。ケーブル８８０ａは、電気的接続８１０ａによりプローブカード８１０に接続することができる検査ヘッド８９０に接続することができる。この実施形態では、ステージ８５０上のウエハ８４０などのウエハは、ロボットアーム８６０によりウエハボート８７０から配置され得る。テスタ８８０は、通信ケーブル８８０ａを介して検査ヘッド８９０へ送信される検査データを生成することができ、また、通信ケーブル８８０ａを介して検査ヘッド８９０から応答データを受信し得る。検査ヘッド８９０は、テスタ８８０からデータを受信し、追加の処理を行った上で、あるいは追加の処理を行わずに、プローブカード８１０を介してウエハ８４０へデータを送ることができる。ウエハからのデータは、プローブカード８１０を介して受信され、追加の処理を行った上で、あるいは追加の処理を行わずに、テスタ８８０に送信することができる。プローバ８００は、図示するように、ウエハボート８７０、ステージ８５０、およびロボットアーム８６０を収容する。テスタ８８０は通信ケーブル８８０ｂを使用して様々な方法でプローバ８００を制御し得る。ウエハボート８７０は、検査すべき、または検査されたウエハを格納する。ステージ８５０は、検査中のウエハを支持し、通常垂直および水平に移動させる。通常、ステージ８５０は傾き、回転させることが可能であり、かつ検査中のウエハをプローバ８３０に対して移動することも可能である。これは上述したようにウエハチャックおよびテーブルアクチュエータを備え得る。ロボットアーム８６０は、ステージ８５０とウエハボート８７０との間でウエハを移動させる。
【００５４】
[0065]  テスタ８８０は通常コンピュータであり、プローバ８００は通常コンピュータまたは少なくともコンピュータのような制御回路（例えばマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラおよびマイクロコントローラまたはマイクロコード）も含む。検査ヘッド８９０は、同様にコンピュータまたはコンピュータのような制御回路を含み得る。これは、プローバ８００内にすでにある既存のコンピュータもしくはコンピュータのような制御回路であってもよく、またはこの目的のためにプローバ８００へ追加される新しいコンピュータであってもよい。あるいは、コンピュータはテスタ８８０内に配置されてもよく、その場合プローブカード８１０に対するウエハの位置に関するフィードバック信号は、通信ケーブル８８０ｂを介して通常テスタへ伝達され得る。ステージ８５０を退避させる（removing）制御信号は、そのケーブルを介して同様に伝えられる。
【００５５】
[0066]さらに別の代替例として、コンピュータは、プローバ８００と検査ヘッド８９０との間の好適な通信手段を伴って検査ヘッド８９０内に配置され得る。このような通信手段は、有線接続、無線通信、光または他のエネルギビーム伝送等を介し得る。
【００５６】
[0067]  さらに別の代替例では、テスタ、検査ヘッド、およびプローバと異なる別個のコンピュータがこの目的のために使用され、プローバに電気的に接続され得る。
【００５７】
[0068]  実施形態および例により記載されるようなこの発明は、プローブカード等の電気機械アセンブリの熱により誘発された動きに対する熱調節装置の反作用力をオンサイト(on site)で迅速に調節することを可能にする。このオンサイトでの調節可能性は、プローブカードの平面性の迅速な調節を可能にするため、プローブカードを不必要に遅れることなくＤＵＴを検査するべく利用することができ、これによりＤＵＴのパッドに対してプローブを調整する専門的なサービスを得るのに費やされる貴重な時間を省くことが可能になる。これにより、ひいてはＤＵＴの検査時間が減少するため、生産量が向上する。これは、動作効率の向上として、電子デバイス製造者にとって何百万ドルものコスト削減につながる可能性がある。
【００５８】
[0069]  本発明の実施形態および例はプローブカードアセンブリを背景として説明されるが、提案する熱調節装置は、位置精度が不可欠なあらゆる電気機械アセンブリの熱により誘発された動きを打ち消すために使用することができる。機械的連結、熱的連結、材料選択、幾何学的調節、局所温度ゾーンおよび自己補正機構などの熱調節装置を調節する１つ以上の手法が、最適な結果を達成するべく組み合わせて使用することができる。
【００５９】
[0070]  本明細書では本発明の特定の実施形態および応用が記載されるが、本発明は、これらの例示的な実施形態および応用、または本明細書において例示的な実施形態および応用が動作するもしくは記載されるような態様に限定されることを意図したものではない。例えば、特定の例示的な検査システムを開示したが、上述した発明概念は、検査システムの代替構成に同様に適用可能であることが明らかであろう。更に、電子デバイスを検査するための特定の例示的なプロセスを開示したが、発明概念の範囲を逸脱しない処理ステップの順の変更、代替処理ステップへの置き換え、所定の処理ステップの削除、または複数の処理ステップの組み合わせにおける変形が考えられ得る。従って、本発明は、以下に記載される特許請求の範囲により限定される場合を除いて、限定されることを目的としていない。
【図１】
2011514520.tif 000003
【図２】
2011514520.tif 000004
【図３】
2011514520.tif 000005
【図４】
2011514520.tif 000006
【図５】
2011514520.tif 000007
【図６Ａ】
2011514520.tif 000008
【図６Ｂ】
2011514520.tif 000009
【図６Ｃ】
2011514520.tif 000010
【図６Ｄ】
2011514520.tif 000011
【図７】
2011514520.tif 000012
【図８Ａ】
2011514520.tif 000013
【図８Ｂ】
2011514520.tif 000014
【図８Ｃ】
2011514520.tif 000015
【図８Ｄ】
2011514520.tif 000016
【図９】
2011514520.tif 000017
【図１０Ａ】
2011514520.tif 000018
【図１０Ｂ】
2011514520.tif 000019
【図１１】
2011514520.tif 000020
【図１２】
2011514520.tif 000021
【国際調査報告】
2011514520.tif 000022
2011514520.tif 000023
2011514520.tif 000024
2011514520.tif 000025
2011514520.tif 000026