JP2017515126A - 電子デバイステスト装置用極端温度プローブカード - Google Patents

Abstract

電子デバイスのテスト装置用のプローブカードが開示される。これは、複数の接触プローブ（２２）を収容し、各接触プローブ（２２）が被検デバイス（２５）の接触パッド上に当接するのに適した少なくとも１つの接触端を有する、少なくとも１つのテストヘッド（２１）と、補強材（２４）及び中間支持体（２６、３３）に連結されたテストヘッド（２１）の支持プレート（２３）とを備える。中間支持体は、支持プレート（２３）に結合されてその両面上に形成された接触パッド間の距離を空間的に変換するのに好適となっている。好都合なことにプローブカードは中間支持体（２６、３３）と連結された支持体（２８）を備えている。中間支持体（２６、３３）は、プリント回路板技術に適合し、かつ熱膨張係数が１０×１０−６より大きい材料で作られている。支持体（２８）は、熱膨張係数が６×１０−６より小さい金属材料でできている。

Description

本発明は電子デバイステスト装置用のプローブカードに関する。

本発明は、これに限定するものではないが特に極端温度で使用するプローブカードに関し、以下の記述は、単に説明の単純化のためにこの応用分野を参照して行う。

周知のようにプローブカードは本質的には、微細構造、特には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、その機能テスト、特には電気テスト、あるいは汎用テストを遂行するテスト装置の対応するチャネルに配置して電気接触を取るための装置である。

集積回路に対して遂行するテストでは、製造段階において既に生じた欠陥デバイスを検出、分離することが特に必要とされる。一般的にプローブカードは、切断（個片化）してチップパッケージ内に搭載する前に、ウェハ上の集積回路を電気的にテストするために使用される。

プローブカードは、本質的に複数の可動接触要素すなわち接触プローブを含むテストヘッドを備えており、そこには、被検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一部分または接触端が設けられている。ここ及び以下において端又は先端という用語は端部を意味し、これは必ずしも尖っていなくてもよい。

したがって、多くの因子の中でもとりわけ計測テストの実効性と信頼性は、デバイスとテスト装置の間の良好な電気接触の形成、したがって最適なプローブ／パッド間の電気接触の確立、に依存することが知られている。

本明細書が対象とする技術分野において集積回路テストに使用される種々のテストヘッドの中では、いわゆるカンチレバープローブ付きのテストヘッドが広く利用されている。これは、被検デバイスの上に釣り竿のように突き出すプローブがあることから、カンチレバーテストヘッドとも呼ばれている。

具体的には周知のタイプのカンチレバーテストヘッドは通常、あらかじめ設定された電気的及び機械的特性をもち、柔軟で概して糸状の複数のプローブを保持している。カンチレバーテストヘッドから片持ち支持されたプローブは、実質的に鉤型の形状をしている。これは通常鈍角の内角で、実質的に肘の様に折り畳まれた終端部分となっている。

カンチレバーテストヘッドのプローブと被検デバイスの接触パッドとの間の良好な接続は、テストヘッドをデバイスそのものに押し付けることによって確保され、このときプローブは、デバイスのテストヘッドに向かう移動とは反対方向に、（被検デバイスが画定する面に対して）垂直に折れ曲がっている。

プローブは、被検デバイスの接触パッドとの接触時、及び通常“オーバートラベル”と呼ばれるプリセットの接触点を超えた上方向へのプローブ行程時に、プローブの接触端が接触パッド上を、通常“スクラブ”と呼ばれる長さに亘ってスライドするような鉤形の形状となっている。

“垂直プローブヘッド”と称される、垂直プローブを有するテストヘッドも当分野において知られている。垂直プローブヘッドは、実質的に板状で相互に平行な、少なくとも１対のプレートすなわちダイにより保持された複数の接触プローブを本質的に備えている。これらのダイには適切な穴が設けられて相互にある距離で配置され、接触プローブの移動と起こり得る変形のために自由領域すなわち空隙を残すようになっている。１対のダイは具体的には上側ダイと下側ダイとからなる。両者にはガイド穴が設けられて、その中を一般的に電気特性と機械特性の良好な特殊合金線で形成された接触プローブが軸方向にスライドする。

またこの場合には、テストヘッドをデバイスそのものの上で押し付けることによって、上側と下側のダイに設けられたガイド穴内部で動くことのできる接触プローブがこの圧縮接触で２つのダイの間の空隙内で折れ曲がり、ガイド穴内部でスライドして、テストプローブと被検デバイスの接触パッドとの間に良好な接続が与えられる。

さらに、プローブそのもの、又はそのダイを好適に構成することで空隙内での接触プローブの折れ曲がりを促進することができる。具体的には、予め成形した接触プローブを利用するか、又はダイを構成するプレートを水平方向に好適に離間させる。

テストヘッドとしては、プローブがカードに固定結合ではなくインタフェース接続されたものが使用され、そのカードがテスト装置に接続される。これらは非固定プローブのテストヘッドと呼ばれる。

この場合接触プローブは、そのカードの複数の接触パッドに対しても端部または接触ヘッドを有している。プローブとカードの電気接触も、プローブをカードの接触パッドに押し付けることにより、被検デバイスとの接触と同様に良好に保たれる。

さらに、カードは通常補強材によって位置が保持される。テストヘッドとカードと補強材を組み合わせたものが、プローブカードを形成し、これを図１の１０で総称的かつ概略的に表す。

具体的には、カード１０はテストヘッド１を備えている。この図の例ではこれは垂直プローブヘッドとなっている。この場合、このテストヘッド１は、少なくとも１つの上側プレートすなわちダイ２と下側プレートすなわちダイ３とを備え、これらはそれぞれ上側ガイド穴と下側ガイド穴とを有しており、その内部を複数の接触プローブ４がスライドする。

各接触プローブ４は、被試験デバイス５の接触パッド上に当接する少なくとも１つの端部すなわち接触端を有し、これによりこのデバイスと、このテストヘッド１が端末要素となっているテスト装置（図示せず）との間の機械的及び電気的接触が行われる。

さらに各接触プローブ４にはさらなる接触端があり、これが一般的にカード６の複数の接触パッドに対する接触ヘッドと称されている。プローブとカードとの電気接触は、被検デバイスとの間の接触と同様にプローブをカード６の接触パッドへ押し付けることによって良好に確保される。

上記のように、カード６は補強材８によって位置が保持される。

垂直プローブ技術においては、このように接触プローブとテスト装置との間の、具体的にはその接触ヘッドに対応した接触、つまりカードにおける接触を良好に確保することも重要である。

テスト装置のプローブカード１０の作製にはいくつかの技術が知られている。

具体的には第１の解決方法ではプリント回路基板技術を用いてカード１０を作製する。これは普通ＰＣＢ（“Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ（プリント回路基板）”の頭文字）とも称される。この技術は、活性領域が大面積であってもそれを有するカードの作製が可能であるが、被検デバイス上で実現できる接触パッド間の最小ピッチの値に関して大きな制約を有する。

セラミックベースの技術、すなわちＭＬＣ（“Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ（多層セラミック）”の頭文字）もまた知られている。この技術では、ＰＣＢ技術に比べて非常に微細なピッチで高密度化することが可能である。ただし、テストに使用可能な最大信号数と、カードに配置可能な活性領域の最大寸法に制約がある。

ＭＬＣ技術では、剛体セラミック材料で平坦度の高い基板を作製できる。これらの基板は変形や局所外力を掛けることができず、もしそうすれば割れるリスクがある。ただし、ピボットとして作用する中央ねじと対向バネに連結された側部調節ねじとを設けて、基板そのものが画定する面を傾斜させることができる。

最後に、いわゆるハイブリッド技術を使用することもできる。これは、テストヘッドが通常インタポーザと称する中間プレートを介在して接続され、次にこのインタポーザが、通常はプラグと称されて半田ブリッジでカードに接続された、機械的支持体に接続される。この技術は、表面、ピッチ、信号密度における柔軟性が非常に大きいが、扱える信号の最大数に制限があり、また電磁性能も最悪である。ハイブリッド技術の見逃せない欠点は、自動化が困難なことである。

中間プレート（インタポーザ）の厚さは、一般に大変小さく、０．５〜３ｍｍの範囲である。したがって、平坦性に顕著な問題があることは注意すべきである。補強材に連結することで、アセンブリ全体をより強固で耐久性のあるものとし、中間プレートの平坦性の欠陥を一部低減することが可能である。ただしその結果、この技術で作製したカードの操作性が損なわれることが多い。

プローブカードを構成する要素を逆（reciprocal）に配置することもまた、非常に重要なパラメータである。具体的には、異なる試験方法では、極端な温度にプローブカードが耐えることが要求される。しかしそのような場合、プローブカードを構成する要素の温度膨張によりその適切な動作が損なわれることがある。実際に、既知のタイプのプローブカードを構成する要素は普通ねじ止めされている。従って温度テスト中に、これらの要素を構成する材料の温度膨張係数の違いにより、またねじが与える拘束力によって、その要素が湾曲して、プローブカード全体として誤動作したり、あるいは少なくとも被検デバイスの接触パッドとの接触不良を起こしたりする。

本発明の技術課題は、特にウェハ上に集積された電子デバイスのためのテスト装置に接続する複数の接触プローブを備えるテストヘッドの支持に好適なプローブカードであって、既知の技術で作製されたプローブカードで現在経験される制限や欠点を克服可能とし、特に極端な温度においても適切なテストの実行を保証可能な構造上及び機能上の特性を有するプローブカードを提供することにある。

本発明の基本にある解決案は、全体として１つの熱膨張係数を持てるようにして、テスト中、特に極端温度においても、プローブカードを構成する要素の熱膨張による寸法変化を可能な限り制限することができるようにするために、ＰＣＢ技術で実現されたインタポーザに連結された金属支持体を実現することである。

このような解決案に基づき、以下の電子デバイステスト装置用のプローブカードにより技術課題が解決される。これは、複数の接触プローブを収容し、各接触プローブが被検デバイスの接触パッドへの当接に適した少なくとも１つの接触端を有する少なくとも１つのテストヘッドと、補強材及び中間支持体に連結されたテストヘッドの支持プレートであって、中間支持体が支持プレートに結合されてその両面上に形成された接触パッド間の距離の空間的変換を提供するように構成されている、支持プレートと、を備え、中間支持体と一体化された支持要素を備え、中間支持体はプリント回路板に適合する熱膨張係数が１０×１０^−６より大きい材料で形成されており、支持体は熱膨張係数が６×１０^−６より小さい金属材料でできていることを特徴としている。

より具体的には、本発明は以下の追加的で任意選択の特徴を個別に、または必要に応じて組合せて備えている。

本発明の一態様によれば、プローブカードは、更なる中間支持体を備えている。この更なる中間支持体は、その両面に作製された接触パッド間の距離をさらに空間変換するに好適となっており、また接続要素によって中間支持体に連結されている。この支持体は中間支持体と一体化されており、またテストヘッドの接触プローブはこの更なる中間支持体に接触している。

具体的にはこの中間支持体は、熱膨張係数が１０×１０^−６から１４×１０^−６の範囲にあり、好ましくは約１２×１０^−６である。

本発明のこの態様によれば、この中間支持体は熱膨張係数が１０×１０^−６より大きい有機材料またはセラミック材料で作られていてもよい。

本発明の別の態様によれば、この更なる中間支持体は熱膨張係数が約４×１０^−６であるシリコンでできていてもよい。

さらに、この支持体はニッケル濃度が３０％より大きいニッケル−鉄合金でできていてもよい。

具体的にこのニッケル−鉄合金はニッケル組成が４２％の、４２アロイ、ｎｉｌｏ（登録商標）４２、ｉｖａｒ４２、又はＮｉＦｅ４２などの既知の合金の中から選択される。
本発明の別の態様によれば、この支持体は中間支持体に接着固定されてもよい。

さらに、本発明の別の態様によれば、プローブカードには、補強材を支持体に連結してこの支持体を好適に傾斜させるのに適した、調節システムがさらに含まれてもよい。

具体的にはこの調節システムは、支持体の面上に分散され、この支持体と補強材にねじ止めされた、複数のねじを備えてもよい。

この調節システムは、実質的に平行六面体の形状を有する支持体のコーナに配置された調整ねじと、支持体の実質的に中心に配置されたピボットとして作用する少なくとも１つの支持ねじとを備えてもよい。

最後にこれらの調節ねじは、一般ねじ、植込みボルト、ボルト、又はフックシステムから選択されてもよい。

本発明によるプローブカードの特徴及び利点は、以下において添付の図面を参照して、例として挙げるがこれに限定されない本発明の実施形態の１つの説明からわかるであろう。

従来技術で作製された垂直プローブテストヘッドの支持に好適なプローブカードの概略図である。 本発明の一実施形態によるプローブカードの概略断面図である。 図２のプローブカードの概略底面図である。 本発明の代替的実施形態によるプローブカードの概略断面図である。

これらの図面、特に図２を参照して、電子デバイス、特にウェハ上に集積された電子デバイスをテストするための、複数の接触プローブのある少なくとも１つのテストヘッドを備えたプローブカードを、全体として２０で表す。

図面は本発明によるカードの概略図であって、寸法通りではなく、むしろ本発明の重要な特徴点を強調するように描かれていることに留意されたい。

さらに、図に例示された本発明の様々な態様は、明らかに互いに組み合わせ可能であり、１つの実施形態と他の実施形態の間で交換可能である。

具体的には図２に示すように、プローブカード２０は、複数の接触プローブ２２を収容しているテストヘッド２１と、通常ＰＣＢとして称される支持プレート２３と、補強材２４とを備えている。

プローブカード２０はテスト装置（図示せず）への接続に好適である。具体的には図に示した実施例において、テストヘッド２１は垂直タイプであり、少なくとも上側プレートすなわちダイ２１Ａと下側プレートすなわちダイ２１Ｂとを備え、それぞれが穴を有しており、接触プローブ２２がその中をスライドする。単なる一例として、テストヘッド２１は、上側ダイ２１Ａと下側ダイ２１Ｂの間に配置されたプローブの格納要素２１Ｃもまた備えている。

いずれにしても、接触プローブ２２は被検デバイス２５の対応する接触パッドへの当接に好適な端部すなわち接触端２２’を備えている。これは被検デバイスとプローブカード２０、そしてそこに接続されているテスト装置との間の所望の接触、具体的には電気接触を実現するためである。

プローブカード２０には、適切なコネクタ２７によって支持プレート２３に連結された、中間支持体すなわちインタポーザ２６も含まれている。

中間支持体すなわちインタポーザ２６は、その対向する両面に形成された接触パッド間距離の空間的変換に好適であることに注意すべきである。具体的には、インタポーザ２６は、その１つの側であるテストヘッド２１に面する第１の側に形成されて、被検デバイス２５の接触パッドと同じような、特には等しい密度又はピッチを有する第１の複数の接触パッドと、反対の第２の側に形成されて、プリント回路板すなわちＰＣＢである支持プレート２３に接続された、第２の複数の接触パッドとを備えることができる。より具体的には、第２の複数の接触パッドは第１の複数の接触パッドに比べて密度が低く、インタポーザ２６内には、第１と第２の複数の接触パッドの間のアドレス付けを実現するための好適な電気接続が与えられている。

プローブがインタポーザ２６に直接はんだ付けされた、いわゆるマイクロカンチレバーのようなマイクロメカニカル方式のテストヘッドを利用することも可能である。本発明は、特定の１つの方式のテストヘッドに限定されるものではない。

プローブカード２０は、支持体２８、具体的にはインタポーザ２６と一体化された金属プラグをさらに備えている。より具体的には、この支持体２８はインタポーザ２６に接着固定されている。あるいはそれに替わって、インタロック手段、フック手段、あるいはねじ止め手段によって支持体２８とインタポーザ２６を連結することが可能である。

これは、テストヘッド２１の接触プローブ２２の接触ヘッドが確実に適切かつ同時の接触をするために、中間支持体すなわちインタポーザ２６の平坦性を確保することが極めて重要であることは明らかである。

支持体２８をインタポーザ２６と一体化するために金属プラグを使用すると、たとえそれが精度の悪いことで知られているＰＣＢ技術で作られていたとしても、その平坦性の欠陥を減らすことができる。

さらに、支持要素２８があることで、具体的にテストヘッド２１の接触プローブ２２より生じる数十ｋｇの荷重を、インタポーザ２６は反りなしで、したがってテスト時にプローブそのものとの接触を損ねることなしに、支持することが可能である。

この支持体２８、具体的には金属プラグを使用することでインタポーザ２６を実質的に変形なく平坦に維持可能であり、プローブカード２０のテストヘッド２１における接触プローブ２２のオーバートラベルを適切に制御できる。

さらに、インタポーザ２６と支持体２８を構成する材料を適切に選択することで、適切な熱膨張係数（ＣＴＥ：“Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ”の頭文字）を有する、接触プローブ２２付き接触システムを実現可能であり、プローブカード２０を極端な温度での適用に好適とすることができる。

実際に、インタポーザ２６を、マイクロプリント回路基板、すなわち熱膨張係数ＣＴＥが高い材料で実行することが知られている。これは具体的には、熱膨張係数ＣＴＥが１０×１０^−６より大きく、より具体的には１０×１０^−６〜１４×１０^−６の間、そして好ましくは約１２×１０^−６である。前述したように、この支持体２６の上にテストヘッド２１が取り付けられる。これは熱膨張係数ＣＴＥが低いことが知られており、具体的には６×１０^−６より低く、より具体的には３×１０^−６〜６×１０^−６の範囲であり、好ましくは約５×１０^−６である。

このことから、極端な温度、具体的には−５０℃から２００℃の間でプローブカード２０を動作させると、テストヘッド２１の接触プローブ２２の接触ヘッドとインタポーザ２６上に作製されたパッドとの間に、まさに熱膨張係数ＣＴＥの差により位置合わせ不良が生じることは明らかである。

インタポーザ２６と支持体２８のアセンブリの熱膨張係数ＣＴＥの値を約６×１０^−６に下げて、これも６×１０^−６よりも低い熱膨張係数ＣＴＥを持つテストヘッド２１とのずれを低減あるいは理想的には排除するために、熱膨張係数ＣＴＥが６×１０^−６よりも低く、好ましくは約３×１０^−６の材料で作られた支持体２８をインタポーザ２６に連結すると好都合である。

支持体２８は好ましくは、ニッケル濃度が３０％より大きい、ニッケル−鉄合金で作られた金属プラグで実現される。一例を挙げるとニッケル含有量が４２％である、４２アロイ、ｎｉｌｏ（登録商標）４２、ｉｖａｒ ４２、ＮｉＦｅ ４２などの既知の合金の使用が可能である。これらは実質的にはニッケルを多く添加したステンレススチールである。

好ましくはインタポーザ２６に接着固定されるこの支持体２８を使うと、約７×１０^−６の熱膨張係数ＣＴＥが得られ、そうして得られた回路は極端温度においても利用可能であることが実証される。支持体２８−インタポーザ２６のアセンブリの熱膨張係数ＣＴＥは、要素を構成する層の厚さと数に基づいて、要素の熱膨張係数ＣＴＥの加重平均で与えられることに特に注意されたい。

したがって、プローブカード２０全体は、熱膨張係数ＣＴＥが制御されたシステムとなっている。

プローブカード２０には少なくとも１つの調節システム３０も含まれており、これは補強材２４と支持体２８を連結するのに好適であり、支持体２８に連結されたインタポーザ２６の傾きを調節できる。

調節システム３０は、この支持体２８の面上に分散され、この支持体２８と補強材２４の間にねじ止めされた複数のねじ３１、３２を備えてもよい。

より具体的には図３に示すように、調節システム３０は、実質的に平行六面体の形状を有する支持体２８のコーナに配置された調整ねじ３１と、支持体２８の実質的に中心に配置されてピボットとして作用する少なくとも１つの支持ねじ３２とを備えてもよい。

具体的には調節ねじ３１は、支持ねじ３２を枢軸として支持体２８を適宜傾斜させるように使われる。

より具体的には一例として、一般ねじ、植込みボルト、ボルト、又はフックシステムなどの使用が可能である。

各調節ねじ及び支持ねじには、小さい四角形のものやワッシャなどのスペーサ要素（図示せず）もまた備えることができる。これは適宜に穴あけされてねじそのものを貫通させ、支持要素２８あるいは補強材２４にねじが掛ける局所荷重の解放に適している。

プローブカード２０は、テスト装置（図示せず）の押圧要素２９に接触して、支持要素２８に接触していない部分でインタポーザ２６を押すことができ、その全体の平坦度を向上させるのに好適となっていることを注意されたい。

図４には、本発明によるプローブカードの代替的実施形態が示されている。この全体を符号２０’で示す。記述を不必要に煩雑としないために、図２に示したカードの要素と構造及び機能で類似の要素に対しては同じ参照番号を付与し、ここでその詳細説明は繰り返さない。

プローブカード２０’には、具体的には有機物又はセラミックの第１の中間支持体すなわち第１のインタポーザ３３と、これに具体的には半田バンプ又は半田ボールである接続要素３４によって連結された、具体的にはシリコン製の更なる又は第２の中間支持体すなわち第２のインタポーザ３５とが備えられている。

支持体２８は第１のインタポーザ３３に具体的には接着によって接続され、テストヘッド２１の接触プローブ２２は第２のインタポーザ３５に接触している。

この場合にも、第１と第２のインタポーザ３３、３５と支持体２８の材料を適切に選択することで、好適な熱膨張係数ＣＴＥを有し、プローブカード２０の極端温度への適用を可能とする接触プローブ２２を有する接触システムの実現が可能となる。

具体的には第１のインタポーザ３３は、有機多層技術（ＭＬＯ：“ＭｕｌｔｉＬａｙｅｒ Ｏｒｇａｎｉｃ”の頭文字）を利用した有機材料製であるか、又は多層セラミック技術（ＭＬＣ：“ＭｕｌｔｉＬａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ”の頭文字）を利用したセラミック材料製であり、高熱膨張係数ＣＴＥ、具体的には１０×１０^−６より大きい熱膨張係数を有している。これらの材料は既知の技術において一般的に使用されている。

一方、第２のインタポーザ３５はシリコン製であり、熱膨張係数ＣＴＥは約４×１０^−６である。

図２に示した第１の実施形態と同様に支持体２８は、熱膨張係数ＣＴＥが６×１０^−６よりも低く、好ましくは約３×１０^−６の金属材料で作られている。これは、テストヘッド２１と同様の熱膨張係数ＣＴＥを有する第２のインタポーザ３５とのずれを低減あるいは理想的には排除するために、インタポーザ３３と支持体２８のアセンブリの熱膨張係数ＣＴＥを約６×１０^−６の値にまで下げるためである。

前述と同様に支持体２８は好ましくは金属プラグによって実現され、この金属プラグは、例えばニッケルが４２％である４２アロイ、ｎｉｌｏ（登録商標）４２、ｉｖａｒ４２などを使用した、ニッケル濃度が３０％を超えるニッケル−鉄合金で作られている。

この場合、図４の実施形態の変形によって実現されたプローブカード２０’もまた、極端温度において効果的に使用可能であることが実証される。プローブカード２０’もまた、熱膨張係数ＣＴＥが制御されたシステムとなっている。

第２のインタポーザ３５の存在により、その両面に作製された接触パッド間の更なる空間変換を行うことが可能であることを特に注意されたい。具体的には第２のインタポーザ３５は、被検デバイス３５の接触パッドと同じような距離、具体的には等しい距離を有する接触パッドを作製可能とするために、シリコンで作られている。そのようにして、本発明によれば、第１のインタポーザ２６を実現するプリント回路板技術すなわちＰＣＢ技術で達成される接触パッド間距離よりも小さい距離を持つ集積回路のテストを遂行することも可能である。

より具体的には、第２のシリコンインタポーザ３５は、テストヘッド２１に面する第１の側に形成され、被検デバイス２５の接触パッドの密度又はピッチと類似、特には等しい密度又はピッチを有する第１の複数の接触パッドと、第２の側に形成され、接続要素３４によって第１のインタポーザ３３に接続された第２の複数の接触パッドとを備えることができる。ここで第２の複数の接触パッドは第１の複数の接触パッドに比べて密度が低く、それによって第１のインタポーザ３３の接触パッドに要求される密度を下げることが可能である。第２のシリコンインタポーザ３５はまた、その第１の複数の接触パッドと第２の複数の接触パッドとの間のアドレス付けをするためにも使用される。

結論として本発明によれば、極端な動作温度、具体的には構成要素に熱膨張を起こさせる温度においても適切に動作可能なプローブカードが得られ、それによって現在市販されているプローブの欠点が克服されるので、有利である。

選択された材料、及びインタポーザ３５とその支持要素が形成するシステム全体の熱膨張係数のおかげで、プローブカードの動作温度の上昇に伴う移動をテストヘッドに全く伝達することなしにインタポーザが膨張することができる。これにより、これまでのカードでは良好な運転に支障をきたす極端温度での動作条件においてプローブカードに適正な動作が保証される。

具体的には、プローブカードの構成により支持要素の反りが防止される。それは、ウェハとそれを囲むテスト装置との温度差に関係する温度勾配の存在が、使用材料の選択と、それによるインタポーザとその支持要素が構成するシステムの全体としての熱膨張係数とによって補償されるからであり、その結果インタポーザそのものが破損するリスクが低減される。
上記のプローブカードに対して、特定の必要性及び仕様に合わせる目的で当業者が多くの修正及び変形をすることは可能であり、それらは以下の特許請求の範囲において規定される本発明の保護範囲にすべて含まれるということを理解されたい。

本発明は電子デバイステスト装置用のプローブカードに関する。

本発明は、これに限定するものではないが特に極端温度で使用するプローブカードに関し、以下の記述は、単に説明の単純化のためにこの応用分野を参照して行う。

周知のようにプローブカードは本質的には、微細構造、特には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、その機能テスト、特には電気テスト、あるいは汎用テストを遂行するテスト装置の対応するチャネルに配置して電気接触を取るための装置である。

集積回路に対して遂行するテストでは、製造段階において既に生じた欠陥デバイスを検出、分離することが特に必要とされる。一般的にプローブカードは、切断（個片化）してチップパッケージ内に搭載する前に、ウェハ上の集積回路を電気的にテストするために使用される。

プローブカードは、本質的に複数の可動接触要素すなわち接触プローブを含むテストヘッドを備えており、そこには、被検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一部分または接触端が設けられている。ここ及び以下において端又は先端という用語は端部を意味し、これは必ずしも尖っていなくてもよい。

したがって、多くの因子の中でもとりわけ計測テストの実効性と信頼性は、デバイスとテスト装置の間の良好な電気接触の形成、したがって最適なプローブ／パッド間の電気接触の確立、に依存することが知られている。

本明細書が対象とする技術分野において集積回路テストに使用される種々のテストヘッドの中では、いわゆるカンチレバープローブ付きのテストヘッドが広く利用されている。これは、被検デバイスの上に釣り竿のように突き出すプローブがあることから、カンチレバーテストヘッドとも呼ばれている。

具体的には周知のタイプのカンチレバーテストヘッドは通常、あらかじめ設定された電気的及び機械的特性をもち、柔軟で概して糸状の複数のプローブを保持している。カンチレバーテストヘッドから片持ち支持されたプローブは、実質的に鉤型の形状をしている。これは通常鈍角の内角で、実質的に肘の様に折り畳まれた終端部分となっている。

カンチレバーテストヘッドのプローブと被検デバイスの接触パッドとの間の良好な接続は、テストヘッドをデバイスそのものに押し付けることによって確保され、このときプローブは、デバイスのテストヘッドに向かう移動とは反対方向に、（被検デバイスが画定する面に対して）垂直に折れ曲がっている。

プローブは、被検デバイスの接触パッドとの接触時、及び通常“オーバートラベル”と呼ばれるプリセットの接触点を超えた上方向へのプローブ行程時に、プローブの接触端が接触パッド上を、通常“スクラブ”と呼ばれる長さに亘ってスライドするような鉤形の形状となっている。

“垂直プローブヘッド”と称される、垂直プローブを有するテストヘッドも当分野において知られている。垂直プローブヘッドは、実質的に板状で相互に平行な、少なくとも１対のプレートすなわちダイにより保持された複数の接触プローブを本質的に備えている。これらのダイには適切な穴が設けられて相互にある距離で配置され、接触プローブの移動と起こり得る変形のために自由領域すなわち空隙を残すようになっている。１対のダイは具体的には上側ダイと下側ダイとからなる。両者にはガイド穴が設けられて、その中を一般的に電気特性と機械特性の良好な特殊合金線で形成された接触プローブが軸方向にスライドする。

またこの場合には、テストヘッドをデバイスそのものの上で押し付けることによって、上側と下側のダイに設けられたガイド穴内部で動くことのできる接触プローブがこの圧縮接触で２つのダイの間の空隙内で折れ曲がり、ガイド穴内部でスライドして、テストプローブと被検デバイスの接触パッドとの間に良好な接続が与えられる。

さらに、プローブそのもの、又はそのダイを好適に構成することで空隙内での接触プローブの折れ曲がりを促進することができる。具体的には、予め成形した接触プローブを利用するか、又はダイを構成するプレートを水平方向に好適に離間させる。

テストヘッドとしては、プローブがカードに固定結合ではなくインタフェース接続されたものが使用され、そのカードがテスト装置に接続される。これらは非固定プローブのテストヘッドと呼ばれる。

この場合接触プローブは、そのカードの複数の接触パッドに対しても端部または接触ヘッドを有している。プローブとカードの電気接触も、プローブをカードの接触パッドに押し付けることにより、被検デバイスとの接触と同様に良好に保たれる。

さらに、カードは通常補強材によって位置が保持される。テストヘッドとカードと補強材を組み合わせたものが、プローブカードを形成し、これを図１の１０で総称的かつ概略的に表す。

具体的には、カード１０はテストヘッド１を備えている。この図の例ではこれは垂直プローブヘッドとなっている。この場合、このテストヘッド１は、少なくとも１つの上側プレートすなわちダイ２と下側プレートすなわちダイ３とを備え、これらはそれぞれ上側ガイド穴と下側ガイド穴とを有しており、その内部を複数の接触プローブ４がスライドする。

各接触プローブ４は、被試験デバイス５の接触パッド上に当接する少なくとも１つの端部すなわち接触端を有し、これによりこのデバイスと、このテストヘッド１が端末要素となっているテスト装置（図示せず）との間の機械的及び電気的接触が行われる。

さらに各接触プローブ４にはさらなる接触端があり、これが一般的にカード６の複数の接触パッドに対する接触ヘッドと称されている。プローブとカードとの電気接触は、被検デバイスとの間の接触と同様にプローブをカード６の接触パッドへ押し付けることによって良好に確保される。

上記のように、カード６は補強材８によって位置が保持される。

垂直プローブ技術においては、このように接触プローブとテスト装置との間の、具体的にはその接触ヘッドに対応した接触、つまりカードにおける接触を良好に確保することも重要である。

テスト装置のプローブカード１０の作製にはいくつかの技術が知られている。

具体的には第１の解決方法ではプリント回路基板技術を用いてカード１０を作製する。これは普通ＰＣＢ（“Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ（プリント回路基板）”の頭文字）とも称される。この技術は、活性領域が大面積であってもそれを有するカードの作製が可能であるが、被検デバイス上で実現できる接触パッド間の最小ピッチの値に関して大きな制約を有する。

セラミックベースの技術、すなわちＭＬＣ（“Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ（多層セラミック）”の頭文字）もまた知られている。この技術では、ＰＣＢ技術に比べて非常に微細なピッチで高密度化することが可能である。ただし、テストに使用可能な最大信号数と、カードに配置可能な活性領域の最大寸法に制約がある。

ＭＬＣ技術では、剛体セラミック材料で平坦度の高い基板を作製できる。これらの基板は変形や局所外力を掛けることができず、もしそうすれば割れるリスクがある。ただし、ピボットとして作用する中央ねじと対向バネに連結された側部調節ねじとを設けて、基板そのものが画定する面を傾斜させることができる。

最後に、いわゆるハイブリッド技術を使用することもできる。これは、テストヘッドが通常インタポーザと称する中間プレートを介在して接続され、次にこのインタポーザが、通常はプラグと称されて半田ブリッジでカードに接続された、機械的支持体に接続される。この技術は、表面、ピッチ、信号密度における柔軟性が非常に大きいが、扱える信号の最大数に制限があり、また電磁性能も最悪である。ハイブリッド技術の見逃せない欠点は、自動化が困難なことである。

中間プレート（インタポーザ）の厚さは、一般に大変小さく、０．５〜３ｍｍの範囲である。したがって、平坦性に顕著な問題があることは注意すべきである。補強材に連結することで、アセンブリ全体をより強固で耐久性のあるものとし、中間プレートの平坦性の欠陥を一部低減することが可能である。ただしその結果、この技術で作製したカードの操作性が損なわれることが多い。

プローブカードを構成する要素を逆（reciprocal）に配置することもまた、非常に重要なパラメータである。具体的には、異なる試験方法では、極端な温度にプローブカードが耐えることが要求される。しかしそのような場合、プローブカードを構成する要素の温度膨張によりその適切な動作が損なわれることがある。実際に、既知のタイプのプローブカードを構成する要素は普通ねじ止めされている。従って温度テスト中に、これらの要素を構成する材料の温度膨張係数の違いにより、またねじが与える拘束力によって、その要素が湾曲して、プローブカード全体として誤動作したり、あるいは少なくとも被検デバイスの接触パッドとの接触不良を起こしたりする。
米国特許出願第２００２／０１０９５１４号明細書には、中間プレートがＭＬＣ空間変換器とＰＣＢの間に配置され、ＭＬＣ空間変換器とＰＣＢとの間の電気接続がファズボタン（登録商標）で実現され、ＰＣＢは電気接続を保ったままＭＬＣとは異なる膨張率で自由に熱膨張できる、プローブカードアセンブリが開示されている。
さらに、米国特許出願第２００８／０１５７７９０号明細書には、中間プレートに連結される、内側部材と外側部材から成る補強材アセンブリが開示され、そこでは複数の位置合わせ機構によって外側部材に対する内側部材の調節が可能であり、そのアセンブリの部品間での熱移動を低減できる。

本発明の技術課題は、特にウェハ上に集積された電子デバイスのためのテスト装置に接続する複数の接触プローブを備えるテストヘッドの支持に好適なプローブカードであって、既知の技術で作製されたプローブカードで現在経験される制限や欠点を克服可能とし、特に極端な温度においても適切なテストの実行を保証可能な構造上及び機能上の特性を有するプローブカードを提供することにある。

本発明の基本にある解決案は、全体として１つの熱膨張係数を持てるようにして、テスト中、特に極端温度においても、プローブカードを構成する要素の熱膨張による寸法変化を可能な限り制限することができるようにするために、ＰＣＢ技術で実現されたインタポーザに連結された金属支持体を実現することである。

このような解決案に基づき、以下の電子デバイステスト装置用のプローブカードにより技術課題が解決される。これは、複数の接触プローブを収容し、各接触プローブが被検デバイスの接触パッドへの当接に適した少なくとも１つの接触端を有する少なくとも１つのテストヘッドと、補強材及び中間支持体に連結されたテストヘッドの支持プレートであって、中間支持体が支持プレートに結合されてその両面上に形成された接触パッド間の距離の空間的変換を提供するように構成されている、支持プレートと、を備え、中間支持体と接着固定された支持要素を備え、中間支持体はプリント回路板に適合する熱膨張係数が１０×１０^−６ ℃ ^−１ より大きくかつ１４×１０ ^−６ ℃ ^−１ より小さい材料で形成されており、支持体は熱膨張係数が０℃ ^−１ より大きくかつ６×１０^−６ ℃ ^−１ より小さい金属材料で形成されていることを特徴としている。

より具体的には、本発明は以下の追加的で任意選択の特徴を個別に、または必要に応じて組合せて備えている。

本発明の一態様によれば、プローブカードは、更なる中間支持体を備えている。この更なる中間支持体は、その両面に作製された接触パッド間の距離をさらに空間変換するに好適となっており、また接続要素によって中間支持体に連結されている。この支持体は中間支持体に接着固定されており、またテストヘッドの接触プローブはこの更なる中間支持体に接触している。

具体的にはこの中間支持体は、熱膨張係数が約約１２×１０^−６ ℃ ^−１ である。

本発明のこの態様によれば、この中間支持体は熱膨張係数が１０×１０^−６ ℃ ^−１ より大きい有機材料またはセラミック材料で作られていてもよい。

本発明の別の態様によれば、この更なる中間支持体は熱膨張係数が約４×１０^−６ ℃ ^−１ であるシリコンでできていてもよい。

さらに、この支持体はニッケル濃度が３０％より大きいニッケル−鉄合金でできていてもよい。

具体的にこのニッケル−鉄合金はニッケル組成が４２％の、４２アロイ、ｎｉｌｏ（登録商標）４２、ｉｖａｒ４２、又はＮｉＦｅ４２などの既知の合金の中から選択される。

さらに、本発明の別の態様によれば、プローブカードには、補強材を支持体に連結してこの支持体を好適に傾斜させるのに適した、調節システムがさらに含まれてもよい。

具体的にはこの調節システムは、支持体の面上に分散され、この支持体と補強材にねじ止めされた、複数のねじを備えてもよい。

この調節システムは、実質的に平行六面体の形状を有する支持体のコーナに配置された調整ねじと、支持体の実質的に中心に配置されたピボットとして作用する少なくとも１つの支持ねじとを備えてもよい。

最後にこれらの調節ねじは、一般ねじ、植込みボルト、ボルト、又はフックシステムから選択されてもよい。

本発明によるプローブカードの特徴及び利点は、以下において添付の図面を参照して、例として挙げるがこれに限定されない本発明の実施形態の１つの説明からわかるであろう。

従来技術で作製された垂直プローブテストヘッドの支持に好適なプローブカードの概略図である。 本発明の一実施形態によるプローブカードの概略断面図である。 図２のプローブカードの概略底面図である。 本発明の代替的実施形態によるプローブカードの概略断面図である。

これらの図面、特に図２を参照して、電子デバイス、特にウェハ上に集積された電子デバイスをテストするための、複数の接触プローブのある少なくとも１つのテストヘッドを備えたプローブカードを、全体として２０で表す。

図面は本発明によるカードの概略図であって、寸法通りではなく、むしろ本発明の重要な特徴点を強調するように描かれていることに留意されたい。

さらに、図に例示された本発明の様々な態様は、明らかに互いに組み合わせ可能であり、１つの実施形態と他の実施形態の間で交換可能である。

具体的には図２に示すように、プローブカード２０は、複数の接触プローブ２２を収容しているテストヘッド２１と、通常ＰＣＢとして称される支持プレート２３と、補強材２４とを備えている。

プローブカード２０はテスト装置（図示せず）への接続に好適である。具体的には図に示した実施例において、テストヘッド２１は垂直タイプであり、少なくとも上側プレートすなわちダイ２１Ａと下側プレートすなわちダイ２１Ｂとを備え、それぞれが穴を有しており、接触プローブ２２がその中をスライドする。単なる一例として、テストヘッド２１は、上側ダイ２１Ａと下側ダイ２１Ｂの間に配置されたプローブの格納要素２１Ｃもまた備えている。

いずれにしても、接触プローブ２２は被検デバイス２５の対応する接触パッドへの当接に好適な端部すなわち接触端２２’を備えている。これは被検デバイスとプローブカード２０、そしてそこに接続されているテスト装置との間の所望の接触、具体的には電気接触を実現するためである。

プローブカード２０には、適切なコネクタ２７によって支持プレート２３に連結された、中間支持体すなわちインタポーザ２６も含まれている。

中間支持体すなわちインタポーザ２６は、その対向する両面に形成された接触パッド間距離の空間的変換に好適であることに注意すべきである。具体的には、インタポーザ２６は、その１つの側であるテストヘッド２１に面する第１の側に形成されて、被検デバイス２５の接触パッドと同じような、特には等しい密度又はピッチを有する第１の複数の接触パッドと、反対の第２の側に形成されて、プリント回路板すなわちＰＣＢである支持プレート２３に接続された、第２の複数の接触パッドとを備えることができる。より具体的には、第２の複数の接触パッドは第１の複数の接触パッドに比べて密度が低く、インタポーザ２６内には、第１と第２の複数の接触パッドの間のアドレス付けを実現するための好適な電気接続が与えられている。

プローブがインタポーザ２６に直接はんだ付けされた、いわゆるマイクロカンチレバーのようなマイクロメカニカル方式のテストヘッドを利用することも可能である。本発明は、特定の１つの方式のテストヘッドに限定されるものではない。

プローブカード２０は、支持体２８、具体的にはインタポーザ２６と一体化された金属プラグをさらに備えている。より具体的には、この支持体２８はインタポーザ２６に接着固定されている。あるいはそれに替わって、インタロック手段、フック手段、あるいはねじ止め手段によって支持体２８とインタポーザ２６を連結することが可能である。

これは、テストヘッド２１の接触プローブ２２の接触ヘッドが確実に適切かつ同時の接触をするために、中間支持体すなわちインタポーザ２６の平坦性を確保することが極めて重要であることは明らかである。

支持体２８をインタポーザ２６と一体化するために金属プラグを使用すると、たとえそれが精度の悪いことで知られているＰＣＢ技術で作られていたとしても、その平坦性の欠陥を減らすことができる。

さらに、支持要素２８があることで、具体的にテストヘッド２１の接触プローブ２２より生じる数十ｋｇの荷重を、インタポーザ２６は反りなしで、したがってテスト時にプローブそのものとの接触を損ねることなしに、支持することが可能である。

この支持体２８、具体的には金属プラグを使用することでインタポーザ２６を実質的に変形なく平坦に維持可能であり、プローブカード２０のテストヘッド２１における接触プローブ２２のオーバートラベルを適切に制御できる。

さらに、インタポーザ２６と支持体２８を構成する材料を適切に選択することで、適切な熱膨張係数（ＣＴＥ：“Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ”の頭文字）を有する、接触プローブ２２付き接触システムを実現可能であり、プローブカード２０を極端な温度での適用に好適とすることができる。

実際に、インタポーザ２６を、マイクロプリント回路基板、すなわち熱膨張係数ＣＴＥが高い材料で実行することが知られている。これは具体的には、熱膨張係数ＣＴＥが１０×１０^−６ ℃ ^−１ より大きく、より具体的には１０×１０^−６ ℃ ^−１ 〜１４×１０^−６ ℃ ^−１ の間、そして好ましくは約１２×１０^−６ ℃ ^−１ である。前述したように、この支持体２６の上にテストヘッド２１が取り付けられる。これは熱膨張係数ＣＴＥが低いことが知られており、具体的には６×１０^−６ ℃ ^−１ より低く、より具体的には３×１０^−６ ℃ ^−１ 〜６×１０^−６℃^−１の範囲であり、好ましくは約５×１０^−６ ℃ ^−１ である。

このことから、極端な温度、具体的には−５０℃から２００℃の間でプローブカード２０を動作させると、テストヘッド２１の接触プローブ２２の接触ヘッドとインタポーザ２６上に作製されたパッドとの間に、まさに熱膨張係数ＣＴＥの差により位置合わせ不良が生じることは明らかである。

インタポーザ２６と支持体２８のアセンブリの熱膨張係数ＣＴＥの値を約６×１０^−６ ℃ ^−１ に下げて、これも６×１０^−６ ℃ ^−１ よりも低い熱膨張係数ＣＴＥを持つテストヘッド２１とのずれを低減あるいは理想的には排除するために、熱膨張係数ＣＴＥが６×１０^−６℃^−１よりも低く、好ましくは約３×１０^−６ ℃ ^−１ の材料で作られた支持体２８をインタポーザ２６に連結すると好都合である。

支持体２８は好ましくは、ニッケル濃度が３０％より大きい、ニッケル−鉄合金で作られた金属プラグで実現される。一例を挙げるとニッケル含有量が４２％である、４２アロイ、ｎｉｌｏ（登録商標）４２、ｉｖａｒ ４２、ＮｉＦｅ ４２などの既知の合金の使用が可能である。これらは実質的にはニッケルを多く添加したステンレススチールである。

好ましくはインタポーザ２６に接着固定されるこの支持体２８を使うと、約７×１０^−６ ℃ ^−１ の熱膨張係数ＣＴＥが得られ、そうして得られた回路は極端温度においても利用可能であることが実証される。支持体２８−インタポーザ２６のアセンブリの熱膨張係数ＣＴＥは、要素を構成する層の厚さと数に基づいて、要素の熱膨張係数ＣＴＥの加重平均で与えられることに特に注意されたい。

したがって、プローブカード２０全体は、熱膨張係数ＣＴＥが制御されたシステムとなっている。

プローブカード２０には少なくとも１つの調節システム３０も含まれており、これは補強材２４と支持体２８を連結するのに好適であり、支持体２８に連結されたインタポーザ２６の傾きを調節できる。

調節システム３０は、この支持体２８の面上に分散され、この支持体２８と補強材２４の間にねじ止めされた複数のねじ３１、３２を備えてもよい。

より具体的には図３に示すように、調節システム３０は、実質的に平行六面体の形状を有する支持体２８のコーナに配置された調整ねじ３１と、支持体２８の実質的に中心に配置されてピボットとして作用する少なくとも１つの支持ねじ３２とを備えてもよい。

具体的には調節ねじ３１は、支持ねじ３２を枢軸として支持体２８を適宜傾斜させるように使われる。

より具体的には一例として、一般ねじ、植込みボルト、ボルト、又はフックシステムなどの使用が可能である。

各調節ねじ及び支持ねじには、小さい四角形のものやワッシャなどのスペーサ要素（図示せず）もまた備えることができる。これは適宜に穴あけされてねじそのものを貫通させ、支持要素２８あるいは補強材２４にねじが掛ける局所荷重の解放に適している。

プローブカード２０は、テスト装置（図示せず）の押圧要素２９に接触して、支持要素２８に接触していない部分でインタポーザ２６を押すことができ、その全体の平坦度を向上させるのに好適となっていることを注意されたい。

図４には、本発明によるプローブカードの代替的実施形態が示されている。この全体を符号２０’で示す。記述を不必要に煩雑としないために、図２に示したカードの要素と構造及び機能で類似の要素に対しては同じ参照番号を付与し、ここでその詳細説明は繰り返さない。

プローブカード２０’には、具体的には有機物又はセラミックの第１の中間支持体すなわち第１のインタポーザ３３と、これに具体的には半田バンプ又は半田ボールである接続要素３４によって連結された、具体的にはシリコン製の更なる又は第２の中間支持体すなわち第２のインタポーザ３５とが備えられている。

支持体２８は第１のインタポーザ３３に具体的には接着によって接続され、テストヘッド２１の接触プローブ２２は第２のインタポーザ３５に接触している。

この場合にも、第１と第２のインタポーザ３３、３５と支持体２８の材料を適切に選択することで、好適な熱膨張係数ＣＴＥを有し、プローブカード２０の極端温度への適用を可能とする接触プローブ２２を有する接触システムの実現が可能となる。

具体的には第１のインタポーザ３３は、有機多層技術（ＭＬＯ：“ＭｕｌｔｉＬａｙｅｒ Ｏｒｇａｎｉｃ”の頭文字）を利用した有機材料製であるか、又は多層セラミック技術（ＭＬＣ：“ＭｕｌｔｉＬａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ”の頭文字）を利用したセラミック材料製であり、高熱膨張係数ＣＴＥ、具体的には１０×１０^−６℃^−１より大きい熱膨張係数を有している。これらの材料は既知の技術において一般的に使用されている。

一方、第２のインタポーザ３５はシリコン製であり、熱膨張係数ＣＴＥは約４×１０^−６ ℃ ^−１ である。

図２に示した第１の実施形態と同様に支持体２８は、熱膨張係数ＣＴＥが６×１０^−６ ℃ ^−１ よりも低く、好ましくは約３×１０^−６ ℃ ^−１ の金属材料で作られている。これは、テストヘッド２１と同様の熱膨張係数ＣＴＥを有する第２のインタポーザ３５とのずれを低減あるいは理想的には排除するために、インタポーザ３３と支持体２８のアセンブリの熱膨張係数ＣＴＥを約６×１０^−６ ℃ ^−１ の値にまで下げるためである。

前述と同様に支持体２８は好ましくは金属プラグによって実現され、この金属プラグは、例えばニッケルが４２％である４２アロイ、ｎｉｌｏ（登録商標）４２、ｉｖａｒ４２などを使用した、ニッケル濃度が３０％を超えるニッケル−鉄合金で作られている。

この場合、図４の実施形態の変形によって実現されたプローブカード２０’もまた、極端温度において効果的に使用可能であることが実証される。プローブカード２０’もまた、熱膨張係数ＣＴＥが制御されたシステムとなっている。

第２のインタポーザ３５の存在により、その両面に作製された接触パッド間の更なる空間変換を行うことが可能であることを特に注意されたい。具体的には第２のインタポーザ３５は、被検デバイス３５の接触パッドと同じような距離、具体的には等しい距離を有する接触パッドを作製可能とするために、シリコンで作られている。そのようにして、本発明によれば、第１のインタポーザ２６を実現するプリント回路板技術すなわちＰＣＢ技術で達成される接触パッド間距離よりも小さい距離を持つ集積回路のテストを遂行することも可能である。

より具体的には、第２のシリコンインタポーザ３５は、テストヘッド２１に面する第１の側に形成され、被検デバイス２５の接触パッドの密度又はピッチと類似、特には等しい密度又はピッチを有する第１の複数の接触パッドと、第２の側に形成され、接続要素３４によって第１のインタポーザ３３に接続された第２の複数の接触パッドとを備えることができる。ここで第２の複数の接触パッドは第１の複数の接触パッドに比べて密度が低く、それによって第１のインタポーザ３３の接触パッドに要求される密度を下げることが可能である。第２のシリコンインタポーザ３５はまた、その第１の複数の接触パッドと第２の複数の接触パッドとの間のアドレス付けをするためにも使用される。

結論として本発明によれば、極端な動作温度、具体的には構成要素に熱膨張を起こさせる温度においても適切に動作可能なプローブカードが得られ、それによって現在市販されているプローブの欠点が克服されるので、有利である。

選択された材料、及びインタポーザ３５とその支持要素が形成するシステム全体の熱膨張係数のおかげで、プローブカードの動作温度の上昇に伴う移動をテストヘッドに全く伝達することなしにインタポーザが膨張することができる。これにより、これまでのカードでは良好な運転に支障をきたす極端温度での動作条件においてプローブカードに適正な動作が保証される。

具体的には、プローブカードの構成により支持要素の反りが防止される。それは、ウェハとそれを囲むテスト装置との温度差に関係する温度勾配の存在が、使用材料の選択と、それによるインタポーザとその支持要素が構成するシステムの全体としての熱膨張係数とによって補償されるからであり、その結果インタポーザそのものが破損するリスクが低減される。

Claims (10)

1. 電子デバイスのテスト装置用のプローブカード（２０、２０’）であって、
   複数の接触プローブ（２２）を収容し、各接触プローブ（２２）が被検デバイス（２５）の接触パッドへの当接に適合された少なくとも１つの接触端を有する、少なくとも１つのテストヘッド（２１）と、
   補強材（２４）及び中間支持体（２６、３３）に連結された、前記テストヘッド（２１）の支持プレート（２３）であって、前記中間支持体は、前記支持プレート（２３）に結合されて中間支持体の両面に形成された接触パッド間の距離の空間的変換を行うように構成されている、支持プレートと、
   を備え、
   前記プローブカードは、前記中間支持体（２６、３３）と一体化された支持体（２８）を備え、
   前記中間支持体（２６、３３）は、プリント回路技術との適合性があって熱膨張係数が１０×１０^−６より大きい材料で形成されており、
   前記支持体（２８）は、熱膨張係数が６×１０^−６より小さい金属材料で形成されていることを特徴とする、プローブカード。
2. 両面に形成された接触パッド間の距離をさらに空間変換するように構成され、かつ接続要素（３４）によって前記中間支持体（３３）に連結された、更なる中間支持体（３５）を備え、前記支持体（２８）は前記中間支持体（３３）と連結され、前記テストヘッド（２１）の前記接触プローブ（２２）は前記更なる中間支持体（３５）に接触していることを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード（２０’）。
3. 前記中間支持体（２６、３３）は、熱膨張係数が１０×１０^−６から１４×１０^−６との間にあり、好ましくは約１２×１０^−６とであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプローブカード（２０、２０’）。
4. 前記中間支持体（２６、３３）は、熱膨張係数が１０×１０^−６より大きいセラミック材料または有機材料で形成されていることを特徴とする、請求項３に記載のプローブカード（２０、２０’）。
5. 前記更なる中間支持体（３５）は、熱膨張係数が約４×１０^−６であるシリコンで形成されていることを特徴とする、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のプローブカード（２０’）。
6. 前記支持体（２８）は、ニッケル濃度が３０％より大きいニッケル−鉄合金で形成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のプローブカード（２０、２０’）。
7. 前記支持体（２８）は前記中間支持体（２６、３３）に接着固定されていることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のプローブカード（２０、２０’）。
8. 前記補強材（２４）を前記支持体（２８）に連結させて前記支持体（２８）を好適に傾斜させるように構成された調節システム（３０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のプローブカード（２０、２０’）。
9. 前記制御システム（３０）は、前記支持体（２８）の面上に分散され、前記支持体（２８）と前記補強材（２４）の間にねじ止めされた、複数のねじ（３１、３２）を備えることを特徴とする、請求項８に記載のプローブカード（２０）。
10. 前記制御システム（３０）は、実質的に平行六面体の形状を有する前記支持体（２８）のコーナに配置された調整ねじ（３１）と、前記支持体（２８）の実質的に中心にあるピンとして作用する少なくとも１つの支持ねじ（３２）とを備えることを特徴とする、請求項９に記載のプローブカード（２０、２０’）。

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