(57)【要約】回転コンタクト部品と、製造方法が本明細書に提供される。一つの実施形態によると、回転コンタクト部品は、テストされるべきデバイスに接続するように構成される第一の側と、反対側の第二の側とを有する先端と、先端の第二の側から延びて先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材とを含み、先端は、複数の変形部材の圧縮がされると、先端は、実質的に中心軸の周りに回転する。一つの実施形態において、半導体をテストするプローブカードアセンブリは、プローブ基板と、テストされるべきデバイスに接続するように構成される第一の側と反対側の第二の側を有する先端と、先端の第二の側から延びて先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材とを含むコンタクト部品とを含み、複数の変形部材が変形されると、先端は実質的に該中心軸の周りに回転する。
2010515057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転コンタクト部品であって、
テストされるべきデバイスに接続するように構成される第一の側と、反対側の第二の側とを有する先端と、
該先端の該第二の側から延び、該先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材と
を含み、
該複数の変形部材が圧縮されると、該先端は、実質的に該中心軸の周りに回転する、
回転コンタクト部品。
【請求項２】
前記先端の反対側の、前記複数の変形部材のそれぞれの終端に結合されたベースをさらに含む、請求項１に記載の回転コンタクト部品。
【請求項３】
前記先端は、該先端の第一の側から延びる一つ以上のコンタクトをさらに含む、請求項１に記載の回転コンタクト部品。
【請求項４】
前記先端は、該先端の第一の側の中心から延びる一つのコンタクトをさらに含む、請求項１に記載の回転コンタクト部品。
【請求項５】
前記先端は、該先端の第一の側から延びる複数のコンタクトをさらに含む、請求項１に記載の回転コンタクト部品。
【請求項６】
前記複数のコンタクトのうちのそれぞれは、前記複数の変形部材のうちのそれぞれに対して整列される、請求項５に記載の回転コンタクト部品。
【請求項７】
前記先端と前記複数の変形部材とは一体である、請求項１に記載の回転コンタクト部品。
【請求項８】
前記先端と前記変形部材とは、ニッケル、コバルト、銅、またはベリリウムのうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の回転コンタクト部品。
【請求項９】
半導体をテストするプローブカードアセンブリであって、
プローブ基板と、
少なくとも一つのコンタクト部品であって、
テストされるべきデバイスに接続するように構成される第一の側と、反対側の第二の側とを有する先端と、
該先端の該第二の側から延びて、該先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材と
を含む、コンタクト部品と
を含み、
該複数の変形部材が変形されると、該先端は、実質的に該中心軸の周りに回転する
アセンブリ。
【請求項１０】
前記先端の反対側で、前記複数の変形部材のそれぞれの終端に結合されたベースをさらに含む、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記先端は、該先端の第一の側から延びる一つ以上のコンタクトをさらに含む、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記先端と前記複数の変形部材とは一体である、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記先端と前記変形部材は、ニッケル、コバルト、銅、またはベリリウムのうちの少なくとも一つを含む、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
複数のコンタクト部品をさらに含む、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記複数のコンタクト部品は、テストされるべきデバイス上に配置される複数の端子に対応して整列される、請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記プローブカードアセンブリは、前記コンタクト部品のそれぞれの先端への電気信号、および該先端からの電気信号を、前記プローブカードアセンブリ上に配置される複数の電気コネクタへ受け渡しするように構成される、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
弾性コンタクト部品を製造する方法であって、
ａ）中心軸の周りに配置される複数の部材を有し、第一の層に結合されるそれぞれの第一の終端と、第二の層に結合されるそれぞれの第二の終端とを有する、アセンブリを提供することと、
ｂ）該複数の部材を変形させて、該弾性コンタクト部品を形成するために、該第一の層と該第二の層とを分離させることと
を含む、方法。
【請求項１８】
ステップｂ）は、前記アセンブリを加熱することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
ステップｂ）は、前記第一の層と前記第二の層とを分離するための変形力を与えること、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記変形力を増加させるために、前記アセンブリに荷重を取り付けること、をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ステップｂ）は、前記複数の部材を含む材料の再構成温度よりも温度が高い期間を少なくとも含む熱サイクルを使用して、前記アセンブリを加熱することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数の部材の所望の変形を維持しながら、前記アセンブリを前記複数の部材を含む前記材料の前記再構成温度より低い温度まで冷却することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ステップａ）は、
第一の基板に形成されるくぼみを有する該第一の基板を提供することと、
該第一の基板上に、該くぼみを満たし、本体と、該本体から延びる複数の部材とを含む第一の層を形成することと、
該第一の層の上に、該複数の部材のそれぞれの第二の終端にそれぞれ結合される第二の層を形成することと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記第一の層を形成する前記ステップは、前記第一の基板上に第一のマスク層を堆積しパターンを形成することと、
該第一のマスク層によって提供される該パターンの中に第一の材料を堆積することと
を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第一の材料を堆積することに先立って、前記第一の基板上にシード層を堆積することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第二の層を形成するステップは、
前記複数の部材の前記第二の終端に対応する複数の開口部を定める第二のマスク層を前記第一の層上に堆積しパターンを形成することと、
該第二のマスク層上に第三のマスク層を堆積しパターンを形成することと、
該第二のマスク層と該第三のマスク層とによって提供される該パターンの中に、第二の材料を堆積することと
を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第二の層を第二の基板に取り付けることと、
前記第一の層を該第二の層から分離するために、該第一の層に荷重を取り付けることと、
前記アセンブリを熱サイクルにさらすことと、をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記第一の層を前記第一の基板から解放することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
請求項１７に記載の方法によって形成される、プローブカードコンタクト部品。
【請求項３０】
半導体デバイスをテストする方法であって、
テストされるべきデバイスに接続するように構成された第一の側と、反対側の第二の側とを有する先端と、該先端の該第二の側から延びて、該先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材とを含む、少なくとも一つのコンタクト部品を有するプローブカードアセンブリを提供することであって、該複数の変形部材が変形されると、該先端は、実質的に該中心軸の周りに回転する、ことと、
該デバイスの少なくとも一つの端子を、該少なくとも一つのコンタクト部品のそれぞれの先端に接続させることと、
一つ以上の電気信号を、該プローブカードアセンブリを通して該少なくとも一つの端子に提供することと
を含む、方法。
【請求項３１】
前記接続させるステップは、
前記デバイスの前記複数の端子と前記コンタクト部品の前記先端との間の初期接触を確立するために、前記プローブカードアセンブリと前記デバイスのうちの少なくとも一つを動かすことと、
該デバイスの該複数の端子と該コンタクト部品の該先端との間に所望の接触圧力を達成するために、該プローブカードアセンブリと該デバイスのうちの少なくとも一つをさらに動かすことと
をさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記弾性コンタクト部品は、前記デバイスに接続するとき、カンチレバー式コンタクト部品に比べるとより低いスクラブ距離を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記コンタクト部品は、前記デバイスに接続するとき、回転スクラブを生じる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
請求項３０に記載の方法によってテストされたデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、部分的にあるいは完全に完了した半導体デバイスのテストに関するものであり、より詳細には、そのようなデバイスをテストする弾性コンタクト部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術）
集積回路等のような半導体基板上に形成された部分的にあるいは完全に完了した半導体デバイスをテストするとき、コンタクト部品は、一般的にはテストされるべきデバイス（また、テスト中デバイス（ＤＵＴ）と称される）と接続される。コンタクト部品は、予め定められたテストプロトコルに従って電気信号をＤＵＴ上の端子に提供するテスト機構に結合されたプローブカードアセンブリまたは他の同様なデバイスの典型的な一部分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＤＵＴの端子に接続するとき、コンタクト部品は一般的には端子上に形成された酸化物層を突き破ることを要求される。従って、コンタクト部品は、一般的に、酸化物層を突き破ってＤＵＴとの信頼できる電気接続を達成するために、コンタクト部品がＤＵＴ表面をスクラブするようにＤＵＴ表面に対して十分な力で押し付けられる。しかしながら、デバイスがサイズ的に縮小を続けるので、ＤＵＴの端子をスクラブすることに役立つ運動の範囲は、同様に縮小を続け、それによって、ＤＵＴ表面と信頼できる電気接続を確立することの困難さが増加する。
【０００４】
従って、改良されたコンタクト部品に対する技術の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
回転コンタクト部品と製造方法が本明細書に提供される。一つの実施形態によると、回転コンタクト部品は、テストされるべきデバイスを接続するように構成される第一の側と反対側の第二の側とを有する先端と、先端の第二の側から延びて、先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材とを含み、複数の変形部材の圧縮がされると、先端は、実質的に中心軸の周りに回転する。
【０００６】
本発明のいくつかの実施形態によると、半導体をテストするプローブカードアセンブリが提供される。いくつかの実施形態では、プローブカードアセンブリは、プローブ基板と、テストされるべきデバイスに接続するように構成される第一の側と反対側の第二の側を有する先端と、先端の第二の側から延びて、先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材とを含む、コンタクト部品と、を含み、
複数の変形部材が変形されると、先端は、実質的に該中心軸の周りに回転する。
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態によると、弾性コンタクト部品の製造方法が提供される。いくつかの実施形態では、弾性コンタクト部品を製造する方法は、中心軸の周りに配置される複数の部材を有し、第一の層に結合されるそれぞれの第一の終端と、第二の層に結合されるそれぞれの第二の終端とを有する、アセンブリを提供することと、複数の部材を変形させ、弾性コンタクト部品を形成するために、第一の層と第二の層を分離させることと、を含む。
【０００８】
本発明のいくつかの実施形態によると、回転コンタクト部品が提供される。いくつかの実施形態では、回転コンタクト部品は、中心軸の周りに整列された複数の部材を有し、第一の層に結合されるそれぞれの第一の終端と第二の層に結合されるそれぞれの第二の終端を有する、アセンブリを提供することと、複数の部材を変形し弾性コンタクト部品を形成するために、第一の層と第二の層とを分離することとによって、形成されることが可能である。
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態によると、半導体デバイスをテストする方法が提供される。いくつかの実施形態では、テスト方法は、テストされるべきデバイスに接続するように構成された第一の側と、反対側の第二の側とを有する先端と、先端の第二の側から延びて、先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材とを含む、少なくとも一つのコンタクト部品を有するプローブカードアセンブリを提供することと、デバイスの少なくとも一つの端子を、少なくとも一つのコンタクト部品のそれぞれの先端に接続することと、一つ以上の電気信号を、プローブカードアセンブリを通して少なくとも一つの端子に提供することとを含み、複数の変形部材が変形されると、先端は、実質的に中心軸の周りに回転する。
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態によると、半導体デバイスが提供される。いくつかの実施形態では、半導体デバイスは、テストされるべきデバイスに接続するように構成された第一の側と、反対側の第二の側とを有する先端と、先端の第二の側から延びて、先端の中心軸の周りに配置された複数の変形部材とを含む、少なくとも一つのコンタクト部品を有するプローブカードアセンブリを提供することと、デバイスの少なくとも一つの端子を、少なくとも一つのコンタクト部品のそれぞれの先端に接続することと、一つ以上の電気信号を、プローブカードアセンブリを通して少なくとも一つの端子に提供することとによってテストされ、複数の変形部材が変形されると、先端は、実質的に中心軸の周りに回転する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
上記に記載した本発明の特徴および以下に記載されることが詳細に理解されるように、上に簡単に要約された本発明のより詳細な記述は、実施形態を参照して述べられてよく、いくつかの実施形態が添付の図面に例示されている。しかしながら、添付の図面は例示のみの典型的な本発明の実施形態であり、従って、本発明は他の同じく効果的な実施形態を認めてもよいので、その範囲の限定であるとは見なされない。
【００１２】
図において、本明細書で使用される可能性のある同等な参照番号は、複数の図において共通な同等の部品を識別する。図で使用されるイメージは、例示の目的で単純化されており、必ずしも比例して図示されてはいない。
【図１】図１は、本発明のいくつかの実施形態によるコンタクト部品の側面模式図を図示している。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態によるコンタクト部品の先端の詳細を図示している。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明のいくつかの実施形態によるコンタクト部品の上面図（部分的には断面）を図示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態によるコンタクト部品の上面図（部分的には断面）を図示している。
【図３】図３は、本発明のいくつかの実施形態による弾性コンタクト部品を有するプローブカードアセンブリを図示している。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明のいくつかの実施形態による弾性コンタクト部品の製造段階を図示している。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による弾性コンタクト部品の製造段階を図示している。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による弾性コンタクト部品の製造段階を図示している。
【図４Ｄ】図４Ｄは、本発明のいくつかの実施形態による弾性コンタクト部品の製造段階を図示している。
【図４Ｅ】図４Ｅは、本発明のいくつかの実施形態による弾性コンタクト部品の製造段階を図示している。
【図４Ｆ】図４Ｆは、本発明のいくつかの実施形態による弾性コンタクト部品の製造段階を図示している。
【図４Ｇ】図４Ｇは、本発明のいくつかの実施形態による弾性コンタクト部品の製造段階を図示している。
【図５】図５は、図４Ａ〜図４Ｇに図示された弾性コンタクト部品製造のフローチャートを図示している。
【図６】図６は、本発明のいくつかの実施形態による基板をテストする方法のフローチャートを図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、回転コンタクト部品および同じものを組み込んだプローブカードアセンブリの実施形態を提供する。回転コンタクト部品およびプローブカードアセンブリの製造方法がさらに提供される。回転コンタクト部品は、テスト中デバイスとの改良された電気的接続を、従来のコンタクト部品に比較して低減されたスクラブと共に、有利に提供する。さらに、本明細書中に開示される回転コンタクト部品は、より接近したコンタクト部品間隔を有利に提供し、従って、コンタクト部品のより高い密度の配列を提供する。
【００１４】
図１は、本発明のいくつかの実施形態による回転コンタクト部品１００を図示している。回転コンタクト部品１００は、一般に、ベース１０２と先端１０４とを含んでおり、それらの間に配置される弾性部分１０６によって一緒に結合される。ベース１０２は、回転コンタクト部品１００を支持し使用中に回転コンタクト部品の制御を容易にするために、一般に、基板（図３に示されるようなもの）に固定されるように構成されている。
【００１５】
先端１０４は、先端のより低い表面に形成された一つ以上の接点１１０を含む。先端１０４および／または接点１１０は、一般に、テストされるべきデバイスの表面と信頼できる一時的電気接触を確立するように構成されている（例えば、テスト中デバイスと接続されるとき、テスト中デバイス、つまりＤＵＴ、の表面に形成された酸化物層を突き破ること）。コンタクト１１０の幾何構成、数、と配置は、少なくとも上で議論した信頼できる一時的電気接触を提供するために適した多くの形をとる可能性があると想定される。例えば、図１Ａは、先端１０４に対向した側に沿って配置されて形成される二つのコンタクト１１２を有する先端１０４を例示している。コンタクトの数と幾何構成における他の変形が想定される。
【００１６】
弾性部分１０６は、一般に、複数の変形した部材１０８を含む。変形部材１０８は、それぞれベース１０２と先端１０４に結合された対向する終端を有する。変形部材１０８は、ベース１０２と先端１０４のうちの一つ以上と一体化して形成されてよい（例えば、コンタクト部品１００のベース１０２、先端１０４および弾性部分１０６は単一の材料から、あるいは一つ以上の材料の層の積み上げから形成されてもよい）。代わりに、ボンディング等のような他の適切な方法で、変形部材１０８はベース１０２と先端１０４のうちの一つ以上と結合されてよい。
【００１７】
複数の変形部材１０８は、ベース１０２、先端１０４またはそれらの上に形成される任意のコンタクト１１０、１１２のいずれかの中心軸（示されていない）と一致してもしなくてもよい中心軸１５０の周りに配置されてよい。先端１０４がテスト中にＤＵＴの表面と接続されるときのように、ベース１０２と先端１０４がお互いに近づくように動かされるとき、複数の変形部材１０８は、ベース１０２に対して先端１０４が回転を起こすトルクを作り上げる。例えば、図２Ａと図２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態によるコンタクト部品２００Ａ、２００Ｂの回転コンタクト部品１００の上面を図示している。図２Ａに図示された実施形態では、先端２０４Ａは、先端から延びて中心軸２５０Ａ周りに配置された４つの変形部材２０８Ａを有する。図２Ｂに図示された実施形態では、コンタクト部品２００Ｂは、中心軸２５０Ｂの周りに配置された３つの変形部材２０８Ｂを伴う丸い先端２０４Ｂを有する。丸い先端を有する実施形態は、回転に際して各先端のいかなる角からの妨害もなしに、隣接した回転コンタクト部品間のより近い間隔を容易にする。
【００１８】
回転コンタクト部品のベース、弾性部分、先端およびコンタクトは、同じまたは異なる材料から製造されてよく、一つ以上の導電性および／または非導電性材料を含んでよい。適切な導電性材料の例は、金属および導電性ポリマを含む。いくつかの実施形態では、導電性材料は、ニッケル、銅、コバルト、鉄、金、銀、白金族元素、貴金属、準貴金属、パラジウム族元素、タングステン、モリブデン、ベリリウム等、およびそれらの合金（ニッケルコバルト合金、ベリリウム銅合金等のようなもの）を含んでよい。
【００１９】
回転コンタクト部品のある種の実施形態が図１〜図２に図示されているが、多くの他の実施形態が、上で議論された原理を活用して製造され得る。例えば、より多いまたは少ない変形部材が提供されてもよく、変形部材の幾何構成または配置は、変化してよく、ベースのサイズと形状、先端および先端の上に形成された任意のコンタクトもまた変化してもよい等である。
【００２０】
図３は、本発明のいくつかの実施形態による、一つ以上の回転コンタクト部品を利用したプローブカードアセンブリ３００を図示している。図３に例示のプローブカードアセンブリ３００は、一つ以上の電子デバイス（テスト中デバイス、つまり、ＤＵＴ３２８で表される）をテストすることに使用され得る。ＤＵＴ３２８は、任意の電子デバイスまたはテストされるべきデバイスであり得る。適切なＤＵＴの限定されない例は、分離切断前の半導体ウェハの一つ以上のダイ、ウェハから分離切断された一つ以上の半導体ダイ（パッケージ化後か、パッケージ化前）、キャリアまたは他の支持デバイスに配置される分離切断された半導体ダイの配列、一つ以上のマルチダイ電子モジュール、一つ以上のプリント回路基板、または、任意の他のタイプの一つ以上の電子デバイスを含む。用語ＤＵＴは、本明細書で使用する場合、一つまたは複数のそのような電子デバイスを意味する。
【００２１】
プローブカードアセンブリ３００は、一般に、テスタ（示されてはいない）とＤＵＴ３２８との間のインターフェイスとして動作する。コンピュータあるいはコンピュータシステムであり得るテスタは、例えば、ＤＵＴ３２８に入力されるテストデータを生成することと、テストデータへの応答としてＤＵＴ３２８によって発生される応答データを受信し評価することとによって、一般的にはＤＵＴ３２８のテストを制御する。プローブカードアセンブリ３００は、テスタからの複数の通信チャネル（示されてはいない）との電気的接続をなすように構成されている電気的コネクタ３０４を含む。プローブカードアセンブリ３００は、また、ＤＵＴ３２８の一つ以上の入力端子および／または出力端子３２０に対して押し付けられるように構成され、従って、端子３２０と一時的な電気接続をなす一つ以上の回転コンタクト部品１００を含む。回転コンタクト部品１００は、本明細書に開示されている種々の実施形態に似てもよく、一般的には、ＤＵＴ３２８の端子３２０に対応するように構成されており、任意の所望の幾何構成を有する一つ以上の配列に配置されてよい。
【００２２】
プローブカードアセンブリ３００は、コネクタ３０４と回転コンタクト部品１００とを支持し、それらの間の電気的接続を提供するように構成される一つ以上の基板を含む。図３に示される例示のプローブカードアセンブリ３００は、３つのそのような基板を有するが、他のいくつかの実施形態では、プローブカードアセンブリ３００は、より多くのまたはより少ない基板を有することができる。図３に図示された実施形態では、プローブカードアセンブリ３００は、ワイヤリング基板３０２、インターポーザ基板３０８とプローブ基板３２４を含む。ワイヤリング基板３０２、インターポーザ基板３０８とプローブ基板３２４は、一般に、プリント回路基板、セラミック、有機または無機材料等の、任意のタイプの適切な材料または複数の材料で作られることができるが、それらに限定されるものではない。
【００２３】
さらに、いくつかの実施形態では、プローブカードアセンブリ３００は、その下方の表面に配置された一つ以上の能動または受動電子部品（キャパシタ、抵抗のようなもの）を、複数の回転コンタクト部品１００と共に、含んでよい。例えば、図３に示されるように、構成部品３３０はワイヤリング基板３２４の下方表面に配置される。図に見られるように、回転コンタクト部品１００は、ＤＵＴ３２８に係合するとき、回転コンタクト部品１００の先端が垂直方向に変位し、有利にも構成部品３３０に物理的には干渉しない。従って、回転コンタクト部品１００は、動作中にお互いにまた任意の他の構成部品３３０との接触を避けながら、より密集して有利に構成されることが可能である。
【００２４】
導電経路（示されない）は、一般的には、コネクタ３０４から種々の基板を通って回転コンタクト部品１００に提供される。例えば、図３に図示された実施形態では、導電経路（示されない）は、コネクタ３０４からワイヤリング基板３０２を通って複数の導電性ばね配線構造３０６に提供されてよい。他の導電経路（示されない）は、ばね配線構造３０６からインターポーザ基板３０８を通って複数の導電ばね配線構造３１９に提供されてよい。さらに他の導電経路（示されない）は、ばね配線構造３１９からプローブ基板３２４を通って回転コンタクト部品１００および／または任意の構成部品３３０にさらに提供され得る。ワイヤリング基板３０２、インターポーザ基板３０８およびプローブ基板３２４を通っての導電経路は、ワイヤリング基板３０２、インターポーザ基板３０８およびプローブ基板３２４の上に、それらの中に、および／または、それらを通って、配置されてよい導電性ビア、トレース等を含むことができる。
【００２５】
ワイヤリング基板３０２、インターポーザ基板３０８およびプローブ基板３２４は、一つ以上のブラケット３２２および／または他の適切な手段（ボルト、ねじ、または他の適切な締め具のようなもの）によって一緒に支持されてよい。図３に示したプローブカードアセンブリ３００の構成は、例示のみであり、例示と議論を簡単にするために単純化されており、多くの変更、修正および追加が想定される。例えば、プローブカードアセンブリは図３に示されているプローブカードアセンブリ３００よりも少ないまたは多い基板（例えば、３０２、３０８、３２４）を有してもよい。他の一つの例として、プローブカードアセンブリは、二つ以上のプローブ基板（例えば、３２４）を有してもよく、そのようなプローブ基板のそれぞれは個別に調整されることが可能である。複数のプローブ基板を有するプローブカードアセンブリの非限定の例は、２００５年６月２４日に出願された米国特許出願第１１／１６５，８３３号に開示されている。もう一つの例として、プローブ基板および／または基板は、それらの上に配置された二つ以上のタイプのコンタクト部品を有してよい。例えば、プローブ基板は本明細書に開示された回転コンタクト部品を、カンチレバー式コンタクト部品等のように、他のタイプの弾性コンタクトとの組み合わせで有してよい。さらなるプローブカードアセンブリの非限定の例は、１９９９年１１月２日に登録された米国特許第５，９７４，６６２号および２００３年１月２１日に登録された米国特許第６，５０９，７５１号に加えて、上に述べた米国特許出願第１１／１６５，８３３号にも述べられている。これらの特許および特許出願に記載されているプローブカードアセンブリの種々の特徴が、図３に示されたプローブカードアセンブリ３００に実装されてもよいことと、上に述べた特許および特許出願に記述されたプローブカードアセンブリが本明細書に開示された発明の弾性コンタクト部品の利用からの恩恵を受けてもよいこととが想定される。
【００２６】
動作では、ＤＵＴ３２８またはプローブカードアセンブリ３００のうちの少なくとも一つを動かすことによって、回転コンタクト部品１００はＤＵＴ３２８の端子３２０と接続される。一般的には、ＤＵＴ３２８は、端子３２０との信頼できる電気的接触を提供するように、ＤＵＴ３２８を回転コンタクト部品１００と十分に接続にするように動かすテストシステム（示されてはいない）に配置された可動サポート上に配置されることができる。ＤＵＴ３２８は、その後、テスタのメモリに格納されるような予め定められたプロトコルによってテストされてもよい。例えば、テスタは、プローブカードアセンブリ３００を通してＤＵＴ３２８に提供される電力とテスト信号を発生してもよい。テスト信号に対する応答としてＤＵＴ３２８によって発生される応答信号は、同様にプローブカードアセンブリ３００を通してテスタに運ばれ、テスタはその後応答信号を解析しＤＵＴ３２８がテスト信号に対して正しく応答しているかどうかを決定することが可能である。
【００２７】
ＤＵＴ３２８をプローブカードアセンブリ３００の回転コンタクト部品１００に接続するように動かすとき、全ての回転コンタクト部品１００が端子３２０と十分に電気的に接触するようになるまで、ＤＵＴ３２８はプローブカードアセンブリ３００に向かって一般的には動き続ける。プローブカードアセンブリ３００上に配置された回転コンタクト部品１００の各先端の非平坦性と、端子３２０の高さの変化のうちの一方または双方が原因で、ＤＵＴ３２８は、最初の回転コンタクト部品１００の初期接触の後、ＤＵＴ３２８に接続するために、追加の距離（しばしば、オーバートラベルと称される）にわたってプローブカードアセンブリ３００に向かって動き続ける可能性がある。非限定の例では、そのような距離は約１〜４ｍｉｌ（約２５．４〜１０２μｍ）である。実際のオーバートラベル量は、回転コンタクト部品１００の各先端の非平坦性の特性および／または端子３２０の高さの変化に依存する。従って、回転コンタクト部品１００のいくつかは、他のものよりも多いたわみを受ける可能性がある。
【００２８】
カンチレバー式コンタクト部品では、コンタクト部品のスクラブは、先端がＤＵＴ表面に接触した後で動く前進距離によって定義される。先端による前進距離を、コンタクト部品によるＤＵＴとの初期接触後の下方向距離で割るとき、これは、しばしば、スクラブ比と言われる。しかしながら、本発明においては、ＤＵＴ表面のスクラブは、直線的ではなくむしろ回転的である。従って、回転コンタクト部品の垂直変位にかかわらず、回転コンタクト部品１００は、動作において、スクラブ距離（つまり、スクラブ比）を有利に減少する。それ以上に、回転コンタクト部品は、カンチレバー式コンタクト部品に比べて、お互いにまたは他の構成部品に対する回転コンタクトのより近い間隔をさらに有利に容易にし、従って、所与の基板上の構成部品とコンタクト部品の高い密度の実装を容易にする。
【００２９】
例えば、本発明のいくつかの実施形態による回転コンタクト部品は、一つの非限定の例の１ｍｍ未満の直径（つまり、回転軸に垂直な最大断面寸法）、または、もう一つの非限定例では５００μｍ未満、さらに非限定の他の例では２００μｍ未満の直径を有している。さらに、本発明のいくつかの実施形態によると、回転コンタクト部品の配列は、非限定例において先端と先端の間隔、つまり、ピッチは、１ｍｍ未満、または、もう一つの非限定例では、５００μｍ未満、さらにもう一つの非限定例では、２００μｍを有してよい。さらに、上で議論したように、本発明のいくつかの実施例による回転コンタクト部品の配列は、放射状のピッチに、つまり平面領域状に先端と先端との間隔を有してよい（例えば、カンチレバー式コンタクト部品に要求される直線状に比べ、回転コンタクト部品は、ある領域に狭い間隔で、つまり、回転コンタクト部品から延びる任意の半径に沿って、配置されてよい）。
【００３０】
図４Ａ〜図４Ｇは、本発明のいくつかの実施形態による、製造の様々な段階でのコンタクト部品の側面および上面を図示している。図５は、本発明のいくつかの実施形態による図４Ａ〜図４Ｇに示されたコンタクト部品の製造のプロセス５００を図示している。図４〜図５に関する次の議論は、特定の構成を有する単一のコンタクト部品の製造を反映しているが、他の構成を有するコンタクト部品または、単一の基板上の複数のコンタクト部品が、開示された方法を利用して製造され得る。
【００３１】
例示のプロセス５００は、ステップ５１０で始まる。くぼみ４０４をその内部に有する第一の基板４０２が提供される（図４Ａに示される）。基板は、シリコン、金属、導電性材料、プラスチック等の任意の適切な基板を含んでよい。くぼみ４０４は、コンタクト部品上に形成されるコンタクトに対応するように、幾何的に構成される。選択として、くぼみ４０４は、第一の基板４０２にステップ５１２において形成されてよい。くぼみ４０４は、第一の基板４０２に、リソグラフィプロセスとエッチングプロセス（バルクマイクロマシーニング、表面マイクロマシーニング等）、他の機械加工プロセス（放電加工（ＥＤＭ）等）、または、ナノ製造技術（ナノインプリント製版等）、または、同様な方法、あるいは、これらの組み合わせ、によって、任意の適切なプロセスで形成されてよい。図４Ａ〜図４Ｇは、形成されるべきコンタクトの一つのタイプに対応するくぼみ４０４の一つのタイプを例示しているが、本発明の種々の実施形態における用途に対して、他の幾何構成が想定される。
【００３２】
次に、ステップ５２０において、第一の層４１２が第一の基板４０２の上に形成される。いくつかの実施形態では、ステップ５２２において、離型層４０５が第一の基板４０２の上に堆積されてよい（図４Ｂに示されるように）。離型層４０５は、回転コンタクト部品の製造の完了の際に、第一の層４１２を第一の基板４０２から解放することに役立つ。離型層４０５は、銅、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等を含んでよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ステップ５２４において、シード層４０６が、第一の基板４０２の上面に堆積されてよい（図４Ｂに示されるように）。シード層４０６は、一般的には第一の層４１２の形成に利用できる材料を含んでよく、化学的または物理的気相成長（ＣＶＤまたはＰＶＤ）、原子層デポジション（ＡＬＤ）等によって堆積されることが可能である。シード層４０６に対する適切な材料の非限定の例では、銅、パラジウム、チタン、タングステン、銀とこれらの組み合わせまたはこれらの合金を含む。選択的に、離型層４０５はシード層４０６としての機能を果たしてよい（例えば、単一の層が離型層とシード層の双方の機能を果たす）。
【００３４】
ステップ５２６において、第一のマスク層４０８が、第一の基板４０２上に形成されてよい（図４Ｂに示されるように）。第一のマスク層４０８は、シード層４０６（もし、存在するなら）に先立って、または、それに続いて形成されてよく、一般的には、第一の層４１２の形状に対応するパターン４１０を定める。マスク層４０８は、感光レジスト材料等の任意の適切なマスク材料を含んでよく、任意の適切なプロセスによって堆積され、パターンを形成されてよい。
【００３５】
第一の層４１２は、ステップ５２８において、第一の層４１２を形成するために、パターン４０８の中に堆積されてよい（図４Ｃに示されているように）。図４Ａ〜図４Ｇの実施形態においては、図４Ｂに図示されるパターン４１０は、図４Ｃに図示される第一の層４１２に対応する（例えば、それぞれの第一の終端４５４において、先端４５０に結合される複数の部材４５２を有する先端４５０を形成し、部材４５２はそれぞれの第二の終端４５６に向かって、先端４５０に対して離間した関係で延びている）。コンタクト４４０は、第一の層４１２の堆積によって、くぼみ４０４の中に形成されてよい。第一の層４１２は、図１〜図２に関して上で議論した導電性材料のうちの少なくとも一つを含む材料または複数の材料の組み合わせ（つまり、材料または複数の材料の組み合わせの層）を含んでよい。第一の層４１２は、メッキ、化学的または物理的気相成長（ＣＶＤまたはＰＶＤ）等によって堆積されてよい。選択として、第一の材料が、コンタクト４４０を形成するために、くぼみ４０４の中に堆積されてよく、第二の材料が第一の材料の上に、および第一のマスク層４０８によって定められるパターン４１０の残りの部分の中に、第一の層４１２を形成するために、堆積されてよい。
【００３６】
次に、ステップ５３０において、第二の層４２０が第一の層４１２の上に形成されてよい。いくつかの実施形態では、ステップ５３２と５３４において、第二のマスク層４１４と第三のマスク層４１６が堆積されてパターンを形成されてよい（図４Ｄに示されているように）。第二のマスク層４１４と第三のマスク層４１６は、第一のマスク層４０８に関して上で議論されたのと同様に堆積され、そしてパターンを形成される。第二のマスク層４１４と第三のマスク層４１６は、通常、複数の開口部４１８を残して、第一の層４１２を覆い、第一の層４１２が第二の層４２０に結合されることが望ましい場合は、複数の開口部４１８を残し（例えば、部材４５２のそれぞれの第二の終端４５６において）、第二の層４２０が形成されるべきパターンをさらに提供する。ステップ５３６において、材料または複数の材料の組み合わせは、第一の層４１２に対して上で述べたように、第二の層４２０を形成するために、第二のマスク層４１４と第三のマスク層４１６によって提供されるパターンの中に堆積されてよい（図４Ｅに示されるように）。第二の層４２０を形成する材料は、第一の層４１２を形成するための材料の同じグループから、一般に選択されてよいが、第一の層４１２と第二の層４２０は同じ材料から作られる必要はない。
【００３７】
従って、第二の層４２０は、複数の開口部４１８に堆積された材料を経由して、第一の層４１２に結合されてよい。例えば、図４Ａ〜図４Ｇに図示した実施形態では、第一の層４１２は、複数の部材４５２にそれぞれの先端の第一の終端４５４において結合された先端４５０を含み、第二の層４２０は、複数の部材４５２とそれぞれの先端の第二の終端４５６に結合される。
【００３８】
第一の層４１２と第二の層４２０は、ステップ５４０において、複数の部材４５２を変形するために、お互いに対して動かして離されてよく、それによって、回転コンタクト部品を形成する（図４Ｇに示されるような）。複数の部材４５２は、第一の層４１２または第二の層４２０のうちの一方または双方を、お互いに対して反対方向に動かすことによって、変形されてよい。いくつかの実施形態では、これは第一の層４１２または第二の層４２０のうちの一方または双方を固定し、複数の部材４５２の第一の終端４５４および第二の終端４５６を反対方向に動かすために十分な力を提供することによって、達成することが可能である。いくつかの実施形態では、第一の層４１２または第二の層４２０のうちの一方が固定され、重力の力が終端を反対方向に動かすのに十分であり得る。
【００３９】
例えば、いくつかの実施形態では、ステップ５４２において、第二の層４２０は第二の基板４４２に取り付けられてよい（図４Ｆに示されるように）。第二の層４２０は、締付け、ろう付け、ボンディング、半田付け等のような任意の適切な方法で、第二の基板４４２に取り付けられてよい。第二の基板４２２は、回転コンタクト部品の製造の最終段階の取扱いを容易にして、プローブカードアセンブリ（図３に図示されている基板３２４のようなもの）に使われるものと同一の基板を含んでもよい。
【００４０】
第一のマスク層４０８、第二のマスク層４１４および第三のマスク層４１６は、ステップ５４４（示されない）において、第一の層４１２と第二の層４２０を複数の部材４５２を変形させるために分離することに先立って、除去されてよい。マスク層４０８、４１４、４１６は、アッシング等のように任意の適切な方法によって除去されてよい。選択として、第一のマスク層４０８、第二のマスク層４１４、第三のマスク層４１６は、第二の層４２０を第二の基板４２２に取り付ける前に除去されてよい。
【００４１】
選択として、ステップ５４６において、荷重（示されない）が、重力により与えられる力を増強するために、第一の基板４０２に取り付けられてよい。荷重は、ボルト締め、締付け、ボンディング等によるように、任意の適切な方法で、第一の基板４０２に固定されてよい。
【００４２】
いくつかの実施形態では、回転コンタクト部品は、部材４５２の少なくとも一部の加熱のように複数の部材４５２の変形の間に、例えは、第一の層４１２と第二の層４２０を動かして離すことに先立って（例えば、予備加熱）、第一の層４１２と第二の層４２０を動かす間（例えば、変形の間の加熱）、あるいは、第一の層４１２と第二の層４２０を所望の離間した関係に維持している間（例えば、変形後の加熱）、あるいは、これらの組み合わせの間に、熱プロセスを受ける。部材４５２の加熱は、例えば、輻射源に露出することによって（例えば、赤外線、Ｘ線、レーザ等）、電流を部材４５２を通って流すことによって、回転コンタクト部品をオーブンの中に置くことによって、等の任意の適切な方法で遂行されてよい。
【００４３】
熱プロセスは、第一の層４１２と第二の層４２０を離間した関係に保ちながら、部材４５２を加熱し冷却する熱サイクルをさらに含んでよい。熱サイクルは、部材４５２の温度を、部材４５２を含む材料に対する再結晶化温度より高い温度に上げることを含む。部材４５２はその後、変形させる力を取り除く際に、部材４５２の変形した形状を維持することを促進するために、部材４５２の所望の変形を維持しながら、部材４５２を含む材料に対する再結晶化温度以下に冷却されることができる。温度は、第二の層４２０が第二の基板４２２から分離することを防ぐために、十分に低いレベルに保持してよい（例えば、第二の層４２０が第二の基板４２２に接合されているとき）。熱サイクルは、温度のランプアップ時間、温度保持時間、と温度ランプダウン時間を含んでよい。熱サイクルは、通常、変形させる力が取り除かれるとき、部材４５２の永久変形を可能とするのに十分な温度保持時間を少なくとも含む。例えば、図５に図示した実施形態では、熱サイクルは、ステップ５４８において、複数の部材４５２を永久に変形するために実行されてよい。
【００４４】
部材４５２が熱サイクルを受けると、それによって、回転コンタクト部品４００は、形成され得る。次に、ステップ５５０において、第一の層４１２は、図５Ｇに示されるように、第一の基板４０２から解放される。第一の層４１２は、離型層４０５をエッチング除去するような任意の適切な手段によって、第一の基板４０２から解放されてよい。
【００４５】
回転コンタクト部品４００は、所望のままに、例えば、ＤＵＴのテストに使用するためのプローブ基板に、今や実装される準備ができている。上で議論したように、複数の回転コンタクト部品４００は所望の構成に同時に形成され、プローブ基板のようなプローブカードアセンブリに実装するために適切な基板に付加されてよい。
【００４６】
例えば、図６は、本発明のいくつかの実施形態による、図１〜図３に関して上に述べたようなプローブカードアセンブリ３００を活用した、半導体デバイス、つまり、ＤＵＴをテストするためのプロセス６００を図示している。プロセス６００は、プローブカードアセンブリ３００が、それに結合される回転コンタクト部品１００を有して、提供されるステップ６０２で開始する。複数の回転コンタクト部品１００が、ＤＵＴ上の所望のテスト位置に対応する一つ以上の配列に提供されてよい（図３に示される端子３２０のような）。
【００４７】
次に、ステップ６０４において、ＤＵＴ３２８の複数の端子３２０が、回転コンタクト部品１００のそれぞれの先端と接続される。例えば、ＤＵＴ３２８は、少なくともいくつかの端子３２０が、少なくともいくつかの回転コンタクト部品１００にちょうど接触する位置に上昇されてよい。ＤＵＴ３２８は、その後、さらに上昇し、全ての所望の端子３２０が、全ての所望の回転コンタクト部品１００と十分な接続をする位置に達する。回転コンタクト部品１００に関するＤＵＴ３２８の位置決めは、それらの対応する弾性部分１０６の変形部材１０８のたわみにより、それぞれの先端１０４がそれらの対応するベース１０２のより近くに動かされるようにする。上で議論したように、このたわみは、先端１０４を回転させ、それによって、必要なスクラブを提供し、ＤＵＴ３２８の端子３２０との信頼できる電気的接続を確立する。次に、ステップ３０６において、一つ以上の電気信号が、回転コンタクト部品１００を通して、ＤＵＴ３２８の少なくとも一つの端子３２０に提供される（例えば、ＤＵＴとプローブカードアセンブリが含まれるテストシステムに実装されるテストルーチンの部分として）。
【００４８】
従って、縮小された機構サイズを有するデバイスをテストするために適切な方法装置および、同上のものを製造する方法が、本明細書で提供された。本発明の装置と方法は、テスト中デバイスの表面に対する低減されたスクラブを伴う、そのようなデバイスのテストを容易にし、さらに、よりコンパクトなコンタクト部品と間隔を容易にし、それによって、縮小された機構サイズとより密度の高い特徴を有するＤＵＴのテストを容易にする。
【００４９】
前述の内容は本発明のいくつかの実施形態を対象にしている一方で、他のおよびさらなる本発明の実施形態がその基本的範囲を逸脱することなく考案されることができ、その範囲は次に続く特許請求の範囲によって決定される。
【図１−１Ａ】
2010515057.tif 000003
【図２Ａ】
2010515057.tif 000004
【図２Ｂ】
2010515057.tif 000005
【図３】
2010515057.tif 000006
【図４Ａ】
2010515057.tif 000007
【図４Ｂ】
2010515057.tif 000008
【図４Ｃ】
2010515057.tif 000009
【図４Ｄ】
2010515057.tif 000010
【図４Ｅ】
2010515057.tif 000011
【図４Ｆ】
2010515057.tif 000012
【図４Ｇ】
2010515057.tif 000013
【図５】
2010515057.tif 000014
【図６】
2010515057.tif 000015
【国際調査報告】
2010515057.tif 000016
2010515057.tif 000017