(57)【要約】  試験ヘッド２０は、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの動作を検証するのに適切であり、上記試験ヘッド２０は、複数のガイド穴４０ｈを備えた少なくとも１つのガイド４０と、複数のガイド穴４０ｈ内に収容された複数の接触要素２１とを備える。好適には、少なくとも１つのガイド４０は複数の導電層３０ａ−３０ｎを備え、複数の導電層３０ａ−３０ｎ各々は、ガイド穴４０ｈの個別の群４０ａ−４０ｎの穴を含み、ガイド穴４０ｈの群４０ａ−４０ｎ内に収容された接触要素２１の対応する群を電気的に接続し、個別の群各々の接触要素は同じタイプの信号を搬送するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの動作を検証するのに適切な試験ヘッド（２０）であって、前記試験ヘッド（２０）は、複数のガイド穴（４０ｈ）を備えた少なくとも１つのガイド（４０）と、前記複数のガイド穴（４０ｈ）内に収容された複数の接触要素（２１）とを備え、前記少なくとも１つのガイド（４０）は複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）を備え、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）各々は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の個別の群（４０ａ−４０ｎ）の穴を含み、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の前記群（４０ａ−４０ｎ）内に収容された前記複数の接触要素（２１）の対応する群を電気的に接続し、個別の群各々の接触要素は同じタイプの信号を搬送するように構成された、試験ヘッド（２０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのガイド（４０）が複数の非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）を備える多層であり、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの少なくとも１つの導電層が、前記複数の非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）のうちの少なくとも１つに配置された、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのガイド（４０）が、セラミック材料でできている前記複数の非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）を備えるセラミック多層である、請求項２に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのガイド（４０）が硬質の支持体に結合させられた有機多層を備え、前記有機多層は有機材料でできている複数の層を含み、前記有機材料の前記複数の層は、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの少なくとも１つの導電層が配置された非導電層を形成する、請求項２に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項５】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）各々は前記少なくとも１つのガイド（４０）の個別の前記非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）の面（Ｆａ−Ｆｍ）に配置され、前記導電層（３０ａ−３０ｎ）は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の少なくとも１つの前記個別の群（４０ａ−４０ｎ）の穴を含み、その中に収容された接触要素を電気的に接続し、前記群は前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）において形成され、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）各々は、前記面（Ｆａ−Ｆｍ）の面積よりも小さい面積を有する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項６】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）各々は、前記少なくとも１つのガイド（４０）の個別の非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）の面（Ｆａ−Ｆｍ）を覆い、前記導電層（３０ａ−３０ｎ）は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の少なくとも１つの前記個別の群（４０ａ−４０ｎ）の穴を含み、少なくとも１つの前記群（４０ａ−４０ｎ）に属していないガイド穴内に収容された接触要素以外の、その中に収容された接触要素を電気的に接続する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項７】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）が、前記少なくとも１つのガイド（４０）の少なくとも１つの露出面（ＦＡ、ＦＢ）に製作された表面層をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項８】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）が、前記少なくとも１つのガイド（４０）内に埋め込まれた、請求項１〜６のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項９】
前記試験ヘッド（２０）が少なくとも１つの第１の導電層（３０ａ）および少なくとも１つの第２の導電層（３０ｂ）を備え、前記第１の導電層（３０ａ）が、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の第１の群（４０ａ）の穴を含み、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の前記第１の群（４０ａ）内に収容された前記複数の接触要素（２１）の第１の群を電気的に接続し、前記複数の接触要素（２１）の前記第１の群はグラウンド信号を搬送するように構成され、前記第２の導電層（３０ｂ）は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の第２の群（４０ｂ）の穴を含み、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の前記第２の群（４０ｂ）内に収容された前記複数の接触要素（２１）の第２の群を電気的に接続し、接触要素の前記第２の群は電源信号を搬送するように構成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１０】
前記試験ヘッド（２０）は複数の第１の導電層（３０ａ）を備え、前記複数の第１の導電層（３０ａ）の数は、搬送する対象の電源信号の数に対応し、および／または、前記試験ヘッド（２０）は、複数の第２の導電層（３０ｂ）を備え、前記複数の第２の導電層（３０ｂ）の数は、搬送する対象のグラウンド信号の数に対応する、請求項９に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１１】
前記試験ヘッド（２０）は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の第３の群（４０ｃ）の穴を含み、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の前記第３の群（４０ｃ）内に収容された前記複数の接触要素（２１）の第３の群を電気的に接続する少なくとも１つの第３の導電層（３０ｃ）を備え、接触要素の前記第３の群は、前記被試験デバイスの動作信号を搬送するように構成された、請求項９または１０に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１２】
前記試験ヘッド（２０）は複数の第３の導電層（３０ｃ）を備え、前記複数の第３の導電層（３０ｃ）の数は、前記被試験デバイスの、短絡させるべき接触パッドの群の数に対応する、請求項１１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１３】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）の少なくとも１つは、異なるタイプの信号を搬送するように構成された接触要素、および／または、短絡させてはならない接触要素間の電気接触を可能にしないように、他の導電層と分けられ、および／または、少なくとも１つの非導電ゾーン（３２）によって局所的に中断された、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、前記少なくとも１つの非導電ゾーン（３２）を覆う少なくとも１つの被覆誘電体部を備える、請求項１３に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１５】
前記試験ヘッド（２０）は、少なくとも１つの下方ガイド（４０）、少なくとも１つの中間ガイド（４１）、および少なくとも１つの上方ガイド（４２）を備え、前記下方ガイド（４０）および前記中間ガイド（４１）は第１のギャップ（３４）により、互いに分けられ、前記中間ガイド（４１）および前記上方ガイド（４２）は第２のギャップ（３５）により、互いに分けられ、前記ガイド（４０、４１、４２）各々は、前記接触要素（２１）の収容のためのそれぞれのガイド穴（４０ｈ、４１ｈ、４２ｈ）を備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１６】
前記下方ガイド（４０）および／または前記中間ガイド（４１）および／または前記上方ガイド（４２）は前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）、好ましくは前記下方ガイド（４０）を備える、請求項１５に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１７】
複数の導電層（３０ａ−３０ｓ）の各層は、前記ガイド穴（４０ｈ）の前記群（４０ａ−４０ｎ）のガイド穴各々の内面の少なくとも１つの部分（４０ａＷ−４０ｎＷ）を覆う、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのガイド（４０）の前記ガイド穴（４０ｈ）の全ての壁の少なくとも１つの部分はメタライズ部を備えている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの導電層に、前記導電層によって互いに電気的に接続された前記複数の接触要素（２１）によって搬送される前記信号を抽出するために接続された少なくとも１つの導電トラック（３６）を備える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、少なくとも１つのガイド穴（４０ｈ’）に対応する窪み部（４０Ａ）を備える、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２１】
前記試験ヘッド（２０）は、前記少なくとも１つのガイド（４０）の前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの少なくとも１つの層に電気的に接続された少なくとも１つの回路部品（５０）、好ましくはコンデンサをさらに備える、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、単一の接触要素を収容するのに適切な前記複数のガイド穴（４０ｈ）のうちの１つを含む少なくとも１つの導電部を備え、前記少なくとも１つのガイド（４０）は、前記少なくとも１つの導電部から前記信号を抽出し、および／または、前記少なくとも１つの導電部をさらなる導電部に、または前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの１つの層に接続する導電トラックを備える、請求項１〜２１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、半導体基板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に関する。さらに特に、本発明は、複数の接触要素を収容するように構成された複数のガイド穴を備えた少なくとも１つのガイドを備える試験ヘッドに関し、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、試験ヘッドまたはプローブヘッドは、半導体ウェーハ上に集積されたデバイスなどの微細構造の複数の接触パッドを、その動作試験、特に電気的試験、または一般的な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電子装置である。
【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デバイスを検出し、分離するのに特に有用である。通常、試験ヘッドはしたがって、ウェーハ上に集積された複数のデバイスを、それらを切断し、格納パッケージ内に組み立てる前の電気的試験のために使用される。
【０００４】
一般に、試験ヘッドは、略板形状であり、互いに平行の、少なくとも１つのガイドによって、または少なくとも一対のガイド（または支持体）によって保持された複数の接触要素またはコンタクトプローブを備える。ガイドは好適なガイド穴を備えており、ガイド穴内に摺動可能に収容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ため、互いに一定の距離をおいて配置されている。特に、一対のガイドは上方ガイドおよび下方ガイドを備え、下方ガイドは被試験デバイスに最も近いものであり、両方のガイドは、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、その中で軸方向に摺動するガイド穴を備えている。
【０００５】
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、デバイス自体に対する試験ヘッドの圧力によって確実にされ、コンタクトプローブは押圧接触中に、ガイド間のエアギャップ内で曲げを受け、それぞれのガイド穴内で摺動する。このタイプの試験ヘッドは通常、「垂直プローブを有する試験ヘッド」と呼ばれ、英語の語「垂直プローブヘッド（vertical probe head）」で示される。
【０００６】
実質的には、垂直プローブヘッドは、その中でコンタクトプローブの曲げが発生するエアギャップを有し、曲げは、図１に概略的に示すように、プローブ自体の、またはそれらのガイドの好適な構成によって容易にされ得る。
【０００７】
特に、図１は、その中で複数のコンタクトプローブ６が摺動するそれぞれのガイド穴４および５を有する、エアギャップ１３によって分けられている、通常「上方ダイ」として示す少なくとも１つの上方ガイド２および通常「下方ダイ」として示す下方ガイド３を備える試験ヘッド１を概略的に示し、簡潔性のために、複数のコンタクトプローブのうちの１つのプローブのみを図１に示す。
【０００８】
各コンタクトプローブ６は、試験ヘッドがその終端要素を形成する試験装置（図示せず）および被試験デバイス間の機械的および電気的接触を実現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で、１つの端において終端する。
【０００９】
ここで、および以下では、「接触先端」との語は、被試験デバイスの接触パッドに接触することが意図されたコンタクトプローブの端ゾーンまたは領域を示し、端ゾーンまたは領域は必ずしも鋭利にされていない。
【００１０】
一部の場合には、コンタクトプローブは、板形状の上方支持体において試験ヘッドにしっかりと固定される：そうした試験ヘッドは、「ブロック化試験ヘッド」として呼ばれている。
【００１１】
しかし、より頻繁には、試験ヘッドは、しっかりと固定されていないブロック化プローブを有する一方、場合によっては、複数の接触パッドを備えたマイクロ接触ボードを介していわゆるボードに連結して保持される：そうした試験ヘッドは、「非ブロック化試験ヘッド」として呼ばれている。マイクロ接触ボードは通常、「スペーストランスフォーマ」と呼ばれる。というのは、プローブを接触させる他に、その上に実現された接触パッドを被試験デバイス上の接触パッドに対して空間的に再配分する、特に、パッド自体の中心間の距離上の制約を緩和することも可能にするからである。
【００１２】
この場合、図１に示すように、各コンタクトプローブ６は、スペーストランスフォーマ１２の複数の接触パッドのうちの接触パッド１１の方を向いている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する。コンタクトプローブ６とスペーストランスフォーマ１２との間の良好な電気接続は、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、接触先端７との間の接触と同様の、スペーストランスフォーマ１２の接触パッド１１への、コンタクトプローブ６の接触ヘッド１０の押圧当接によって確実にされる。
【００１３】
一般に、試験ヘッド内では、接触要素は、被試験デバイスに向けて電源およびグラウンド信号を搬送することが意図された接触要素と、試験装置と被試験デバイスとの間で動作信号、特に入出力信号を搬送することが意図された接触要素とに分けられる。
【００１４】
上述したタイプの試験ヘッドでは、グラウンド信号を搬送することが意図された数多くの接触要素の存在、および電源信号を搬送することが意図された接触要素の存在は、干渉を発生し、よって、被試験デバイスを試験するために使用される動作信号、すなわち入出力信号内にノイズをもたらすことがよく知られており、このことは、試験ヘッドの周波数特性を制限する。グラウンド信号を搬送することが意図された接触要素の場合、不利なグラウンドループも生じ得る。
【００１５】
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性も知られている。当該技術分野においてルックバック（look-back）と呼ばれている公知の解決策では、試験ヘッドの２つのコンタクトプローブにより、被試験デバイスの２つの接触パッドを短絡させることが可能であり、第１のプローブは被試験デバイスの第１のパッドからの信号を試験装置に向けて搬送し、そこから、上記信号が、第２のパッドに接触する第２のコンタクトプローブにより、被試験デバイスの第２のパッドに対して閉じられる。しかし、この場合、被試験デバイスと試験装置との間を信号が往復する距離は、全体としての試験ヘッドの周波数特性における低減をもたらす。
【００１６】
上記理由で、試験ヘッドの周波数特性を改善する必要性が、当該技術分野において強く感じられている。
【００１７】
したがって、本発明の技術的課題は、先行技術によって製作された試験ヘッ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し、特に、いくつかの異なる電源の場合にも、グラウンドおよび電源接触要素の存在による干渉および、よって、ノイズを単純なやり方で、なくさなくても低減することができ、および、試験ヘッド自体の周波数特性を低減することなく、被試験デバイスの接触パッド間の電気接続を可能にすることができ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、電子デバイスを試験するための試験ヘッドを作ることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の根底にある解決策の考えは、試験ヘッドであって、少なくとも１つのガイドに、ガイド穴と、その中に収容された接触要素であって、試験装置と被試験デバイスとの間で動作信号、すなわち入出力信号を搬送することが意図された接触要素が入出力接触要素として示され、および、グラウンドおよび電源信号を搬送することが意図された接触要素がグラウンドおよび電源接触要素として示された接触要素と、ガイド穴の対応する群内に収容されたグラウンド接触要素の、および／または電源接触要素の、および／または、入出力接触要素の、少なくとも１つの群を電気的に接続する、ガイド内に形成された複数の導電層であって、複数の導電層の各層が、接触要素の対応する群に対する共通の導電面を形成する複数の導電層と、を備えた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】
この解決策の考えに基づけば、上記技術的課題は主に、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの動作を検証するのに適切な試験ヘッドであって、上記試験ヘッドは、複数のガイド穴を備えた少なくとも１つのガイドと、上記複数のガイド穴内に収容された複数の接触要素とを備え、上記少なくとも１つのガイドは複数の導電層を備え、上記複数の導電層各々は、上記複数のガイド穴の個別の群の複数の上記穴を含み、上記複数のガイド穴の上記群内に収容された上記複数の接触要素の対応する群を電気的に接続し、個別の群各々の複数の接触要素は同じタイプの信号を搬送するように構成された、試験ヘッドによって解決される。
【００２０】
さらに特に、本発明は、必要に応じて、単独で、または組み合わせで採用される以下のさらなる、および任意的な特徴を備える。
【００２１】
本発明の一態様によれば、上記少なくとも１つのガイドが複数の非導電層を備える多層である場合があり、上記複数の導電層のうちの少なくとも１つの導電層が、上記ガイドの上記複数の非導電層のうちの少なくとも１つに配置される。
【００２２】
特に、上記少なくとも１つのガイドが、好ましくはセラミック材料でできている上記複数の非導電層を備えるセラミック多層であり得る。
【００２３】
あるいは、上記少なくとも１つのガイドが硬質の支持体に結合させられた有機多層を備えている場合があり、上記有機多層は有機材料でできている複数の層を含み、上記有機材料の上記複数の層は、上記複数の導電層のうちの少なくとも１つの導電層のそれぞれが配置された非導電層を形成する。
【００２４】
上記複数の導電層各々は上記少なくとも１つのガイドの個別の上記非導電層の面に配置されてよく、上記導電層は、上記複数のガイド穴の上記個別の群の穴を含み、その中に収容された接触要素を電気的に接続し、上記複数の導電層各々は、上記面の面積よりも小さい面積を有する。
【００２５】
あるいは、上記複数の導電層各々は、上記少なくとも１つのガイドの個別の上記非導電層の面を覆うことが可能であり、上記導電層は、上記複数のガイド穴の上記個別の群の穴を含み、上記群に属していないガイド穴内に収容された接触要素以外の、その中に収容された接触要素を電気的に接続する。
【００２６】
本発明の一態様によれば、上記複数の導電層が、上記少なくとも１つのガイドの少なくとも１つの露出面に製作された表面層をさらに備え得る。
【００２７】
あるいは、上記複数の導電層が、上記少なくとも１つのガイド内に埋め込まれ得る。
【００２８】
本発明の一態様によれば、上記試験ヘッドが、少なくとも１つの第１の導電層および少なくとも１つの第２の導電層を備えることが可能であり、上記第１の導電層が、上記複数のガイド穴の第１の群の穴を含み、上記複数のガイド穴のこの第１の群内に収容された上記複数の接触要素の第１の群を電気的に接続し、上記複数の接触要素の上記第１の群はグラウンド信号を搬送するように構成され、上記第２の導電層は、上記複数のガイド穴の第２の群の穴を含み、上記複数のガイド穴の上記第２の群内に収容された上記複数の接触要素の第２の群を電気的に接続し、接触要素の上記第２の群は電源信号を搬送するように構成される。
【００２９】
特に、上記試験ヘッドは複数の第１の導電層を備えてよく、上記複数の第１の導電層の数は、搬送する対象の電源信号の数に対応し、および／または、上記試験ヘッドは、複数の上記第２の導電層を備えてよく、上記複数の第２の導電層の数は、搬送する対象のグラウンド信号の数に対応する。
【００３０】
さらに、上記試験ヘッドは、上記複数のガイド穴の第３の群の上記複数の穴を含み、上記複数のガイド穴のこの第３の群内に収容された上記複数の接触要素の第３の群を電気的に接続する少なくとも１つの第３の導電層を備えている場合があり、複数の接触要素の上記第３の群は、上記被試験デバイスの動作信号を搬送するように構成される。
【００３１】
特に、上記試験ヘッドは複数の第３の導電層を備えていてよく、上記複数の第３の導電層の数は、上記被試験デバイスの、短絡させるべき接触パッドの群の数に対応する。
【００３２】
本発明の一態様によれば、上記複数の導電層の少なくとも１つは、異なる信号を搬送するように構成された接触要素、および／または、短絡させてはならない接触要素間の電気接触を可能にしないように、他の導電層と分けられ得る、および／または、少なくとも１つの非導電ゾーンによって局所的に中断され得る。
【００３３】
これに関して、上記少なくとも１つのガイドは、上記少なくとも１つの非導電ゾーンを覆う少なくとも１つの被覆誘電体部を備え得る。
【００３４】
さらに、上記試験ヘッドは、少なくとも１つの下方ガイド、少なくとも１つの中間ガイド、および少なくとも１つの上方ガイドを備えてよく、上記下方ガイドおよび上記中間ガイドは第１のエアギャップにより、互いに分けられ、上記中間ガイドおよび上記上方ガイドは第２のエアギャップにより、互いに分けられ、上記ガイド各々は、上記接触要素の収容のためのそれぞれの穴を備える。
【００３５】
さらに、上記下方ガイドおよび／または上記中間ガイドおよび／または上記上方ガイドは上記複数の導電層、好ましくは上記下方ガイドを備え得る。
【００３６】
本発明の一態様によれば、複数の導電層の各層は、上記ガイド穴の上記群のガイド穴各々の内面の少なくとも１つの部分を覆い得る。
【００３７】
あるいは、上記少なくとも１つのガイドの上記ガイド穴全ての壁の少なくとも１つの部分はメタライズ部を備えていてよい。
【００３８】
本発明の一態様によれば、上記少なくとも１つのガイドは、上記複数の導電層のうちの導電層に、上記導電層によって互いに電気的に接続された上記複数の接触要素によって搬送される上記信号を抽出するために接続された少なくとも１つの導電トラックを備えてよい。
【００３９】
本発明の別の態様によれば、上記少なくとも１つのガイドは、少なくとも１つのガイド穴に対応して窪んでいる部分を備える。
【００４０】
本発明の別の態様によれば、上記試験ヘッドは、上記少なくとも１つのガイドの上記複数の導電層のうちの少なくとも１つの層に電気的に接続された少なくとも１つの回路部品、好ましくはコンデンサをさらに備えている場合がある。
【００４１】
最後に、上記少なくとも１つのガイドは、単一の接触要素を収容することが意図された上記複数のガイド穴のうちの１つを含む少なくとも１つの導電部を備えてよく、上記少なくとも１つのガイドは、上記少なくとも１つの導電部から上記信号を抽出し、および／または、上記少なくとも１つの導電部をさらなる導電部に、または上記複数の導電層のうちの１つの層に接続する導電トラックを備える。
【００４２】
本発明による試験ヘッドの特徴および利点は、添付図面を参照して、示された、および限定的でない例によって表す、その実施形態の、以下に記載された本明細書から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】先行技術によって製作された試験ヘッドを概略的に示す。
【図２】本発明によって製作された試験ヘッドを概略的に示す。
【図３Ａ】図２の試験ヘッドのガイドの層の上方からの図を概略的に示す。
【図３Ｂ】図２の試験ヘッドのガイドの層の上方からの図を概略的に示す。
【図３Ｃ】本発明の代替的な実施形態によるガイドの層の上方からの図を概略的に示す。
【図４】本発明の代替的な実施形態による試験ヘッドの一部分を概略的に示す。
【図５Ａ】図４の試験ヘッドのガイドの層の上方からの図を概略的に示す。
【図５Ｂ】図４の試験ヘッドのガイドの層の上方からの図を概略的に示す。
【図６】本発明のさらに代替的な実施形態による試験ヘッドの一部分を概略的に示す。
【図７】なお本発明の別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８】本発明のさらなる実施形態による試験ヘッドを概略的に示す。
【図９】本発明のさらなる実施形態による試験ヘッドのガイドを概略的に示す。
【図１０】本発明の代替的な実施形態によるガイドの層の上方からの図を概略的に示す。
【図１１】本発明のさらなる代替的な実施形態によるガイドの層の上方からの面を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図を、特に図２を参照すれば、符号２０は、本発明によって製作された、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試験ヘッドを全体的に、および概略的に示す。
【００４５】
図は、概略図を表し、縮尺通りに描いていない一方、その代わりに、本発明の重要な特徴を強調するように描いていることが注意されるべきである。
【００４６】
さらに、図では、異なる構成要素は概略的に示し、それらの形状は所望の応用分野に応じて変わり得る。さらに、図中、同一の符号は形状または機能において同一の構成要素を表すことも注意されるべきである。最後に、図に示す実施形態に関して説明した特定の特徴はさらに、他の図において示した他の実施形態にも使用することが可能である。
【００４７】
図２に示すように、試験ヘッド２０は、複数の接触要素２１を収容するように構成された複数のガイド穴４０ｈを備えた少なくとも１つのガイド４０、図の例では下方ガイドを備える。
【００４８】
一般に、試験ヘッド２０は、電源およびグラウンド信号を受け取ることが意図された少なくとも１つの第１の領域と、試験ヘッド２０に接続された試験装置（図示せず）からの／に向けた動作信号すなわち入出力信号を受け取り／送出することが意図された第２の領域とを備える被試験デバイスの動作を検証するために使用される。第１の領域内では、通常約１Ａ以上の高電流値を有する電源信号、およびグラウンド信号が処理される一方、第２の領域内では、動作信号、すなわち、通常約０．５Ａ以下の、より低い電流値を有する入出力信号が処理される。この理由で、試験ヘッド２０では、電源およびグラウンド信号を搬送することが意図された接触要素と、被試験デバイスに向けた／からの入出力信号を搬送することが意図された接触要素とは互いに異なり、さらに、異なる物理的および機械的特徴を、特に、それらを製作するために使用される材料、および電流の導通に利用可能な部分について有する。
【００４９】
図２の例では、６つの接触要素を示しているが、明らかに、接触要素の数は必要性および／または状況によって変わってよく、図は本発明の限定的でない例としてのみ、示している。
【００５０】
さらに、なお本発明の限定的でない例によれば、図２は、接触要素が、予変形を有し、被試験デバイスの接触パッドを押圧接触させる際にさらに変形するように構成された本体２１’を有する、好ましくは金属ワイヤでできているコンタクトプローブとして成形された試験ヘッド２０を示し、コンタクトプローブは単一のガイド４０内に形成されたガイド穴４０ｈ内に収容されるが、本発明はこれに限定されない。というのは、試験ヘッド２０は、以下に詳細に示すように、下方ガイド、中間ガイドおよび上方ガイドと、異なるタイプの接触要素とを備え得るからである。
【００５１】
よって、試験ヘッド２０の各接触要素２１は、第１の端部すなわち接触先端２４と第２の端部すなわち接触ヘッド２５との間の長手方向軸Ｈ−Ｈに沿って延在する本体２１’を備える。
【００５２】
さらに特に、接触先端２４は、半導体ウェーハ２７上に集積された被試験デバイスの対応するパッドすなわち接触パッド２６に当接するように構成される。
【００５３】
さらに、示された例では、試験ヘッド２０は、非ブロック化プローブを有するタイプのものであり、接触要素は、インターポーザすなわちスペーストランスフォーマ２９の対応するパッドすなわち接触パッド２８に当接するように構成された接触ヘッド２５で終端する。
【００５４】
特に、スペーストランスフォーマ２９は、その対向する面に形成された接触パッドの中心間距離すなわちピッチの空間的変換を実現するように構成され、スペーストランスフォーマ２９は一般に、試験装置（図示せず）と連結するプリント回路基板すなわちＰＣＢ（図示せず）に接続される。
【００５５】
好適には、ガイド４０は好ましくは、特にセラミック材料でできている複数の非導電層Ｌａ−Ｌｍを備えるセラミック多層（ＭＬＣ、「Multi-Layer Ceramic」との英語の略語）である。よって、ガイド４０は、異なる層が重ねて配置されたセラミックに基づいた技術によって製作され、上記多層は、概ね１００μｍ以上３ｍｍ以下に含まれる厚さを有し、必要性および／または状況に応じて２から２０までの間で変動する数の層を備える。
【００５６】
よって、ガイド４０のガイド穴４０ｈは、各非導電層Ｌａ−Ｌｍ内に形成される開口によって製作され、開口は同心円状に重なり合い、および同じ直径を有する。本開示では、直径との語は、横方向の最大寸法を意味することが指摘される。
【００５７】
非導電層Ｌａ−Ｌｍはさらに、以下に示すように、ガラス状材料で、または任意の他の好適な誘電材料でできていてもよい。
【００５８】
有利には、本発明によれば、ガイド４０の非導電層Ｌａ−Ｌｍの、いくつか、または各々に、少なくとも１つの導電層が配置され、よって、本明細書では符号３０ａ−３０ｎで示す複数の導電層を備える。特に、導電層３０ａ−３０ｎの各々は、ガイド穴４０ｈの個別の群４０ａ−４０ｎを含み、その中に収容された接触要素２１の対応する群を電気的に接続する。個別の群各々の接触要素は、同じタイプの信号、たとえば、グラウンド信号または電源信号を、または被試験デバイスと試験装置との間で動作信号すなわち入出力信号を搬送するように構成される。
【００５９】
よって、各導電層は、ガイド４０の非導電層Ｌａ−Ｌｍによって構成された非導電層により、隣接の導電層と分けられていることが明らかである。
【００６０】
本発明によれば、第１の導電層３０ａは第１の群４０ａのガイド穴を含み、第２の導電層３０ｂは第２の群４０ｂのガイド穴を含み、一般に、第ｎの導電層３０ｎは第ｎの群４０ｎのガイド穴を含み、導電層の数は、必要性および／または状況に応じて変わってよく、１のみでもあり得る。
【００６１】
このようにして、各導電層は、個別の群４０ａ−４０ｎのガイド穴内に収容された接触要素２１に対して共通の導電面、たとえば、これらに限定されないが、グラウンドまたは電源面を形成し、よって、上記接触要素は、上記共通の導電面により、互いに電気的に接続される。
【００６２】
本明細書では、符号２１は、以下に詳述するように、グラウンド信号を搬送することが意図され、または電源信号を搬送することが意図され、または被試験デバイスと試験装置との間で動作信号すなわち入出力信号を搬送することが意図され得る、試験ヘッド２０の接触要素全てを識別することが指摘される。
【００６３】
例として、図２では、導電層３０ａが、グラウンド信号を搬送することに特化された接触要素を電気的に接続することが可能である一方、導電層３０ｎは、明らかに上記接触要素が任意の他のタイプの信号を搬送することに特化され得る場合にも電源信号を搬送することが意図された接触要素を電気的に接続することが可能である。
【００６４】
前述したように、図２の実施形態では、試験ヘッド２０の接触要素２１は、予変形が与えられ、被試験デバイス２７の、およびスペーストランスフォーマ２９の接触パッド２６および２８それぞれを接触させている間にさらに変形させるように構成された本体２１’を有するコンタクトプローブである。この場合、好ましくは、各導電層３０ａ−３０ｎは、導電層によって短絡させた個別の群４０ａ−４０ｎの各ガイド穴の内面の少なくとも１つの部分４０ａＷ−４０ｎＷをさらに被覆する。なおさらに好ましくは、各導電層３０ａ−３０ｎは、個別の群４０ａ−４０ｎのガイド穴の内面を完全に被覆し、この場合、部分４０ａＷ−４０ｎＷは、上記穴の内面全体と一致する。よって、コンタクトプローブ２１と、個別の導電層との間の電気接続は、その中にプローブが収容されたガイド穴内の導電部４０ａＷ−４０ｎＷと、プローブの本体２１’との間の摺動接触によって形成される。
【００６５】
いずれにせよ、導電層がガイド穴の内面を被覆していない場合にも、摺動接触は、短絡させる対象のガイド穴の内壁において現れ、ガイド穴内で摺動するコンタクトプローブを接触させるように構成された導電層自体の厚さによって、いかなるやり方によっても確実にされることが指摘される。
【００６６】
図３Ａおよび３Ｂに示すように、導電層３０ａ−３０ｎの各々は、ガイド４０の個別の非導電層Ｌａ−Ｌｍの面Ｆａ−Ｆｍに配置され、面Ｆａ−Ｆｍの面積よりも小さい面積を有する。
【００６７】
特に、図３Ａが、ガイド４０の導電層３０ａが形成された非導電層Ｌａの上方からの図を示す一方、図３Ｂは、ガイド４０の導電層３０ｎが形成された非導電の第ｍの層Ｌｍの上方からの図を示す。よって、導電層３０ａ−３０ｎが、ガイド４０の個別の非導電層Ｌａ−Ｌｍの表面部分、特に、所望の、穴の群（図３Ａ中の群４０ａおよび図３Ｂ中の群４０ｎ）内に含まれる所望の、接触要素の群を短絡させるように配置された部分のみを覆うので、ガイド４０の非導電層Ｌａ−Ｌｍが重なり合っている場合、望ましくない電気接続が発生しないことは明らかである。すなわち、非導電層Ｌａ−Ｌｍの各々は、短絡させるべきでない接触要素を収容するガイド穴が存在している非導電ゾーン３２を備える。
【００６８】
図示していない、本発明の別の実施形態では、導電層３０ａ−３０ｎの各々は、ガイドの特定の非導電層における導電層によって短絡されるべきである接触要素２１を収容する穴の群に属さない、たとえば、異なるタイプの信号を搬送する接触要素を収容することが意図されたガイド穴がその中に形成されたエリア以外の、ガイド４０の個別の非導電層Ｌａ−Ｌｍの面Ｆａ−Ｆｍを覆い、よって、導電層なしの上記エリアは、前の段落において説明したものと同様にガイドの非導電ゾーン３２を画定する。
【００６９】
いずれの場合にも、非導電ゾーン３２の存在のおかげで、ガイド４０のガイド穴４０ｈの壁をメタライズすることも可能であり、非導電ゾーン３２は、メタライズされた壁と接触していても短絡させなくてよい接触要素との電気接続を回避するようになっている。
【００７０】
これに関して、ガイド４０内の、たとえば、ガイド穴の壁との、接触要素の摺動接触によってもたらされる金属片が堆積され得る、メタライズされるべきでないガイド穴における、またはガイドの同じ層の異なる導電層間の溝の存在を回避するように、非導電ゾーン３２が、ガイド４０の層Ｌａ−Ｌｍ上に配置された少なくとも１つのさらなる誘電材料部または被覆誘電体部によって覆われることを提供することも可能である。すなわち、好ましくは、導電層のうちの１つと略同一である厚さを有する被覆誘電体部は、異なるタイプの信号を搬送することが意図された接触要素間の望ましくない電気接続および漏れを回避するように、非導電ゾーン３２を覆い、よって、金属片が堆積することを阻止する。
【００７１】
さらに、図２および３Ａ−３Ｂが、２つの導電層３０ａおよび３０ｎのみを示しているが、所望の応用分野に応じて、たとえば、搬送する対象の電源信号の数に応じて、任意の数の導電層を設けることが可能であり、各電源ドメインが個別の導電層に接続されることを強調する。
【００７２】
本発明はこれに限定されないが、導電層３０ａ−３０ｎを、ガイド４０内に埋め込み、よって、ガイド４０内に導電多層を形成することも可能であり、後述するように、表面導電層を製作する可能性も存在している。
【００７３】
これに関して、ガイド４０の非導電層Ｌａ−Ｌｍ各々が個別の導電層を含むことが可能であり、または、ガイド４０の最外の非導電層Ｌａ−Ｌｍの少なくとも１つが導電層を含まない、複数の埋め込まれた導電層の場合にまさに該当するように、ガイド４０の非導電層Ｌａ−Ｌｍの全てが個別の導電層によって被覆される訳でない構成を提供することも可能である。
【００７４】
ガイド４０の層Ｌｉが導電層３０ｊおよび別の導電層３０ｋを備える、図３Ｃに示すような、ガイド４０の同じ非導電層に２つ以上の導電層が形成される構成を提供することも可能である。層３０ｊおよび３０ｋの両方が同じタイプの信号を搬送することが意図された接触要素を電気的に接続する場合、導電層３０ｊおよび３０ｋは場合によっては、導電トラック（図３Ｃに図示せず）により、互いに電気的に接続され得る。
【００７５】
その結果、ガイド４０の非導電層Ｌａ−Ｌｍの数ｍは常に、導電層３０ａ−３０ｎの数ｎに対応している訳でない。
【００７６】
さらに、短絡させる対象である一方、異なる信号を搬送することが意図された接触要素が、試験ヘッド２０内で互いに非常に近い場合、たとえば、図４に示すように、交互に交代している場合、本発明は、共通の導電層の製作を大いに簡素化することを可能にする。
【００７７】
この場合、各導電層は、それぞれの導電層を設けた、図４に示すガイドの２つの非導電層の上方からの図を概略的に示す図５Ａおよび５Ｂ中でも明らかに分かるような、異なる信号を搬送することが意図された接触要素を電気的に接続しないように、非導電ゾーン３２によって局所的に中断される。したがって、図３Ａおよび３Ｂに関して指摘したのと同様に、非導電ゾーン３２は、異なる信号を搬送することが意図された隣接の接触要素間の電気接続を局所的に阻止する。
【００７８】
前述したように、試験ヘッド２０が複数の異なる電源信号を搬送する場合、ガイド４０は対応する数の導電層を備え、各導電層は、以下にも示すように、グラウンド信号を搬送することが意図された接触要素を電気的に接続するように構成された１つまたは複数の導電層とともに、単一の特定の電源信号を搬送することが意図されたそれぞれの接触要素を電気的に接続するように構成される。
【００７９】
被試験デバイスの異なる接触パッドを電気的に接続することが必要な場合、ガイド４０は、被試験デバイスと試験装置との間で動作信号すなわち入出力信号を搬送することが意図された接触要素を電気的に接続するように構成された導電層も備える。
【００８０】
前述し、および次に図６に示すように、複数の導電層３０ａ−３０ｎは、ガイド４０の少なくとも１つの露出面に形成された表面層も備える。「露出面」との語は、ここでは、および、以下では、ガイド４０の任意の他の非導電層と接触しない、ガイド４０の非導電層の面を示す。このようにして、ガイド４０は、その中に埋め込まれた複数の導電層、および表面導電層の両方を備える。
【００８１】
特に、複数の導電層のうちの第１の導電層はガイド４０の露出面ＦＢに形成された表面層であり、該面は図の局所参照による下方面であり、最後の導電層も、ガイド４０の反対面ＦＡに形成された表面層であり、該面は図の局所参照による上方面である。
【００８２】
さらに、図６をなお参照すれば、試験ヘッド２０が異なる２つの電源信号Ｖｃｃ１およびＶｃｃ２を搬送する例を示す。この場合、（ガイド４０の露出面ＦＡに形成された）層３０ｎが電源ドメインＶｃｃ１の導電面を形成する一方、（ガイド４０に埋め込まれた）層３０ｎ−１は電源ドメインＶｃｃ２の導電面を形成し、各層は、単一の特定の電源信号Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２それぞれを搬送することが意図されたそれぞれの接触要素を電気的に接続するように構成される。さらに、ガイド４０の他方の露出面、上記例では面ＦＢは、別のタイプの信号を搬送することが意図された接触要素、上記例ではグラウンド信号を搬送することが意図された接触要素を電気的に接続する導電層３０ａによって覆われている。この場合もまた、各導電層は、さもなければそれらのガイド穴が導電層内に含まれていたであろう、互いに短絡させるべきでない複数の接触要素を電気的に接続しないように、好適な非導電ゾーン３２によって局所的に中断され得る。特に、特定の導電層の非導電ゾーン３２が、特定の導電層によって短絡させるべきで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、上記特定の層は、上記層によって短絡させるべき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】
その最も一般的な形態では、試験ヘッド２０が、任意の組み合わせでガイド内に収容された、グラウンドおよび電源信号を搬送することが意図された接触要素、および、動作信号すなわち入出力信号を搬送することが意図された接触要素を備えており、導電層が、隣接していないガイド穴も短絡させるように好適に成形されているということはもう一度、指摘することに値する。図４および６に示していないが、よって、明らかに、被試験デバイスと試験装置との間で動作信号すなわち入出力信号を搬送することが意図された接触要素を電気的に接続するように構成された導電層の存在を提供することが可能である。
【００８４】
これに関して、図７を参照すれば、次に、試験ヘッド２０のガイド４０は、少なくとも１つの第１の導電層３０ａと、１つの第２の導電層３０ｂと、１つの第３の導電層３０ｃとを備える例を示す。特に、第１の導電層３０ａが、グラウンド信号を搬送するように構成された接触要素を収容するガイド穴４０ｈの第１の群４０ａを含む一方、第２の導電層３０ｂは、電源信号を搬送するように構成された接触要素を収容するガイド穴４０ｈの第２の群４０ｂを含む。さらに、第３の導電層３０ｃは、被試験デバイスと試験装置との間で、動作信号すなわち入出力信号を搬送するように構成された接触要素を収容するガイド穴４０ｈの第３の群４０ｃを含む。
【００８５】
このようにして、第１の導電層３０ａは、ガイド穴４０ｈの第１の群４０ａ内に収容されたグラウンド信号を搬送するように構成された接触要素を電気的に接続し、第２の導電層３０ｂはガイド穴４０ｈの第２の群４０ｂ内に収容された電源信号を搬送するように構成された接触要素を電気的に接続し、第３の導電層３０ｃはガイド穴４０ｈの第３の群４０ｃ内に収容された動作信号を搬送するように構成された接触要素を電気的に接続する。
【００８６】
同様の信号、たとえばグラウンド信号を搬送する接触要素全てが第１の導電層３０ａによって電気的に接続される場合、またはそれらの一部のみが第１の導電層３０ａによって接続される場合を検討することが可能である。同様に、電源信号を搬送する接触要素全てが第２の導電層３０ｂによって電気的に接続される場合、またはそれらの一部のみが第２の導電層によって接続される場合を検討することが可能である。
【００８７】
一般に、本発明による試験ヘッド２０は、その数が搬送する対象のグラウンド信号の数に対応する複数の導電層と、その数が搬送する対象の電源信号の数に対応する複数の導電層とを備えることが可能である。同様に、試験ヘッド２０は、その数が、短絡させる対象の被試験デバイスの接触パッドの群の数に対応する複数の導電層を備えることが可能である。明らかに、前述したように、異なるタイプの信号を搬送することが意図された接触要素が互いに非常に近い場合、導電層は非導電ゾーンによって、特に、短絡させる対象でない接触要素を収容するガイド穴において局所的に中断され、すなわち、導電層は、短絡させる対象でない接触要素を収容するガイド穴において現れるものでない。
【００８８】
さらに、図８に示す代替的な実施形態によれば、試験ヘッド２０は、なお４０で示す少なくとも１つの下方ガイド、少なくとも１つの中間ガイド４１、および少なくとも１つの上方ガイド４２を備える。下方ガイド４０および中間ガイド４１が好適な第１のエアギャップ３４により、互いに分けられている一方、第１の中間ガイド４１および上方ガイド４２は、好適な第２のエアギャップ３５により、互いに分けられている。そうした実施形態では、下方ガイド４０、中間ガイド４１、および上方ガイド４２はいずれも、複数の導電層３０ａ−３０ｎを備える場合があり、またはそれらのうちの１つのみが複数の導電層３０ａ−３０ｎを備える。ガイド４０、４１、４２の各々は、接触要素２１を収容するためのそれぞれのガイド穴４０ｈ、４１ｈ、４２ｈを備える。
【００８９】
試験ヘッド２０の下方ガイド４０内に複数の導電層３０ａ−３０ｎを製作することが好ましいことが指摘される。というのは、このようにして、複数の導電層３０ａ−３０ｎが、被試験デバイスにより近く、よって、周波数フィルタリング効果を改善し、ループバック状態における信号経路の長さを低減するからである。すなわち、試験ヘッド２０の周波数特性を改善するために下方ガイド内に導電層を製作することが好ましい。
【００９０】
導電層は、たとえば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、およびそれらの合金から選択される金属材料でできている。
【００９１】
図９に示すように、本発明の好ましい実施形態によれば、ガイド４０は、少なくとも１つのガイド穴４０ｈに対応する窪み部４０Ａを備える。窪み部４０Ａは、それが形成されたガイド穴の厚さを低減するように構成され、よって、特に、ファインピッチデバイスの試験の場合に、ガイド穴内の接触要素の摩擦の問題を低減するように構成されることが指摘される。その結果、特に、図９の実施形態は、ファインピッチデバイスを試験するのに特に有利である。というのは、摩擦が、および、よって、ガイド穴内の接触要素の食い込みの問題が低減されるからである。
【００９２】
明らかに、同じガイド内で、窪み部４０Ａを備えたガイド穴４０ｈ’を、および窪み部４０Ａを備えていないガイド穴４０ｈを提供することが可能である。
【００９３】
窪み部４０Ａは、ガイド４０の１つまたは複数の層をへこませることにより、または異なる直径を有する開口を有する層を重ねることによって製作することが可能であることが指摘される。さらに、窪み部４０Ａの存在は、接触要素と、メタライズされた穴の壁との間の摺動接触が生じることを阻止しないことも指摘される。さらに、セラミック多層ＭＬＣの代わりに、ガイド４０は、たとえば、それに接着された硬質の支持体に結合させられた有機多層（ＭＬＯ、英語「MultiLayer Organic」の略称）を備えることが可能であり、ＭＬＯは、複数の非導電層を形成する複数の有機材料層を含み、該層には、前述したものと同様に、１つまたは複数の導電層が配置される。硬質の支持体は好ましくは、セラミック支持体である。
【００９４】
ＭＬＯの使用は、硬直な支持体内に形成された対応する開口と異なる直径を有する開口をＭＬＯが備えている場合に、窪み部４０Ａを形成することを可能にするので、開口は、同心円状に重なり合っている場合、前述した窪み部４０Ａを備えた、ガイド４０のガイド穴４０ｈ’を形成する。
【００９５】
ＭＬＯの、または一般に、硬質の支持体に結合させられた、より柔らかく、および可撓性がより高い多層の使用は、ガイド４０を製作する工程を容易にする。
【００９６】
さらに、図１０に表された、本発明のさらなる実施形態によれば、複数の導電層３０ａ−３０ｎを備えるガイド４０は、非導電層Ｌａ−Ｌｍの少なくとも１つ（図１０の層Ｌｍ）内に形成され、個別の導電層（図１０の層３０ｎ）に接続された少なくとも１つの導電トラック３６を備え、導電トラック３６は、それがその上に形成された層の面上に延在する。このようにして、導電トラック３６は、導電層の対応する信号を抽出し、ガイド外に、たとえばガイド４０の露出面のうちの１つの上に形成された共通パッド上に、それを搬送する。よって、導電トラック３６は、グラウンド信号、電源信号、または入出力信号を、たとえば、ＰＣＢに向けて、それを検出するために、または任意の他の応用分野のために搬送することが可能である。
【００９７】
これに関して、ガイド４０の非導電層Ｌａ−Ｌｍ上で、好ましくは入出力信号を搬送する接触要素を収容することが意図された単一のガイド穴４０ｈを含み、メタライズする少なくとも１つの導電部を提供することも可能である。このようにして、たとえば、ＰＣＢボードに向けて、またはさらなる外部パッドに向けて、さらなる導電トラックにより、入出力信号を搬送することが可能である。導電トラックにより、および／または状況によって必要であれば、回路部品により、互いに接続され得る個別の単一のガイド穴４０ｈのメタライズを各々が行う、互いに分けられた複数の導電部の存在を提供することも可能である。
【００９８】
最後に、図１１に示す実施形態によれば、少なくとも１つの導電層を備える、ガイド４０の少なくとも１つの層は、共通の導電面を形成する、導電層に接続された少なくとも１つの回路部品５０も備える。図１１の例に示すように、ガイド４０の層（図の層Ｌｍ）は少なくとも２つの導電層を備え、回路部品５０はそれらに電気的に接続される。例として、回路部品５０は、それぞれの導電層に接続されたレオフォール（rheophore）５０ｒを有する、なお参照番号５０で示すフィルタリングコンデンサである。コンデンサ５０は、グラウンド信号、電源信号、または入出力信号を搬送することが意図された接触要素を短絡させることが意図された導電層を互いに接続することが可能である。好適には、そうした実施形態はコンデンサ５０のフィルタリング効果を最大にし、よって、グラウンドおよび電源信号を搬送する接触要素によってもたらされる干渉を最小にし、および、ループバック手法を最適化することを可能にする。というのは、フィルタリングコンデンサ５０はよって、接触要素の接触先端にできる限り近くに（すなわち、下方ガイド４０に）、すなわち、ウェーハ２７の近くに位置付けられるからである。上記コンデンサは、ガイド４０の層Ｌａ−Ｌｍ内に形成された好適な収容座内に収容することが可能である。
【００９９】
明らかに、コンデンサ５０が、複数のガイド穴を含む導電層に接続された第１のレオフォールと、単一のガイド穴を含み、メタライズする導電部に接続された他のレオフォールとを有する構成を設けることを妨げるものはない。
【０１００】
たとえば、上述したように、好ましくはフィルタリングコンデンサである回路部品５０は、インダクタまたは抵抗器、またはリレーなどの、特定の必要性に好適な任意の他の回路部品である場合もあることが指摘される。
【０１０１】
まとめれば、本発明は、少なくともひとつのガイドが、それぞれがガイド穴を含み、および、同じタイプの信号を搬送しガイド穴内に収容される接触要素を電気的に接続する、複数の導電層を備える試験ヘッドの製作を提供する。
【０１０２】
有利には、本発明によれば、グラウンド信号を搬送する接触要素は、異なるグラウンドによって生成される信号内のノイズを完全になくさない場合であっても大いに低減することを可能にする１つまたは複数の導電層により、試験ヘッドにおいて電気的に接続される。というのは、導電層はグラウンド接触要素全てに共通のグラウンド面を形成するからである。
【０１０３】
同様に、電源信号を搬送する接触要素間の電気接続はさらに、試験ヘッド内の干渉、および、ノイズを低減することに寄与する。このようにして、本発明により、コモンモードのノイズも低減することが可能である。
【０１０４】
その結果、本発明は、全体としての試験ヘッドの周波数特性を改善することを可能にする。
【０１０５】
さらに、ループバック状態下のように、被試験デバイスの２つ以上の接触パッドを電気的に接続する必要性がある場合に、好ましくは下方ガイドにおける、動作信号すなわち入出力信号を搬送する接触要素間の電気接続は、試験ヘッドの周波数特性を向上させることも可能にする。
【０１０６】
好適には、実際に、試験装置に対して個別の信号を必ずしも搬送せずに互いにプローブの、（および、よって、デバイスの対応するパッドの）群を短絡させることが可能であり、上記短絡は、有利には、下方、および／または中間ガイドにおいて、すなわち、被試験デバイスの近くに形成された導電層によって実現され、よって、そうして得られた短絡の電気的特性を改善する。
【０１０７】
さらに、グラウンドおよび電源接触要素を短絡させる可能性は、本発明の試験ヘッドの電流特性を改善し、接触要素のいかなる焼け焦がしもさらに回避することを可能にすることも付け加える。
【０１０８】
本発明によれば、複数の導電層を製作することは、さらに、複数の異なる電源信号を搬送することが意図された試験ヘッドを製作することを可能にする。というのは、複数の導電層のうちの対応する層により、電源ドメイン毎に１つ、複数の導電面を製作することが可能であるからである。明らかに、この態様はさらに、たとえば、被試験デバイスの接触パッドの２つ以上の群を短絡させることが必要である場合に、グラウンド接触要素、および動作信号すなわち入出力信号に一般化することも可能である。
【０１０９】
好適には、各導電層は、短絡させなくてよい接触要素間の電気接続を回避する非導電ゾーンを有するように成形される。
【０１１０】
最後に、有利には、本発明によれば、導電層に電気的に接続された好適なコンデンサの存在のおかげで、信号フィルタリングの点で改善された特性を有する試験ヘッドを得ることが可能であることが指摘される。
【０１１１】
明らかに、当業者は、不定のおよび特定の要件を充足するために、以下の特許請求の範囲によって画定されるような、本発明の範囲内に全て含まれる、上述されたプローブカードに対して、数多くの修正および変形を行い得る。
【図１】
2020509371.tif 000003
【図２】
2020509371.tif 000004
【図３Ａ】
2020509371.tif 000005
【図３Ｂ】
2020509371.tif 000006
【図３Ｃ】
2020509371.tif 000007
【図４】
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【図５Ａ】
2020509371.tif 000009
【図５Ｂ】
2020509371.tif 000010
【図６】
2020509371.tif 000011
【図７】
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【図８】
2020509371.tif 000013
【図９】
2020509371.tif 000014
【図１０】
2020509371.tif 000015
【図１１】
2020509371.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月24日(2019.10.24)
【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】
半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの動作を検証するのに適切な試験ヘッド（２０）であって、前記試験ヘッド（２０）は、複数のガイド穴（４０ｈ）を備えた少なくとも１つのガイド（４０）と、前記複数のガイド穴（４０ｈ）内に収容された複数の接触要素（２１）とを備え、前記少なくとも１つのガイド（４０）は複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）を備え、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）各々は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の個別の群（４０ａ−４０ｎ）の穴を含み、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の前記群（４０ａ−４０ｎ）内に収容された前記複数の接触要素（２１）の対応する群を電気的に接続し、個別の群各々の接触要素は同じタイプの信号を搬送するように構成されており、前記少なくとも１つのガイド（４０）が複数の非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）を備える多層であり、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）が、前記複数の非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）のそれぞれの層のそれぞれの面（Ｆａ−Ｆｍ）に配置された、試験ヘッド（２０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのガイド（４０）が、セラミック材料でできている前記複数の非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）を備えるセラミック多層である、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのガイド（４０）が硬質の支持体に結合させられた有機多層を備え、前記有機多層は有機材料でできている複数の層を含み、前記有機材料の前記複数の層は、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの少なくとも１つの導電層が配置された非導電層を形成する、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項４】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）各々は前記少なくとも１つのガイド（４０）の個別の前記非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）の面（Ｆａ−Ｆｍ）に配置され、前記導電層（３０ａ−３０ｎ）は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の少なくとも１つの前記個別の群（４０ａ−４０ｎ）の穴を含み、その中に収容された接触要素を電気的に接続し、前記群は前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）において形成され、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）各々は、前記面（Ｆａ−Ｆｍ）の面積よりも小さい面積を有する、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項５】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）各々は、前記少なくとも１つのガイド（４０）の個別の非導電層（Ｌａ−Ｌｍ）の面（Ｆａ−Ｆｍ）を覆い、前記導電層（３０ａ−３０ｎ）は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の少なくとも１つの前記個別の群（４０ａ−４０ｎ）の穴を含み、少なくとも１つの前記群（４０ａ−４０ｎ）に属していないガイド穴内に収容された接触要素以外の、その中に収容された接触要素を電気的に接続する、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項６】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）が、前記少なくとも１つのガイド（４０）の少なくとも１つの露出面（ＦＡ、ＦＢ）に製作された表面層をさらに備える、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項７】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）が、前記少なくとも１つのガイド（４０）内に埋め込まれた、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項８】
前記試験ヘッド（２０）が少なくとも１つの第１の導電層（３０ａ）および少なくとも１つの第２の導電層（３０ｂ）を備え、前記第１の導電層（３０ａ）が、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の第１の群（４０ａ）の穴を含み、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の前記第１の群（４０ａ）内に収容された前記複数の接触要素（２１）の第１の群を電気的に接続し、前記複数の接触要素（２１）の前記第１の群はグラウンド信号を搬送するように構成され、前記第２の導電層（３０ｂ）は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の第２の群（４０ｂ）の穴を含み、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の前記第２の群（４０ｂ）内に収容された前記複数の接触要素（２１）の第２の群を電気的に接続し、接触要素の前記第２の群は電源信号を搬送するように構成される、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項９】
前記試験ヘッド（２０）は複数の第１の導電層（３０ａ）を備え、前記複数の第１の導電層（３０ａ）の数は、搬送する対象の電源信号の数に対応する請求項８に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１０】
前記試験ヘッド（２０）は、複数の第２の導電層（３０ｂ）を備え、前記複数の第２の導電層（３０ｂ）の数は、搬送する対象のグラウンド信号の数に対応する、請求項８に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１１】
前記試験ヘッド（２０）は、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の第３の群（４０ｃ）の穴を含み、前記複数のガイド穴（４０ｈ）の前記第３の群（４０ｃ）内に収容された前記複数の接触要素（２１）の第３の群を電気的に接続する少なくとも１つの第３の導電層（３０ｃ）を備え、接触要素の前記第３の群は、前記被試験デバイスの動作信号を搬送するように構成された、請求項８に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１２】
前記試験ヘッド（２０）は複数の第３の導電層（３０ｃ）を備え、前記複数の第３の導電層（３０ｃ）の数は、前記被試験デバイスの、短絡させるべき接触パッドの群の数に対応する、請求項１０に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１３】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）の少なくとも１つは、他の導電層と分けられた、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１４】
前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）の少なくとも１つは、少なくとも１つの非導電ゾーン（３２）によって局所的に中断された、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、前記少なくとも１つの非導電ゾーン（３２）を覆う少なくとも１つの被覆誘電体部を備える、請求項１２に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１６】
前記試験ヘッド（２０）は、少なくとも１つの下方ガイド（４０）、少なくとも１つの中間ガイド（４１）、および少なくとも１つの上方ガイド（４２）を備え、前記下方ガイド（４０）および前記中間ガイド（４１）は第１のギャップ（３４）により、互いに分けられ、前記中間ガイド（４１）および前記上方ガイド（４２）は第２のギャップ（３５）により、互いに分けられ、前記ガイド（４０、４１、４２）各々は、前記接触要素（２１）の収容のためのそれぞれのガイド穴（４０ｈ、４１ｈ、４２ｈ）を備える、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１７】
前記下方ガイド（４０）、前記中間ガイド（４１）および前記上方ガイド（４２）のうちの１つまたは複数は前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）を備える、請求項１６に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１８】
前記下方ガイド（４０）が、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）を備える、請求項１６に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項１９】
複数の導電層（３０ａ−３０ｓ）の各層は、前記ガイド穴（４０ｈ）の前記群（４０ａ−４０ｎ）のガイド穴各々の内面の少なくとも１つの部分（４０ａＷ−４０ｎＷ）を覆う、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのガイド（４０）の前記ガイド穴（４０ｈ）の全ての壁の少なくとも１つの部分はメタライズ部を備えている、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの導電層に、前記導電層によって互いに電気的に接続された前記複数の接触要素（２１）によって搬送される前記信号を抽出するために接続された少なくとも１つの導電トラック（３６）を備える、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、少なくとも１つのガイド穴（４０ｈ’）に対応する窪み部（４０Ａ）を備える、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２３】
前記試験ヘッド（２０）は、前記少なくとも１つのガイド（４０）の前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの少なくとも１つの層に電気的に接続された少なくとも１つの回路部品（５０）、をさらに備える、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、単一の接触要素を収容するのに適切な前記複数のガイド穴（４０ｈ）のうちの１つを含む少なくとも１つの導電部を備え、前記少なくとも１つのガイド（４０）は、前記少なくとも１つの導電部から前記信号を抽出する導電トラックを備える、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのガイド（４０）は、単一の接触要素を収容するのに適切な前記複数のガイド穴（４０ｈ）のうちの１つを含む少なくとも１つの導電部を備え、前記少なくとも１つのガイド（４０）は、前記少なくとも１つの導電部をさらなる導電部に、または前記複数の導電層（３０ａ−３０ｎ）のうちの１つの層に接続する導電トラックを備える、請求項１に記載の試験ヘッド（２０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
異なるコンタクトプローブを電気的に接続するように構成された導電構造は、たとえば、米国特許出願公開第２０１２／０２４２３６０号明細書、韓国特許第１０１４２１０５１号公報、米国特許出願公開第２０１２／０１９７８６０号明細書、および国際公開第２０１２／１０６２２０号に開示されている。
試験ヘッドの周波数特性を改善する必要性が、当該技術分野において強く感じられている。
【国際調査報告】
2020509371.tif 000017
2020509371.tif 000018
2020509371.tif 000019