(57)【要約】  半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイス（１６）の機能を検証するように構成された試験ヘッド（１０）であって、そうした試験ヘッド（１０）が、複数のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）と、上記複数のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）内に収容されたコンタクトプローブ（２０Ａ）の少なくとも第１の群と、コンタクトプローブ（２０Ｂ）の第２の群とを備えた少なくとも１つのガイド（１４、１３、２４）を備え、そうしたコンタクトプローブ（２０Ａ、２０Ｂ）各々が、第１の端領域（１２Ａ）と第２の端領域（１２Ｂ）との間を延在する本体（１２Ｃ）を備えた、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイス（１６）の機能を検証するように構成された試験ヘッド（１０）を以下に説明する。好適には、上記少なくとも１つのガイド（１４、１３、２４）は、収容用の上記複数のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）の少なくとも１つの群を含む少なくとも１つの導電部（２２、２３、２４）を備え、上記導電部（２２、２３、２４）は、その中に実現された上記収容用の複数のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）内を摺動する、上記第１の群のコンタクトプローブ（２０Ａ）を電気的に接続し、同じ信号を搬送するように構成され、上記第２の群のコンタクトプローブ（２０Ｂ）各々は、上記第２の群のコンタクトプローブ（２０Ｂ）を上記導電部（２２、２３、２４）と絶縁するように、絶縁材料でできており、上記本体（１２Ｃ）において形成された被覆層（２１）を備える。
2020509372.tif 000002
【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（１６）の機能を検証するように構成された試験ヘッド（１０）であって、前記試験ヘッド（１０）が、複数のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）を備えた少なくとも１つのガイド（１４、１３、２４）と、前記複数のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）内に収容された、コンタクトプローブ（２０Ａ）の少なくとも第１の群およびコンタクトプローブ（２０Ｂ）の第２の群とを備え、前記コンタクトタクトプローブ（２０Ａ、２０Ｂ）各々が、第１の端領域（１２Ａ）と第２の端領域（１２Ｂ）との間を延在する本体（１２Ｃ）を備え、前記少なくとも１つのガイド（１４、１３、２４）は、収容用のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）の少なくとも１つの群を含む少なくとも１つの導電部（２２、２３、２４）を備え、前記導電部（２２、２３、２４）は、その中に実現された前記収容用のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）内を摺動する、前記第１の群の前記コンタクトプローブ（２０Ａ）を電気的に接続し、同じ信号を搬送するように構成され、前記第２の群の前記コンタクトプローブ（２０Ｂ）各々は、前記第２の群の前記コンタクトプローブ（２０Ｂ）を前記導電部（２２、２３、２４）と絶縁するように、絶縁材料でできており、前記本体（１２Ｃ）に対応して実現された被覆層（２１）を備える、試験ヘッド（１０）。
【請求項２】
前記導電部（２２、２３、２４）が、グラウンドリファレンス、電源リファレンス、または動作信号リファレンスから選択される共通信号リファレンス（Ｖｃｏｍ）に接続される、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項３】
前記導電部（２２、２３）が、前記ガイド（１４、１３）の１つの面（Ｆａ、Ｆｂ）に対応して製作される、請求項１または２に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項４】
前記導電部（２２）が、前記収容用のガイド穴（１４Ａ）内を少なくとも部分的に延在する直交部分（２２ｗ）を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項５】
前記導電部（２２、２３）が、前記ガイド（１４、１３）全部を覆う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項６】
前記導電部（２４）が、完全な導電性の前記ガイド（２４）によって製作される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項７】
前記完全な導電性のガイド（２４）が、前記試験ヘッド（１０）の上方の前記ガイド（１３）、下方の前記ガイド（１４）、またはさらなるガイドの間で選ばれる、請求項６に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項８】
前記被覆層（２１）が、２μｍより小さい、好ましくは０．２μｍより小さい厚さを有する薄膜状である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項９】
前記被覆層（２１）が、高分子、または有機絶縁材料から選択される絶縁材料、好ましくは、窒化物、酸化アルミニウム（すなわちアルミナ）、またはＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素）から選択される、高硬度を有する絶縁材料によって実現される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１０】
前記被覆層（２１）が、前記第２の群の前記コンタクトプローブ（２０Ｂ）の前記端領域（１２Ａ、１２Ｂ）以外の全体に沿って延在する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１１】
前記被覆層（２１）が、前記第２の群の前記コンタクトプローブ（２０Ｂ）の前記本体（１２Ｃ）の部分（１２Ｄ）内のみで延在し、前記部分（１２Ｄ）は、前記試験ヘッド（１０）の動作中に前記ガイド（１４、１３）の対応する収容用のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ）内に収容される対象のものである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１２】
前記導電部（２２、２３、２４）が、導電材料、好ましくは、銅、金、銀、パラジウム、ロジウム、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、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１３】
前記ガイド（１４、２４）が前記被試験デバイス（１６）の近傍に配置された、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１４】
前記導電部（２２、２３、２４）に電気的に接続された、コンデンサなどの回路部品、好ましくはフィルタリング要素（２５）をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の試験ヘッド（１０）。
【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、試験ヘッドは基本的には、マイクロストラクチャ、特に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を、特に電気的なその動作試験、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、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、それらの切断または単一化、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】
試験ヘッドは基本的には、ＤＵＴ（英語の略称：「Device Under Test」）によっても示される、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つの端領域すなわち接触先端を備えた複数の可動接触要素すなわちコンタクトプローブを含む。端または先端との語により、以下では、必ずしも鋭利にされていない端領域を示す。
【０００５】
測定試験の有効性および信頼性が、他の要因の中でも、デバイスと試験装置との間の良好な電気接続の形成にも、および、したがって、最適な電気的なコンタクトプローブ／接触パッドの形成にも依存することがさらに知られている。
【０００６】
集積回路を試験するために、本明細書において検討される技術分野において使用される試験ヘッドのタイプの中でも、垂直プローブとして呼ばれ、英語の用語「垂直プローブヘッド（vertical probe head）」によって示される試験ヘッドが一般的に使用されている。
【０００７】
垂直プローブを有する試験ヘッドは基本的には、略板形状であり、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、コンタクトプローブの好適な収容用のガイド穴を備えており、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ように互いに一定の距離をおいて配置される。一対のガイドは特に、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、その中をコンタクトプローブが軸方向に摺動するガイド穴をいずれも備えている、上方のガイドまたは上方のダイ、および下方のガイドまたは下方のダイを備えている。
【０００８】
被試験デバイスの接触パッドとコンタクトプローブとの間の良好な接続は、この場合、デバイス自体に対する試験ヘッドの圧力によっても確実にされ、上方および下方の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。
【０００９】
しっかりと拘束されていないプローブとともにではあるが、インターフェースに連結して保持され、試験装置にも接続された複数の試験ヘッドの使用も知られている：それらは、非ブロック化プローブを有する試験ヘッドとして呼ばれている。
【００１０】
この場合、コンタクトプローブは、そうしたインターフェースの複数のパッドすなわち接触パッドの方に向かうさらなる端領域すなわち接触ヘッドも有している。プローブとインターフェースとの間の良好な電気接続は、インターフェースの接触パッドにプローブを押し当てることにより、被試験デバイスとの接触と同様に確実にされる。
【００１１】
図１は、１で全体的に示す、締め付けられていない垂直プローブを有する試験ヘッドを概略的に示す。
【００１２】
したがって、試験ヘッド１は、エアギャップ７によって分けられた、板形状であり、互いに平行である、通常「上方のダイ」によって示す少なくとも１つの上方のガイド３、および通常「下方のダイ」によって示す下方のガイド４内に収容された複数のコンタクトプローブ２を備える。上方のガイド３および下方のガイド４は、コンタクトプローブ２がその中を摺動するそれぞれのガイド穴３Ａおよび４Ａを備える。
【００１３】
各コンタクトプローブ２は、そうした試験ヘッドがその端要素である試験装置（図示せず）と被試験デバイス６との間の機械的および電気的接触を実現するように、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイス６の複数の接触パッドの個別のパッドすなわち接触パッド６Ａに当接することが意図された接触先端２Ａで終端する端エリアまたは領域を有する。
【００１４】
図１の例では、各コンタクトプローブ２は、スペーストランスフォーマ５の複数の接触パッドの個別のパッドすなわち接触パッド５Ａの方を向いているいわゆる接触ヘッド２Ｂで終端するさらなる端エリアまたは領域も有する。コンタクトプローブ２とスペーストランスフォーマ５との間の良好な電気接続は、被試験デバイス６の接触パッド６Ａと、コンタクトプローブ２の接触先端２Ａとの間の接触と同様の、スペーストランスフォーマ５の接触パッド５Ａへの、コンタクトプローブ２の接触ヘッド２Ｂの押圧当接によって確実にされる。
【００１５】
よく知られているように、試験ヘッドは、動作信号の搬送のために、特に、集積デバイスに対する試験を行うためだけでなく電源およびグラウンド信号を搬送するために、一層接近した多くのコンタクトプローブを備える。
【００１６】
一般に、試験ヘッド内では、コンタクトプローブは、電源信号を搬送することが意図されたプローブと、信号を搬送することが意図されたプローブと、動作信号、特に入出力信号を試験装置と被試験デバイスとの間で搬送することが意図されたプローブとに分けられる。
【００１７】
グラウンド信号を搬送することが意図された多くのコンタクトプローブの存在、および電源信号を搬送することが意図された多くのコンタクトプローブの存在は、干渉をもたらし、したがって、電源およびグラウンド信号を搬送するプローブに隣接したプローブによって搬送される動作信号内に、すなわち被試験デバイスを試験するために使用される入出力信号内にノイズをもたらし、これは、全体としての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コンタクトプローブの場合、不利なグラウンドループも生じ得る。
【００１８】
さらに、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が生じる。ルックバック（look-back）との名称により、当該技術分野において知られている最も使用されている公知の解決策は、ヘッド装置のレベルにおいて好適に接続された、試験ヘッドの２つのプローブを介して被試験デバイスの２つの接触パッドを短絡させる；特に、第１のプローブは、試験装置に向けて、被試験デバイスの第１の接触パッドからの信号を搬送するために使用され、信号は、第２のコンタクトプローブを介して被試験デバイスの第２の接触パッド上でそれ自体によって再び閉じられる。
【００１９】
しかし、信号が被試験デバイスと試験装置との間を往復する距離が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ことが生じる。
【００２０】
さらに、試験ヘッドの周波数特性を向上させる必要性が、当該技術分野において持続している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
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、グラウンドおよび電源コンタクトプローブの存在による、および互いに異なる数多くの電源信号の場合の、干渉、および、したがって、ノイズをなくさなくても低減することができ、短絡させるべき接触パッドの場合の信号経路を短縮することを可能にすることができる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。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の根底にある解決策の考えは、共通の導電面のような、１つの同じ信号を搬送することが意図された複数のプローブを短絡させるための少なくとも１つの導電ゾーンを有するガイド、および共通の導電面と絶縁されるように、絶縁材料で少なくとも部分的に覆われた、他の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使用することである。
【００２３】
この解決策の考えに基づけば、上記技術的課題は、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイスの機能を検証することが意図された試験ヘッドであって、そうした試験ヘッドが、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、コンタクトプローブの少なくとも第１の群およびコンタクトプローブの第２の群とを備え、そうしたコンタクトタクトプローブ各々が、第１の端領域と第２の端領域との間を延在する本体を備え、上記少なくとも１つのガイドは、収容用のガイド穴の少なくとも１つの群を含む少なくとも１つの導電部を備え、上記導電部は、その中に実現された上記収容用のガイド穴内を摺動する、上記第１の群の上記コンタクトプローブを電気的に接続し、同じ信号を搬送するように構成され、上記第２の群の上記コンタクトプローブ各々は、上記第２の群の上記コンタクトプローブを上記導電部と絶縁するように、絶縁材料でできており、上記本体において形成された被覆層を備える試験ヘッドによって解決される。
【００２４】
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。
【００２５】
本発明の別の特徴によれば、上記導電部は、グラウンドリファレンス、電源リファレンス、または動作信号リファレンスから選択される共通信号リファレンスに接続され得る。
【００２６】
特に、そうした導電部は、上記ガイドの１つの面において形成され得る。
【００２７】
さらに、そうした導電部は、上記収容用のガイド穴内を少なくとも部分的に延在する直交部分を備え得る。
【００２８】
本発明の別の特徴によれば、上記導電部は、上記ガイド全部を覆い得る。
【００２９】
代替的には、上記導電部は、完全な導電性の上記ガイドによって製作され得る。
【００３０】
本発明のこの態様によれば、上記完全な導電性のガイドは、上記試験ヘッドの上方の上記ガイド、下方の上記ガイド、またはさらなる上記ガイドの間で選ばれ得る。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、上記被覆層は、２μｍより小さい、好ましくは０．２μｍより小さい厚さを有する薄膜状であり得る。
【００３２】
さらに、上記被覆層は、高分子、または有機絶縁材料から選択される絶縁材料、好ましくは、窒化物、酸化アルミニウム（すなわちアルミナ）、またはＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素）から選択される、高硬度を有する絶縁材料でできている場合がある。
【００３３】
さらに、上記被覆層は、上記第２の群の上記コンタクトプローブの上記端領域以外の全体にわたって延在し得る。
【００３４】
代替的には、上記被覆層は、上記第２の群の上記コンタクトプローブの上記本体の部分内のみで延在し、上記部分は、上記試験ヘッドの動作中に上記ガイドの対応する収容用のガイド穴内に収容されることが意図されたものである。
【００３５】
本発明の別の態様によれば、上記導電部は、導電材料、好ましくは、銅、金、銀、パラジウム、ロジウム、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場合がある。
【００３６】
なお本発明の別の態様によれば、上記ガイドが上記被試験デバイスの近傍に配置された。
【００３７】
最後に、上記導電部に電気的に接続された、コンデンサなどのさらなる回路部品、好ましくはフィルタリング要素を備え得る。
【００３８】
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、以下に記載し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】
【００３９】
【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】本発明による試験ヘッドに含まれたコンタクトプローブを概略的に示す。
【図３Ｂ】本発明による試験ヘッドに含まれたコンタクトプローブを概略的に示す。
【図４Ａ】本発明による試験ヘッドの代替的な実施形態を概略的に示す。
【図４Ｂ】本発明による試験ヘッドの代替的な実施形態を概略的に示す。
【図４Ｃ】本発明による試験ヘッドの代替的な実施形態を概略的に示す。
【図４Ｄ】本発明による試験ヘッドの代替的な実施形態を概略的に示す。
【図５Ａ】本発明による試験ヘッドの代替的な実施形態を概略的に示す。
【図５Ｂ】本発明による試験ヘッドの代替的な実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
そうした図を、および特に図２を参照すれば、符号１０は、特に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複数のコンタクトプローブを備えた試験ヘッドを全体的に示す。
【００４１】
図は、本発明による試験ヘッドの概略図であり、縮尺通りに描いていないが、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。さらに、図では、異なる構成要素は概略的に示している。というのは、それらの形状が、所望の応用分野によって異なり得るからである。さらに、図では、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、図において例として示す、本発明の異なる態様は互いに組み合わせることが可能であり、一実施形態と別の実施形態との間で入れ替え可能である。
【００４２】
特に、試験ヘッド１０は、拘束されていない垂直プローブを有するタイプのものであり、さらに、エアゾーン１７によって分けられた、板形状であり、互いに平行の、通常「上方のダイ」によって示す少なくとも１つの上方のガイド１３、および通常「下方のダイ」によって示す下方のガイド１４内に収容された複数のコンタクトプローブ２０を備える。上方のガイド１３および下方のガイド１４は、その中でコンタクトプローブ２０が摺動するそれぞれの収容用のガイド穴１３Ａおよび１４Ａを備える。
【００４３】
各コンタクトプローブ２０は、半導体ウェーハ上に集積された被試験デバイス１６の複数の接触パッドの個別のパッドすなわち接触パッド１６Ａに対して、そうした試験ヘッドがその端要素である試験装置（図示せず）と、被試験デバイス１６との間の機械的および電気的接触を形成するように当接することが意図された接触先端１２Ａで終端する端ゾーンまたは領域を有する。
【００４４】
各コンタクトプローブ２０は、スペーストランスフォーマ１５の複数の接触パッドの個別のパッドすなわち接触パッド１５Ａの方に向かういわゆる接触ヘッド１２Ｂで終端するさらなる端ゾーンまたは領域も有する。
【００４５】
コンタクトプローブ２０は通常、好ましくは金属ニッケル合金、特にＮｉＭｎまたはＮｉＣｏ合金の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。
【００４６】
好適には、本発明によれば、試験ヘッド１０は、２０Ａによって示す、コンタクトプローブの少なくとも１つの第１の群、および、２０Ｂによって示す、コンタクトプローブの第２の群を備え、そうした第２の群の各コンタクトプローブ２０Ｂは、好ましくは硬い絶縁材料でできている少なくとも１つの被覆層２１も備える。特に、被覆層の絶縁材料は、２，０００ＨＶ（１９６１４ＭＰａ）よりも高いビッカース硬さを有する。
【００４７】
さらに、本発明による試験ヘッド１０は、そうしたガイドの１つ、たとえば下方のガイド１４の少なくともゾーン、好ましくは表面全体を、その一面、たとえば、図２の局所参照を考慮すれば、上面Ｆａにおいて覆う少なくとも導電部２２を備える。実質的には、下方のガイド１４の上面Ｆａは、上方のガイド１３の方を向いて、エアゾーン１７において配置されたものである。
【００４８】
下方のガイド１４は非導電材料、たとえば、窒化ケイ素などのセラミック材料、またはガラス質またはシリコン系材料、またはポリアミド材料、または任意の他の好適な誘電材料でできている場合がある一方、導電部２２は、たとえば、ガイド上に堆積されたメタライズ層の形態で、および、フォトリソグラフィーで、または、レーザー画定によって製作される場合がある。さらに、そうした導電部２２は、特に、いくつか挙げれば、銅、金、銀、パラジウム、ロジウム、およびそれらの合金から選択される金属材料などの任意の導電材料でできている場合がある。
【００４９】
さらに特に、導電部２２は、コンタクトプローブ２０のさらなる収容用のガイド穴１４Ａを含む下方のガイド１４から一エリアにわたる；このようにして、収容用のガイド穴１４Ａを含む導電部２２は、その中に挿入されたコンタクトプローブ２０を電気的に接続することができ、プローブに対して共通の導電面を形成し、その面は、電源またはグラウンド電圧リファレンスから選択される共通の電圧リファレンス、または動作信号、すなわち、被試験デバイス１６を試験するために使用される入出力信号などの同じ信号に好適に接続され得る。特に、導電部２２は、収容用のガイド穴１４Ａの縁に沿って延在し、よって、その間を摺動するコンタクトプローブ２０を接触させる。
【００５０】
よって、複数のコンタクトプローブ２０、および、Ｖｃｏｍ共通信号として示されるそうした同じ信号を接続するために導電部２２を使用することが可能である。Ｖｃｏｍは導電面２２に接続された共通の信号リファレンスも示す。
【００５１】
有利には、本発明によれば、試験ヘッド１０は、互いに短絡させられ、導電部２２のおかげでＶｃｏｍ共通信号に接続された、コンタクトプローブ２０Ａの第１の群と、被覆層のおかげでこの導電部２２と分離され、したがって、Ｖｃｏｍ共通信号に接続されていない、コンタクトプローブ２０Ｂの第２の群とをさらに備える。すなわち、被覆層は、導電部２２と、第２の群のコンタクトプローブ２０Ｂを絶縁する。
【００５２】
さらに特に、そうした被覆層２１は、ヘッド端領域１２Ｂ、およびそれぞれの先端の端領域１２Ａ以外は、コンタクトプローブ２０Ｂにわたって、すなわち、図３Ａに示すように、そうした端領域間に画定された、そうしたコンタクトプローブ２０Ｂの棒状本体１２Ｃに沿って延在し得る。
【００５３】
あるいは、被覆層２１は単独で、コンタクトプローブ２０Ｂの本体１２Ｃの部分１２Ｄ内に延在する場合があり、そうした部分１２Ｄは、静止中に、およびコンタクトプローブ２０が被試験デバイス１６の接触パッド１６Ａ上に載っている際の、試験ヘッド１０の動作中に、下方のガイド１４の対応する収容用のガイド穴１４Ａ内に収容されることが意図され、したがって、プローブは収容用のガイド穴１４Ａ内で摺動する。すなわち、被覆層２１によって覆われた、本体１２Ｃの部分１２Ｄは、試験ヘッド１０の動作中に導電部２２と接触することが可能なものである。このようにして、そうした導電部２２との、コンタクトプローブ２０Ｂの絶縁が、被覆層２１の存在のおかげで確実にされる。
【００５４】
さらに特に、被覆層２１は、２μｍよりも小さい厚さ、好ましくは０．２μｍよりも小さい厚さを有する薄膜状であり得る。絶縁材料の、コンタクトプローブ２０上のいわゆるフラッシュ蒸着、およびその後の、絶縁を必要としないエリア、特に、コンタクトプローブ２０のヘッド部分１２Ｂおよび先端部分１２Ａにおけるエッチングにより、本体１２Ｃまたはその一部分においてのみ、絶縁材料の薄膜またはフラッシュ膜を残して、そうした被覆層２１を形成することが可能である。
【００５５】
さらに特に、被覆層２１は、高分子、または有機絶縁材料、好ましくは、窒化物、酸化アルミニウム（すなわちアルミナ）、またはいわゆるＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素）から選択される高硬度絶縁材料から選択される絶縁材料でできている。特に、被覆層の絶縁材料は、２，０００〜１０．０００ＨＶ（１９６１４〜９８０７０Ｍｐａ）のビッカース硬さを有する。
【００５６】
上述したように、試験ヘッド１０は、異なるタイプの信号、特に、電源信号、グラウンド信号、および、動作信号、すなわち被試験デバイスとの間の入出力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備える。
【００５７】
異なるタイプの信号を搬送することが意図されたコンタクトプローブはさらに、たとえば、電源信号が通常約１Ａ以上の高電流値も表し得る一方、入出力信号である動作信号は、たとえば約０．５Ａ以下の、より低い電流値を通常表すことを考慮に入れた異なる物理的および機械的特徴に基づいて互いに区別することが可能であることを強調する。たとえば金属ワイヤ状のコンタクトプローブの場合、異なるタイプの信号を搬送することが意図されたプローブについて、異なる直径を有するワイヤを使用することが可能である；特に、動作信号、すなわち入出力信号を搬送するためのプローブを形成するワイヤに対してより大きい直径を有するワイヤで、高電流電源信号用のプローブを形成することが可能である；異なるタイプの信号を搬送するプローブについて異なる材料を使用することも可能である。
【００５８】
先行技術に関して説明したように、グラウンド信号および電源信号を搬送することが意図された多くのコンタクトプローブの存在は、干渉をもたらし、動作信号、すなわち、被試験デバイスを検証するために使用される入出力信号内にノイズをもたらし、このことは、全体としての試験ヘッドの特性、特に周波数特性を制限する。
【００５９】
有利には、本発明によれば、たとえば、共通の（グラウンド）導電面を形成するグラウンド信号を搬送することが意図されたコンタクトプローブ２０Ａの少なくとも１つの群を電気的に接続することを可能にする導電部２２の存在は、特に、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プローブについて、試験ヘッド１０内の他のコンタクトプローブによって搬送される信号内のノイズを打ち消すことを可能にし、そうしたプローブは、図２のプローブ２０Ｂのように、被覆層２１を好適に備えている。
【００６０】
このようにして、試験ヘッド１０は、任意の組み合わせにおいて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コンタクトプローブ、および入出力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備えている場合があり、導電部２２と接触してはならないプロープは好適には、被覆層２１を備えている。
【００６１】
有利には、本発明によれば、導電部２２は下方のガイド１４を完全に覆っている場合があり、同じタイプの信号、たとえば電源信号の搬送に関与しているプローブのみを短絡させるように成形されるべきでなく、それにより、ウェーハ上に集積された回路の最近のトポロジにおいて生じるように、互いに隣接していない、そうした信号、たとえば電源信号を搬送することが意図されたプローブの場合にも、全体としての試験ヘッド１０の、およびそうした導電部２２の形成をかなり容易にする。
【００６２】
同様の信号、たとえば電源信号を搬送するコンタクトプローブ２０Ａ全てが導電部２２を介して電気的に接続された試験ヘッド１０、またはそれらの一部のみがそうした導電部２２によって短絡させられている試験ヘッド１０を検討することが可能であることを強調する。
【００６３】
さらに、導電部２２は、互いに短絡させるべき接触パッドに対して当接するコンタクトプローブのガイド穴を備えるように形成される場合があり、そうした短絡は、実際に、ちょうど、そうしたコンタクトプローブおよび導電部２２によって形成される。
【００６４】
その場合、有利には、本発明によれば、導電部２２によって接続されたコンタクトプローブによって搬送される信号は、試験装置には搬送されずに、その後再び被試験デバイスに搬送されるが、公知の解決策に対して、より低い経路により、導電部２２を備えたガイドにおいてもう一度、それ自体が閉じる；特に有利であるのは、このようにして形成される短絡の電気的特性を向上させるために、導電部２２が下方のガイド上に、すなわち、被試験デバイス近くに形成される、示された場合であることを強調する。
【００６５】
有利には、本発明によれば、試験ヘッド１０に、共通の導電面を形成する導電部２２に接続されたさらなる回路部品を設けることも可能である。
【００６６】
たとえば、図４Ａに概略的に示すように、共通の導電面を形成する導電部２２に接続された少なくとも１つのレオフォール２５ｒ（rheophore）を有する好適なフィルタリング要素、特にフィルタリングコンデンサ２５を挿入することが可能である。同様に、たとえば、好適に導電部２２に接続された抵抗器またはインダクタなどの他の回路部品をそうした共通の導電面に接続することが可能である。
【００６７】
図４Ａの実施形態が、そうしたフィルタリングコンデンサ２５のフィルタリング効果を最適にし、したがって、グラウンドおよび電源信号を搬送するコンタクトプローブによってもたらされる干渉を最小にすることができることを強調する。というのは、そうしたフィルタリングコンデンサ２５が、コンタクトプローブの接触先端１２Ａのできる限り近くに配置され、導電部２２が、下方のガイド１４内に、すなわち、被試験デバイス１６を備えるウェーハ近くに形成されるからである。
【００６８】
好適には、導電部２２はさらに、コンタクトプローブ２０の収容用のガイド穴１４Ａ内に延在し、図４Ｂに概略的に示すように、特に、そうした収容用のガイド穴１４Ａの内壁を少なくとも部分的に覆う直交部分２２ｗも有し得る。
【００６９】
しかし、導電部２２が、ガイド穴の内壁を覆わない場合にも、コンタクトプローブ２０Ａとの接触が、その上をそうしたプローブが摺動する導電部２２自体の厚さによって保証されることを強調する。
【００７０】
図４Ｃに概略的に示すように、下方のガイド１４の、反対側の第２の面、たとえば、そうした図の局所参照を考慮すれば、下面Ｆｂにおいて導電部２２を形成することも可能である。実質的には、下方のガイド１４の下面Ｆｂは、被試験デバイス１６の方を向いているものである。
【００７１】
さらに、下方のガイド１４の面ＦａおよびＦｂの両方の上にそれぞれの導電部を形成するか否かを検討することも可能である。
【００７２】
さらに、図４Ｄに概略的に示すように、上方のガイド１３上に形成された導電部２３を備えるように試験ヘッド１０を形成することが可能である。さらにその場合、導電部２３は、コンタクトプローブ２０の複数の収容用のガイド穴１３Ａを含む上方のガイド１３から一エリアにわたる；このようにして、収容用のガイド穴１３Ａを含む導電部２３は、その中に挿入されたコンタクトプローブ２０を電気的に接続することができ、Ｖｃｃ共通信号であって、そうしたＶｃｃ共通信号、および複数のコンタクトプローブ２０を接続するように、特に、供給電圧リファレンス、グラウンドリファレンス、または入出力信号である動作信号から選択されるＶｃｃ共通信号に接続することが可能な共通の導電面を形成する。さらに、その場合、導電部２３は、実質的に、上方のガイド１３の全体表面上に延在し、したがって、その中に形成された収容用のガイド穴１３Ａ全てを接続することが可能である。複数のコンタクトプローブ２０Ｂは、そうした導電部２３と絶縁されなければならず、そうしたＶｃｏｍ共通信号に接続されない。というのは、それらは、被覆層２１が備えられているからである。
【００７３】
前述したものと同様に、そうした被覆層２１は、それぞれのヘッド端部分１２Ｂおよび先端の端領域１２Ａ以外は、コンタクトプローブ２０Ｂにわたって、すなわち、その棒状本体１２Ｃに沿って延在し、または、被覆層２１のおかげで、そうした導電部２３との、コンタクトプローブ２０Ｂの絶縁を保証するように、静止中に、およびコンタクトプローブ２０が被試験デバイス１６の接触パッド１６Ａ上に載っている際の、試験ヘッド１０の動作中に上方のガイド１３の対応する収容用のガイド穴１３Ａ内に収容されることが意図されたそうした本体１２Ｃの一部分内にのみ延在し得る。
【００７４】
そうした導電部２３は、図の局所参照をなお考慮すれば、上方のガイド１３の下方面Ｆｂ上に、または上方面Ｆａ上に形成することが可能であり、または面ＦａおよびＦｂ両方の上に配置することが可能である。
【００７５】
図５Ａに概略的に示す代替的な実施形態では、試験ヘッド１０は、少なくとも１つのガイドまたはダイ、たとえば、全て導電材料でできており、概括的に２４で示す下方のガイドを備える。そうした導電性ガイド２４は、コンタクトプローブ２０の複数の収容用のガイド穴２４Ａを備える。全て導電材料でできている上方のガイド１３を形成することは明らかに可能である。
【００７６】
導電部２２に対して同様に、導電性ガイド２４は、その中に形成された収容用のガイド穴２４Ａ内に挿入されたコンタクトプローブ２０を電気的に接続し、共通の導電面を形成し、Ｖｃｏｍ共通信号であって、そうしたＶｃｏｍ共通信号および複数のコンタクトプローブ２０を接続するように、電源電圧リファレンス、またはグラウンド電圧リファレンス、または入出力信号である動作信号から選択されるＶｃｏｍ共通信号に接続することが可能である。
【００７７】
前述したように、試験ヘッド１０は、そうした導電性ガイド２４によって短絡させられたコンタクトプローブ２０Ａの第１の群と、被覆層２１によって好適に覆われ、したがって、導電性ガイド２４と絶縁されたコンタクトプローブ２０Ｂの第２の群とを備える。
【００７８】
さらにこの場合、被覆層２１は、導電性ガイド２４に接続され得る共通の電圧リファレンスに、および、導電性ガイド２４に対する、そうしたコンタクトプローブ２０Ｂの適切な絶縁を保証するように、導電性ガイド２４内に形成された対応する収容用のガイド穴２４Ａ内に収容された、コンタクトプローブ２０Ｂの本体１２Ｃ、またはその一部分を完全に覆うことが可能である。
【００７９】
あるいは、図５Ｂに示すように、試験ヘッド１０は、エアゾーン１７によって分けられ、その中でコンタクトプローブが摺動するそれぞれの収容用のガイド穴１３Ａおよび１４Ａを備えた、板形状であり、互いに平行の上方のガイド１３および下方のガイド１４と、全て導電材料でできており、２４によって概括的に示すさらなるガイドとを備え得る。そうした導電性ガイド２４は、コンタクトプローブ２０の複数の収容用のガイド穴２４Ａを備える。
【００８０】
まとめれば、本発明による試験ヘッドは、同じ信号、特に、電源信号、グラウンド信号、または動作信号すなわち入出力信号を搬送する複数のコンタクトプローブを、ガイドにわたって実質的に延在する、または、導電性である場合にガイド自体によって形成され、そうした共通信号に接続された導電部のおかげで、電気的に接続し、一方で、試験ヘッド内に含まれ、非導電被覆層を好適に備えた他のコンタクトプローブの絶縁を確実にすることを可能にする。
【００８１】
このようにして、ガイドの導電部、またはガイド自体が、そうした電源またはグラウンドリファレンスを搬送する導電プローブ全てに共通の導電面を形成しているので、異なる電源またはグラウンドリファレンスから得られた信号内のノイズを打ち消さなくても、かなり低減することが可能である。
【００８２】
被試験デバイスの２つの接触パッドを短絡させるためにガイドの導電部またはガイド自体を使用し、それらの間の信号の経路を最小にし、したがって、全体としての試験ヘッドの周波数特性を向上させることも可能である。
【００８３】
さらに、グラウンドコンタクトプローブおよび電源コンタクトプローブ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向上させ、さらにそうした接触要素の考えられる焼け焦がしを回避することを可能にする。
【００８４】
さらに、試験ヘッドは、比較的複雑なパターンによっても交互に交代する、異なる信号、特に、電源、グラウンド、または動作信号を搬送することが意図されたプローブの場合に、ガイドを全て覆うことが可能であり、切り抜いてはならない、導電部の複雑な構成を必要としない。
【００８５】
最後に、その部分または導電性ガイドに電気的に接続された好適なコンデンサを収容する、信号、特に、グラウンドおよび電源リファレンスをフィルタリングする点で改善された特性を有し、および、そういうものとして、周波数特性を向上させることができる試験ヘッドを得ることが可能である。
【００８６】
明らかに、当該技術分野における当業者は、不特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上記試験ヘッドに対して、本発明の範囲内に全て含まれる数多くの修正および変形を行うことができる。
【図１】
2020509372.tif 000003
【図２】
2020509372.tif 000004
【図３Ａ】
2020509372.tif 000005
【図３Ｂ】
2020509372.tif 000006
【図４Ａ】
2020509372.tif 000007
【図４Ｂ】
2020509372.tif 000008
【図４Ｃ】
2020509372.tif 000009
【図４Ｄ】
2020509372.tif 000010
【図５Ａ】
2020509372.tif 000011
【図５Ｂ】
2020509372.tif 000012
【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（１６）の機能を検証するように構成された試験ヘッド（１０）であって、前記試験ヘッド（１０）が、複数のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）を備えた少なくとも１つのガイド（１４、１３、２４）と、前記複数のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）内に収容された、コンタクトプローブ（２０Ａ）の少なくとも第１の群およびコンタクトプローブ（２０Ｂ）の第２の群とを備え、前記コンタクトタクトプローブ（２０Ａ、２０Ｂ）各々が、第１の端領域（１２Ａ）と第２の端領域（１２Ｂ）との間を延在する本体（１２Ｃ）を備え、前記少なくとも１つのガイド（１４、１３、２４）が、少なくとも１つの導電部（２２、２３、２４）を備え、前記少なくとも１つの導電部（２２、２３、２４）は、収容用のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）の少なくとも１つの群を含み、前記少なくとも１つの導電部（２２、２３、２４）は、その中に実現された前記収容用のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ、２４Ａ）内を摺動する、前記第１の群の前記コンタクトプローブ（２０Ａ）を電気的に接続し、同じ信号を搬送するように構成され、前記第２の群の前記コンタクトプローブ（２０Ｂ）各々は、前記第２の群の前記コンタクトプローブ（２０Ｂ）を前記導電部（２２、２３、２４）と絶縁するように、絶縁材料でできており、前記本体（１２Ｃ）に沿って延在する被覆層（２１）によって取り囲まれた、試験ヘッド（１０）。
【請求項２】
前記導電部（２２、２３、２４）が、グラウンドリファレンス、電源リファレンス、または動作信号リファレンスから選択される共通信号リファレンス（Ｖｃｏｍ）に接続可能である、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項３】
前記導電部（２２、２３）が、前記ガイド（１４、１３）の１つの面（Ｆａ、Ｆｂ）に対応している、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項４】
前記導電部（２２）が、前記収容用のガイド穴（１４Ａ）内を少なくとも部分的に延在する直交部分（２２ｗ）を備える、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの導電部（２２、２３）が、前記ガイド（１４、１３）全部を覆う、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの導電部（２４）が、完全な導電性の前記ガイド（２４）によって製作される、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項７】
前記完全な導電性のガイド（２４）が、前記試験ヘッド（１０）の上方の前記ガイド（１３）、下方の前記ガイド（１４）、またはさらなるガイドの間で選ばれる、請求項６に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項８】
前記被覆層（２１）が、２μｍより小さい、好ましくは０．２μｍより小さい厚さを有する薄膜状である、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項９】
前記被覆層（２１）が、高分子、または有機絶縁材料から選択される絶縁材料、好ましくは、窒化物、酸化アルミニウム、アルミナ、またはＤＬＣ、ダイヤモンド状炭素、から選択される、高硬度を有する絶縁材料によって実現される、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１０】
前記被覆層（２１）が、前記第２の群の前記コンタクトプローブ（２０Ｂ）の前記端領域（１２Ａ、１２Ｂ）以外の全体に沿って延在する、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１１】
前記被覆層（２１）が、前記第２の群の前記コンタクトプローブ（２０Ｂ）の前記本体（１２Ｃ）の部分（１２Ｄ）内のみで延在し、前記部分（１２Ｄ）は、前記試験ヘッド（１０）の動作中に前記少なくとも１つのガイド（１４、１３）の対応する収容用のガイド穴（１４Ａ、１３Ａ）内に収容される対象のものである、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの導電部（２２、２３、２４）が、導電材料、好ましくは、銅、金、銀、パラジウム、ロジウム、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、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのガイド（１４、２４）が前記被試験デバイス（１６）の近傍に配置された、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの導電部（２２、２３、２４）に電気的に接続された、コンデンサなどの回路部品、好ましくはフィルタリング要素（２５）をさらに備える、請求項１に記載の試験ヘッド（１０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
さらに、試験ヘッドの周波数特性を向上させる必要性が、当該技術分野において持続している。
インピーダンスマッチング機能を有し、狭ピッチ配置に対応することができるプローブが、Ｍｉｃｒｏｎｉｃｓ  Ｊａｐａｎ  Ｃｏ．  Ｌｔｄ．の名義による、特開第２０１４−１１２０４６号公報において公開された日本特許出願によって知られている。他の公知のプローブヘッドは、Ｄｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．（ＩＢＭ）の名義による米国特許出願公開第２０１４／００６２５１９号明細書、およびＷｉｌｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．  Ｌｔｄ．の名義による韓国登録特許第１０１４２１０５１号公報において公開された韓国特許出願に開示されている。
【国際調査報告】
2020509372.tif 000013
2020509372.tif 000014
2020509372.tif 000015