(57)【要約】  電子デバイスを試験するための装置の試験ヘッド用のコンタクトプローブは、第１の端部と第２の端部との間の長手方向軸に沿って延在する本体を備え、第２の端部は、被試験デバイスのパッドに接触するように構成される。好適には、コンタクトプローブは、第１の端部から長手方向軸に沿って延在し、および非導電性材料でできている第１のセクションと、第１のセクションまで第２の端部から長手方向軸に沿って延在する第２のセクションとを備え、第２のセクションは、導電性を有しており、および、１０００μｍ未満の距離にわたって延在する。
2021502549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスを試験するための装置の試験ヘッド用のコンタクトプローブ（１０）であって、
前記コンタクトプローブ（１０）は、第１の端部（１０ａ）と第２の端部（１０ｂ）との間の長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する本体（１０’）を備え、
前記第２の端部（１０ｂ）は、被試験デバイスのパッド（１１）に接触するように構成され、
前記コンタクトプローブ（１０）は、前記第１の端部（１０ａ）から前記長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って延在し、および非導電性材料でできている第１のセクション（Ｓ１）と、前記第１のセクション（Ｓ１）まで前記第２の端部（１０ｂ）から前記長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する第２のセクション（Ｓ２）と、を備え、
前記第２のセクション（Ｓ２）は、導電性を有しており、１０００μｍ未満の距離にわたって延在する、コンタクトプローブ（１０）。
【請求項２】
前記長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って測定される３ｍｍ〜１０ｍｍの全体長さを有する、請求項１に記載のコンタクトプローブ（１０）。
【請求項３】
前記第２のセクション（Ｓ２）は全部が導電性材料でできており、非導電性の前記第１のセクション（Ｓ１）に接続されており、または、
前記第２のセクション（Ｓ２）は、前記第１のセクション（Ｓ１）と同じ非導電性材料でできており、導電性被覆材料によって被覆されている、請求項１または２に記載のコンタクトプローブ（１０）。
【請求項４】
前記第１のセクション（Ｓ１）は半導体材料でできており、前記第２のセクション（Ｓ２）は前記第１のセクション（Ｓ１）と同じ半導体材料でできており、前記第２のセクション（Ｓ２）における前記半導体材料は、前記第２のセクション（Ｓ２）が導電性を有するようにドープされている、請求項１または２に記載のコンタクトプローブ（１０）。
【請求項５】
電子デバイスを試験するための装置用の試験ヘッド（２０）であって、
複数のコンタクトプローブ（１０）のそれぞれを収容するための複数のガイド穴（２２）を備えた少なくとも１つのガイド（２１）を備え、
前記コンタクトプローブ（１０）は請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ（１０）であり、
前記少なくとも１つのガイド（２１）は、前記コンタクトプローブ（１０）の前記第２のセクション（Ｓ２）によって電気的に接触させられるように構成された電気的接続手段を備える、試験ヘッド（２０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのガイド（２１）は、前記コンタクトプローブ（１０）の前記第２のセクション（Ｓ２）において配置された下方ガイドである、請求項５に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項７】
前記電気的接続手段は、前記ガイド穴（２２）から延在する導電トラック（２３）を備える、請求項５または６に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項８】
前記導電トラック（２３）は、前記少なくとも１つのガイド（２１）の面（Ｆａ、Ｆｂ）上に配置され、および／または前記少なくとも１つのガイド（２１）に埋め込まれる、請求項７に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項９】
前記導電トラック（２３）は前記少なくとも１つのガイド（２１）上に形成されたそれぞれのパッド（２５）に接続される、請求項７または８に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１０】
少なくとも２つの前記コンタクトプローブ（１０）は、前記導電トラック（２３）の少なくとも１つにより、および／または、回路部品により、電気的に接続される、請求項７〜９のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１１】
前記電気的接続手段は、前記複数のガイド穴（２２）の少なくとも１つの群（２２’）の複数の穴を含み、互いに電気的に接続する少なくとも１つの導電部（２４）を備え、前記群（２２’）は、前記コンタクトプローブ（１０）の対応する群を収容する、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの導電部（２４）が、前記少なくとも１つのガイド（２１）の面（Ｆａ、Ｆｂ）上に配置され、または前記少なくとも１つのガイド（２１）に埋め込まれる、請求項１１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１３】
前記導電部（２４）は、複数の導電層（２４ａ、２４ｎ）の形態であり、前記複数の導電層（２４ａ、２４ｎ）のそれぞれは、前記複数のガイド穴（２２）のそれぞれの群（２２ａ〜２２ｎ）の複数の穴を含み、および互いに電気的に接続し、前記複数の導電層（２４ａ、２４ｎ）のそれぞれは、前記コンタクトプローブ（１０）の対応する群の前記第２のセクション（Ｓ２）に接触するように構成され、それぞれの対応する群のコンタクトプローブは同じタイプの信号を搬送するように構成される、請求項１１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１４】
前記ガイド穴（２２）の内面の少なくとも一部分が前記電気的接続手段に接続された導電部（２２ｗ）によって覆われ、前記コンタクトプローブ（１０）の前記第２のセクション（Ｓ２）は、前記ガイド穴（２２）の前記導電部（２２ｗ）に電気的に接触するように構成された、請求項５〜１３のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１５】
前記試験ヘッド（２０）に関連付けられた支持板（１３）へ直接、被試験デバイスからの信号を搬送するように構成されたさらなるコンタクトプローブ（１０ｂｉｓ）を備え、前記さらなるコンタクトプローブ（１０ｂｉｓ）は、前記被試験デバイスと前記支持板（１３）との間の電源信号および／またはグラウンド信号および／または低周波信号を搬送するように構成された、請求項５〜１４のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウェハ上に集積された電子デバイスを試験するための装置の試験ヘッド用のコンタクトプローブに関し、以下の開示はその説明を簡素化する目的のみで本出願の技術分野を参照して行う。
【背景技術】
【０００２】
よく知られているように、プローブヘッドまたは試験ヘッドは基本的には、マイクロストラクチャ、特にウェハ上に集積された電子デバイスの複数の接触パッドを、その、特に電気的な動作試験、または一般的に試験を行う試験装置の対応するチャンネルと電気的に接続するように構成された装置である。
【０００３】
集積デバイスに対して行われる試験は、製造工程において早ければ欠陥回路を検出し、および分離するのに特に有用である。通常、プローブヘッドは、したがって、ウェハ上に集積された複数のデバイスの、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。
【０００４】
一般に、プローブヘッドは、良好な電気的および機械的特性を有する特殊合金によって形成され、および、被試験デバイスの対応する複数の接触パッドに対する少なくとも１つの接触部を設けた多数の接触要素またはコンタクトプローブを備える。
【０００５】
いわゆる「垂直プローブヘッド」は基本的には、略板形状であり、および互いに平行の少なくとも一対の板またはガイドによって保持された複数のコンタクトプローブを備える。そうしたガイドは、好適な穴を設けており、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ために互いに一定の距離をおいて配置される。特に、一対のガイドは通常、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でできているコンタクトプローブがその中を軸方向に摺動するそれぞれのガイド穴をいずれも設けている、上方ガイドおよび下方ガイドを備えている。
【０００６】
コンタクトプローブと、被試験デバイスの接触パッドとの間の良好な接続は、デバイス自体に対してプローブヘッドを押圧することによって確実にされ、上方および下方ガイド内に実現されたガイド穴内で可動であるコンタクトプローブは、そうした押圧接触中に、２つのガイド間のエアギャップ内で曲げを受け、そうしたガイド穴内で摺動する。
【０００７】
さらに、エアギャップ内での複数のコンタクトプローブの曲げは、例示を簡潔にするためにプローブヘッド内に通常備えられた複数のコンタクトプローブのうちの１つのコンタクトプローブが示されている図１に概略的に示すように、複数のプローブ自体またはそれらのガイドの適切な構成によって助長される場合があり、例示されたプローブヘッドは、いわゆるシフトプレート型のものである。
【０００８】
特に、図１は、その中を少なくとも１つのコンタクトプローブ４が摺動するそれぞれの上方ガイド穴２ａおよび下方ガイド穴３ａを有する、少なくとも１つの、上方板またはガイド２、および、下方板またはガイド３を備えるプローブヘッド１を概略的に示す。
【０００９】
コンタクトプローブ４は、少なくとも１つの端部または接触先端４ａを有し、端または先端の語は、ここでは、および以下では、必ずしもとがっていない端部を示す。特に、接触先端４ａは、被試験デバイス５の接触パッド５ａに当接し、デバイスと、プローブヘッドがその端要素を形成する試験装置（図示せず）との間の機械的および電気的接触を行う。
【００１０】
一部の場合には、コンタクトプローブは上方ガイドにおいてヘッド自体にしっかりと固定される：そうしたプローブヘッドは、「ブロックされたプローブヘッド」と呼ばれる。あるいは、プローブヘッドは、ブロックされていないプローブ、すなわち、しっかりと固定されていないがミクロ接触基板を介して基板とインターフェイス接続された状態に保持されたプローブとともに使用される：そうしたプローブヘッドは、「ブロックされていないプローブヘッド」と呼ばれる。ミクロ接触基板は通常、「スペーストランスフォーマ」と呼ばれる。というのは、プローブに接触する他に、被試験デバイス上に存在している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、特に、パッド自体の中心間の距離の制約を緩和することも可能にするからである。
【００１１】
この場合、図１に示すように、コンタクトプローブ４は、スペーストランスフォーマ６の複数の接触パッド６ａに向かう接触ヘッドとして実際に示すさらなる接触先端４ｂを有する。プローブとスペーストランスフォーマとの間の良好な電気的接触が、スペーストランスフォーマ６の接触パッド６ａに対するコンタクトプローブ４の接触ヘッド４ｂを押圧することによる被試験デバイスとの接触と同様に、確実にされる。
【００１２】
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４の変形を可能にするエアギャップ７によって間隔が空けられ、コンタクトプローブ４の先端および接触ヘッドの、被試験デバイス５およびスペーストランスフォーマ６それぞれの接触パッドとの接触を確実にする。
【００１３】
プローブヘッドの正しい動作は、基本的に２つのパラメータ、すなわち、コンタクトプローブの垂直移動すなわちオーバートラベル、および、そうしたコンタクトプローブの接触先端の水平移動すなわちスクラブに関連していることが知られている。プローブと被試験デバイスとの間の良好な電気的接続が常に確実にされるべきであるので、これらの特徴は、プローブヘッドの製造工程において評価され、較正されるべきである。
【００１４】
被試験デバイスの接触パッドに対する接触先端の押圧接触が、プローブまたはパッド自体を破損させる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。
【００１５】
この問題は、いわゆる短いプローブ、すなわち制限された本体長を有する、特に、５０００μｍ未満の寸法を有するプローブの場合に強く感じられる。このタイプ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、接続された自己インダクタンスの現象を制限する。特に、「高周波応用分野用のプローブ」との語は、周波数が１ＧＨｚ超である信号を搬送することができるプローブを示す。
【００１６】
たとえば、上述した自己インダクタンスの現象によるノイズを付加することなく、これらの信号を搬送することを可能にするように、結果としてコンタクトプローブの長さにおける急激な縮小を伴って、無線周波数までの一層高い周波数における信号を搬送することができるプローブヘッドを製造することに対する必要性が現在、存在している。
【００１７】
しかし、この場合、プローブの本体の縮小された長さが、プローブ自体の剛性を劇的に増加させ、これは、避けるべきである、被試験デバイスに対する修復不能な損傷を伴うパッドの破損につながり得る、被試験デバイスの接触パッドに対してそれぞれの接触先端によって加えられる力の増加を意味している。さらに危険なことには、その本体の長さにおける縮小による、コンタクトプローブの剛性の増加は、プローブ自体の破損のリスクも増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の技術的課題は、試験ヘッドであって、複数のコンタクトプローブによって搬送される信号に対してノイズを付加することなく、高周波応用分野においてその複数のコンタクトプローブを使用し、同時に、十分な弾性を維持することで複数のコンタクトプローブおよびそれらが接触している被試験デバイスの接触パッドの破損のリスクを減少させ、既知の解決策になお影響を及ぼす制約および欠点を解消することを可能にするような構造的および機能的特徴を有する試験ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の根底にある解決策の考えは、コンタクトプローブであって、被試験デバイスと接触している接触先端を備えるその１つのセクションのみが導電性を有し、この導電性セクションは１０００μｍ未満、好ましくは５００μｍ未満の長さを有し、および、プローブが収容されている試験ヘッドの導電トラック、またはガイドの部分に接触するように構成され、プローブの残りは非導電性を有し、支持板に当接する接触ヘッドを備え、この接触ヘッドはよって、支持板との機械的接触のみを実現するコンタクトプローブを提供することである。
【００２０】
この解決策の考えに基づいて、上記技術的課題は、電子デバイスを試験するための装置の試験ヘッド用のコンタクトプローブであって、前記コンタクトプローブは、第１の端部と第２の端部との間の長手方向軸に沿って延在する本体を備え、前記第２の端部は、被試験デバイスのパッドに接触するように構成され、このコンタクトプローブは、前記第１の端部から前記長手方向軸に沿って延在し、および非導電性材料でできている第１のセクションと、前記第１のセクションまで前記第２の端部から前記長手方向軸に沿って延在する第２のセクションとを備え、前記第２のセクションは、導電性を有しており、１０００μｍ未満の距離にわたって延在するコンタクトプローブによって解決される。
【００２１】
特に、本発明は、必要に応じて、個々に、または組み合わせで以下のさらなる特徴を備える。
【００２２】
本発明の一態様によれば、前記コンタクトプローブは、前記長手方向軸に沿って測定される３ｍｍ〜１０ｍｍの全体長さを有し得る。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、前記第２のセクションは全部が導電性材料でできている場合があり、非導電性の前記第１のセクションに接続されている場合があり、または、前記第２のセクションは、前記第１のセクションと同じ非導電性材料でできている場合があり、導電性被覆材料によって被覆されている場合がある。
【００２４】
あるいは、前記第１のセクションは半導体材料でできている場合があり、前記第２のセクションは前記第１のセクションと同じ半導体材料でできている場合があり、前記第２のセクションにおける前記半導体材料は、前記第２のセクションが導電性を有するようにドープされている。
【００２５】
本発明は、電子デバイスを試験するための装置用の試験ヘッドであって、複数のコンタクトプローブのそれぞれを収容するための複数のガイド穴を備えた少なくとも１つのガイドを備え、前記コンタクトプローブは上述したコンタクトプローブであり、前記少なくとも１つのガイドは、前記コンタクトプローブの前記第２のセクションによって電気的に接触させられるように構成された電気的接続手段を備える試験ヘッドを参照する。
【００２６】
本発明の一態様によれば、前記少なくとも１つのガイドは、前記コンタクトプローブの前記第２のセクションにおいて配置された下方ガイドであり得る。
【００２７】
本発明の別の態様によれば、前記電気的接続手段は、前記ガイド穴から延在する導電トラックを備え得る。
【００２８】
特に、前記導電トラックは、前記少なくとも１つのガイドの面上に配置される場合があり、および／または前記少なくとも１つのガイドに埋め込まれる場合がある。
【００２９】
さらに、前記導電トラックは前記少なくとも１つのガイド上に形成されたそれぞれのパッドに接続され得る。
【００３０】
本発明の一態様によれば、少なくとも２つの前記コンタクトプローブは、前記導電トラックの少なくとも１つにより、および／または、回路部品により、電気的に接続され得る。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、前記電気的接続手段は、前記複数のガイド穴の少なくとも１つの群の複数の穴を含み、互いに電気的に接続する少なくとも１つの導電部を備える場合があり、前記群は、前記コンタクトプローブの対応する群を収容する。
【００３２】
本発明のさらに別の態様によれば、前記少なくとも１つの導電部が、前記少なくとも１つのガイドの面上に配置される場合があり、または前記少なくとも１つのガイドに埋め込まれる場合がある。
【００３３】
さらに、前記導電部は、複数の導電層の形態であり、前記複数の導電層のそれぞれは、前記複数のガイド穴のそれぞれの群の複数の穴を含み、および互いに電気的に接続し、前記複数の導電層のそれぞれは、前記コンタクトプローブの対応する群の前記第２のセクションに接触するように構成され、それぞれの対応する群のコンタクトプローブは同じタイプの信号を搬送するように構成され得る。
【００３４】
本発明の一態様によれば、前記ガイド穴の内面の少なくとも一部分が前記電気的接続手段に接続された導電部によって覆われ、前記コンタクトプローブの前記第２のセクションは、前記ガイド穴の前記導電部に電気的に接触するように構成され得る。
【００３５】
最後に、本発明の試験ヘッドは、前記試験ヘッドに関連付けられた支持板へ直接、被試験デバイスからの信号を搬送するように構成されたさらなるコンタクトプローブを備え、前記さらなるコンタクトプローブは、前記被試験デバイスと前記支持板との間の電源信号および／またはグラウンド信号および／または低周波信号を搬送するように構成され得る。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によるコンタクトプローブの、および試験ヘッドの特徴および利点は、添付図面を参照して、限定的でない例によって表す、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】
【００３７】
【図１】先行技術による試験ヘッド用のコンタクトプローブを概略的に示す。
【図２】本発明によるコンタクトプローブを概略的に示す。
【図３】図２のコンタクトプローブを備える試験ヘッドを概略的に示す。
【図４】本発明の代替的な実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
【図５】本発明の代替的な実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
【図６】本発明による試験ヘッドであって、そのガイドが、その中に埋め込まれた、表面の導電トラックを備える試験ヘッドの透視断面図を示す。
【図７】本発明の実施形態による試験ヘッドであって、そのガイドが導電部を備える試験ヘッドを概略的に示す。
【図８】本発明の実施形態による試験ヘッドであって、そのガイドが導電部を備える試験ヘッドを概略的に示す。
【図９】本発明の実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
これらの図、および特に図２を参照しながら、半導体ウェハ上に集積された電子デバイスを試験するための装置の試験ヘッド用のコンタクトプローブを、参照番号１０で大局的、および概略的に示す。
【００３９】
図が概略図を表し、および縮尺通りに描かれていないが、本発明の重要な特徴を強調するように描かれていることは注目に値する。さらに、図では、異なる要素は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わってくる。さらに、図では、同じ参照番号は、形状または機能において同一の要素を表す。最後に、図において示される実施形態に関して説明される特定の特徴は、他の図において示される他の実施形態にも適用可能である。
【００４０】
以下により詳細に示されるように、コンタクトプローブ１０は、高周波電子デバイスを試験するための試験ヘッド内に収容されるように構成される。
【００４１】
コンタクトプローブ１０は、第１の端部または接触ヘッド１０ａと、第２の端部または接触ヘッド１０ｂとの間の長手方向軸Ｈ−Ｈに沿って延在する本体１０’を備え、接触ヘッドおよび接触先端との語は、ここでは、および以下では、必ずしもとがっていない部分を示す。第１の端部１０ａは支持板に当接するように構成される一方、第２の端部１０ｂは被試験デバイスのパッドに接触するように構成される。
【００４２】
有利には、本発明によれば、コンタクトプローブ１０は、長手方向軸Ｈ−Ｈに沿って互いに続く２つのセクションに分割され、これらのセクションは異なる導電性を有する。
【００４３】
特に、コンタクトプローブ１０は、第１の端部１０ａから長手方向軸Ｈ−Ｈに沿って延在し、および、非導電性材料でできている第１のセクションＳ１と、第１のセクションＳ１まで第２の端部１０ｂから長手方向軸Ｈ−Ｈに沿って延在し、その代わりとして導電性を有する第２のセクションＳ２とを備える。
【００４４】
すなわち、コンタクトプローブ１０の第１の端部１０ａは、第２の端部１０ｂを含まない第１のセクションＳ１においてのみ含まれる一方、第２の端部１０ｂは第２のセクションＳ２においてのみ含まれ、よって、第２のセクションＳ２は、第１の端部１０ａを含まない。
【００４５】
コンタクトプローブ１０は、３〜１０ｍｍ間に含まれる全体長さを有し、この長さはここでは、長手方向軸Ｈ−Ｈに沿って測定される寸法を示す。
【００４６】
好適には、第２のセクションＳ２は、１０００μｍ未満、好ましくは５００μｍ未満の任意の距離にわたって第２の端部１０ｂから延在しているので、コンタクトプローブ１０と、それを収容する試験ヘッドは特に、高周波デバイスの試験に好適である。実際に、コンタクトプローブ１０の第２の端部１０ｂは被試験デバイスの接触パッドとの電気的および機械的接触を行う一方、第１の端部１０ａは、支持板との機械的接触のみを行うように構成される。このようにして、第１のセクションＳ１は、１０００μｍ未満であり、および、よって、コンタクトプローブ１０の全体長さに対してずっと短い長さを有する第２のセクションＳ２においてのみ搬送される信号を搬送するように構成されるものでない。
【００４７】
このようにして、第２のセクションＳ２の長さよりもずっと大きい長さを有する第１のセクションＳ１は、被試験デバイスの接触パッドとのその接触中のコンタクトプローブ１０の良好な曲げ負荷能力を確実にし、よって、コンタクトプローブ１０の、および／またはデバイスの接触パッドの破損を回避する。好適には、第１のセクションＳ１について、被試験デバイスとの接触中の減衰効果を最大化するように構成された材料が使用される。
【００４８】
本発明の実施形態によれば、第２のセクションＳ２は、全部が導電性材料でできており、および、たとえば、グルー、接着層、または局所的に溶接可能な（たとえば、レーザー溶接によって溶接可能な）金属層により、または、いずれかの他の好適なやり方で非導電性の第１のセクションＳ１に好適に接続される。
【００４９】
あるいは、コンタクトプローブ１０の第２のセクションＳ２は、第１のセクションＳ１と同じ非導電性材料でできており、導電性の被覆材料によって被覆される。このようにして、コンタクトプローブ１０は非導電性材料でできたコアを備え、第２のセクションＳ２のみが導電性被覆材料によって被覆される。
【００５０】
第１の非導電性セクションＳ１ができている材料は、半導体材料（好ましくはシリコン）、または、一般的には非金属絶縁材料（たとえば補強高分子材料など）から選択される一方、第２の導電性セクションＳ２ができている導電性材料は、金属材料、好ましくは、銅もしくはパラジウム合金、またはドーピングされた半導体から選択される。
【００５１】
よって、本明細書では、「非導電性材料」との語は、絶縁材料および半導体の両方を示す。
【００５２】
本発明のさらなる実施形態によれば、コンタクトプローブ１０全体は、半導体材料でできており、および、導電性セクションＳ２を形成するために、第２のセクションＳ２に対応するその一部分のみがドーピングされる。すなわち、第１のセクションＳ１は半導体材料でできており、および、第２のセクションＳ２は、第２の部分Ｓ２が導電性を有するように導電性材料がドーピングされた同じ半導体材料でできている。この実施形態では、コンタクトプローブ１０の接触抵抗を増加させるためにさらなる導電性材料層で第２のセクションＳ２を覆うことも可能である。
【００５３】
この場合、前述したように、半導体材料は好ましくはシリコンである一方、ドーピング材料はたとえばリンまたはホウ素から選択される。
【００５４】
前述したように、上記タイプの複数のコンタクトプローブ１０が、半導体ウェハ上に集積された電子デバイスを試験するための試験ヘッド内に収容され、この試験ヘッドは、本明細書では図３に概略的に示されるように参照番号２０で示される。
【００５５】
例示の単純化のために、試験ヘッド２０は、明らかに、必要性および／または状況に応じて、任意の数のコンタクトプローブを備え得る場合にも、限定された数のコンタクトプローブ１０を備えているものとして図において表されており、図は、本発明の限定でない実施例として提供されている。
【００５６】
各コンタクトプローブ１０の第２の端部１０ｂが半導体ウェハ１２上に集積された被試験デバイスの接触パッド１１に当接するように構成される一方、第１の端部１０ａは、試験ヘッド２０に関連付けられた支持板１３に当接するように構成され、この支持板はたとえば、プリント回路基板（ＰＣＢ）であり得る。
【００５７】
試験ヘッド２０は、対応する複数のコンタクトプローブ１０を収容するように構成された複数のガイド穴２２を備えた少なくとも１つのガイド２１を備える。
【００５８】
有利には、本発明によれば、ガイド２１は、各コンタクトプローブ１０の第２のセクションＳ２において配置された下方ガイドであるので、ガイド２１のガイド穴２２の内壁は、この第２のセクションＳ２に、特に、ガイド２１内に備えられた電気的接続手段を介して接触することができる。
【００５９】
この点で、なお図３を参照すれば、ガイド２１の電気的接続手段は、ガイド穴２２から延在し、および、コンタクトプローブ１０によって、特に、第２のセクションＳ２によって搬送される信号を抽出し、および搬送するように構成された、好適な導電トラック２３を備え、これらの導電トラック２３は、第２のセクションＳ２によって電気的に接触させられるように構成される。
【００６０】
よって、ガイド２１は、その中を延在する導電トラック２３により、信号の（たとえば、試験ヘッド２０に関連付けられたＰＣＢに向けた）ルーチングを提供し、および、したがって、既知の試験ヘッドに関連付けられたスペーストランスフォーマによって通常行われる機能も果たす。
【００６１】
図３の実施形態では、導電トラック２３は、コンタクトプローブ１０の第２のセクションＳ２に直接接触するように構成され、すなわち、コンタクトプローブ１０のセクションＳ２と、導電トラック２３との間の接触は、ガイド２１内に埋め込まれ、およびガイド穴２２において現れる導電トラック２３自体の厚さによって確実にされる摺動接触である。
【００６２】
図４に示すように、導電トラック２３は、表面の導電トラックである場合もあり、すなわち、ガイド２１の面（図の例では面Ｆａ）上に配置される場合があり、この導電トラック２３は、いずれにせよ、常にガイド穴２２において現れる。
【００６３】
図４が、ガイド２１の面Ｆａ上に（すなわち、図の局所参照系によるその上方面に）配置された、表面の導電トラック２３を示しているが、導電トラック２３が、ガイド２１の面Ｆａと反対側の面Ｆｂ上に（すなわち、図の局所参照系によるその下方面に）、および他の面にも配置され得ることは明らかである。
【００６４】
本発明の好ましい実施形態によれば、図５に示すように、ガイド穴２２の内面の少なくとも一部分が導電部２２ｗによって覆われている。なお好ましくは、ガイド穴２２の内面は全部が導電部２２ｗによって覆われている。このようにして、導電セクションＳ２は、摺動接触を介してガイド穴２２の導電部２２ｗに接触することができ、よって、コンタクトプローブ１０によって、特に、セクションＳ２によって搬送される信号は、導電トラック２３であって特にそこから延在する導電部２２ｗに接続された導電トラック２３を介して、ガイド穴２２において抽出することが可能である。
【００６５】
さらに、ガイド２１は、図６に概略的に示すように、表面の導電トラック、およびその中に埋め込まれた導電トラックの両方を備え得る。
【００６６】
一般に、いくつかの導電トラック２３が、ガイド２１の面Ｆａおよび／または面Ｆｂのいずれの上に、および、その中にも延在している場合、これらの導電トラック２３は、ガイド２１の表面から異なるレベルに配置される。導電トラック２３が配置される、ガイド２１のレベルの数は、必要性および／状況に応じて、特に、搬送される対象の信号の数に応じて、および、したがって、ガイド２１において行われる対象のルーチングパターンの複雑度に応じて変わり得る。たとえば、第１のレベルが第１のタイプの信号を搬送するように構成されたトラックを備え、および第２のレベルが第２のタイプの信号を搬送するように構成されたトラックを備える構成が提供されることが可能である。
【００６７】
前述したように、コンタクトプローブ１０、特にその第２のセクションＳ２と、好ましくは導電部２２ｗを備えたガイド穴２２の壁との間の接触は、第２のセクションＳ２と、導電部２２ｗとの間の（または、場合によっては、導電トラック２３との直接の）電気的接続を確実にする摺動接触である。
【００６８】
好適には、図６をなお参照すれば、導電トラック２３（特に、ガイド穴２２における端部の反対側のその端部）が、ガイド２１の面（図６の例における面Ｆａ）上に配置されたそれぞれの接触パッド２５に接続される。このようにして、試験ヘッド２０からのそれぞれの信号を抽出し、および、たとえば試験ヘッド２０に接続されたＰＣＢにそれを搬送することが可能である。
【００６９】
さらに、ガイド２１内に埋め込まれた導電トラック２３の場合、これらの導電トラック２３の端部はその面上に現れて導電トラック２３とそれぞれの接触パッド２５との電気的接続を可能にする。
【００７０】
次に図７を参照すれば、本発明の実施形態によれば、試験ヘッド２０は、対応するコンタクトプローブ１０の群を収容するガイド穴２２の群２２’を含み、および電気的に接続する電気的接続手段としてふるまう導電部２４を備え、この導電部２４は、導電トラック２３に加えて、または導電トラック２３の代わりに使用することが可能である。
【００７１】
このようにして、少なくとも２つのコンタクトプローブ１０は、ガイド２１の、少なくとも１つの導電トラック２３によって、または、導電部２４によって電気的に接続される場合があり、この導電部２４は、短絡させる対象のコンタクトプローブを収容するガイド穴の群２２’を含むガイド２１の領域を占める。
【００７２】
２つのコンタクトプローブ１０のみを短絡させる必要がある場合、それらの間の電気的接続手段として１つの導電トラック２３を使用することが好ましい一方、複数のコンタクトプローブ１０を短絡させる必要がある場合、それらの間の電気的接続手段として導電部２４を使用することが好ましく、この導電部２４は、コンタクトプローブ１０に共通の導電面を形成する。
【００７３】
被試験デバイスの２つ以上の接触パッドを短絡させる必要がある場合に、異なるコンタクトプローブを電気的に接続することができること、特に、異なるコンタクトプローブの第２のセクションＳ２を電気的に接続することができることは特に有利である。というのは、試験装置との間で全体のコンタクトプローブを通って流れないが、試験ヘッド２０全体としての周波数特性の点での結果として生じる利点を伴って、導電トラックにおいて、または共通の導電面において停止する信号の経路をかなり短絡化させる、ループバックタイプの構成を実現することが可能となるからである。
【００７４】
図７をなお参照するに、導電部２４はガイド２１内に埋め込まれ、ガイド２１内部に導電面を形成しており、この図は、埋め込まれた導電部２４および表面の導電トラック２３を備える試験ヘッド２０を、本発明の限定的でない例として示す。
【００７５】
あるいは、図に示していない実施形態によれば、導電部２４は、ガイド２１の表面部上に、特に、その面Ｆａ上に、またはその反対側の面Ｆｂ上に配置される場合があり、または、面ＦｂおよびＦｂのいずれの上にも配置される場合がある。
【００７６】
さらに、図８に示す実施形態によれば、導電部２４は、それらのそれぞれが、ガイド穴２２の対応する群２２ａ〜２２ｎを含み、電気的に接続する、複数の重なり合った導電層２４ａ〜２４ｎの形態である。このようにして、各導電層２４ａ〜２４ｎは、本発明によるコンタクトプローブ１０の対応する群、特に、それらの第２のセクションＳ２に接触するように構成され、対応する群それぞれのコンタクトプローブは、同じタイプの信号を搬送するように構成される。
【００７７】
このようにして、ガイド２１は、複数の非導電層を備える多層、好ましくはセラミック多層であり、導電層２４ａ〜２４ｎは、後続のものから導電層を電気的に絶縁する非導電層上に配置される。
【００７８】
特に、導電層２４ａ〜２４ｎそれぞれは、ガイド２１の対応する非導電層の面上に配置され、上記面の面積よりも小さな面積を有する。
【００７９】
あるいは、導電層２４ａ〜２４ｎそれぞれは、短絡させてはならないコンタクトプローブを収容するガイド穴が形成された領域以外の対応する非導電層の面を覆う。
【００８０】
明らかに、導電層２４ａ〜２４ｎは、ガイド２１の露出させられた面ＦａおよびＦｂの少なくとも一方の上に配置された表面層も備えている場合があり、または、図８に示すように、ガイド２１内にのみ、埋め込まれる場合がある。
【００８１】
短絡させる対象のコンタクトプローブが、短絡させてはならないコンタクトプローブに対して近い（たとえば、交互に並んでいる）場合、導電部２４（または、あるいは、各導電層２４ａ〜２４ｎ）は、異なる信号を搬送することが意図されたコンタクトプローブを電気的に接続しないように、非導電ゾーンによって局所的に断続させられる。よって、非導電ゾーンは、異なる信号を搬送することが意図された隣接するコンタクトプローブ間の電気的接続を局所的に阻止する。
【００８２】
たとえば、複数の導電層２４ａ〜２４ｎの場合、特定の導電層の非導電ゾーンは、この特定の導電層によって短絡させてはならない接触要素を収容するガイド穴において形成される一方、この特定の層は、それによって短絡させなければならない接触要素を収容するガイド穴の壁を少なくとも部分的に覆う。
【００８３】
さらに、図において示していない実施形態によれば、プローブ１０の第２のセクションＳ２と接触している２つのガイド穴の、または、２つの導電部２４もの金属化は、たとえばフィルタリングコンデンサなどの回路部品によって電気的に接続することが可能であり、ループバック手法が最適化される。というのは、このフィルタリングコンデンサは、プローブの接触先端に対してできる限り近くに配置されているからである。
【００８４】
明らかに、回路部品は、たとえば、インダクタもしくは抵抗器、または、さらにリレーなどの、特定の必要性に適合させたいずれの他の回路部品でもあり得る。
【００８５】
さらに、試験ヘッド２０は、当該技術分野において知られている解決策により、下方ガイド２１に加えて、２つ以上のガイド、たとえば、中間ガイドおよび／または上方ガイド（図示せず）も備え得る。
【００８６】
本発明によるコンタクトプローブ１０に加えて、プローブヘッド２０は、先行技術によって製作された（すなわち、全部が導電性材料でできている）コンタクトプローブ１０ｂｉｓも備えている場合があり、これらのコンタクトプローブ１０ｂｉｓは、図９に示すように、対応するガイド穴２２ｂｉｓ内に収容されている。よって、試験ヘッド２０は一般に、本発明による、コンタクトプローブ１０の第１の群、および、先行技術による、コンタクトプローブ１０ｂｉｓの第２の群を備える。
【００８７】
複数のコンタクトプローブ１０は好ましくは、それらの第２の導電部Ｓ２の縮小された長さのおかげで、高周波信号を搬送するように構成される一方、コンタクトプローブ１０ｂｉｓは一般に、グラウンドもしくは電源信号、または低周波入出力信号、すなわち、自己インダクタンスの問題を被ることなく既知のタイプのプローブによって搬送することが可能な信号を搬送するように構成され、いずれの場合においても、ガイド２１による信号のルーチングを大いに単純化する。
【００８８】
この場合、コンタクトプローブ１０ｂｉｓはよって、これらのプローブ１０ｂｉｓの接触ヘッドがそれに対して当接するように構成された好適な導電パッド１４を備える支持板１３に直接、被試験デバイスからの信号を搬送するように構成される。
【００８９】
最後に、本発明によるコンタクトプローブ１０に関して上述されたものは、既知のタイプのコンタクトプローブ１０ｂｉｓについても有効であり、すなわち、既知のタイプのコンタクトプローブ１０ｂｉｓを短絡させる導電部に対して備えることが可能である。
【００９０】
まとめれば、本発明は、コンタクトプローブであって、被試験デバイスと接触している接触先端を備えるその１つのセクションのみが導電性を有しており、この導電性セクションは１０００μｍ未満の長さ、好ましくは５００μｍ未満の長さを有しており、および、プローブが中に収容された試験ヘッドのガイドの、導電トラックまたは導電部に接触するように構成され、プローブの残りは、非導電性を有しており、および、支持板に当接する接触ヘッドを備え、よってこの接触ヘッドは支持板との機械的接触のみを実現する。
【００９１】
有利には、本発明によれば、例示された試験ヘッドは特に、コンタクトプローブの導電性セクションの縮小された寸法のおかげで、高周波応用分野において動作し、このセクションは、信号を搬送することを意図しており、および、１０００μｍ未満であり、よって、先行技術によるコンタクトプローブの長さよりもずっと小さい長さを有する。
【００９２】
よって、本発明の特徴的な構成は、プローブヘッドの下方ガイド上に製作された導電トラックに向けて、導電性セクションのみを介して信号を搬送することができることであり、プローブの残りは、非導電性を有しており、および、支持板（すなわち、ＰＣＢまたはいずれかの他の支持部）との接触およびコンタクトプローブの所望の曲げを確実にする機械的支持体としてのみふるまい、同時に、その中で信号が搬送されないので、プローブのそうした残りの非導電部がアンテナまたはスタブとしてふるまうことを回避する。
【００９３】
すなわち、本発明による、コンタクトプローブの導電性セクションは、非常に短いプローブとしてふるまい、および、よって、既知のタイプのプローブの不利な自己インダクタンスの問題をなくし、このコンタクトプローブは、第２の非導電部の存在のおかげで、機械的観点から完全に動作し、よって、本発明の技術的課題を解決する。
【００９４】
したがって、提案された解決策は、短いプローブの剛性を不要にし、コンタクトプローブ自体の破損の可能性を急激に減少させ、および、同時に、それらによって加えられる圧力における好適な減少を確実にし、コンタクトプローブが当接する、被試験デバイスの接触パッドのいかなる破損も避けて、高周波デバイスを効果的に試験することを可能にする。
【００９５】
好適な回路部品、特に、２つのコンタクトプローブを互いに接続するコンデンサのおかげで、信号フィルタリングの点で改善された性能を伴う試験ヘッドを得ることも可能である。
【００９６】
最後に、さらなるコンタクトプローブが、特定の信号を搬送するように構成されたハイブリッド構成を採用することができることは、本発明によればスペーストランスフォーマとしてふるまうガイドによる信号のルーチングを大いに単純化する。このことは主に、試験ヘッドを介して搬送される対象のいくつかの信号の場合に有用である。たとえば、これらのさらなるコンタクトプローブにより、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、自己インダクタンスの問題を回避するために短いプローブを必要とする高周波信号は本発明によるプローブの導電性セクションにおいて搬送される。
【００９７】
明らかに、当該技術分野における当業者は、特定の要件および規定を充足するために、以下の特許請求の範囲によって画定されるような、本発明の保護範囲内に全て含まれるいくつかの変更および修正を、上述されたコンタクトプローブおよび試験ヘッドに対して行うことができる。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月8日(2020.7.8)
【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】
電子デバイスを試験するための装置の試験ヘッド用のコンタクトプローブ（１０）であって、
前記コンタクトプローブ（１０）は、第１の端部（１０ａ）と第２の端部（１０ｂ）との間の長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する本体（１０’）を備え、
前記第２の端部（１０ｂ）は、被試験デバイスのパッド（１１）に電気的に接触するように構成され、
前記コンタクトプローブ（１０）は、前記第１の端部（１０ａ）から前記長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って延在し、および非導電性材料でできている第１のセクション（Ｓ１）と、前記第１のセクション（Ｓ１）まで前記第２の端部（１０ｂ）から前記長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って延在する第２のセクション（Ｓ２）と、を備え、
前記第２のセクション（Ｓ２）は、導電性を有しており、１０００μｍ未満の距離にわたって延在し、
前記第１のセクション（Ｓ１）および前記第２のセクション（Ｓ２）は、前記第１の端部（１０ａ）が前記第１のセクション（Ｓ１）内にのみ含まれ、前記第２の端部（１０ｂ）が前記第２のセクション（Ｓ２）内にのみ含まれるように前記コンタクトプローブ（１０）の前記長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って互いに続き、および、
前記第１の端部（１０ａ）は、機械的な接触のみを行うように構成された、コンタクトプローブ（１０）。
【請求項２】
前記長手方向軸（Ｈ−Ｈ）に沿って測定される３ｍｍ〜１０ｍｍの全体長さを有する、請求項１に記載のコンタクトプローブ（１０）。
【請求項３】
前記第２のセクション（Ｓ２）は全部が導電性材料でできており、非導電性の前記第１のセクション（Ｓ１）に接続されており、または、
前記第２のセクション（Ｓ２）は、前記第１のセクション（Ｓ１）と同じ非導電性材料でできており、導電性被覆材料によって被覆されている、請求項１に記載のコンタクトプローブ（１０）。
【請求項４】
前記第１のセクション（Ｓ１）は半導体材料でできており、前記第２のセクション（Ｓ２）は前記第１のセクション（Ｓ１）と同じ半導体材料でできており、前記第２のセクション（Ｓ２）における前記半導体材料は、前記第２のセクション（Ｓ２）が導電性を有するようにドープされている、請求項１に記載のコンタクトプローブ（１０）。
【請求項５】
電子デバイスを試験するための装置用の試験ヘッド（２０）であって、
複数のコンタクトプローブ（１０）のそれぞれを収容するための複数のガイド穴（２２）を備えた少なくとも１つのガイド（２１）を備え、
前記コンタクトプローブ（１０）は請求項１に記載のコンタクトプローブ（１０）であり、
前記少なくとも１つのガイド（２１）は、前記コンタクトプローブ（１０）の前記第２のセクション（Ｓ２）によって電気的に接触させられるように構成された電気的接続手段を備える、試験ヘッド（２０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのガイド（２１）は、前記コンタクトプローブ（１０）の前記第２のセクション（Ｓ２）において配置された下方ガイドである、請求項５に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項７】
前記電気的接続手段は、前記ガイド穴（２２）から延在する導電トラック（２３）を備える、請求項５に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項８】
前記導電トラック（２３）は、前記少なくとも１つのガイド（２１）の面（Ｆａ、Ｆｂ）上に配置され、および／または前記少なくとも１つのガイド（２１）に埋め込まれる、請求項７に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項９】
前記導電トラック（２３）は前記少なくとも１つのガイド（２１）上に形成されたそれぞれのパッド（２５）に接続される、請求項７に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１０】
少なくとも２つの前記コンタクトプローブ（１０）は、前記導電トラック（２３）の少なくとも１つにより、および／または、回路部品により、電気的に接続される、請求項７に記載の
試験ヘッド（２０）。
【請求項１１】
前記電気的接続手段は、前記複数のガイド穴（２２）の少なくとも１つの群（２２’）の複数の穴を含み、互いに電気的に接続する少なくとも１つの導電部（２４）を備え、前記群（２２’）は、前記コンタクトプローブ（１０）の対応する群を収容する、請求項５に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１２】
前記導電部（２４）が、前記少なくとも１つのガイド（２１）の面（Ｆａ、Ｆｂ）上に配置され、または前記少なくとも１つのガイド（２１）に埋め込まれる、請求項１１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１３】
前記導電部（２４）は、複数の導電層（２４ａ、２４ｎ）の形態であり、前記複数の導電層（２４ａ、２４ｎ）のそれぞれは、前記複数のガイド穴（２２）のそれぞれの群（２２ａ〜２２ｎ）の複数の穴を含み、および互いに電気的に接続し、前記複数の導電層（２４ａ、２４ｎ）のそれぞれは、前記コンタクトプローブ（１０）の対応する群の前記第２のセクション（Ｓ２）に接触するように構成され、それぞれの対応する群のコンタクトプローブは同じタイプの信号を搬送するように構成される、請求項１１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１４】
前記ガイド穴（２２）の内面の少なくとも一部分が前記電気的接続手段に接続された導電部（２２ｗ）によって覆われ、前記コンタクトプローブ（１０）の前記第２のセクション（Ｓ２）は、前記ガイド穴（２２）の前記導電部（２２ｗ）に電気的に接触するように構成された、請求項５に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１５】
前記試験ヘッド（２０）に関連付けられた支持板（１３）へ直接、被試験デバイスからの信号を搬送するように構成されたさらなるコンタクトプローブ（１０ｂｉｓ）を備え、前記さらなるコンタクトプローブ（１０ｂｉｓ）は、前記被試験デバイスと前記支持板（１３）との間の電源信号および／またはグラウンド信号および／または低周波信号を搬送するように構成された、請求項５に記載の試験ヘッド（２０）。
【国際調査報告】
2021502549.tif 000012
2021502549.tif 000013