(57)【要約】  少なくとも１つの支持板、ならびに、可撓性膜、およびその第１の面と関連付けられた複数のコンタクトプローブであって、コンタクトプローブが、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの複数の接触パッドに当接するのに適切であり、および、高周波信号を搬送するのに適切である、複数のコンタクトプローブを備える、電子デバイスの試験装置用のプローブカードであって、カードが、少なくとも１つの摺接エリアであって、さらに、摺接エリアにおいて支持板に押圧接触するのに適切である、支持板上に形成された第１の接触パッドおよび可撓性膜上にその周辺部分において形成された第２の接触パッド、ならびに、摺接エリアにおいて可撓性膜の周辺部分に押圧接触して、第２の接触パッドを第１の接触パッドに押圧接触させ、可撓性膜と支持板との間の電気的および機械的接触をもたらす少なくとも１つの押圧要素を含む少なくとも１つの摺接エリアを備える、電子デバイスの試験装置用のプローブカードを説明する。
2021529945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの支持板（３３）、ならびに、可撓性膜（３２）、およびその第１の面（Ｆ１）と関連付けられた複数のコンタクトプローブ（３５）であって、前記複数のコンタクトプローブ（３５）が、半導体ウェーハ（３４）上に集積された被試験デバイス（３４’）の複数の接触パッド（３４Ａ）に当接するのに適切であり、および、高周波信号を搬送するのに適切である、複数のコンタクトプローブ（３５）を備える、電子デバイスの試験装置用のプローブカード（３０）であって、前記プローブカード（３０）が、少なくとも１つの摺接エリア（３６）であって、さらに、前記摺接エリア（３６）において前記支持板（３３）に押圧接触するのに適切である、前記支持板（３３）上に形成された第１の接触パッド（３６Ａ）および前記可撓性膜（３２）上のその周辺部分（３２Ｃ）において形成された第２の接触パッド（３６Ｂ）、ならびに、前記摺接エリア（３６）において前記可撓性膜（３２）の前記周辺部分（３２Ｃ）に押圧接触して、前記第２の接触パッド（３６Ｂ）を前記第１の接触パッド（３６Ａ）に押圧接触させ、前記可撓性膜（３２）と前記支持板（３３）との間の電気的および機械的接触をもたらす少なくとも１つの押圧要素（３７）を含む少なくとも１つの摺接エリア（３６）を備える、電子デバイスの試験装置用のプローブカード（３０）。
【請求項２】
前記押圧要素（３７）が、前記可撓性膜（３２）の前記周辺部分（３２Ｃ）にその第１の面（Ｆ１）において当接するのに適切である少なくとも１つの可撓性ヘッド（３８）を備え、前記可撓性ヘッド（３８）が、前記押圧要素（３７）の締結条件下で圧搾されるのに適切であり、および、前記可撓性膜（３２）上に形成された前記第１の接触パッド（３６Ａ）において配置された少なくとも１つの接触面（３８Ｃ）を有する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項３】
前記押圧要素（３７）が、前記可撓性ヘッド（３８）と関連付けられた支持体（３９）をさらに備え、前記支持体（３９）が、締結条件下での前記可撓性ヘッド（３８）の当接のための少なくとも１つの段差（３９Ｈ）を装備した、請求項２に記載のプローブカード（３０）。
【請求項４】
前記支持体（３９）が、前記押圧要素（３７）の締結条件下で前記支持板（３３）に当接するのに適切であり、および前記支持板（３３）上に形成された導電トラックにおいて開口（３９Ｓ１）を装備した少なくとも１つの突起（３９Ｓ）をさらに備える、請求項３に記載のプローブカード（３０）。
【請求項５】
前記可撓性ヘッド（３８）が、少なくとも１つの被試験デバイス（３４’）を備える前記半導体ウェーハ（３４）の平面に対応する基準平面（π）に直交する方向（Ｚ）において圧搾されることができる、請求項２に記載のプローブカード（３０）。
【請求項６】
前記可撓性ヘッド（３８）が、前記締結中に長手方向（Ｓ１）に前記可撓性膜（３２）を延伸させるように前記基準平面（π）に対して少なくとも１つの傾斜面（３８Ｆ）をさらに備えるように成形された、請求項５に記載のプローブカード（３０）。
【請求項７】
前記可撓性ヘッド（３８）の前記傾斜面（３８Ｆ）が、１５°と７５°との間に含まれる値を有する角度（α）、好ましくは４５°を前記基準平面（π）との間で形成する、請求項６に記載のプローブカード（３０）。
【請求項８】
前記可撓性ヘッド（３８）がシリコーンゴムで、またはエラストマでできている、請求項２に記載のプローブカード（３０）。
【請求項９】
前記押圧要素（３７）が、前記押圧要素（３７）の対向圧部としてふるまう、前記支持板（３３）に固定されたガイド（４５）と関連付けられた、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１０】
前記プローブカード（３０）が、前記ガイド（４５）と、可撓性ヘッド（３８）と関連付けられた支持体（３９）との間に配置された締結ピン（４５Ｓ）をさらに備える、請求項９に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１１】
前記可撓性膜（３２）が、前記第１の接触パッド（３６Ａ）においてその本体部（３２’）から突起して形成され、前記可撓性膜（３２）を保持するための位置合わせピン（４４）のそれぞれのハウジングスロット（３２Ｓ）を備える少なくとも一対の翼（３２Ｌ）をさらに備え、前記ハウジングスロット（３２Ｓ）が、長手方向（Ｓ１）に対して反対の方向（Ｓ１’）における前記位置合わせピン（４４）の移動を可能にするように、長手方向（Ｓ１）に沿った細長い形状を有する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１２】
前記可撓性膜（３２）が、誘電材料、好ましくはポリアミドでできている、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１３】
前記可撓性膜（３２）が、１０と１００μｍとの間に含まれる、好ましくは５０μｍに等しい厚さを有する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１４】
前記コンタクトプローブ（３５）が２００μｍ未満の高さを有する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１５】
前記支持板（３３）が、前記試験装置に接続するのに適切であるプリント回路基板である、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１６】
前記可撓性膜（３２）が、前記可撓性膜（３２）の中間部分（３２Ｂ）において前記周辺部分（３２Ｃ）に向けて中央部分（３２Ａ）から延在している導電トラック（４３）を備え、前記導電トラック（４３）が、前記コンタクトプローブ（３５）を前記摺接エリア（３６）の前記接触パッド（３６Ａ、３６Ｂ）に接続する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１７】
前記導電トラック（４３）が、前記可撓性膜（３２）の前記第１の面（Ｆ１）において、および／もしくは、前記可撓性膜（３２）の第２の対向する面（Ｆ２）において形成され、ならびに／または、前記導電トラック（４３）が、場合によってはいくつかのレベルで前記可撓性膜（３２）内に埋め込まれた、請求項１６に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１８】
前記可撓性膜（３２）が、前記可撓性膜（３２）上に形成された前記導電トラック（４３）の通過に適した、前記第１および前記第２の面（Ｆ１、Ｆ２）間の接続のための導電ビアを備える、請求項１７に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１９】
前記支持板（３３）が、前記可撓性膜（３２）の通過のための開口（３３Ｓ）を装備した、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項２０】
前記コンタクトプローブ（３５）がＴ字状である、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ上に集積された電子デバイスを試験するためのプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、本発明は、試験装置との接続のための少なくとも１つの支持板、ならびに、可撓性膜、およびその第１の面と関連付けられた複数のコンタクトプローブを備えるプローブカードに関し、これらのコンタクトプローブは、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの複数の接触パッドに当接するのに適切であり、および高周波信号を搬送するのに適切である。
【０００３】
以下の開示はその説明を簡素化する目的のみでこの応用分野を参照して行う。
【発明の概要】
【０００４】
よく知られているように、プローブカードは基本的には、マイクロストラクチャ、特に半導体ウェーハ上に集積された電子デバイスの複数の接触パッドと、それらの機能試験（特に電気的または一般の試験）を行う試験装置の対応するチャンネルとの電気接続に適切な装置である。
【０００５】
集積回路に対して行われる試験は、早ければ製造段階において欠陥回路を検出し、および分離するのに特に有用である。よって、通常、プローブカードは、ウェーハ上の複数の集積回路の、それらの切断、および、チップ格納パッケージ内での組み立て前の電気的試験のために使用される。
【０００６】
プローブカードは、さらに、プローブヘッドであって、少なくとも１つの支持体（一般に、略板状であり、互いに平行の一対の支持体）またはガイドによって保持された複数の可動コンタクトプローブを実質的に含むプローブヘッドを備えている。これらの板状の支持体は、好適な穴を装備しており、および、通常、良好な電気的および機械的特性を有する特殊な合金のワイヤによって形成されたコンタクトプローブの移動および考えられる変形のために自由空間またはエアギャップを残すように互いに一定の距離をおいて配置されている。
【０００７】
特に、それらを通って複数のコンタクトプローブ６が摺動するそれらのそれぞれのガイド穴４および５を有している、通常「上方ダイ」としても示される少なくとも１つの板状の上方支持体またはガイド２、および、通常「下方ダイ」としても示される板状の下方支持体またはガイド３をさらに備えるプローブヘッド１を含むプローブカード１５を図１において概略的に示している。
【０００８】
各コンタクトプローブ６は、この被試験デバイスと、このプローブカード１５がその端要素を形成するその試験装置（図示せず）とに機械的に、および電気的に接触するように、ウェーハ９上に集積された被試験デバイスの接触パッド８に当接することが意図された接触先端７を備えた端で終端する。
【０００９】
図１に示すように、上方ガイド２および下方ガイド３は、好適には、コンタクトプローブ６の変形を可能にするエアギャップ１０により、間隔をおいて配置される。
【００１０】
コンタクトプローブ６と、被試験デバイスの接触パッド８との間の良好な接続は、デバイス自体にプローブヘッド１を押圧することによって確実にされ、ガイド内に形成された複数のガイド穴を通って移動可能なコンタクトプローブ６は、この押圧接触中に、エアギャップ１０内で曲げを受け、およびこれらのガイド穴内で摺動する。この種のプローブヘッドは通常、垂直プローブヘッドと呼ばれている。
【００１１】
場合によっては、複数のコンタクトプローブは、上方板状の支持体またはガイドにおいてヘッド自体にしっかりと固定されている：この場合、それらは、ブロック化プローブヘッドと呼ばれている。
【００１２】
しかし、固定してブロック化されていない一方、いわゆるボードに、場合によっては、マイクロコンタクトボードを介してインターフェースで接続されている、複数のプローブを備えた複数のプローブヘッドがより頻繁に使用されている：それらは、非ブロック化プローブヘッドと呼ばれている。マイクロコンタクトボードは通常、「スペーストランスフォーマ」と呼ばれている。というのは、プローブに接触する他に、それは、特に、パッド自体の中心間の距離制約を緩和して、被試験デバイス上の接触パッドに対して、その上に形成された接触パッドを空間的に再配分することも可能にするからである。
【００１３】
この場合には、図１に示す例をなお参照すれば、各コンタクトプローブ６は、プローブヘッド１を備えるプローブカード１５のスペーストランスフォーマ１３の複数の接触パッドのうちの接触パッド１２に向かういわゆる接触ヘッド１１で終端するさらなる端エリアまたは領域を有している。コンタクトプローブ６とスペーストランスフォーマ１３との間の良好な電気接続は、接触先端７と、ウェーハ９上に集積された被試験デバイスの接触パッド８との間の接触と同様に、このスペーストランスフォーマ１３の接触パッド１２への、コンタクトプローブ６の接触ヘッド１１の押圧当接によって確実にされる。
【００１４】
さらに、プローブカード１５は、それにより、プローブカード１５が試験装置とインターフェースで接続するそのスペーストランスフォーマ１３に接続された支持板１４、一般にプリント回路基板（ＰＣＢ）を備える。
【００１５】
プローブカードの正しい動作は基本的には、２つのパラメータ、すなわち、複数のコンタクトプローブの垂直方向の移動（またはオーバートラベル）、および被試験デバイスの接触パッド上のこれらのコンタクトプローブの接触先端の水平方向の移動（またはスクラブ）と関連付けられる。接触先端のスクラブを確実にして、これらの接触パッドの表面をひっかき、たとえば薄い酸化層または膜状の不純物を除去し、それにより、プローブカードによって行われる接触を改善することを可能にすることが周知の通りに重要である。
【００１６】
これらの特徴はすべて、プローブカードの製造工程において評価され、および校正されるべきである。というのは、プローブと被試験デバイスとの間の良好な電気接続は常に確実にされるべきであるからである。
【００１７】
デバイスの接触パッドへの、プローブの接触先端の押圧接触がプローブの、またはパッド自体の破損をもたらすほど大きくないことを確実にすることが同様に重要である。
【００１８】
この課題は、いわゆるショートプローブ、すなわち、限られた長さの本体を有する、特に５０００μｍ未満のサイズを有するプローブの場合に特に感じられる。この種のプローブはたとえば、高周波応用分野に使用され、プローブの縮小された長さは、関連する自己インダクタンス現象を制限する。特に、「高周波応用分野用のプローブ」との語が、１ＧＨｚよりも高い周波数を有する信号を搬送することができるプローブを意味することを指摘する。
【００１９】
無線周波数までのより高い周波数における複数の信号を搬送することができるプローブカードを、これらの信号を、たとえば上記自己インダクタンス現象によるノイズを加えることなく搬送することを可能にするための、コンタクトプローブの長さのその後の劇的な縮小を伴って製造することの最近の必要性は実際によく知られている。
【００２０】
しかし、プローブの本体の縮小された長さはプローブ自体の剛性を劇的に増加させ、これは、被試験デバイスの複数の接触パッドに対してそれぞれの接触先端が作用する力の増加を伴い、これは、被試験デバイスの取り返しのつかない損傷を伴う、これらのパッドの破損につながる場合があり、この状況は明らかに回避すべきである。より危険なことには、コンタクトプローブの、その本体の長さの縮小による、剛性の増加は、プローブ自体の破損のリスクも増加させる。
【００２１】
これらの問題を修正するために、複数の、縮小された長さのコンタクトプローブ、またはマイクロプローブがそれと、関連付けられ、被試験デバイスの接触パッドとの機械的および電気的接触をもたらすのに適切なその可撓性膜、およびこれらのコンタクトプローブにおいて膜と関連付けられた少なくとも１つの制動構造をプローブカードが備えるいくつかの解決策が知られている。
【００２２】
この種の、知られている解決策は、図２Ａに概略的に示される。
【００２３】
特に、この図は、プローブカード２０であって、可撓性膜２２と、好ましくは、このプローブカード２０と試験装置（図示せず）との間の接続を確実にするプリント回路基板（ＰＣＢ）である支持板２３との間に介在させた少なくとも１つの制動構造２１を備えるプローブカード２０を示す。
【００２４】
好適には、可撓性膜２２は、第１の部分（または中央部分２２Ａ）、第２の部分（または中間部分２２Ｂ）、および第３の部分（または周辺部分２２Ｃ）を備える。特に、以下に明確にするように、中央部分２２Ａが制動構造２１に接触することが意図され、および周辺部分２２Ｃが支持板２３に接触することが意図される一方、中間部分２２Ｂは、その試験動作中に中央部分２２Ａと接触する、半導体ウェーハ２４上に集積されたその被試験デバイスの移動に続いて、特に伸縮するように変形することが意図された部分である。
【００２５】
プローブカード２０は、特に、その中央部分２２Ａにおいて形成された、その可撓性膜２２の第１の面Ｆ１上に配置された複数のコンタクトマイクロプローブ２５をさらに備え、この第１の面Ｆ１は、図２Ａの局所参照による、可撓性膜２２の下方面である。
【００２６】
複数のコンタクトマイクロプローブ２５は、半導体ウェーハ２４上に集積された被試験デバイスの接触パッド２４Ａへの接触に適切であり、および、それらは、たとえば、白金、ロジウム、パラジウム、銀、銅、またはそれらの合金の間で選択される導電材料、好ましくは白金合金でできている。
【００２７】
好適には、特に、高周波応用分野の場合には、複数のコンタクトマイクロプローブ２５は、縮小された高さ、たとえば、少なくとも２００μｍ未満の、一般に１０μｍと２００μｍとの間に含まれる高さを有し、高さは、被試験デバイスに直交する、すなわち、図に示す局所参照系の軸Ｚに沿った方向において測定された、これらのプローブの寸法を意味する。市場で知られている解決策において、これらのマイクロプローブ２５は、フォトリソグラフィックプロセスにより、可撓性膜２２上に直接成長させた錐体として形成される。
【００２８】
さらに、この可撓性膜２２の中央部分２２Ａにおいて、すなわち、コンタクトマイクロプローブ２５を装備し、および、よって、その上に集積された被試験デバイスの接触パッド２４Ａを備えるそのウェーハ２４のエリアに対応する部分において位置付けられた制動構造２１は、第１の面Ｆ１に対向する、可撓性膜２２の第２の面Ｆ２に当接する。それにより、制動構造２１は、この中央部分２２Ａにおける、可撓性膜２２に対する当接要素を形成し、および、半導体ウェーハ２４上に集積された被試験デバイスの接触パッド２４Ａへの、コンタクトマイクロプローブ２５の押圧接触中に軸Ｚの方向にそれが保持されることを可能にする。
【００２９】
この制動構造２１は、そのコンタクトマイクロプローブ２５の制動要素としてもふるまい、半導体ウェーハ２４上に集積された被試験デバイスの接触パッド２４Ａ上のその接触力を調節する。好適には、制動構造２１は、コンタクトマイクロプローブ２５の制動効果を最大にし、および、半導体ウェーハ２４上に集積された被試験デバイスとの接触中に膜２２の中央部分２２Ａの平坦性を確実にするのに適切な材料でできている場合もある。
【００３０】
可撓性膜２２は、支持板２３に向けて複数のコンタクトマイクロプローブ２５から信号を搬送するのに適切であり、および、好適にはそれらに接続された複数の導電トラックをさらに備える。複数の導電トラックは、膜２２の表面、特に、第２の面Ｆ２、もしくは図の局所参照によるその上方面上に、または膜自体内部に形成することが可能であり、および、それらは、この可撓性膜２２の中間部分２２Ｂに沿って、それらがそれに接続されるその対応するコンタクトマイクロプローブ２５においてこの可撓性膜２２の中央部分２２Ａから延在して、膜２２の周辺部分２２Ｃにおいて支持板２３に接続される。
【００３１】
特に、図２Ａの例において示すように、膜２２は、その周辺部分２２Ｃにおいて作られた溶接部２６により、支持板２３に接続される。この溶接部２６は好適には、支持板２３の接触エリア、たとえば、その上に形成されたパッドまたは接触パッドにおいて作られる。
【００３２】
それにより、溶接部２６は、膜２２（特に、その複数の導電トラック）と、支持板２３（特にその接触パッド）との間の機械的および電気的接触をもたらす。それにより、可撓性を有するものでもある複数の導電トラックは、支持板２３のパッドに向けて、コンタクトマイクロプローブ２５からの信号の所望のリダイレクション（redirection）を行う。特に、知られている解決策では、複数の導電トラックは、可撓性膜２２の第１の面Ｆ１上に形成されたコンタクトマイクロプローブ２５を、これらの導電トラックの通過を可能にするために、その中に形成された好適なビアにより、可撓性膜２２自体の第２の面Ｆ２に面するその支持板２３の接触パッドと接続する。あるいは、支持板２３は、可撓性膜２２の通過のための適切な開口を装備して、その第１の面Ｆ１上に形成された複数の導電トラックが、面Ｆに対向するその面（特に、支持板２３の上方面）において形成された、支持板２３の接触パッドと接触することを可能にしている。
【００３３】
膜２２および支持板２３を接続するために導電性接着剤のフィルムもしくはゴム、または物理的なねじを使用することも可能である。
【００３４】
しかしながら、溶接部、導電性接着剤またはゴム、ねじによって行われるこれらの接触が実際に、無線周波数信号などの高周波信号を搬送する場合に、重大な障害をもたらし、全体としてあまり機能しないプローブカードを実際にもたらすことがよく知られている。
【００３５】
知られているいくつかの解決策は、支持板２３との接点において可撓性膜２２が、複数の局所導電性マイクロ突起（たとえば、フォトリソグラフィックプロセスにより、膜自体の上に成長させたマイクロ錐体）を装備することも提供し、これらのマイクロ突起は、導電トラックと接触しており、および、可撓性膜２２が、たとえば、好適に位置付けられたねじの使用により、支持板２３に押圧されると、支持板２３の接触パッドに局所的に突き刺さることができ、それらの間の所望の機械的および電気的接触をもたらす。
【００３６】
図２Ｂに概略的に示すように、好適なビア２７Ａを支持板２３内に形成することにより、特に、試験装置から出る、たとえば同軸ケーブルまたはＳＭＡコネクタなどの適切な複数の無線周波数接続手段２７により、可撓性膜２２を試験装置（図示せず）に直接接続することも可能である。好適には、これらの無線周波数接続手段２７を収容するための対応する開口を、膜２２内に、特にその周辺部分２２Ｃにおいて形成することが可能である。それにより、膜２２内の導電トラックは、これらの無線周波数接続手段２７により、試験装置に直接接続することが可能である。
【００３７】
膜と、支持板または試験装置との間の固定された関連付けをもたらすこれらの知られている解決策は、プローブカードが半導体ウェーハと押圧接触している試験動作中の、膜自体の移動および変形に関連付けられた続く問題を有している。
【００３８】
この場合には実際に、中央部分２２Ａは、半導体ウェーハ２４上に集積された被試験デバイスの圧力によって（特に、コンタクトマイクロプローブ２５と、この被試験デバイスの接触パッド２４Ａとの間の接触によって）上昇する。膜の中央部分２２Ａの移動は、支持板２３との、または試験装置との接触が生じるその周辺部分２２Ｃにおける、その後の応力（特に、せん断応力のほかにも曲げタイプのもの）を伴う、中間部分２２Ｂの弾性変形を伴う。
【００３９】
膜２２の周辺部分２２Ｃにおいて存在しているこれらの応力は、それを破損させる（場合によっては局所の微小な破損）リスクを増加させる。
【００４０】
いずれの場合にも、膜２２の周辺部分２２Ｃの、これらの応力、ならびに、その後の変形および考えられる、微小なまたは規模の大きな破損の存在は、搬送信号（特に高周波のもの）の品質を悪化させる。
【発明が解決しようとする課題】
【００４１】
本発明の技術的課題はよって、先行技術によって製造されたプローブカードに現在もなお影響を及ぼしている制約および欠点を解消することを可能にするような機能的および構造的特徴を有するプローブカードであって、特に、複数の高周波信号を、これらの信号にノイズを何ら加えることなく搬送することができる一方で、被試験デバイスのパッドとの、複数の関連したコンタクトプローブの接触中のその正しい動作を確実にし、これらのコンタクトプローブが関連付けられた膜の、特に、機械的および電気的接触をもたらすその周辺部分における破損、変形、および／または移動のリスクを除去するプローブカードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
本発明の基礎をなす解決策の考えは、その中に含まれる、互いの電気的接触のための好適なパッドを装備する膜および支持板間の所望の機械的接触をもたらすことができる一方で、膜をその長手方向に沿って延伸させて、その異なる位置変更動作の場合にも、その完全性を確実にする弾性押圧要素をそのプローブカードに装備することである。
【００４３】
この解決策の考えに基づけば、上記技術的課題は、主に、電子デバイスの試験装置用のプローブカードであって、少なくとも１つの支持板、ならびに、可撓性膜、およびその第１の面と関連付けられた複数のコンタクトプローブであって、これらのコンタクトプローブが、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの複数の接触パッドに当接するのに適切であり、および、高周波信号を搬送するのに適切である、複数のコンタクトプローブを備える、電子デバイスの試験装置用のプローブカードであって、それが、少なくとも１つの摺接エリアであって、さらに、摺接エリアにおいて支持板に押圧接触するのに適切である、支持板上に作られた第１の接触パッドおよび可撓性膜上にその周辺部分において作られた第２の接触パッド、ならびに、この摺接エリアにおいて可撓性膜の周辺部分に押圧接触して、第２の接触パッドを第１の接触パッドに押圧接触させ、可撓性膜と支持板との間の電気的および機械的接触をもたらす少なくとも１つの押圧要素を含む少なくとも１つの摺接エリアを備える、電子デバイスの試験装置用のプローブカードによって解決される。
【００４４】
特に、本発明は、個々に、または組み合わせの状態で採用される、以下のさらなる任意的な特徴を備える。
【００４５】
本発明の一態様によれば、押圧要素は、可撓性膜の周辺部分にその第１の面において当接するのに適切である少なくとも１つの可撓性ヘッドを備え、この可撓性ヘッドが、押圧要素の締結条件下で圧搾されるのに適切であり、および、可撓性膜上に作られた第１の接触パッドにおいて配置された少なくとも１つの接触面を有する場合がある。
【００４６】
特に、この押圧要素は、可撓性ヘッドと関連付けられた支持体をさらに備え、この支持体が、締結条件下での可撓性ヘッドの当接のための少なくとも１つの段差を装備している場合がある。
【００４７】
さらに、この支持体は、押圧要素の締結条件下で支持板に当接するのに適切であり、および、この支持板上に形成された導電トラックにおいて開口を装備している、少なくとも１つの突起を備える場合がある。
【００４８】
本発明の一態様によれば、可撓性ヘッドは、少なくとも１つの被試験デバイスを備える半導体ウェーハの平面に実質的に対応する基準平面に直交する方向において圧搾されることができる場合がある。
【００４９】
特に、この可撓性ヘッドは、この締結中に長手方向に可撓性膜を延伸させるように基準平面に対して少なくとも１つの傾斜面をさらに備えるように成形される場合がある。
【００５０】
可撓性ヘッドの傾斜面は、１５°と７５°との間に含まれる値を有する角度、好ましくは４５°を基準平面との間で形成する場合がある。
【００５１】
本発明の別の態様によれば、可撓性ヘッドは、シリコーンゴムで、またはエラストマでできている場合がある。
【００５２】
さらに、本発明の一態様によれば、押圧要素は、押圧要素の対向圧部としてふるまう、支持板に固定されたガイドと関連付けられる場合がある。
【００５３】
プローブカードは、ガイドと、支持体との間に配置された締結ピンをさらに備える場合がある。
【００５４】
本発明のなお別の態様によれば、可撓性膜が、第１の接触パッドにおいてその本体部から突起して形成され、および、可撓性膜を保持するための、位置合わせピンのそれぞれのハウジングスロットを備える少なくとも一対の翼をさらに備え、これらのハウジングスロットが、この長手方向に対して反対の方向における、位置合わせピンの移動を可能にするように長手方向に沿った細長い形状を有する場合がある。
【００５５】
さらに、本発明の一態様によれば、可撓性膜は、誘電材料、好ましくはポリアミドでできている場合があり、１０と１００μｍとの間に含まれる、好ましくは５０μｍに等しい厚さを有する場合がある。
【００５６】
さらに、コンタクトプローブは、２００μｍ未満の高さを有する場合がある。
【００５７】
本発明の別の態様によれば、支持板は、試験装置に接続するのに適切であるプリント回路基板である場合がある。
【００５８】
本発明のさらなる態様によれば、可撓性膜が、可撓性膜の中間部分において周辺部分に向けて中央部分から延在している導電トラックを備え、これらの導電トラックが、コンタクトプローブを摺接エリアの接触パッドに接続する場合がある。
【００５９】
これらの導電トラックは、可撓性膜の第１の面において、および／もしくは、可撓性膜の第２の、および対向する面において作られる場合があり、ならびに／または、それらは、場合によってはいくつかのレベルで可撓性膜内に埋め込まれる場合がある。
【００６０】
さらに、可撓性膜は、可撓性膜上に作られた導電トラックの通過に適した、第１の、および第２の面間の接続のための導電ビアを備える場合がある。
【００６１】
本発明の別の態様によれば、支持板は、可撓性膜の通過のための開口を装備している場合がある。
【００６２】
最後に、コンタクトプローブはＴ字状であり得る。
【発明の効果】
【００６３】
本発明によるプローブカードの特徴および利点は、添付図面を参照して、限定的でない例として表すその実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】先行技術によって実現されたプローブカードを概略的に示す。
【図２Ａ】先行技術によって実現された高周波応用分野用の膜を装備したプローブカードを概略的に示す。
【図２Ｂ】先行技術によって実現された高周波応用分野用の膜を装備したプローブカードの代替的な実施形態を概略的に示す。
【図３Ａ】本発明によって実現された高周波応用分野用の膜を装備したプローブカードを概略的に示す。
【図３Ｂ】本発明によって実現された高周波応用分野用の膜を装備したプローブカードの代替的な実施形態を概略的に示す。
【図４Ａ】図３Ａおよび図３Ｂのプローブカードの、それらの異なる動作条件における詳細を拡大尺度で示す。
【図４Ｂ】図３Ａおよび図３Ｂのプローブカードの、それらの異なる動作条件における詳細を拡大尺度で示す。
【図５Ａ】本発明によって実現された高周波応用分野用の膜を装備したプローブカードのさらなる代替策を概略的に示す。
【図５Ｂ】本発明によって実現された高周波応用分野用の膜を装備したプローブカードのさらなる代替策を概略的に示す。
【図６Ａ】図５Ａおよび図５Ｂのプローブカードの、それらの異なる動作条件における詳細を拡大尺度で、および単純化された形態で示す。
【図６Ｂ】図５Ａおよび図５Ｂのプローブカードの、それらの異なる動作条件における詳細を拡大尺度で、および単純化された形態で示す。
【図７】図３Ａ、３Ｂ、または５Ａ、５Ｂのプローブカードに含まれた膜を上方から概略的に示す。
【図８】図５Ａおよび５Ｂのプローブカードを上方からの軸測投影で概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
図を（特に図３Ａおよび３Ｂ）が参照され、本発明によって実現されたプローブカードが、全体的および概略的に３０で示される。
【００６６】
なお、複数の図は、概略図であり、縮尺通りに描かれていない一方、それらは、本発明の重要な特徴を強調するように描かれている。さらに、複数の図では、異なる構成要素が概略的に描かれており、それらの形状は、所望の応用分野に応じて変更可能である。さらに、複数の図では、同一の参照番号が形状または機能の点で同一の要素を表すことに留意すべきである。最後に、図に示す実施形態に関して表した特有の配置は、他の図に示す他の実施形態にも使用される場合がある。
【００６７】
その最も一般的な形態では、プローブカード３０は、半導体ウェーハ上に集積された電子デバイスの試験を行うための装置（図示せず）の接続に適切である。特に、プローブカード３０は、高周波の応用分野、すなわち、１ＧＨｚ超の周波数を有する信号の搬送に適している。
【００６８】
特に、プローブカード３０は、可撓性膜３２と、好ましくはこのプローブカード３０と試験装置（図示せず）との間の接続を確実にするプリント回路基板（ＰＣＢ）である支持板３３との間に介在させた少なくとも１つの制動構造３１を備える。
【００６９】
プローブカード３０は、複数の接触パッド３４Ａを装備した少なくとも１つの被試験デバイス３４’を備える半導体ウェーハ３４への当接に適切である。
【００７０】
好適には、可撓性膜３２は、互いに隣接している、第１の部分（または中央部分３２Ａ）、第２の部分（または中間部分３２Ｂ）、および第３の部分（または周辺部分３２Ｃ）を備える。特に、先行技術に関して上述したように、中央部分３２Ａが、制動構造３１に接触することが意図されており、ならびに、それが、この半導体ウェーハ３４の少なくとも１つの被試験デバイス３４’において、よって、対応する接触パッド３４Ａにおいて形成され、周辺部分３２Ｃが、支持板３３に接触することが意図されている一方、中間部分３２Ｂは、その試験動作中に中央部分３２Ａと接触する半導体ウェーハ３４上に集積されたその被試験デバイス３４’の移動に続いて、特に伸縮するように変形することが意図された部分である。
【００７１】
プローブカード３０は、可撓性膜３２の、特にその中央部分３２Ａにおいて形成された第１の面Ｆ１上に配置された複数のコンタクトプローブ３５をさらに備え、この第１の面Ｆ１は、図３Ａの局所参照による、可撓性膜３２の下方面、すなわち、半導体ウェーハ３４、よって、被試験デバイス３４’およびその複数の接触パッド３４Ａに面する面である。
【００７２】
複数のコンタクトプローブ３５は、半導体ウェーハ３４上に集積された被試験デバイス３４’のこれらの接触パッド３４Ａへの機械的および電気的接触に適切であり、および、それらは、たとえば、白金、ロジウム、パラジウム、銀、銅、またはそれらの合金の間で選択される導電材料、好ましくは白金合金でできている。
【００７３】
複数のコンタクトプローブ３５は、Ｔ字の茎部が可撓性膜３２に接続される一方、Ｔ字の頭部が被試験デバイス３４’の接触パッド３４Ａに接触するのに適切であるＴ字状（または逆転させたキノコ状）であり得る。あるいは、複数のコンタクトプローブ３５は、さらに、被試験デバイス３４’の接触パッド３４Ａに接触するための、ロジウムでできた突起接触部分を含み得る導電性バンプとして成形し得る。上述した例が本発明を限定するものとして解されるべきでないことは明らかであり、複数のコンタクトプローブ３５は、半導体ウェーハ３４上に集積された被試験デバイス３４’の接触パッド３４Ａへの接続のためのいずれの好適な形状を有することもでき、たとえば、それらは、いわゆる柱体、または逆転させた錐体、場合によっては角錐台として成形し得る。
【００７４】
好適には、複数のコンタクトプローブ３５は、縮小された高さ、特に、少なくとも２００μｍ未満の、一般に１０μｍと２００μｍとの間に含まれる高さを有し、高さは、被試験デバイス３４’に、および、よって、半導体ウェーハ３４に直交する、すなわち、図に示す局所参照系の軸Ｚに沿った方向において測定された、これらのコンタクトプローブ３５の寸法を意味する。それにより、本発明のプローブカード３０の複数のコンタクトプローブ３５は、高周波デバイスを試験するのに適しており、その高さは、不利な自己インダクタンス現象を回避するようなものである。
【００７５】
さらに、制動構造３１は、第１の面Ｆ１に対向する、可撓性膜３２の第２の面Ｆ２に当接し、ならびに、それは、この可撓性膜３２の中央部分３２Ａにおいて位置付けられて、複数のコンタクトプローブ３５との接触が生じるこの中央部分３２Ａにおいて、可撓性膜３２に対する当接要素を形成し、および、それは、被試験デバイス３４’の接触パッド３４Ａへのこれらのコンタクトプローブ３５の押圧接触中の、軸Ｚの方向におけるその保持を可能にする。
【００７６】
以上のように、この制動構造３１は、よって、複数のコンタクトプローブ３５のダンパ（damper）としてふるまい、接触パッド３４Ａ上のそれらの接触力を調節し、および、特に、それは、これらのコンタクトプローブ３５の制動効果を最大にする一方で、半導体ウェーハ３４上に集積された被試験デバイス３４’との接触中の、すなわち、プローブカード３０によって行われる試験動作中の、膜３２の中央部分３２Ａの平坦性を確実にすることができる材料でできている場合がある。
【００７７】
可撓性膜３２は、支持板３３に向けてコンタクトプローブ３５から信号を搬送するのに適切である好適な複数の導電トラックをさらに備える。複数の導電トラックは、可撓性膜３２の表面上に、特に、第２の面Ｆ２上に、もしくは、図の局所参照によるその上方面上に、または、可撓性膜３２自体の内部に形成することが可能であり、および、それらは、この可撓性膜３２の中間部分３２Ｂに沿ってその周辺部分３２Ｃに達するまで、対応するコンタクトプローブ３５と接触して、可撓性膜３２の中央部分３２Ａから延在している。可撓性膜３２の第１の面Ｆ１上に金属トラックを形成し、および、支持板３３とのトラックの接触のために、可撓性膜３２の第１、および第２の面Ｆ１、Ｆ２間に、メタライズされた貫通穴または導電ビアなどの好適な電気的接触構造を形成することも可能である。
【００７８】
好適には、グラウンドメタライゼーションまたはグラウンドは、導電トラックが形成されない面上に位置付けられて、同軸型の高周波信号の伝送を確立する。
【００７９】
有利には、本発明によれば、図３Ａに概略的に示すように、プローブカード３０は、可撓性膜３２と支持板３３との間（特に、支持板３３との接触が生じる、可撓性膜３２の周辺部分３２Ｃ）において形成された摺接エリア３６も備える。特に、摺接エリア３６は、支持板３３上に形成された（特に、可撓性膜３２に面するその面Ｆ、すなわち図の局所参照におけるその下方面上に形成された）複数の第１の接触パッド３６Ａと、可撓性膜３２上に形成された（特に、支持板３３に面するその第２の面Ｆ２、すなわち、図の局所参照におけるその上方面上に形成された）その導電トラックと接触している、複数の第２の接触パッド３６Ｂを備え、これらの第１の、および第２の接触パッド３６Ａ、３６Ｂは、可撓性膜３２（特に、その周辺部分３２Ｃ）が、支持板３３と押圧接触している場合に、互いに面して押圧接触するのに適切である。好適には、これらの第１の接触パッド３６Ａおよび第２の接触パッド３６Ｂは、対応する対において互いに面するように位置付けることが可能である。
【００８０】
特に、図３Ａの例に示すように、プローブカード３０は、可撓性膜３２の周辺部分３２Ｃ（特に、摺接エリア３６）において、その第１の面Ｆ１に押圧接触しており、および、この摺接エリア３６の第１の、および第２の接触パッド３６Ａ、３６Ｂを押圧接触させるのに適切である押圧要素３７も備える。
【００８１】
それにより、有利には、本発明によれば、摺接エリア３６は、可撓性膜３２と支持板３３との間の（特に、可撓性膜３２の、さらにその導電トラックに接続された第１の接触パッド３６Ａと、支持板２３の第２の接触パッド３６Ｂとの間の）電気的接触をもたらす一方、押圧要素３７は、これらの接触パッド３６Ａ、３６Ｂ間の機械的接触を確実にする。
【００８２】
好適には、本発明によれば、押圧要素３７は、特に、可撓性膜３２の周辺部分３２Ｃにおいて形成され、プローブカード３０の摺接エリア３６において接触している少なくとも１つの可撓性ヘッド３８を備える。さらに、この押圧要素３７は、以下にさらに詳細に示すように、可撓性膜３２とのその関連付けのために好適な締結要素を装備したその可撓性ヘッド３８と関連付けられた支持体３９を備える。
【００８３】
特に、可撓性ヘッド３８は、通常、特に図の局所参照の軸Ｚにより、互いに平行である、少なくとも１つの被試験デバイス３４’を備える半導体ウェーハ３４の、および、支持板３３の平面に実質的に対応する基準平面πに直交する方向に沿って圧搾されるのに適切である。
【００８４】
好適には、可撓性ヘッド３８は、可撓性膜３２の中間部分３２Ｂに沿って配置するのに適切である少なくとも１つの傾斜面３８Ｆと、可撓性膜３２の周辺部分３２Ｃに、その上に形成された複数の第２の接触パッド３６Ｂにおいて当接するのに適切である接触面３８Ｃとを備える。それにより、可撓性ヘッド３８、特にその接触面３８Ｃは、実際に、可撓性膜３２に、これらの第２の接触パッド３６Ｂにおいてのみ当接し、その機械的支持体を形成する。可撓性ヘッド３８の圧搾は、その傾斜面３８Ｆの存在により、張力を可撓性膜３２に、Ｓ１として図に示すその長手方向に沿って加え、この方向Ｓ１における、可撓性膜３２の延伸をもたらす。
【００８５】
さらに、支持体３９は有利には、可撓性ヘッド３８のハウジング座を形成するように可撓性ヘッド３８と、その傾斜面３８Ｆに対して反対の位置において接触して形成された段差３９Ｈを備える。好適には、支持体３９は、支持板３３に向けて支持体から突起する少なくとも１つの突起３９Ｓも備え、および、それは、押圧要素３７の締結条件下で（すなわち、可撓性ヘッド２８が圧搾される場合に）それに当接して、突起３９Ｓにおける支持体３９の最大の高さＨｔにより、支持板３３への、および、よって、可撓性膜３２への、押圧要素３７の接近のあらかじめ設定された最大値を確実にするのに適切である。
【００８６】
可撓性ヘッド３８が、シリコーンゴムで、またはエラストマでできている場合がある一方、支持体３９は、鋼鉄もしくは他の金属またはセラミック材料でできている場合がある。さらに、支持体３９の段差３９Ｈは、２００〜４００μｍにおよぶ高さＨを有する場合がある。
【００８７】
図３Ｂに示す代替的な実施形態によれば、プローブカード３０は、複数の接触要素４１を収容するプローブヘッド４０を制動構造３１として備え、これらの複数の接触要素４１のうちの８つが例としてのみで、図３Ｂに示されている。
【００８８】
一般に、プローブヘッド４０は、複数の接触要素４１を収容することが意図された本体４２を備え、この本体４２は、これらの接触要素４１の支持および保持構造を形成する。
【００８９】
特に、接触要素４１は、第１の端部分４１Ａと第２の端部分４１Ｂとの間を長手方向軸Ｈ−Ｈに沿って延在している略棒状の本体を備え、第１の端部分４１Ａは支持板４３に当接するのに適切であり、および、第２の端部分４１Ｂは、可撓性膜３２の第２の面Ｆ２または上方面に当接するのに適切である。
【００９０】
複数のコンタクトプローブ３５の配分が、半導体ウェーハ３４上に集積された被試験デバイス３４’の複数の接触パッド３４Ａのそれと、数および位置において一致していなければならない一方、プローブヘッド４０の複数の接触要素４１の配分および数は、特に、可撓性膜３２の中央部分３２Ａのための十分な支持体の形成、およびこの中央部分３２Ａの局所の、または全体の移動の阻止などの他の要件を満たすように選択されて、異なり得る。
【００９１】
図示していない代替的な実施形態では、各接触要素４１は、各接触要素４１が、対応するコンタクトプローブ３５の制動要素としてふるまい、半導体ウェーハ３４上に集積された被試験デバイスの接触パッド３４Ａ上のその接触力を調節するように、１対１の対応関係で、この可撓性膜３２の第１の面Ｆ１上に形成されたコンタクトプローブ３５において可撓性膜３２の第２の面Ｆ２に当接する。
【００９２】
プローブヘッド４０の本体４２は、接触要素４１が摺動可能にそれらの中に収容されたそれらのそれぞれのガイド穴を有する上方の板（またはガイド）、および下方の板（またはガイド）も備えている場合があり；接触要素４１の、支持板３３との、および可撓性膜３２とのその接触中の変形を可能にするようにエアギャップにより、上方ガイドおよび下方ガイドを互いに離間させる場合がある。
【００９３】
プローブヘッド４０の複数の接触要素４１は、特に、１．５ｍｍと１０ｍｍとの間に含まれる長さ、すなわち、上述したように２００μｍ未満であり、よって、ずっと大きな曲げ負荷能力を有する対応するコンタクトプローブ３５の高さよりもずっと大きな長さを有し得る。好適には、これらの接触要素４１は、対応するコンタクトプローブ３５の制動効果を最大にすることができる材料でできている場合もある。
【００９４】
さらに、各接触要素４１が、隣接するものと独立して移動するので、各コンタクトプローブ３５が同様に、被試験デバイス３４’の接触パッド３４Ａとの接触中に、隣接するものと独立して移動し得ることを指摘する。
【００９５】
好適には、接触要素４１は、コンタクトプローブ３５と、特に、それらの間に介在させた可撓性膜３２により、電気的に絶縁される。
【００９６】
さらに、可撓性膜３２は、接触要素４１の第２の端部分４１Ｂがそれに当接するのが適切な、その第２の面Ｆ２上に形成されたその接触パッドの形態で複数の当接構造をさらに備え得る。当接構造は特に、可撓性膜３２への接触要素４１の第２の端部分４１Ｂの当接を和らげ、実質的に、膜自体の保護構造としてふるまうのに適切である。
【００９７】
好適には、コンタクトプローブ３５は、直接、または、導電性接着剤のフィルムなどの構成要素の介在により、可撓性膜３２内に形成された導電トラックに電気的に接続される。
【００９８】
それにより、可撓性を有するものでもある導電トラックは、可撓性膜３２への押圧当接の際に、摺接エリア３６に向けた（特に、可撓性膜３２上に形成された第２の接触パッド３６Ｂに向けた、および、よって、支持板３３上に形成された第１の接触パッド３６Ａに向けた）コンタクトプローブ３５からの信号の所望のリダイレクションを行うために使用することが可能である。
【００９９】
複数の導電トラックは、可撓性膜３２の複数の面のうちの１つ、好ましくは、その第１の面Ｆ１もしくは第２の面Ｆ２、または膜自体の内部において延在している場合があり、すなわち、それらは、その中に埋め込まれる場合があり、導電トラックについて異なるレベルでも、これらの構成の組み合わせが可能である。特に、導電トラックが形成される可撓性膜３２のレベルの数は、要件および／または状況に応じて、たとえば、搬送すべき信号の数に応じて、および、よって、この可撓性膜３２上に形成されるべきリダイレクションパターンの複雑度に応じて変わり得る。たとえば、第１のレベルが電源信号を搬送するのに適切であるトラックを備え、および、第２のレベルがグラウンド信号を搬送するのに適切であるトラックを備える構成を提供することが可能である。
【０１００】
特に、可撓性膜３２の複数の導電トラックは、コンタクトプローブ３５を接触パッド３６Ｂと接触させる；それらは、よって、コンタクトプローブ３５における、可撓性膜３２の第１の面Ｆ１上に、すなわち、可撓性膜３２の中央部分３２Ａにおいて、および、第２の接触パッド３６Ｂにおける、可撓性膜３２の第２の面Ｆ２上に、すなわち、可撓性膜３２の周辺部分３２Ｃにおいて形成される。特に、可撓性膜３２は、一方面から他方面へのその導電トラックの通過を可能にするための、好適な開口またはビアを備え得る。あるいは、導電トラックは、可撓性膜３２内に埋め込まれて形成され、その第２の面Ｆ２上のその中央部分３２Ａ、および、その第１の面Ｆ１上のその周辺部分３２Ｃ内において表出され得る。
【０１０１】
可撓性膜３２が所望の可撓性および所望の電気的絶縁をもたらすことができる誘電材料、好ましくはポリアミドでできている一方、導電トラックは好ましくは、銅でできている。さらに、可撓性膜３２は、１０と１００μｍとの間に含まれる、好ましくは５０μｍに等しい厚さを有し得る。
【０１０２】
あるいは、図示しない実施形態では、接触要素４１の１つまたは複数は、被試験デバイスと試験装置との間で信号を搬送するために使用することが可能である。この場合、接触要素４１は、可撓性膜３２内にその中央部分３２Ａにおいて形成された複数の導電性電気的接触要素により、対応するコンタクトプローブ３５に電気的に接続され、これらの導電性電気的接触要素は、可撓性膜２２の第１の面Ｆ１と第２の面Ｆ２との間に延在して、これらの対向する面Ｆ１およびＦ２を互いに接続する。特に、導電性電気的接触要素はたとえば、面Ｆ１およびＦ２と直交するこの可撓性膜３２内に形成された好適な貫通穴または経路を導電材料で充填することによって形成することが可能である。
【０１０３】
それにより、参照されている接触要素は、一方でコンタクトプローブ３５の制動要素としてふるまい、および、他方で支持板３３に向けて信号を搬送する二重機能を行う。
【０１０４】
この実施形態では、支持板３３は、それらのさらなる複数の導電性接触パッド（図示せず）を、二重機能を備えた、接触要素４１の第１の端部分４１Ａにおいて備え、信号（特に、ショートプローブによって搬送することが要求されない信号、すなわち、高周波を有しない信号）を試験装置に向けて実際に搬送するために、それらに対してこれらの端部分が当接し、それにより、可撓性膜３２による信号はコンタクトプローブ３５によって搬送される高周波信号に限定され、単純にデスクランブリング（descrambling）される。
【０１０５】
有利には、本発明によれば、押圧要素３７はよって、その、図に示す方向Ｓ１に沿った変形をもたらす張力を可撓性膜３２に加えることができる。好適には、可撓性膜３２の張力は、摺接エリア３６の接触パッド３６Ａ、３６Ｂの局所摺動ももたらし、これらのパッド間の電気的接触を改善する、考えられる表面酸化物の除去を伴うスクラブにより、その表面クリーニングが得られる。
【０１０６】
特に、この機構は、通常、互いに平行である、少なくとも１つの被試験デバイスを備える半導体ウェーハ３４の、および、支持板３３の平面に実質的に対応する基準平面πに対して傾斜している少なくとも面３８Ｆを有するように成形された可撓性ヘッド３８の好適な構成によって得られる。可撓性ヘッド３８の傾斜面３８Ｆは特に、この基準平面πと、すなわち、図の局所参照の軸Ｘと、１５°と７５°との間に含まれる値を有する、好ましくは４５°の角度ａを形成する場合がある。さらに、この傾斜面３８Ｆは、可撓性膜３２の中間部分３２Ｂに略平行に配置される。
【０１０７】
よって、傾斜面３８Ｆを装備した可撓性ヘッド３８は、可撓性膜３２を長手方向に、特に、図に示す方向Ｓ１に、好適には、プローブカード３０から外方に、すなわち、制動構造３１が位置付けられているエリアに対して反対の方向に延伸させることができる。
【０１０８】
特に、図４Ａおよび４Ｂに概略的に示すように、支持板３３上の、可撓性膜３２の、その周辺部分３２Ｃにおける、および、よって、可撓性膜３２上に形成された第２の接触パッド３６Ｂへの、支持板３３上に形成された接触パッド３６Ａの押圧接触をもたらす、摺接エリア３６における押圧要素３７の締結中に、その可撓性ヘッド３８は、図４Ａに示す第１の高さＨ１から、図４Ｂに示す第２のより低い高さＨ２へ、圧搾される。特に、この第１の高さＨ１は、１と２ｍｍとの間に含まれる、好ましくは１．５ｍｍに等しい値を有し、および、第２の高さＨ２は、０．８と１．２ｍｍとの間に含まれる、好ましくは１ｍｍに等しい値を有する。
【０１０９】
図４Ｂに示すように、押圧要素３７の可撓性ヘッド３８の圧搾は、その支持体３９の締結により、方向Ｓ２に沿ったその移動により、もたらされる。
【０１１０】
この圧搾は、図４Ｂに示すように、第１の長さＬ１から第２の長さＬ２への、可撓性ヘッド３８の接触面３８Ｃの延伸ももたらすが、しかし、可撓性膜３２の周辺部分３２Ｃ上に形成された第２の接触パッド３６Ｂにおいて留まり、よって、圧搾された可撓性ヘッド３８の機械的支持体としてふるまう。
【０１１１】
好適には、可撓性ヘッド３８の、その圧搾条件における接触面３８Ｃは、膜自体のいかなる考えられる損傷も回避する、支持体３９と可撓性膜３２との間の、高さＨ３を有する離間エリアを保って、段差３９Ｈにより、支持体３９に当接する。特に、この高さＨ３は、１００と４００μｍとの間に含まれる、好ましくは２５０μｍに等しい値を有する。
【０１１２】
好適には、図４Ａおよび４Ｂに示すように、押圧要素３７は、好適な締結ねじ３３Ｖにより支持板３３と関連付けられた、押圧要素３７の締結体３９の対向圧部としてふるまうガイド４５と関連付けられる。さらに、締結ピン４５Ｓが、ガイド４５と、押圧要素３７の支持体３９との間に配置され、この支持体３９は、この締結ピン４５Ｓに好適なハウジング穴３９Ｆを装備している。ガイド４５への、押圧要素３７の締結は、圧搾条件下での、ハウジング穴３９Ｆへの締結ピン４５Ｓの挿入、および可撓性ヘッド３８による押圧要素３７の正しい保持を伴う。
【０１１３】
可撓性膜３２内に、その面Ｆ１およびＦ２を接続し、および、よって、導電トラックが第１の面Ｆ１上のコンタクトプローブ３５および第２の面Ｆ２上の第２の接触パッド３６Ｂを接触させることを可能にするために形成された穴の存在が、残念ながら、高周波信号の伝送における損失および障害につながることを指摘すべきである。
【０１１４】
図６Ａに概略的に示す有利な代替的な実施形態によれば、プローブカード３０は、好適には、可撓性膜３２の通過を可能にし、および、第１の面Ｆ１において可撓性膜３２の周辺部分３２Ｃ内に第２の接触パッド３６Ｂが形成されることも可能にする開口３３Ｓを好適に装備した支持板３３を備え得る。それにより、コンタクトプローブ３５および第２の接触パッド３６Ｂを接続するための導電トラックはすべて、この第１の面Ｆ１において形成され、可撓性膜３２が一体に保持されることを可能にし、およびそれが行う高周波信号の伝送を改善することが可能である。
【０１１５】
この場合には、図３Ａおよび３Ｂの実施形態と同様に形成された押圧要素３７は、可撓性膜３２と支持板３３との間に形成された摺接エリア３６も、なお可撓性膜３２の周辺部分３２Ｃにおいて位置付けられた図の局所参照による支持板３３の上方の、支持板３３の面Ｆに対向する面において位置付けられる。
【０１１６】
プローブカード３０は、図５Ａに概略的に示すような、制動構造３１、または、支持板３３と、その中央部分３２Ａにおけるその可撓性膜３２との間に介在させた、図５Ｂに示すような、複数の接触要素４１を収容するプローブヘッド４０を備え得る。
【０１１７】
以上のように、押圧要素は、半導体ウェーハ３４の、および支持板３３の平面に対応する基準平面πに直交する方向に沿って圧搾し、よって、可撓性膜３２に、その長手方向Ｓ１に沿って張力を加え、この方向Ｓ１における可撓性膜３２の延伸をもたらし、および、摺接エリア３６の接触パッド３６Ａ、３６Ｂの局所摺動ももたらすのに適切である可撓性ヘッド３８を備える。
【０１１８】
特に、図６Ａおよび６Ｂに概略的に示すように、摺接エリア３６における押圧要素３７の位置付けは、可撓性膜３２のその周辺部分３２Ｃにおける、支持板３３への押圧接触、および、よって、支持板３３上に形成された第１の接触パッド３６Ａの、および可撓性膜３２上に形成された第２の接触パッド３６Ｂの機械的接触をもたらす；さらに、この押圧要素３７の締結、すなわち、方向Ｓ２に沿ったその移動は、可撓性ヘッド３８の圧搾、および、よって、その接触面３８Ｃの延伸、ならびに、互いの上での第１の、および第２の接触パッド３６Ａ、３６Ｂの摺動をもたらし、その摩擦、クリーニング、ならびに正しい電気的接触を確実にする。
【０１１９】
既に示したように、支持体３９は、押圧要素３７の締結条件下で、すなわち、可撓性ヘッド２８が圧搾される場合に、支持板３３に当接するのに適切である突起３９Ｓを備える。好適には、突起３９Ｓは、支持板３３上に形成された複数の導電トラックにおいて開口３９Ｓ１を装備している。開口３９Ｓ１は、好ましくは、ＲＦ応用分野の場合にもこれらの導電トラックとのいかなる考えらえる干渉も回避するように、４００μｍ超の高さＨｓ１を有する。突起３９Ｓは、支持板３３の複数の導電トラックをまたがる略ブリッジ状である。
【０１２０】
図７に概略的に示す代替的な実施形態によれば、図に示すように、可撓性膜３２は、この可撓性膜３２上（特に、その第１の面Ｆ１上）に形成され、その長手方向に延在する導電トラック４３に接続された接触パッド３６Ａにおいて、その本体部３２’から突起して形成された少なくとも１対の翼３２Ｌも備え得る。
【０１２１】
好適には、翼３２Ｌは、可撓性膜３２の保持のための、複数の位置合わせピン４４のそれぞれのハウジングスロット３２Ｓを備える。有利には、本発明によれば、スロット３２Ｓは、可撓性膜３２を延伸させた場合に位置合わせピン４４のその方向における移動を可能にするように、長手方向Ｓ１に沿った細長い形状を有し、位置合わせピン４４の移動は、図５中の矢印Ｓ１’によって示すように、この延伸に対して反対の方向にある。それにより、可撓性膜３２の延伸は、膜３２の、本体部３２’と翼３２Ｌとの間のその複数の界面３２Ｉにおける厄介なしわをもたらすものでなく、よって、これらの界面３２Ｉにおける変形なしで、および、スロット３２Ｓにおける、その微小のまたは規模の大きい破損なしで、数回、可撓性膜３２自体の別の位置への移動を可能にし、その長い耐用寿命を確実にする。
【０１２２】
図５Ｂの実施形態によるプローブカード３０の軸測投影図が図８に概略的に示され、プローブカード３０は、可撓性膜３２に当接する複数の接触要素（図示せず）を装備しているプローブヘッド４０を備える。
【０１２３】
可撓性膜３２の通過のための支持板３３における開口３３Ａの存在、および、支持板３３に、対応する支持体３９を締結するための好適なねじ３９Ｖの他に、位置合わせピン４５Ｓの通過穴３９Ｆを装備している押圧要素３７の存在を検証することが可能である。
【０１２４】
プローブカード３０は、好適な締結ねじ３３Ｖにより、支持板３３と関連付けられた対向圧部としてふるまうガイド４５と、支持板３３に当接し、および、好適な締結ねじ５０Ｖを装備しているさらなる対向圧部５０とをさらに備え、このさらなる対向圧部５０は、スチフナまたはＣＴＥ（熱膨張係数）調整器としてふるまうことができる。
【０１２５】
プローブカード３０は最後に、支持板３３上に形成された、押圧要素３７において可撓性膜３２に接触するエリアからの複数の導電トラック３３Ｔを備える。上述したように、押圧要素３７の支持体３９は、締結条件下で支持板３３に当接するのに適切であり、および、ＲＦ応用分野においてもいかなる考えられる干渉も回避するように、支持板３３上に形成されたこれらの複数の導電トラック３３Ｔにおいて開口３９Ｓ１を装備している突起３９Ｓを備える。
【０１２６】
まとめれば、本発明は、高周波信号を搬送することを可能にするように、可撓性膜の面に接続された非常に短い接触先端としてコンタクトプローブが成形されたプローブカードを提供する。好適には、プローブカードは、可撓性膜上の周辺部分および支持板上それぞれで形成され、および、それらのパッドとそれらに接続された対応する導電トラックとの間の所望の電気的接触をもたらすために互いへ押圧接触するのに適切である、第１および第２の接触パッドを含む、少なくとも１つの摺接エリアを備える。さらに、プローブカードは、この摺接エリアにおいて形成され、可撓性膜をその周辺部分において延伸させることができる少なくとも１つの押圧要素を備える。
【０１２７】
有利には、本発明によれば、プローブカードは、２００μｍ未満の高さを有する、その中に備えられた接触先端の縮小されたサイズにより、特に、無線周波数応用分野において動作する。
【０１２８】
接触パッドおよび押圧要素を装備している摺接エリアの存在は、搬送信号内へのノイズの導入なしで、およびこの可撓性膜の微小のまたは規模の大きい破損のいかなるリスクもなしで、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの試験動作中に、プローブカードの正しい動作が確実にされることを可能にする。
【０１２９】
好適には、プローブカードは、それらの剛性を修正し、それらの破損の可能性を劇的に低減する一方でそれらが加える圧力の十分な低減を確実にし、ショートプローブが当接する被試験デバイスの接触パッドの考えられる破損を回避する、それらのコンタクトプローブの制動構造を備える。
【０１３０】
よって、本発明のプローブカードは、それを構成する構成要素の、または、ウェーハおよびその中に備えられた被試験デバイスの、平坦性の問題の場合にも正しく動作する。
【０１３１】
さらに、一部の接触要素が特定の信号を搬送するのにも適切であるハイブリッド構成を採用することができることは、特に、プローブカードを介して種々の信号が搬送されるべき場合に、可撓性膜による信号のデスクランブリングをかなり単純にする。たとえば、これらの接触要素により、電源信号、および／またはグラウンド信号、すなわち、特に短いコンタクトプローブを必要とする訳でない信号を搬送することが可能である一方で、自己インダクタンス問題を回避するためにショートプローブを必要とする高周波信号は、可撓性膜と関連付けられた接触先端によってのみ搬送される。
【０１３２】
押圧要素の可撓性ヘッドの構成は、摺接エリアの接触パッドにおけるその正しい位置付け、およびその正しい支持を確実にする。さらに、この押圧要素の支持体の構成は、可撓性膜を損傷するいかなるリスクもなしで、圧搾条件下でその可撓性ヘッドの正しい当接を確実にする。
【０１３３】
この可撓性膜は、可撓性膜の、または複数のスロット自体の局所損傷を回避するように、細長いスロット内に収容された位置合わせピンによっても保持され得る。
【０１３４】
さらに、プローブカードは、その構造的完全性を確実にし、および、高周波信号の伝送における損失を低減するように可撓性膜の通過のための開口を装備している支持板を備え得る。
【０１３５】
本発明のプローブカードの種々の利点が、垂直プローブヘッドの手法を駆使することにより、その製造工程を過度に複雑にすることなしで実現されることを指摘する。
【０１３６】
明らかに、不特定および特定の要件を満たすために、当業者は、すべて、以下の請求項によって画定されるような、本発明の保護の範囲内に収まる、上記プローブカードに対する種々の修正形態および代替形態をもたらすことが可能になる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ−４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月26日(2021.2.26)
【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】
少なくとも１つの支持板（３３）、ならびに、可撓性膜（３２）、およびその第１の面（Ｆ１）と前記可撓性膜（３２）の中央部分（３２Ａ）において接触している複数のコンタクトプローブ（３５）であって、前記複数のコンタクトプローブ（３５）が、半導体ウェーハ（３４）上に集積された被試験デバイス（３４’）の複数の接触パッド（３４Ａ）に当接するのに適切であり、および、高周波信号を搬送するのに適切である、複数のコンタクトプローブ（３５）を備える、電子デバイスの試験装置用のプローブカード（３０）であって、第１の接触パッド（３６Ａ）が前記支持板（３３）上に形成され、および、第２の接触パッド（３６Ｂ）が前記可撓性膜（３２）上に前記中央部分（３２Ａ）の周辺部分（３２Ｃ）において形成され、前記可撓性膜（３２）が接触エリア（３６）において前記支持板（３３）に押圧接触するのに適切である少なくとも１つの接触エリア（３６）をさらに備え、
前記プローブカード（３０）が、前記接触エリア（３６）において前記可撓性膜（３２）の前記周辺部分（３２Ｃ）に押圧接触して、前記第２の接触パッド（３６Ｂ）を前記第１の接触パッド（３６Ａ）に押圧接触させ、前記可撓性膜（３２）と前記支持板（３３）との間の電気的および機械的接触をもたらす少なくとも１つの押圧要素（３７）をさらに備え、
前記押圧要素（３７）が、前記可撓性膜（３２）の前記周辺部分（３２Ｃ）にその第１の面（Ｆ１）において当接するのに適切である少なくとも１つの可撓性ヘッド（３８）を備え、前記可撓性ヘッド（３８）が、前記押圧要素（３７）の締結条件下で圧搾されるのに適切であり、および、少なくとも１つの前記被試験デバイス（３４’）を備える前記半導体ウェーハ（３４）の平面である基準平面（π）に直交する方向（Ｚ）における前記可撓性膜（３２）上に形成された前記第１の接触パッド（３６Ａ）において配置された少なくとも１つの接触面（３８Ｃ）を有し、および、前記締結中に第１の方向（Ｓ１）に前記可撓性膜（３２）を延伸させ、前記接触エリア（３６）の前記第１の接触パッド（３６Ａ）および前記第２の接触パッド（３６Ｂ）の互いの上の局所摺動をもたらすように前記基準平面（π）に対して少なくとも１つの傾斜面（３８Ｆ）をさらに備えるように成形された、電子デバイスの試験装置用のプローブカード（３０）。
【請求項２】
前記押圧要素（３７）が、前記可撓性ヘッド（３８）と関連付けられた支持体（３９）をさらに備え、前記支持体（３９）が、締結条件下での前記可撓性ヘッド（３８）の当接のための少なくとも１つの段差（３９Ｈ）を装備した、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項３】
前記支持体（３９）が、前記押圧要素（３７）の締結条件下で前記支持板（３３）に当接するのに適切であり、および前記支持板（３３）上に形成された導電トラックにおいて開口（３９Ｓ１）を装備した少なくとも１つの突起（３９Ｓ）をさらに備える、請求項２に記載のプローブカード（３０）。
【請求項４】
前記可撓性ヘッド（３８）の前記傾斜面（３８Ｆ）が、１５°と７５°との間に含まれる値を有する角度（α）を前記基準平面（π）との間で形成する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項５】
前記可撓性ヘッド（３８）の前記傾斜面（３８Ｆ）が、４５°の値を有する角度（α）を前記基準平面（π）との間で形成する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項６】
前記可撓性ヘッド（３８）がシリコーンゴムで、またはエラストマでできている、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項７】
前記押圧要素（３７）が、前記押圧要素（３７）の対向圧部としてふるまう、前記支持板（３３）に固定されたガイド（４５）と関連付けられた、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項８】
前記プローブカード（３０）が、前記ガイド（４５）と、前記可撓性ヘッド（３８）と関連付けられた支持体（３９）との間に配置された締結ピン（４５Ｓ）をさらに備える、請求項７に記載のプローブカード（３０）。
【請求項９】
前記可撓性膜（３２）が、前記第１の接触パッド（３６Ａ）においてその本体部（３２’）から突起して形成され、前記可撓性膜（３２）を保持するための位置合わせピン（４４）のそれぞれのハウジングスロット（３２Ｓ）を備える少なくとも一対の翼（３２Ｌ）をさらに備え、前記ハウジングスロット（３２Ｓ）が、前記第１の方向（Ｓ１）に対して反対の第２の方向（Ｓ１’）における、前記位置合わせピン（４４）の移動を可能にするように、前記第１の方向（Ｓ１）に沿った細長い形状を有する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１０】
前記可撓性膜（３２）が、誘電材料でできている、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１１】
前記可撓性膜（３２）が、ポリアミドでできている、請求項１０に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１２】
前記可撓性膜（３２）が、１０と１００μｍとの間に含まれる厚さを有する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１３】
前記可撓性膜（３２）が、５０μｍに等しい厚さを有する、請求項１２に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１４】
前記コンタクトプローブ（３５）が２００μｍ未満の高さを有する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１５】
前記支持板（３３）が、前記試験装置に接続するのに適切であるプリント回路基板である、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１６】
前記可撓性膜（３２）が、前記可撓性膜（３２）の中間部分（３２Ｂ）において前記周辺部分（３２Ｃ）に向けて前記中央部分（３２Ａ）から延在している導電トラック（４３）を備え、前記導電トラック（４３）が、前記コンタクトプローブ（３５）を前記接触エリア（３６）の前記接触パッド（３６Ａ、３６Ｂ）に接続する、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１７】
前記導電トラック（４３）が、前記可撓性膜（３２）の前記第１の面（Ｆ１）において、および／もしくは、前記可撓性膜（３２）の第２の対向する面（Ｆ２）において形成され、ならびに／または、前記導電トラック（４３）が、場合によってはいくつかのレベルで前記可撓性膜（３２）内に埋め込まれた、請求項１６に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１８】
前記可撓性膜（３２）が、前記可撓性膜（３２）上に形成された前記導電トラック（４３）の通過に適した、前記第１および前記第２の面（Ｆ１、Ｆ２）間の接続のための導電ビアを備える、請求項１７に記載のプローブカード（３０）。
【請求項１９】
前記支持板（３３）が、前記可撓性膜（３２）の通過のための開口（３３Ｓ）を装備した、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【請求項２０】
前記コンタクトプローブ（３５）がＴ字状である、請求項１に記載のプローブカード（３０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図２Ｂに概略的に示すように、好適なビア２７Ａを支持板２３内に形成することにより、特に、試験装置から出る、たとえば同軸ケーブルまたはＳＭＡコネクタなどの適切な複数の無線周波数接続手段２７により、可撓性膜２２を試験装置（図示せず）に直接接続することも可能である。好適には、これらの無線周波数接続手段２７を収容するための対応する開口を、膜２２内に、特にその周辺部分２２Ｃにおいて形成することが可能である。それにより、膜２２内の導電トラックは、これらの無線周波数接続手段２７により、試験装置に直接接続することが可能である。
対応するボルト穴にねじ込まれた固定ボルトによって関連付けられた複数のリングを備えるクランプ機構により、可撓性プリント回路（ＦＰＣ）基板がメイン基板上に取り付けられたプローブカードが米国特許出願公開第２０１３／３２８５８５号明細書によって知られている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
有利には、本発明によれば、提案されたプローブカードは、２００μｍ未満の高さを有する、その中に備えられた接触先端の縮小されたサイズにより、特に、無線周波数応用分野において動作する。
【国際調査報告】
2021529945.tif 000015
2021529945.tif 000016
2021529945.tif 000017