JP2008539394A - プローブカードアセンブリの熱により誘起される運動に対処するための装置と方法 - Google Patents

Abstract

プローブカードアセンブリは、試験される電子デバイスと接するためのプローブを有する、プローブヘッドアセンブリを含み得る。プローブヘッドアセンブリは、配線基板と電気的に接続し、また補強板に機械的に取り付けられ得る。配線基板は試験装置との電気的接続を提供し得、また補強板は、プローブカードアセンブリを試験装置に取り付けるための構造を提供し得る。補強板は配線基板よりも大きな機械的強度を有し得、また配線基板よりも、熱により誘起される運動の影響を受けにくくし得る。配線基板は、配線基板の中央の位置で補強板に取り付けられ得る。配線基板が補強板に対して膨張および収縮し得るように、配線基板が補強板に取り付けられる他の位置に、空隙が設けられ得る。

Description

図１Ａは、新しく製造された半導体ウエハー１１２または他の電子デバイス上のダイ（図示せず）を試験するために使用される、例示的な従来技術プローブシステムを示す。図１Ａのプローブシステムは、試験ヘッド１０４およびプローバ１０２（断面図１２６にて図示し、プローバ１０２の内部の部分図を示す）を含む。半導体ウエハー１１２のダイ（図示せず）を試験するために、図１Ａに示すように、ウエハー１１２は可動の試料台１０６の上に置かれ、ウエハー１１２のダイ（図示せず）上の端子（図示せず）が、プローブカードアセンブリ１０８のプローブ１２４と接触するように、試料台１０６が動かされる。このようにしてプローブ１２４と試験されるウエハー１１２のダイ（図示せず）との間に、一時的な電気的接続が確立される。

一般的に、ケーブル１１０または他の通信手段が、試験器（図示せず）を試験ヘッド１０４に接続する。電気コネクタ１１４は、試験ヘッド１０４をプローブカードアセンブリ１０８に電気的に接続する。図１Ａに示すプローブカードアセンブリ１０８は、コネクタ１１４からプローブ基板１２２に電気的接続を提供し得る配線盤１２０を含み、前記プローブ基板はプローブ１２４に電気的接続を提供し得る。

このようにして、ケーブル１１０、試験ヘッド１０４、および電気コネクタ１１４は、試験器（図示せず）とプローブカードアセンブリ１０８との間の電気経路を提供し、プローブカードアセンブリ１０８は、これらの電気経路をプローブ１２４に延長する。このようにして、プローブ１２４が、ウエハー１１２上のダイ（図示せず）の端子（図示せず）と接する間に、ケーブル１１０、試験ヘッド１０４、電気コネクタ１１４，およびプローブカードアセンブリ１０８は、試験器（図示せず）とダイ（図示せず）との間に複数の電気経路を提供する。試験器（図示せず）は、これらのダイ（図示せず）への電気経路を通じて試験データを書き込み、試験データに応答してダイ（図示せず）によって生成される応答データは、これらの電気経路を通じて試験器（図示せず）に戻される。

特定の温度または温度の範囲にわたってウエハー１１２のダイ（図示せず）を試験することは、多くの場合有益である。この目的のために、加熱要素または冷却要素（図示せず）を試料台１０６またはプローバ１０２の他の場所に含め、試験の間ウエハー１１２を加熱または冷却することができる。たとえウエハー１１２（図示せず）が発熱し得る場合にも。加熱／冷却要素（図示せず）のどちらか、もしくはダイ（図示せず）の動作からのかかる加熱または冷却は、ウエハー１１２およびプローブ基板１２２の膨張または収縮の原因となり得、ウエハー１１２上のプローブ１２４および端子（図示せず）の位置を変化させ、それは、図１Ａの略水平な面内でのプローブ１２４と端子（図示せず）との間の不整列の原因となり得る（この水平な面は、図１Ａで「ｘ、ｙ」と表示した方向にあり、以下「ｘ、ｙ」運動と称す。図１Ａで、「ｘ」と表示した方向はページに沿って水平であり、「ｙ」と表示した方向は、ページを貫通する方向で水平であり、「ｚ」と表示した方向は上下向きである。これらの方向は相対的であり、便宜上のものであり、限定するものとして解釈されるべきではない）。かかる「ｘ、ｙ」の不整列が大きくなりすぎると、プローブ１２４は、もはや端子（図示せず）のすべてと接することができなくなる。

試験の間にウエハー１１２を加熱または冷却するための加熱要素または冷却要素（図示せず）の使用、および／または試験されるときのウエハー１１２のダイによる発熱はまた、ウエハー１１２に対向するプローブカードアセンブリ１０８の側面（ウエハー１１２に対向するプローブカードアセンブリの側面は、以下「前側」または「ウエハー側」と称す）と、プローブカードアセンブリの反対側（プローブカードアセンブリの反対側は、「後側」または「試験器側」と以下称す）との間の温度勾配をもたらす。かかる温度勾配は、プローブカードアセンブリ１０８がたわむ、またはゆがむ原因となり得る。かかるたわみがウエハー１１２の方に向くと、プローブカードアセンブリ１０８は過度の力でウエハー１１２を圧迫し、ウエハー１１２またはプローブカードアセンブリ１０８に損傷を与え得る。かかるたわみがウエハー１１２から離れる方に向くと、プローブ１２４の一部または全部は移動（図１Ａに関して略上下方向に）して、ウエハー１１２上の端子（図示せず）と接しなくなり得る。プローブ１２４が端子（図示せず）と接しない場合には、ウエハー１１２上のダイ（図示せず）は、不成功として不当に試験される。（ウエハー１１２の方への、またはウエハー１１２から離れる運動は、図１Ａの「ｚ」方向で表示し、以下「ｚ」運動と称する。）
しばしば、プローブカードアセンブリ１０８を、加熱（または冷却）された試料台１０６を有するプローバ１０２に設置した直後に、プローブカードアセンブリ１０８は、熱により誘起される運動を受ける。プローブカードアセンブリ１０８の前側と後側との間で、十分な温度平衡が達成された後にのみ、運動は停止し、プローブカードアセンブリ１０８の位置は安定する。もちろん、かかる平衡は、プローブカードアセンブリ１０８の前側の温度が、後側の温度と全く等しい完全平衡である必要はなく、むしろ、前側の温度および後側の温度は、プローブカードアセンブリ１０８の構造が熱による運動に抵抗することができるように、十分に近ければよい。かかる温度平衡またはほぼ平衡に達するまでの所要時間は、しばしば「熱平衡時間」または「熱浸漬時間」と称する。

一般に、プローブ基板１２２は配線盤１２０に直接的に取り付けられ、配線盤１２０は次いでプローバ１０２上の試験ヘッドプレート１２１に取り付けられる。図１Ｂに示すように、試験ヘッドプレート１２１はプローバ１０２の中に開口部１３２を形成し、その開口部１３２の中にプローブ基板１２２が適合する（図１Ａに略示するように）。試験ヘッドプレート１２１は、プローブカードアセンブリ１０８を試験ヘッドプレート１２１に固定するボルト用の穴１３４を含み得る。（クランプ締めまたはボルト締め以外の技法が、プローブカードアセンブリ１０８を試験ヘッドプレート１２１に取り付けるために使用され得る。）配線盤１２０は一般的に、熱により誘起される「ｘ、ｙ」および「ｚ」運動に特に影響を受けやすい、プリント回路基板材料から作られる。プローブカードアセンブリの熱により誘起される運動（「ｘ、ｙ」運動および「ｚ」運動を含む）に対抗するための技法の改良、および熱平衡時間の短縮が望まれる。

プローブカードアセンブリの一部の実施形態によると、プローブヘッドアセンブリは、前記プローブカードアセンブリをプローバに取り付けるように構成され得る、金属補強板に直接的に取り付けられ得る。配線基板は、前記プローブヘッドアセンブリとの電気的接続を提供し得る。前記配線基板が前記補強板に対して膨張および収縮することができるように、前記配線基板は、前記補強板に取り付けられ得る。前記補強板は、前記配線基板よりも大きな機械的強度および／または剛性を有することができ、従って、前記配線基板よりも、熱により誘起される運動および／または変形の影響を受けにくいことが可能である。前記補強板はまた、前記配線基板よりも低い熱膨張係数を有し得る。

プローブカードアセンブリの一部の実施形態によると、熱により誘起される運動に対して前記補強板をさらに強くおよび／または剛にするために、トラス構造が前記補強板に取り付けられ得る。前記トラス構造に対して前記補強板の配向および／または形状を調整するために、調整機構が含まれ得る。

プローブカードアセンブリの一部の実施形態によると、スタッド構造が、前記トラス構造に取り付けられ得る。前記プローブカードアセンブリがプローバに取り付けられる間に、試験ヘッド上の把持部が前記スタッド構造を把持し、前記トラス構造に前記試験ヘッドの前記強度を加え、熱により誘起される運動に対して前記プローブカードアセンブリをさらにまた強化することができる。

プローブカードアセンブリの一部の実施形態によると、ヒートシンクが、前記プローブカードアセンブリの前側から前記プローブカードアセンブリの後側への熱の伝達を促進するために提供され得る。送風機またはヒートポンプが、前記ヒートシンクに加えて、またはその代わりに使用され得る。

プローブカードアセンブリの一部の実施形態によると、温度制御デバイスがプローブヘッドアセンブリに提供され得、電子デバイスの試験の間に、前記プローブヘッドアセンブリを加熱および／または冷却することができる。そうすることによって、前記プローブヘッドアセンブリは膨張または収縮し得、前記電子デバイスの熱により誘起される膨張または収縮と調和することができる。

本明細書は、本発明の例示的な実施形態および適用を説明する。しかしながら、本発明は、これらの例示的な実施形態および適用に限定されず、また例示的な実施形態および適用が動作する、もしくは本明細書に説明される方法に、限定されるものではない。

図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３Ａ、および図３Ｂは、本発明の一部の実施形態による「ｚ」方向の熱による運動に抵抗するように構成される、例示的なプローブカードアセンブリ２００を示す。（本明細書で使用するように、運動には、運動、変形，たわみ，ゆがみなどが含まれる。）図２Ａは、プローブカードアセンブリ２００の上面図、図２Ｂは底面図、および図２Ｃは横断面図である。（図２Ａおよび図２Ｂでは、「ｘ」方向はページに沿って水平であり、「ｙ」方向はページ上の上下方向であり、「ｚ」方向は、若干斜めに示しているが、ページに対して垂直、すなわちページを貫通する方向であり、図２Ｃでは、「ｘ」方向はページに沿って水平であり、「ｙ」方向は、若干斜めに示しているが、ページに対して垂直、すなわちページを貫通する方向であり、「ｚ」方向はページ上の上下方向である。これらの方向は、図示および考察だけの目的で提供されるが、しかしながら限定するものではない。）図３Ａは、配線基板２０４だけの上面図を示し、図３Ｂは、補強板２０２だけの上面図を示す。図１Ａおよび図１Ｂのプローバ１０２および試験ヘッド１０４とともに使用することに限定されないが、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示す例示的なプローブカードアセンブリ２００は、プローブカードアセンブリ１０８の代わりに、図１Ａおよび図１Ｂのプローバ１０２および試験ヘッド１０４に使用され得る。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示すように、プローブカードアセンブリ２００は、補強板２０２、配線基板２０４、およびプローブヘッドアセンブリ２２２を含み得る。図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、プローブヘッドアセンブリ２２２は、複数のプローブ２２４を含むことができ、それは、図１Ａに示すプローブ１２４と同じように、試験される半導体ダイ（図示せず）上の端子（図示せず）と接するように構成され得る。プローブ２２４は（または本明細書で説明する任意のプローブは）、弾力性のある、伝導性のある構造であり得る。プローブ２２４は、弾力性のある、伝導性のある構造であり得る。適切なプローブ２２４の限定されない例は、米国特許第５，４７６，２１１号、米国特許第５，９１７，７０７号、および米国特許第６，３３６，２６９号に説明されている、弾力性のある材料で上塗りされているプローブヘッドアセンブリ（例えば、プローブヘッドアセンブリ２２２に似たもの）上の伝導性端子（図示せず）に接合される心線から形成される複合構造を含む。あるいは、プローブ２２４は、米国特許第５，９９４，１５２号、米国特許第６，０３３，９３５号、米国特許第６，２５５，１２６号、米国特許第６，９４５，８２７号、米国特許出願公開第２００１／００４４２２５号、および米国特許出願公開第２００４／００１６１１９号に開示されている、スプリング要素などの、リソグラフィー形成構造であり得る。プローブ２２４の限定されないさらに他の例は、米国特許第６，８２７，５８４号、米国特許第６，６４０，４３２号、米国特許第６，４４１，３１５号、および米国特許出願公開第２００１／００１２７３９号に開示されている。プローブ２２４の限定されない他の例は、伝導性のポゴピン、バンプ、スタッド、型打ちしたスプリング、針、バックリングビームなどを含む。

試験されるダイ（図示せず）は、非個別化半導体ウエハー（例えば、図１Ａのウエハー１１２に似たもの）のダイ、個別化されたダイ（例えば、キャリヤ（図示せず）内に保持される）、マルチチップモジュールを形成するダイ、または試験されるダイの他の任意の配列でもあり得る。理解されるように、配線基板２０４は、プローブヘッドアセンブリ２２２への電気的接続を提供することができ、補強板２０２は、プローブヘッドアセンブリ２２２への機械的安定性を提供することができる。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示すように、配線基板２０４は、試験ヘッドコネクタ２０８を含むことができ、それは、電気コネクタ１１４を受容し、それによって試験ヘッド１０４（図１Ａ参照）との電気的接続を行うためであり得る。試験ヘッドコネクタ２０８は、例えば、ゼロ挿入力コネクタまたは試験ヘッド１０４からのポゴピンと係合するためのポゴパッドであり得る。図４（配線基板２０４およびプローブヘッドアセンブリ２２２の概略図を示す）に示すように、電気経路４０２が、配線基板２０４を通って電気的接続４０４にまで提供され得、それは次いで電気経路４０６へプローブヘッドアセンブリ２２２を通って接続され、プローブ２２４へ達し得る。このようにして、電気的接続４０４とともに、配線基板２０４およびプローブヘッドアセンブリ２２２は、試験ヘッドコネクタ２０８とプローブ２２４との間の複数の電気経路を提供する。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃを再び参照すると、配線基板２０４は、上述の電気経路（図４での４０２）を提供するその能力のために選択され得る。例えば、配線基板２０４は、伝導性の導線（図示せず）が異なる層で導線（図示せず）を相互に接続するビア（図示せず）により形成され得る、絶縁材の複数の層（図示せず）を備え得る、当技術分野で公知の、プリント回路基板材料であり得る。

プローブヘッドアセンブリ２２２は、プローブ２２４のためのプラットフォームとして機能するための、また電気経路（図４での４０６）をプローブ２２４に提供するための能力のために選択され得る。プローブヘッドアセンブリ２２２は、導線（図示せず）および電気経路４０６（図４参照）を形成するビア（図示せず）を有する単一基板のような簡単なものであり得る。あるいは、プローブヘッドアセンブリ２２２は、より複雑であり得る。例えば、プローブヘッドアセンブリ２２２は、複数の基板を備え得る。

図５Ａは、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示すプローブカードアセンブリ２００とともに使用され得る、複雑なプローブヘッドアセンブリ２２２の例を示す。図５Ａでは、プローブヘッドアセンブリ２２２は、２つのスペーストランスフォーマー５１８および２つのインターポーザー５２０を含み得る。それぞれのスペーストランスフォーマー５１８は、差動ねじアセンブリ５０２（以下により詳細に説明する）によって、補強板２０２（図５Ａに部分図のみを示す）に機械的に取り付けられ得る。それぞれのスペーストランスフォーマーは、試験される電子デバイス（図示せず）と接するためのプローブ２２４を含み得る。インターポーザー５２０は、配線基板２０４とスペーストランスフォーマー５１８との間に電気的接続を提供し得る。それぞれのインターポーザー５２０は、配線盤（例えば、プリント回路基板材料から作られる）を備え得、インターポーザー５２０の両面およびインターポーザー５２０を通る電気経路５１０（例えば、伝導性のあるビア）から伸びる電気伝導性のスプリング要素５１２および５０８は、配線基板２０４とスペーストランスフォーマー５１８との間に電気的接続を提供する。伝導性のスプリング要素５１２および５０８は、弾力性のある、伝導性の任意の構造であり得る。例えば、伝導性のスプリング要素５１２および５０８は、プローブ２２４に似たものであり得る。

スペーストランスフォーマー５１８は、セラミックまたは有機材料の層（図示せず）から作られ得、またスペーストランスフォーマー５１８を通る電気経路５２２は、異なる層上の導線を接続するビア（図示せず）を有する層（図示せず）上の伝導性の導線（図示せず）を備え得る。少なくとも１つのインターポーザーおよび少なくとも１つのスペーストランスフォーマーを含むプローブヘッドアセンブリの限定されない例は、米国特許第５，９７４，６６２号、米国特許第６，４８３，３２８号、および米国特許第６，５０９，７５１号に開示されている。以下の、米国特第５，８０６，１８１号、米国特許第６，６９０，１８５号、米国特許第６，６４０，４１５号、米国特許出願公開２００１／００５４９０５号、米国特許出願公開第２００２／０００４３２０号、および米国特許出願公開第２００２／０１３２５０１号は、プローブヘッドアセンブリ２２２として使用することができるプローブヘッドアセンブリの他の例を開示している。別の例として、プローブヘッドアセンブリは、それぞれがプローブアレイを有し、プローブの大きなアレイを形成するよう位置付けられる、複数のプローブを備えることができる。かかるプローブヘッドアセンブリでは、それぞれのプローブヘッドは、独立して位置付け可能および調整可能であり得る。かかるプローブヘッドアセンブリの限定されない例は、「Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ Ａ Ｍｕｌｔｉ−Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｂｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」の名称で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。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃのプローブカードアセンブリ２００の考察に戻り、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示すように、補強板２０２によって提供され得る機械的な機能をここで参照すると、機械的締め具２１６は、プローブヘッドアセンブリ２２２を補強板２０２に機械的に取り付けることができる。図２Ｃに示すように、機械的締め具２１６は、配線基板２０４の穴２４２を貫通する。その結果として、プローブヘッドアセンブリ２２２は、配線基板２０４に直接的に取り付けられない。このようにして、配線基板２０４はまた、プローブヘッドアセンブリ２２２から熱的に切り離され得る。

機械的締め具２１６は、プローブヘッドアセンブリ２２２を補強板に固定するための任意の適切な手段も備え得る。例えば、機械的締め具２１６は、補強板のネジ穴（図３Ｂでの３１４）を貫通し、プローブヘッドアセンブリ２２２のネジ穴（図示せず）と係合する、ねじまたはボルト２１６（図２Ｃに示すように）のような簡単なものであり得る。あるいは、機械的締め具２１６は、追加の機能を提供するより複雑な構造であり得る。図５Ａは、プローブヘッドアセンブリ２２２を補強板２０２に固定するだけでなく、さらに補強板２０２に対するプローブヘッドアセンブリ２２２（ひいてはプローブ２２４）の配向を制御するように構成され得る、機械的締め具の例を示す。

図５Ａでは、プローブヘッドアセンブリ２２２（図５Ａでのインターポーザー５１０およびスペーストランスフォーマー５１８）を補強板２０２に固定する機械的締め具は、差動ねじアセンブリ５０２であり得る。それぞれの差動ねじアセンブリ５０２は、補強板２０２にそれ自体がねじ込まれるナット５０６にねじ込まれるねじ（またはボルト）５０４を含に得る。このようにして、ナット５０６の内側はねじ５０４を受容するようにねじ切りをされ、またナット５０６の外側もまた、ナット５０６が補強板２０２にねじ込まれ得るようにねじ切りをされる。図５Ａに示すように、ねじ５０４は、配線基板２０４の穴２４２およびインターポーザー５２０の穴５１４を貫通する。ねじ５０４は、スペーストランスフォーマー５１８に取り付けられるねじ切りされたスタッド５１６にねじ込まれる。配線基板２０４を貫通する穴２４２は余分な空隙を含み得、以下に説明するように、配線基板２０４が補強板２０２およびプローブヘッドアセンブリ２２２に対して移動（例えば、膨張および収縮）できるようにする。

アセンブリ５０２の１つのナット５０６の１つを調整することによって、対応するねじ切りされたスタッド５１６が取り付けられるスペーストランスフォーマー５１８の部分は、補強板２０２に向かって引っ張られ、または補強板２０２から押しやられ得る。それぞれがスペーストランスフォーマー５１８の異なる部分に取り付けられる複数のかかる差動ねじアセンブリ５０２を使用することによって、補強板２０２に対するスペーストランスフォーマー５１８の平面配向が調整され得る。

図５Ｂは、９つのねじ切りされたスタッド５１６を取り付けることができる、例示的なスペーストランスフォーマー５１８について示す。図５Ｂはまた、９つのナット５０６および９つのスタッド５１６にねじ込まれる、９つのねじ５０４を示す。（明瞭かつ簡潔に示すために、補強板２０２などの他の要素は図５Ｂに示さない。それでもやはり、上述し、図５Ａに示すように、ナット５０６は補強板２０２にねじ込まれる。）第１の方向にナット５０６を回転させることは、対応するねじ切りされたスタッド５１６が取り付けられているスペーストランスフォーマー５１８の領域を、補強板２０２に向けて引っ張ることである。反対に、反対方向にナット５０６を回転させることは、ねじ切りされたスタッド５１６が取り付けられているスペーストランスフォーマー５１８の領域を、補強板２０２から離れるように押すことである。明白であるように、プローブ２２４が取り付けられるスペーストランスフォーマー５１８の表面５４０の平面配向および形状でさえも、補強板２０２に対して変えることができる。ねじ５０２のピッチ、ナット５０６の内側ねじの対応するピッチ、およびナット５０６の外側ねじのピッチは、補強板２０２に対するスタッド５１６の位置の微調整を可能にするように選択され得る。

図２Ｃに示すように、プローブカードアセンブリの補強板２０２がプローバ１０２のヘッドプレート１２１に取り付けられ、またプローブ２２４（二次元のアレイに配置され得る）がスペーストランスフォーマー５１８（図２Ｃに示すプローブヘッドアセンブリ２２２の一部を形成する）に取り付けられているので、補強板２０２に対するスペーストランスフォーマー５１８の平面配向または形状を調整することは、ヘッドプレート１２１に対するプローブ２２２の先端の平面配向を調整することであり、その結果として、プローブカードアセンブリ２００がヘッドプレート１２１に取り付けられる間、先端は、試験されているダイの端子（図示せず）に対して平面にされ得る。

図５Ａおよび図５Ｂに示す差動ねじアセンブリ５０２の数および配置は単なる例示である。かかるアセンブリ５０２よりも多い、または少ない数のものが使用され得、これらのアセンブリ５０２は、図５Ａに示す配向および図５Ｂに示す配向以外の形態に配置され得る。スタッド５１６の数および間隔は、任意の多数の方法で選択され得る。例えば、スタッド５１６の数および間隔は、システムの立体模型および感度研究を実行するための有限要素法解析を使用して選択され得る。さらに、差動ねじアセンブリ５０２を使用する必要はない。実際には、プローブヘッドアセンブリ２２２を補強板２０２に固定するための、他の機構が使用され得る。例えば、分割ナットの差動ねじアセンブリが、ねじアセンブリ５０２の代わりに使用され得る。分割ナットは、ねじに予め荷重をかけることができ、緩みを防止し得る。別の例として、ねじアセンブリ５０２の一部は、補強板２０２からスペーストランスフォーマー５１８を押しやるが、補強板２０２に向けてスペーストランスフォーマー５１８を引っ張ることはできないアセンブリと、置き換えられ得る。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃのプローブカードアセンブリ２００の考察に再び戻り、図２Ｃに示すように、プローブアセンブリ２００では、配線基板２０４よりもむしろ補強板２０２が、プローバ１０２の試験ヘッドプレート１２１（図１Ｂ参照）に固定されるように構成され得る。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示す例示的なプローブカードアセンブリ２００では、補強構造２０２は、放射状のアーム２１０を含み得る。図２Ｂおよび図２Ｃに最もよく見られるように、補強板２０２はまた、配線基板２０４のスロット３０２に配置されるタブ２２６を含み得る。放射状のアーム２１０およびタブ２２６を通る穴２０６および２２８は、試験ヘッドプレート１２１（図１Ｂを参照）の穴１３４と合致し、プローブカードアセンブリ２００は、放射状のアーム２１０およびタブ２２６の穴２０６および２２８、および試験器ヘッドプレート１２１の穴１３４を貫通するボルト１４２によって、試験ヘッドプレート１２１（図１Ｂ参照）に取り付けられ得る。（図２Ｃでは、プローブカードアセンブリ２００をプローバヘッドプレート１２１にボルト締めするためのボルト／ナットの組として、プローバヘッドプレート１２１を破線で示す。）
このようにして、補強板２０２が試験ヘッドプレート１２１にボルト締めされ、またプローブヘッドアセンブリ２２２が補強板２０２に取り付けられるので、補強板２０２がプローブヘッドアセンブリ２２２に機械的安定性を提供し得ることは、明白である。補強板２０２は、その強度および熱による運動に抵抗する能力のために選択され得る。例えば、補強板２０２（およびタブ２２６）は、通常配線基板２０４よりも強力で、運動、たわみ、ゆがみなどに対してより抵抗力のある金属（例えば、アルミニウム）を備え得る（例えば、上述のように、配線基板２０４は一般的にプリント回路基板材料から作られる）。補強板２０２（およびタブ２２６）が作られる他の金属の限定されない例は、鋼鉄、チタニウム、ニッケル、エックスインバー（ｅｘ ｉｎｖａｒ）、コバール、黒鉛エポキシ、金属マトリクス材、セラミックなどを含む。さらに、前述の任意の材料の合金、または前述の任意の材料と他の材料との混合物も使用され得る。補強板２０２およびタブ２２６が、プローブヘッドアセンブリ２２２をプローバヘッドプレート１２１に取り付ける金属構造を形成し得ることは明白である。

図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３Ａ、および図３Ｂはまた、プローブ２２４の熱により誘起される運動を軽減するために実施される別の技法を示す。上述のように、一般的な配線基板２０４は、熱により誘起される運動の影響に対して敏感であり得る。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３Ａ、および図３Ｂに示す例では、配線基板２０４が放射状に膨張および収縮するように、配線基板２０４は補強板２０２取り付けられ得る。すなわち、配線基板２０４は補強板２０２およびプローブヘッドアセンブリ２２２に対して放射状に動くことができる。これは、周囲温度の変化に応じた配線基板２０４の膨張または収縮によって引き起こされる、補強板２０２上での力を軽減する。

図２Ａおよび図２Ｃに示すように、配線基板２０４は、配線基板２０４の一箇所（例えば、一般には中央）で補強板２０２に固定され得る。図２Ａ、図２Ｃ、図３Ａ、および図３Ｂに示すように、ねじまたはボルト２１４が、配線基板２０４を補強板２０２に固定するために使用され得る。かかるねじまたはボルト２１４は、補強板２０２の穴３１６（図３Ｂ参照）を貫通（またはねじ込みにより通過）し得、配線基板２０４（図３Ａ参照）のネジ穴（または挿入部）２５２にねじ込まれ得る。

配線基板２０４がねじ２１４から放射状に離れて膨張し、またはねじ２１４に向かって放射状に収縮することができるように、空隙および他の方策が提供され得る。例えば、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃでは、追加のボルト２１２およびナット２３２は、配線基板２０４が補強板２０２に対して回転することを防止する。図３Ａに最もよく見られるように、ボルト２１２が貫通する配線基板２０４の穴２４６は、配線基板２０４の膨張および収縮のための空隙を設けるために細長い形であり得る。余分な空隙は同様に、プローブヘッドアセンブリ２２２を補強板２０２に固定する機械的締め具２１６が貫通する、配線基板２０４の穴２４２に提供され得る。余分な空隙により配線基板２０４は膨張および収縮することができる。余分な空隙は同様に、配線基板２０４のスロット３０２に提供され、配線基板２０４の膨張および収縮を可能にする。潤滑、ベアリング、または他の手段（図示せず）が配線基板２０４の表面に任意に提供され、補強板２０２およびプローブヘッドアセンブリ２２２に対する配線基板２０４の運動を促進し得る。

図６は、本発明の一部の実施形態よる、熱による運動に抵抗するように構成された別の例示的なプローブカードアセンブリ６００の、簡略化されたブロック図を示す。プローブカードアセンブリ６００は、トラス構造６０４が付いている以外は、プローブカードアセンブリ２００に概略類似していると言える。プローブカードアセンブリ６００の補強板２０２、配線基板２０４、およびプローブヘッドアセンブリ２２２は、プローブカードアセンブリ２００で同様に名前付けおよび番号付けされた要素と同じであり得、また簡素かつ簡潔に図示するために、プローブカードアセンブリ２００に対して上記で示し論じた詳細は省略し、ブロック図形式で図６に示される。図６（プローブカードアセンブリ６００の側面図を示す）に示すように、トラス構造６０４は、補強板２０２に固定され得る。理解されるように、トラス構造６０４は、プローブカードアセンブリ６００が熱により誘起される「ｚ」運動および／または機械的運動にさらに抵抗することを支援する、さらなる補強構造となり得る。

トラス構造６０４および補強板２０２のみを示す図７Ａおよび図７Ｂは、例示的なトラス構造６０４の詳細を示す。（図７Ａは、トラス構造６０４および補強板２０２の上面図を示し、また図７Ｂは切断側面図を示す。）
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、トラス構造６０４は、補強板２０２に固定され得る。トラス構造６０４は、適切な任意の手段を利用して、補強板２０２に固定され得る。図７Ａおよび図７Ｂでは、複数のねじ（またはボルト）６１４が、トラス構造６０４の穴（図示せず）を貫通し、補強板２０２の対応する穴（図示せず）にねじ込まれる。図７Ａおよび図７Ｂに示す例示的なトラス構造６０４では、ねじ６１４の一部は、トラス構造６０４の主部を貫通し、またねじ６１４の一部は、トラス構造６０４の主部から延伸したアーム６２８を貫通する。

トラス構造６０４は、トラス構造６０４および補強板２０２が単一の固体の構造として達成できる剛性対重量比よりも、大きな剛性対重量比を有し得る複合構造を、補強板２０２との組み合わせにおいて、生成できるように設計され得る。トラス構造６０４は、穴がないことよりもむしろ、空隙を含むことができる。図７Ａおよび図７Ｂに示す例示的なトラス構造６０４は、複数の略正方形の空隙６２０および複数略長方形または平らにされた楕円形の空隙６１８を含み得る。しかしながら、もちろん、空隙の数および形状は重要な問題ではなく、任意の数および形状の空隙でも使用され得る。空隙６１８、６２０は、機械的締め具２１６（図６、図７Ａ、または図７Ｂに図示せず）へのアクセスを提供し得る。例えば、図７Ａでは、機械的締め具２１６用の補強板２０２の穴３１４が、正方形の空隙６２０の一部を通じて見ることができる。

構造６０４は空隙６１８および６２０を含むことができるので、それは穴のない構造ほど重くない。しかしながら、機械的強度、すなわち剛性への寄与は、一般に、構造６０４の厚さの関数であり得る。従って、構造６０４が空隙６１８および６２０を有するという事実は、所与の厚さに対して、トラス構造６０４は穴のない構造よりも重量が少ないが、穴のない構造と略同量の機械的強度を提供し得ることを意味する。

トラス構造６０４が補強強度をプローブカードアセンブリ２００に加えるので、補強板２０２を比較的薄くし得る。一般的に言えば、補強板２０２が薄くなるにつれて、プローブアセンブリ６００の熱平衡時間は短縮される。上述のように、プローブカードアセンブリを加熱（または冷却）試料台１０６を有するプローバ（例えば、図１Ａの１０２）に設置した直後に、プローブカードアセンブリは通常、熱により誘起される運動を受ける。十分な温度平衡が、プローブカードアセンブリの前側と後側との間で達した後のみ、プローブカードアセンブリの位置は安定する（すなわち、プローブカードアセンブリの重大な運動が停止する）。（図６では、前側は６９０と表示し、また後側は６９２と表示する。）上述のように、かかる平衡は、プローブカードアセンブリの前側の温度が後側の温度と等しい完全平衡である必要はなく、むしろ、前側の温度および後側の温度が、プローブカードアセンブリの感知できる運動が停止するほどに、十分に近いだけでよい。上述のように、かかる温度平衡またはほぼ平衡に達する所要時間はしばしば、熱浸漬時間または熱平衡時間と称する。補強板２０２が薄くなるにつれて、補強板２０２の熱質量は減少し、従って、プローブカードアセンブリ６００の前側の温度と等しいまたはほぼ等しくなるように補強板２０２を加熱（または冷却）する時間は短縮される。従って、補強板２０２が薄くなるにつれて、熱平衡時間は短縮される。

プローブカードアセンブリ６００の熱平衡時間は、補強板２０２とトラス構造６０４との間に熱抵抗材料（図示せず）を設置することによってさらに短縮され得る。熱抵抗材料（図示せず）は、トラス構造６０４を補強板２０２から熱的に絶縁し、トラス構造６０４による熱平衡時間へのいかなる寄与をも排除または低減することができる。トラス構造６０４が補強板２０２から熱的に絶縁されるので、補強板２０２のみが、トラス構造６０４もまたではなく、プローブカードアセンブリの前側（ダイ側）とほぼ温度平衡（上述のように）に達する必要がある。

さらに、トラス構造６０４は空隙６１８および６２０を有するので、トラス構造６０４はラジエータのように作用し、従って、略周囲温度に、または略周囲温度に近い温度に留まることができる。これはトラス構造６０４の空隙６１８および６２０により、空気がトラス構造６０４の周囲を循環し、トラス構造６０４に蓄積される任意の過剰熱を奪い去ることができるためである（または、空気がトラス構造６０４よりも暖かい場合には、トラス構造６０４を温める）。これは、トラス構造６０４それ自体が、感知されるレベルの熱により誘起される運動（「ｚ」または「ｚ、ｙ」方向のどちらか）を受けることは起こりそうもないことを意味し、プローブカードアセンブリ６００の熱平衡時間に対するトラス構造６０４の寄与（従って増加させる）をさらに除去する。

再び図６を参照すると、試験の間、試験される電子デバイス６８０は、もちろん、プローブカードアセンブリ６００の前側６９０に位置付けられ得る。電子デバイス６８０が加熱される場合には、熱源（図示せず）もまた、プローブカードアセンブリ６００の前側６９０に位置し得る。このようにして、温度勾配が、プローブカードアセンブリ６００の前側６９０から後側６９２に向けて生成され得る。かかる温度勾配を矢印６８２によって図６に表し、ここでは矢印の方向は、温度下降を示している。温度勾配６８２の値が既知であるか、または見積られ得る場合には、プローブヘッドアセンブリ２２２、補強板２０２、およびトラス構造６０４の材料は、それぞれが同量に膨張または収縮することができるように選択され得る。すなわち、プローブヘッドアセンブリ２２２は、温度勾配６８２における予想温度に応じておおよそ特定の距離「ｄ」だけ膨張するように、低い熱膨張係数を有する材料から作られ得る。プローブヘッドアセンブリ２２２よりも低温となる補強板２０２は、同様に温度勾配６８２における（比較的低い）予想温度に応じて同じ特定の距離「ｄ」だけ膨張するように、比較的高い熱膨張係数を有する材料から作られ得る。補強板２０２よりもさらに低温となるトラス構造６０４は、同様に温度勾配６８２における（さらに低い）予想温度に応じて同じ特定の距離「ｄ」に膨張するように、さらに高い熱膨張係数を有する材料から作られ得る。

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、プローブカードアセンブリ６００は、トラス構造６０４に対する補強板２０２の位置を調整するための調整機構６１６を含み得る。図７Ａおよび図７Ｂに示す調整機構６１６は、差動ねじアセンブリ５０２に関して略上述したように、それ自体がトラス構造６０４にねじ込まれる、ねじ切りされたナット６３４にねじ込まれるねじ６３２をそれぞれ含む、差動ねじアセンブリであり得る。すなわち、ねじ６３２はまた、補強板２０２に取り付けられたねじ切りされたスタッド６３６にねじ込まれる。差動ねじアセンブリ５０２に関してさらに上述したように、一方向にナット６３４を回転させることは、ねじ切りされたスタッド６３６（ひいては、スタッド６３６が取り付けられている補強板２０２の部分）を、トラス構造６０４に向けて引っ張ることであり、また反対方向にナット６３４を回転させることは、ねじ切りされたスタッド６３６（ひいては、スタッド６３６が取り付けられている補強板２０２の部分）を、トラス構造６０４から離れるように押すことである。明白なように、トラス構造６０４および補強板２０２上の様々な場所に配置される複数のかかる調整機構６１６（例えば、差動ねじ）を使用することにより、補強板２０２の平面配向および形状でさえも、トラス構造６０４に対して調整することができる。

調整機構６１６として差動ねじアセンブリを使用することは、単なる例示であり、トラス構造６０４に対して補強板２０２の平面配向を調整するための他の機構も使用され得る。例えば、１つ以上の差動ねじアセンブリ（例えば、６１６）は、補強板２０２をトラス構造６０４から離れるように押すだけの機構で置き換えられ得る。例えば、ねじ切りされたスタッド６３６は除去され得、その結果として、ねじ６３２が補強板２０２、またはねじ６３２と補強板２０２との間に配置される機械要素（例えば、金属球）を圧迫する。そのような構成では、第１の方向にねじ６３２を回転させることにより、ねじ６３２は補強板２０２を圧迫し、従って、補強板２０２をトラス構造６０４から離れるように押しやる。しかしながら、反対方向にねじ６３２を回転させることは、補強板２０２を引っ張ることなく、補強板２０２からねじ６３２を単に引き戻すことである。バネ仕掛けの機構（図示せず）が、補強板２０２にトラス６０４に向けてバイアス力を加えるために提供され得る。使用する調整機構６１６の型にかかわらず、図７Ａおよび図７Ｂに示すものよりも多くのまたは少ない調整機構６１６が使用され得る。

プローブカードアセンブリ６００の製造後、および／またはダイ（図示せず）を試験するプローブカードアセンブリ６００の使用の合間に、調整機構６１６は、トラス構造６０４に対する補強板２０２の平面配向および／または形状を調整するために使用され得る。さらに、プローブカードアセンブリ６００をプローバ１０２の試験ヘッドプレート１２１にボルト締めする前、またはプローブカードアセンブリ６００が試験ヘッドプレート１２１にボルト締めされる間、あるいはプローブカードアセンブリ６００を試験ヘッドプレート１２１から取り外した後に、調整機構６１６は補強板２０２を調整するために使用され得る。

調整機構６１６はまた、ダイ（図示せず）を試験する間、補強板２０２（またはプローブカードアセンブリ６００の他の任意の部分）の熱により誘起される運動を打ち消すように、補強板２０２を調整するために使用され得る。ダイ（図示せず）の試験の間に検出されたプローブ２２４の運動に応じて、調整機構６１６は、検出された運動を打ち消すように、補強板２０２（上述のような）の選択された領域を押し、または引くように選択的に働かされ得る（すなわち、プローブ２２４が元の位置に戻るように補強板２０２を動かす）。

プローブ２２４の運動の検出は、適切な任意の方法で直接的または間接的に達成され得る。例えば、センサーが、かかる運動を検出するために使用され得る。図７Ａおよび図７Ｂに示す例では、ひずみゲージ６２２が、空洞６３８を含み得る補強板２０２に配置され得、補強板２０２の特定の場所の応力のレベルを監視する。より多くのまたはより少ないセンサー６２２が使用され得るが、４つのかかるセンサー６２２が図７Ａに例示されている。プローブヘッドアセンブリ２２２は補強板２０２に直接的に取り付けられるので、補強板２０２のひずみを監視することは、プローブ２２４の運動を間接的に監視することである。プローブが移動した、または移動しそうであることを示す十分なひずみが補強板２０２上で検出される場合には、調整機構６１６は検出されたひずみおよび／または予測される運動を打ち消すように選択的に働かされ得る。もちろん、ひずみゲージ以外のセンサー６２２が使用され得る。他のセンサーの例は、プローブ２２４またはプローブカードアセンブリ６００の他の部分の運動を監視するためのレーザーを基にしたセンサー、およびプローブ２２４とダイ（図示せず）との間の接点接続の電気的抵抗を監視するためのセンサーを含む。

図８は、補強板２０２の運動または変形を監視するための、および運動または変形を打ち消すように補強板２０２を調整するためのシステムを示す。センサー６２２（例えば、ひずみゲージ）からの出力７０６は、プロセッサ７０４によって処理され得、またその結果はディスプレイ７０２に対する出力７０８であり得る。プロセッサ７０４は、例えば、ソフトウェア（ファームウェアまたはマイクロコードを含むが、これに限定されない）制御のもとで起動するマイクロプロセッサまたはコントローラであり得、またディスプレイ７０２は一般的なコンピュータディスプレイであり得る。人間のオペレータは、ディスプレイ７０２を観察し得、補強板２０２が運動または変形を受けていることを判定した後に、運動または変形を打ち消すように調整機構６１６を操作し得る。図８はまた、プロセッサ７０４が制御信号７１０を出力して、補強板２０２を調整するようにナット６３４を回転させるアクチュエータ７１２を駆動する、別の代替案を示す。例えば、かかるアクチュエータ７１２は精密ステッピングモーター（図示せず）であり得る。

図９Ａおよび図９Ｂは、さらに別の例示的なプローブカードアセンブリ９００（プローバ８０２に示す）を示す。プローブカードアセンブリ９００は、プローブカードアセンブリ６００と概略類似し得、プローブカードアセンブリ６００で同様に名前付けおよび番号付けされた要素と同じであり得るプローブヘッドアセンブリ２２２、配線盤２０４、補強板２０２、およびトラス構造６０４を含み得る。図９Ａに示すように、プローブカードアセンブリ９００はまた、トラス構造６０４に固定され得るスタッド構造８２０を含み得る。可動の把持部８２２が試験ヘッド８０４に取り付けられ得、それは図１Ａの試験ヘッド１０４と、その他の点では類似し得る（例えば、ケーブル８１０または他の通信媒体が、試験ヘッド８０４を試験器（図示せず）に接続する）。プローバ８０２はまた、図１Ａのプローバ１０２と類似し得る。図９Ａに示すように、プローブカードアセンブリ９００は、ボルト８４２によりプローバヘッドプレート８３４にボルト締めされ得、それは、図１Ａのプローバヘッドプレート１２１に類似し得る。図９Ａには、プローブヘッドアセンブリ２２２およびダイ９１２を有する試料台９０６を見せるための、切り取り８５０が含まれていることに留意されたい。試料台９０６は、図１Ａの試料台１０６に似たものであり得、また試験されるダイ９１２は、非個別化半導体ウエハー（例えば、図１Ａのウエハー１１２に似たもの）、個別化されたダイ（例えば、キャリヤ（図示せず）内に保持される）、マルチチップモジュールを形成するダイ、または試験されるダイの他の任意の配列であり得る。

図９Ａにさらに示すように、プローブカードアセンブリ９００が、プローバヘッドプレート８３４にボルト絞め（８４２）されると、把持部８２２は、スタッド構造８２０を把持することができる。把持部８２２は、試験ヘッド８０４に取り付けられ得、このようにしてプローブカードアセンブリ９００の熱により誘起される運動に抵抗するうえでの、試験ヘッド８０４の強度を追加する。図９Ａに示すように、把持部８２２は、剛体棒、プレート、または試験ヘッド８０４に組み込まれる他の構造８７４に取り付けられ得る。

図９Ｂに示すように、スタッド構造８２０は、スタッド８３０と、ボルト、溶接、または他の適切な任意の手段（図示せず）によってトラス構造６０４に取り付けられ得る、取り付け基部８３２とを含み得る。把持部８２２は、上下に（図９Ｂに対して）移動し、さらに水平運動および／または回転運動も可能なアクチュエータ８２４を含み得る。剛性板８２５はアクチュエータ８２４に取り付けられ得、また可動アーム８２６は剛性板８２５に取り付けられ得る。それぞれの可動アーム８２６は、把持部パッド８２８を含み得る。

最初に、アクチュエータ８２４は把持部８２２を、図９Ｂに破線８９０で示すように、外された状態に位置付け得る。プローブカードアセンブリ９００がプローバヘッドプレート８３４にボルト締め８４２された後で（プローバヘッドプレート８３４にボルト締め８４２されたプローブカードアセンブリ９００を図９Ａに示す）、アクチュエータ８２４は、図９Ｂに破線８９０で示すように、把持部８２２をスタッド８３０に整列させることができる。次に、図９Ｂに破線８９２で示すように、剛性板８２５がスタッド８３０に対して接触するように、アクチュエータ８２４は把持部８２２を移動することができる。その後、図９Ｂの実線でおよび図９Ａに示すように、把持部パッド８２８がスタッド８３０を把持するように、可動アーム８２６を移動させることができる。上述のように、試験ヘッド８０４は、かくしてプローブカードアセンブリ９００の熱により誘起される「ｚ」運動に耐えるような、強度に至ることができる。

図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃは、さらに別の例となるプローブカードアセンブリ１０００を示し、それは、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃに示すように、プローブカードアセンブリ２００の同様に名前付けおよび番号付けされた要素と類似の、プローブヘッドアセンブリ２２２、配線基板２０４、および補強板２０２を含み得る。図１０Ｂおよび図１０Ｃに示すように、プローブカードアセンブリ１０００はまた、プローブカードアセンブリ１０００の前側に配置されるヒートシンク１００２を含み得る。プローブヘッドアセンブリ２２２のための開口部１００４を含み得るヒートシンク１００２は、高熱伝導率を有する材料から作られ得、同様に高熱伝導率を有する取り付け部要素１００６で補強板２０２に取り付けられ得る。図１０Ｃに示す例では、それぞれの取り付け部要素１００６は、ヒートシンク１００２上のねじ切りされたスタッド１０１４にねじ込まれるねじ１００８を含み得る。ねじ１００８は補強板２０２のネジ穴（図示せず）および配線基板２０４の穴１０１２を貫通する。配線基板の穴１０１２は、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃについて上述したように、配線基板に膨張および収縮させることができる余分な空隙を含み得る。ねじ切りされたスタッド１０１４は、補強板２０２に対して接触することができ、スタッド１０１４およびねじ１００８は熱伝導性材料から作られ得る。

ヒートシンク１００２および熱伝導性取り付け部要素１００６が、プローブカードアセンブリ１００２の前側から補強板２０２（プローブカードアセンブリ１００２の後側）への、高熱伝導率を有する複数の経路を提供し得ることは、明白である。プローブカードアセンブリ１０００がプローバ（例えば、図９Ａのプローブカードアセンブリ９００と似たもの）にボルト締めされる間に、ヒートシンク１００２はかくして、試験されるダイ（図示せず）を保持する試料台（例えば、図９Ａの９０６）に対面する。試料台が加熱または冷却される場合には、またはダイ（図示せず）が試験の間かなりの熱を生成または吸収する場合には、ヒートシンク１００２および取り付け部要素１００６はかくして、プローブカードアセンブリ１０００の前側からプローブカードアセンブリ１０００の後側へ、または後側から前側へ熱を伝導するための、低熱抵抗を有する複数の経路を提供することができる。これにより、プローブカードアセンブリ１０００の前側および後側が温度平衡に達するまでの所要時間が削減され、ひいてはプローブカードアセンブリ１０００の熱平衡時間を短縮する。これはまた、試験の間のプローブカードアセンブリ１０００の前側と後側との間の温度平衡を維持することを支援し得る。プローブヘッドアセンブリ２２２を補強板２０２（図２Ｃ参照）に取り付ける機械的締め具２１６はまた、熱伝導性材料を備え得、かくしてプローブヘッドアセンブリ２２２（プローブカードアセンブリ１０００の前側）から補強板２０２（プローブカードアセンブリ１０００の後側）へ熱を伝導するための、低熱抵抗を有する追加の経路を提供し得る。

図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃには示されていないが、上述の熱伝導性経路（例えば、ヒートシンク１００２ならびに熱伝導性取り付け部要素１００６および／またはプローブヘッドアセンブリ２２２ならびに機械的締め具２１６）を通って補強板２０２に伝達される熱を、補強板２０２の周囲空気に逃すのを遅らせる、または防ぐために、熱絶縁材料（図示せず）が補強板２０２の周囲に配置され得る。トラス構造６０４が補強板２０２に取り付けられている（図６のように）場合には、熱絶縁材料（図示せず）はまた、トラス構造６０４の周囲に配置され得る。また、図１０Ａ、図１０Ｂ、または図１０Ｃに示されてはいないが、熱ダイオードがヒートシンク１００２と補強板２０２との間の熱伝導性経路に配置され得、プローブカードアセンブリ１０００の前側と後側との間の温度平衡（または別の所定の条件）が達成されている間はスイッチを切り、それにより熱エネルギーの伝導を停止するように構成され得る。

図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃに示す例示的なプローブカードアセンブリ１１００は、ヒートシンク１００２の代替案を示す。例示的なプローブカードアセンブリ１１００では、送風機１１０２が、プローブカードアセンブリ１１００の前側からプローブカードアセンブリ１１００の後側へ空気を引く。図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃに示すように、送風機１１０２はプローブカードアセンブリ１１００の前側から、配線基板２０４および補強板２０２の通路１１０４および１１０６を通って、プローブカードアセンブリ１１００の後側へ空気を引く。（矢印１１１０は空気の流れの方向を示す。）再び、これにより、プローブカードアセンブリ１１００の前側および後側が温度平衡に達するまでの所要時間を削減し得、ひいてはプローブカードアセンブリ１１００の熱平衡時間を短縮し得る。これはまた、試験の間のプローブカードアセンブリ１１００の前側と後側との間の温度平衡を維持することを支援し得、それはダイ（図示せず）の試験の間のプローブカードアセンブリ１１００の熱により誘起される運動を除去または少なくとも軽減することができる。もちろん、通気路１１０４および１１０６のそれぞれは、複数の比較的小さな通路で置き換えられ得る。送風機１１０２および通路１１０４、１１０６はこのようにして、プローブカードアセンブリ１１００の前側からプローブカードアセンブリ１１００の後側へ、または後側から前側へ熱を伝導することができる。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、送風機１１０４が、カバー１２０２に置かれている送風機１２０４で置き換えられ得ることを除いては、図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃのプローブカードアセンブリ１１００と概略類似し得るプローブカードアセンブリ１２００を示す。すなわち、カバー１２０２が補強板２０２に取り付けられ得、図１２Ｂに示す空洞１２０６を形成する。送風機１２０４は、プローブカードアセンブリ１２００の前側から、配線基板２０４および補強板２０２の通路１１０４および１１０６を通って空気を引く。図１２Ｂに示すように、空気はまた空洞１２０６を通り抜け、同時に補強板２０２を通り越す。（空気の流れを矢印１２１０によって示す。）再び、これにより、プローブカードアセンブリ１２００の前側および後側が温度平衡に達するまでの所要時間を削減し得、ひいてはプローブカードアセンブリ１２００の熱平衡時間を短縮することができる。これはまた、試験の間のプローブカードアセンブリ１２００の前側と後側との間の温度平衡を維持することを支援し得、これはダイ（図示せず）の試験の間のプローブカードアセンブリ１２００の熱により誘起される運動を除去、または少なくとも軽減することができる。送風機１２０４および通路１１０４、１１０６はこのようにして、プローブカードアセンブリ１２００の前側からプローブカードアセンブリ１２００の後側へ、または後側から前側へ熱を伝導することができる。通気路１１０４および１１０６のそれぞれは、複数の比較的小さな通路で置き換えられ得る。

図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃは、別の例示的なプローブカードアセンブリ１３００を示す。プローブカードアセンブリ１３００は、取り付け／配線構造１３０２およびプローブ（プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄを示す）を有するプローブヘッドアセンブリ１３２２を含み得、このプローブはプローブ２２４と概略同様であり得る。取り付け／配線構造１３０２（図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃに部分的に示されている）は、プローブヘッドアセンブリ１３２２へのおよびからの電気配線と、プローバに取り付けるための構造との両方を提供し得る。プローブヘッドアセンブリ１３２２への配線と、プローバに取り付けるための構造との両方を提供するための、適切な任意の構造を表すことを意図しているので、取り付け／配線構造１３０２は図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃにおいて概略的に示されている。例えば、取り付け／配線構造１３０２は、図１Ａの配線基板１２０と同様に、標準配線基板と同じくらい簡単なものであり得る。あるいは、取り付け／配線構造１３０２は、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃの配線基板２０４および補強板２０２、図７Ａおよび図７Ｂのトラス構造６０４、および図９Ａおよび図９Ｂのスタッド構造８２０と類似の、これらのように構成される１つ以上の配線盤、補強板、トラス構造、およびスタッド構造を備え得る。さらに別の例として、取り付け／配線構造１３０２は、同軸ケーブルインターフェース（図示せず）または試験器（図示せず）とインターフェースをとるためのかかる他のコネクタを備え得る。同軸ケーブルインターフェース（図示せず）の例は、米国特許出願公開第２００２／０１９５２６５号に開示されている。

プローブヘッドアセンブリ１３２２は、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃのプローブヘッドアセンブリ２２２と概略類似し得、またプローブ１３２４ａ〜１３２４ｄは、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃのプローブ２２４と類似し得る。図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃに示すように、プローブヘッドアセンブリ１３２２は、さらに１つ以上の温度制御デバイス１３４０を含み得る。

動作温度範囲にわたり半導体ダイを試験することが、時として所望される。すなわち、プローブカードアセンブリを経て、ダイへおよびダイから試験信号が通過し得る間、ダイの温度は比較的低温から比較的高温にまで（または逆に）変化する。しかしながら、潜在的な問題が存在する。ダイおよびプローブヘッドアセンブリは通常、異なる熱膨張係数を有する異なる材料から作られ得るので、ダイおよびプローブヘッドアセンブリは、温度の変化に応じて異なる比率で膨張または収縮する。例えば、プローブヘッドアセンブリは、ダイの一般的な材料であるシリコンよりも高い熱膨張係数を有し得る、セラミック材料で作られ得る。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、この問題を図示する。図１３Ａでは、プローブカードアセンブリ１３００のプローブ１３２４ａ〜１３２４ｄは、試験される１つ以上のダイ１３１２の端子１３４４と接触させられ得る。（ダイ１３１２は、非個別化半導体ウエハー（例えば、図１Ａのウエハー１１２に似たもの）のダイ、個別化されたダイ（例えば、キャリヤ内に保持される（図示せず））マルチチップモジュールを形成するダイ、または試験されるダイの他の任意の配列でもあり得る。）（図１３Ａ、図１３Ｂにおいて、取り付け／配線構造１３０２、半導体ダイ１３１２、および試料台１３０６が部分的に示されている。上述のように、プローブカードアセンブリ１３００はプローバ（図示せず）に取り付けられ得、また試料台１３０６はプローバ内にあり得る。）この例では、ダイ１３１２の温度は上昇し、これにより、ダイ１３１２およびプローブカードアセンブリ１３２２は温度の上昇に応じて膨張する。しかしながら、ダイ１３１２はプローブヘッドアセンブリ１３２２よりも大きな比率で膨張し、図１３Ｂに示すように、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄは最終的に、ダイ１３１２の端子１３４４と整列しなくなる。図１３Ｂの例では、プローブ１３２４ｄは対応する端子１３４４と不整列となり、その結果として、プローブ１３２４ｄと端子１３４４との間の接触が失われる。（プローブヘッドアセンブリ１３２２に対するダイ１３１２の純膨張が、図１３Ｂの矢印１３３０によって表されている。）
プローブヘッドアセンブリ１３２２の温度制御デバイス１３４０は、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄおよび端子１３４４の不整列を修正するために働かされ得る。すなわち、温度制御デバイス１３４０は、プローブヘッドアセンブリ１３２２を加熱するように働かされ得るので、その結果として、それはダイ１３１２と同じくらい、またはほぼ同じくらい膨張する。図１３Ｃでは、温度制御デバイス１３４０によって引き起こされるプローブヘッドアセンブリ１３２２の追加的な膨張を、矢印１３３２によって表す。図１３Ｃに示すように、この膨張はプローブ１３２４ａ〜１３２４ｄを、端子１３４４に対して再整列させる。

もちろん、所定の試験温度範囲にわたり、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄがダイ１３１２のダイ端子１３４４と整列することを維持するために、冷却が必要な場合には、温度制御デバイス１３４０は、あるいはプローブヘッドアセンブリ１３２２を冷却し得る。実際に、ダイ１３１２の温度とは無関係にプローブヘッドアセンブリ１３２２の温度をこのように制御することによって、ダイ１３１２は、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄとダイの端子１３４４との整列を維持しつつ、他の方法で可能となるよりも、より大きな温度範囲にわたり試験され得る。このようにして温度制御デバイス１３４０は、例えばダイ１３１２の試験の間に、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄの位置（例えば、横方向の位置）を制御するために使用され得る。

一実施形態では、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄが取り付けられるプローブヘッドアセンブリ１３２２の部分は、セラミック材料を備え、またダイ１３１２はシリコンを備える。プローブヘッドアセンブリ１３２２およびダイ１３１２の両方が、ダイ１３１２のダイ（図示せず）が試験される温度範囲の中の最も高い温度である間に、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄは、ダイ１３１２上の端子１３４４と整列するようにプローブヘッドアセンブリ１３２２上で位置付けられ得る。このようにして、ダイ１３１２のダイを試験する間、最も高い試験温度においては、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄは、プローブヘッドアセンブリ１３２２の温度を変える必要なくダイ端子１３４４と自然に整列し、またより低い温度のすべてにおいては、プローブヘッドアセンブリ１３２２は温度制御デバイス１３４０（ひいては加熱デバイスであってもよい）によって加熱され得、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄをダイ端子１３４４と整列させる。

一部の実施形態では、プローブヘッドアセンブリ１３２２は、絶縁材の１つ以上の層の間に配置される伝導性材料の１つ以上の層を備える多層基板を備える。図１４は、本発明の一部の実施形態による、かかる多層基板の例を示す。示すように、プローブヘッドアセンブリ１３２２は、電気的絶縁材料（例えば、セラミック）の複数の層１４１０、１４１２を備え得る。（２つの層１４１０、１４１２が示されているが、より多くの、またはより少ない層が使用され得る。）電気的伝導性パッドまたは導線１４０２、１４０４、１４２６は、絶縁層１４１０、１４１２の上に、およびそれらの間に配置され得、電気的伝導性ビア（図示せず）は、層１４１０、１４１２のうちの１つまたは両方を通って、異なる層上のパッドまたは導線を電気的に接続するように設けられ得る。図１４に示すように、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄはパッド１４０４に取り付けられ得、パッド１４０２は、取り付け／配線構造１３０２（図１３Ｃ参照）との電気的接続を提供し得る。層１４１０を通るビア（図示せず）、導線（例えば、層１４１０、１４１２との間の１４２６）、および層１４１２を通るビア（図示せず）は、パッド１４０２のうちの１つをパッド１４０４のうちの１つと電気的に接続することができる。

温度制御デバイス１３４０は、層１４１０、１４１２との間に組み込まれる１つ以上の伝導性導線１４２６を備え得る。すなわち、１つ以上の導線１４２６は、材料を通過する電流に応じて熱を発生する材料を備え得る。電流は、他の用途には使用されない（例えば、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄを有するパッド１４０４とは電気的に接続されない）１つ以上のパッド１４０２を通じて、かかる加熱器を形成する１つ以上の導線１４２６に供給され得る。電流は、パッド１４０２以外の電気的接続を通じて、温度制御デバイス１４２６に提供され得る。いかにして電流が温度制御デバイス１４２６に供給されるかにかかわらず、上述のように（図１３Ａ〜図１３Ｃ参照）、ダイ１３１２の温度が試験の間に変化するときに、プローブ１３２４ａ〜１３２４ｄと試験されるダイ１３１２の端子１３４４との整列を維持するために、プローブヘッドアセンブリ１３２２を十分加熱するのに必要な量の電流が加えられ得る。

電流が材料を通過する間に熱を発生する電気的伝導性材料は、温度制御デバイス１３４０の一例にすぎない。他の例では、温度制御デバイス１３４０は、加熱または冷却された液体または気体が通過するチューブを備え得る。さらに、温度制御デバイス１３４０は、プローブヘッドアセンブリ１３２２の外側に配置され得る。

図１５は、ダイの温度が変化し、検出された不整列を補償するために必要なプローブヘッドアセンブリの温度を調整するときの、ダイを試験する間の、プローブカードアセンブリのプローブとダイの端子との整列を監視するためのプロセス１５００を示す。図１６は、図１５のプロセスを実施するためのシステム１６００の、簡略化されたブロック図を示し、また図１７は、図１５のプロセスが使用され得る、例示的な試験ヘッド１７０４およびプローバ１７０４を示す。

図１５に示すように、プロセス１５００は、プローバ内へのプローブカードアセンブリの設置をもって始まり得る（１５０２）。図１７に示す例を参照すると、プローブカードアセンブリ１３００（上述のように、取り付け／配線構造１３０２およびプローブヘッドアセンブリ１３２２を含み得る）は、プローバ１７０２のプローバヘッドプレート１７３２にボルト締めされ得る。図１５を再び参照すると、プローブカードアセンブリのプローブは次いで、試験されるダイの端子と接触することができる（１５０４）。例えば、図１７に示すように、ダイ１３１２は、プローバ１７０２の試料台１７０６の上に設置され得、試料台１７０６は、ダイ１３１２のダイ（図示せず）の端子１３２１を移動させ、プローブカードアセンブリ１３００のプローブ１３２４と接触させることができる。図１５の１５０６では、ダイが試験され得る。図１７に示す例では、試験器（図示せず）は、ケーブル１７１０を経て試験ヘッド１７０４へ、プローブカードアセンブリ１３００を通ってダイ１３１２のダイ（図示せず）へ伝達され得る試験データを生成し、またダイ（図示せず）によって生成される応答データは、プローブカードアセンブリ１３００、試験ヘッド１７０４、およびケーブル１７１０を通って、元の試験器（図示せず）へと伝達され得る。（図１Ａの１１４と同様な接続が、示されていないが存在し得、試験ヘッド１７０４をプローブカードアセンブリ１３００に接続する。）図１５の５０８では、１５０６でダイが試験されているときに、ダイの温度が変化され得る。例えば、図１７の試料台１７０６は、ダイ１３１２を加熱および／または冷却するための加熱器および／または冷却器を含み得る。１５０６でダイを試験し、また１５０８でダイの温度を変化させる間、図１５のプロセスは、１５１０で、プローブおよびダイ端子がなおも適切に整列しているかを決定する。整列している場合には、図１５のプロセス１５００は、１５０６でダイの試験を継続し、１５０８でダイの温度を変化させ、１５１０でプローブおよびダイ端子の整列を監視する。しかしながら、１５１０で、プローブおよびダイ端子がもはや適切に整列していないと決定される場合には、プロセス１５００は、図１５に示すように、プローブおよび端子が再び整列するまで、１５１２でプローブヘッドアセンブリの温度を変化させ、次いで１５１０で整列を再検査する。（示されいないが、ダイの試験が完了した時点の１５０６の後で、プローブおよび端子をうまく整列させることなく何度も１５１２および１５１０を反復した後で、または他の理由のために、図１５のプロセス１５００を終了するための方策が提供され得る。）
図１６は、図１５の１５１０および１５１２を実施するための例示的なシステムを示す。図１６に示すように、システム１６００は、メモリ１６０４に保存されているソフトウェア（マイクロコードまたはファームウェアを含むが、これに限定されない）に従って動作するプロセッサ１６０４を含み得る。プロセッサ１６０４はモニター１６０６から入力１６１０を受信し、またモニター１６０６からの入力１６１０が、プローブおよびダイ端子が整列していないことを示しているかどうかを決定する（図１５の１５１０）ことができ、整列していない場合には、制御信号１６１２をプローブヘッドアセンブリの温度制御デバイス１６０８に出力する（図１５の１５１２）ことができる。温度制御デバイス１６０８は、図１３Ａ〜図１３Ｃおよび図１４Ａ〜図１４Ｄに関連して上述した、任意の温度制御デバイスであり得る。

モニター１６０６は、プローブがダイ端子と整列していないことを直接的または間接的に決定するための、任意のデバイスまたはシステムであり得る。図１７は、１つのかかる例示的なモニター１６０６を示す。図１７では、整列マーク１７２４が、プローブヘッドアセンブリ１３２２の上に配置され得る。対応する整列マーク１７２６が、ダイ１３１２の上に配置され得る。プローブヘッドアセンブリ１３２２上のマーク１７２４が、ダイ１３１２上の対応するマーク１７２６と整列する間は、プローブ１３２４はダイ端子１３２１と適切に整列する。プローバ１７０２の内のカメラ１７２０および１７２２が、プローブヘッドアセンブリ１３２２上の整列マーク１７２４がダイ１３１２上の対応する整列マーク１７２６と整列するかどうかを決定するために使用され得る。図１７のモニター１６０６は、このようにカメラ１７２０および１７２２を備え得、またプロセッサ１６０４への入力１６１０は、カメラ１７２０および１７２２によって生成される画像データを備え得る。

もちろん、カメラ１７２０および１７２２は、図１６のシステム１６００において使用され得るモニター１６０６の一例にすぎない。別の例として、整列マーク１７２４および１７２６は、プローブヘッドアセンブリ１３２２またはダイ１３１２のうちの１つの上のプローブ、およびプローブヘッドアセンブリ１３２２またはダイ１３１２の他のものの上の標的パッドにより置き換えられ得、標的パッドは、標的パッドの上のプローブの位置に対応する信号を出力し、かかる信号は、ダイ１３１２に対するプローブヘッドアセンブリ１３２２の相対的な運動を示す。

図１５に示すフィードバック制御プロセス１５００に対する代替案として、図１７のシステムがフィードバック制御なして動作され得る。すなわち、図１７のシステムは、１５１０での、ダイ端子１７２６とのプローブ１３２４の整列を監視することなく、動作され得る。代わりに、プローブヘッドアセンブリ１３２２の温度は、１５０８でのダイ１３１２のダイの温度に対する変化に従って、１５１２で変化され得る。図１５のプロセス１５００のかかる簡略化されたバージョンは、プローブ１３２４の位置とダイ１３１２の温度との関係が既知である、および予測可能な場合には、特に有用であり得る。

図１８は、図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃに示すプローブヘッドアセンブリ１３２２の別の実施例である、例示的なプローブヘッドアセンブリ１３２２を示す。図１８に示すように、プローブヘッドアセンブリ１３２２は、複数のプローブ基板１８０８（３つ以上を含み得るが、２つを示す）を備える。複数のプローブ１８１２（プローブ２２４と同じであり得る）は、それぞれのプローブ基板１８０８に取り付けられ得、試験されるダイ（図示せず）の端子と接するように配置され得る。それぞれのプローブ基板１８０８は、取り付け構造１８０２に取り付けられ得、それは、とりわけ図１３Ａに示され、上述する取り付け／配線構造１３０２に取り付けられる。プローブ基板１８０８は、ボルト、ねじ、クランプ締め、接着剤などの使用を含むがそれらに限定されない任意の適切な方法で、取り付け構造１８０２に取り付けられ得る。

図１８に示すように、それぞれのプローブ基板１８０８は、図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃに関連して概略的に上述した、プローブ基板１８０８を膨張および収縮するための温度制御デバイス１８１０を含み得る。図１８にさらに示すように、取り付け構造１８０２はまた、図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃに関連して上述した略同様の方法で、取り付け構造１８０２を膨張および収縮するための温度制御デバイス１８０４を含み得る。プローブ基板１８０８は取り付け構造１８０２に取り付けられるので、取り付け構造１８０２を膨張または収縮することは、プローブ基板１８０８の位置に影響を与える。図１３Ａの温度制御デバイス１３４０と概略的に類似し得る温度制御デバイス１８０４および１８１０は、かくして、試験されるダイ（図示せず）上のダイ端子（図示せず）に対してプローブ１８１２を位置付けるための、２段制御を提供する。すなわち、取り付け構造１８０２の中の温度制御デバイス１８０４は、プローブ基板１８０８の位置に影響を与え、それぞれのプローブ基板１８０８の中の温度制御デバイス１８１０は、プローブ基板１８０８に取り付けられるプローブ１８１２の位置に影響を与える。

図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃに示す温度制御デバイス１３４０（または図１４Ｃおよび１４Ｄに示す温度制御デバイス１４２６）の代替案として、プローブヘッドアセンブリ１３２２を伸張または圧縮するように、プローブヘッドアセンブリ１３２２に機械的な力が加えられ得、その結果として、それは試験中のダイ１３１２の膨張または収縮と調和するように膨張または収縮し得る（図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃに略示するように）。例えば、ねじ切りされたスタッド（図示せず）が、プローブヘッドアセンブリ１３２２の周辺端部に取り付けられ得、ねじ切りされたアクチュエータ（図示せず）が、引張力または圧縮力をプローブヘッドアセンブリ１３２２に加えて、プローブヘッドアセンブリ１３２２をそれぞれ伸張または圧縮するために使用され得る。例として、かかる引張力は、図１３Ｂから図１３Ｃへの移行の中に示すように（図１３Ｃの矢印１３３２によって表すように）、プローブヘッドアセンブリ１３２２を伸張する（膨張する）ために、プローブヘッドアセンブリ１３２２に加えられ得る。さらに別の代替案として、温度制御デバイス１３４０と、機械的な力をプローブヘッドアセンブリ１３２２に加える機械デバイスとの両方が、プローブヘッドアセンブリ１３２２を膨張または収縮するために使用され得る。同様に、機械的な力を図１８の取り付け構造１８０２およびプローブ基板１８０８に加えるための機械デバイス（図示せず）が、図１８の温度制御デバイス１８０４および１８１０の代わりに、または併せて使用され得る。

本明細書に説明している多様な技法は、多様な組み合わせの中で併用され得る。図１９は、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに関連して上述しているような配線盤２０４および補強板２０２を含み得る、例示的なプローブカードアセンブリ１８００を示す。プローブカードアセンブリ１８００はまた、図６、図７Ａ、および図７Ｂに関連して上述しているようなトラス構造６０４を含み得る。図９Ａおよび図９Ｂに関連して説明しているスタッド構造と類似のスタッド構造８２０が、トラス構造６０４に取り付けられ得る。プローブカードアセンブリ１８００はまた、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃに関連して上述しているようなヒートシンク１００２を含み得る。プローブカードアセンブリ１８００は、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ、および図１４Ｄに関連して上述しているような温度制御デバイス１３４０を有するプローブヘッドアセンブリ１３２２を含み得る。図１９のプローブカードアセンブリ１８００はこのように、プローブカードアセンブリ２００、６００、９００、１０００、および１３００の特長を組み合わせる。

他の組み合わせも可能である。例えば、プローブカードアセンブリ１８００は、ヒートシンク１００２の代わりに、またはそれに追加して、プローブカードアセンブリ１１００および１２００の送風機１１０２または１２０４と類似の送風機、ならびに空気通路１１０４および１１０６と類似の空気通路を含み得る。別の例として、トラス構造６０４が、プローブカードアセンブリ９００から除去され得、スタッド構造８２０が、補強板２０２に取り付けられ得る。さらに別の例として、トラス構造６０４が、プローブアセンブリ１０００、１１００、または１２００の補強板２０２に（図７Ａおよび図７Ｂに示すように）取り付けられ得る。さらに他の組み合わせも可能である。

本発明の例示的な実施形態および適用を本明細書において説明してきたが、本発明を、これらの例示的な実施形態および適用に、ならびに例示的な実施形態および適用が動作する、または本明細書に説明されている方法に、限定することは意図されていない。実際に、例示的な実施形態に対する多くの変形および修正が可能である。例えば、実施形態のそれぞれは本明細書において、半導体ダイを試験するという状況のもとで説明されているが、本発明はそのように限定されず、デバイスを精査することによってデバイスが試験または監視される、任意の器具、システム、またはシナリオに適用される。

別の例として、本明細書に示され、説明されている例示的なカードアセンブリの一部は、１つのプローブヘッドアセンブリ（例えば、とりわけ、図２Ｃに示される２２２）を有するとして示され、任意のそれらのプローブカードアセンブリは、それぞれがプローブのセットを備える２つ以上のプローブヘッドアセンブリを有するように構成され得、またプローブヘッドアセンブリは、それぞれのプローブヘッドアセンブリの上に、プローブのセットを備える大きなプローブのアレイを形成するように配置され得る。複数のプローブヘッドアセンブリを有するプローブカードアセンブリの限定されない例は、「Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ Ａ Ｍｕｌｔｉ−Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｂｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」の表題で２００５年６月２４日に出願された米国特許出願第１１／１６５，８３３号に示されている。かかるプローブカードアセンブリは、それぞれのプローブヘッドアセンブリが、他のプローブヘッドアセンブリから独立して単独で動き得るように構成され得る。

図１Ａは、例示的な従来技術のプローバ、試験ヘッド、およびプローブカードアセンブリの側面図を示す。切り取りが、プローバの内部の部分図を提供する。 図１Ｂは、プローブカードアセンブリを除いた、図１Ａのプローバおよび試験ヘッドの斜視図を示す。 図２Ａは、本発明の一部の実施形態による、例示的なプローブカードアセンブリの上面図を示す。 図２Ｂは、図２Ａのプローブカードアセンブリの底面図を示す。 図２Ｃは、図２Ａのプローブカードアセンブリの切断側面図を示す。 図３Ａは、本発明の一部の実施形態による、図２Ａのプローブカードアセンブリの配線盤を示す。 図３Ｂは、本発明の一部の実施形態による、図２Ａのプローブカードアセンブリの補強板を示す。 図４は、本発明の一部の実施形態による、図２Ａの配線基板およびプローブヘッドアセンブリの概略図である。 図５Ａは、本発明の一部の実施形態による、例示的なプローブヘッドアセンブリおよび例示的な取り付け部／調整機構を示す。 図５Ｂは、本発明の一部の実施形態による、図５Ａのプローブヘッドアセンブリのスペーストランスフォーマー上の取り付け部／調整機構の例示的な配置を示す。 図６は、本発明の一部の実施形態による、別の例示的なプローブカードアセンブリを示す、簡略化されたブロック図である。 図７Ａは、本発明の一部の実施形態による、図６のプローブカードアセンブリのトラス構造および補強板の上面図を示す。 図７Ｂは、本発明の一部の実施形態による、図６のプローブカードアセンブリのトラス構造および補強板の切断側面図を示す。 図８は、本発明の一部の実施形態による、図７Ａのトラス構造に対する補強板の配向を自動的に調整するための、システムのブロック図を示す。 図９Ａは、本発明の一部の実施形態による、さらに別の例示的なプローブカードアセンブリを示す。プローブカードアセンブリは、本発明の一部の実施形態による、例示的なプローバに設置されて示される。 図９Ｂは、図９Ａのスタッド構造および把持部の詳細図を示す。 図１０Ａは、本発明の一部の実施形態による、さらに別の例示的なプローブカードアセンブリの上面図を示す。 図１０Ｂは、図１０Ａのプローブカードアセンブリの底面図を示す。 図１０Ｃは、図１０Ａのプローブカードアセンブリの切断側面図を示す。 図１１Ａは、本発明の一部の実施形態による、さらなる例示的なプローブカードアセンブリの上面図を示す。 図１１Ｂは、図１１Ａのプローブカードアセンブリの底面図を示す。 図１１Ｃは、図１１Ａのプローブカードアセンブリの切断側面図を示す。 図１２Ａは、本発明の一部の実施形態による、さらに、さらなる例示的なプローブカードアセンブリの上面図を示す。 図１２Ｂは、図１２Ａのプローブカードアセンブリの横断面図を示す。 図１３Ａは、本発明の一部の実施形態による、試験されるウエハーを有する、さらに別の例示的なプローブカードアセンブリおよび試料台の部分側面図を示す。 図１３Ｂは、本発明の一部の実施形態による、試験されるウエハーを有する、さらに別の例示的なプローブカードアセンブリおよび試料台の部分側面図を示す。 図１３Ｃは、本発明の一部の実施形態による、試験されるウエハーを有する、さらに別の例示的なプローブカードアセンブリおよび試料台の部分側面図を示す。 図１４は、本発明の一部の実施形態による、図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃのプローブカードアセンブリと共に使用され得る、例示的なプローブヘッドアセンブリを示す。 図１５は、本発明の一部の実施形態による、温度の範囲にわたってダイを試験する間に、プローブおよびダイ端子の整列を監視および修正するために使用し得る、例示的なプロセスを示す。 図１６は、本発明の一部の実施形態による、図１５のプロセスを導入し得る、例示的なシステムを示す。 図１７は、本発明の一部の実施形態による、図１６のモニターの例を示す、例示的なプローバ、プローブカードアセンブリ、およびウエハーを示す。 図１８は、本発明の一部の実施形態による、例示的なプローブヘッドアセンブリを示す。 図１９は、本発明の一部の実施形態による、本明細書に説明している他のプローブカードアセンブリの特長の組み合わせを示す、例示的なプローブカードアセンブリを示す。

Claims (31)

1. 試験装置に取り付けられるように構成される補強構造と、
   試験される電子デバイスと接するように配置される複数のプローブを備えるプローブ構造であって、該補強構造が該プローブ構造の運動に抵抗するように、該補強構造に固定して取り付けられる、プローブ構造と、
   該プローブ構造に電気的インターフェースを提供するように構成される配線基板であって、該補強構造に可動的に取り付けられる、配線基板と、
   を備える、プローブカードアセンブリ。
2. 前記補強構造は、前記配線基板よりも大きな機械的強度を有する、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
3. 前記補強構造は金属の構造である、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
4. 前記プローブ構造は、前記補強構造に直接機械的に取り付けられる、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
5. 前記配線基板は、該配線基板が前記補強構造に取り付けられる位置から、放射状に膨張または収縮することができる、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
6. 前記配線基板が前記補強構造に取り付けられる前記位置は、該配線基板の中央の位置である、請求項５に記載のプローブカードアセンブリ。
7. 前記補強構造に取り付けられるトラス構造をさらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
8. 前記トラス構造に対して前記補強構造の配向を選択的に変化させるように構成される調整機構をさらに備える、請求項７に記載のプローブカードアセンブリ。
9. 前記調整機構は、差動ねじアセンブリを備える、請求項８に記載のプローブカードアセンブリ。
10. 前記調整機構は、前記補強構造の形状を選択的に変化させるように構成される、請求項８に記載のプローブカードアセンブリ。
11. 前記補強板に対して前記プローブ構造の配向を選択的に変化させるように構成される調整整機構さらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
12. 前記調整機構は、差動ねじアセンブリを備える、請求項１１に記載のプローブカードアセンブリ。
13. 前記調整機構は、前記補強板の形状を選択的に変化させるように構成される、請求項１１に記載のプローブカードアセンブリ。
14. 前記プローブカードアセンブリの片側から該プローブカードアセンブリの反対側への、熱の伝達を促進するための手段をさらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
15. 前記プローブ構造が前記補強構造に取り付けられている間に、該補強構造に対して該プローブ構造の位置を調整するための手段をさらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
16. 前記電子デバイスは半導体ダイを備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
17. 前記プローブ構造は、前記プローブが取り付けられる表面を有するプローブ基板を備え、前記補強構造は、該プローブ基板の該表面に略垂直となる方向への、該プローブ構造の運動に抵抗する、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
18. 前記プローブ構造は、前記プローブが取り付けられる表面を有するプローブ基板を備え、前記配線基板は、該プローブ基板の該表面に略平行となる方向へ、該補強構造に対して移動可能である、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
19. 前記プローブ構造は、前記プローブが取り付けられる表面を有するプローブ基板を備え、前記プローブカードアセンブリは、該表面に略平行となる方向へ、該プローブ構造を選択的に熱により膨張および／または収縮させるための手段をさらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
20. 前記プローブの横方向の位置を、選択的に制御するための手段をさらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
21. 前記プローブ構造の温度を変えるように構成される、熱制御要素をさらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
22. 前記プローブ構造の運動に抵抗するために、前記試験装置の構造要素によって係合されるように構成される、スタッド構造をさらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
23. 前記補強構造の外側部分は、前記試験装置に取り付けられるように構成され、前記プローブカードアセンブリは、該補強構造の内側部分の運動に抵抗するために、該試験装置の構造要素によって係合されるように構成されるスタッド構造をさらに備える、請求項１に記載のプローブカードアセンブリ。
24. プローブカードアセンブリを作る方法であって、
    試験装置に取り付けられるように構成される補強構造を提供するステップと、
    該補強構造がプローブ構造の運動に抵抗するように、該プローブ構造を該補強構造に固定して取り付けるステップであって、該プローブ構造は、試験される電子デバイスと接するように構成される複数のプローブを備える、ステップと、
    配線基板が該補強構造に対して可動となるように、該配線基板を該補強構造に取り付けるステップであって、該配線基板は、該プローブ構造と該試験装置との間の電気的インターフェースを提供する、ステップと、
    を包含する、方法。
25. 前記補強構造は、前記インターフェース構造よりも大きな機械的強度を有する、請求項２４に記載の方法。
26. 前記補強構造は金属の構造である、請求項２４に記載の方法。
27. 前記配線基板が、前記補強構造に取り付けられる位置から放射状に膨張または収縮することができるように、該配線基板を該補強構造に取り付けるステップ、をさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
28. 前記位置は、前記配線基板の中央の位置である、請求項２７に記載の方法。
29. トラス構造を前記補強構造に取り付けるステップ、をさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
30. 前記プローブカードアセンブリの片側から該プローブカードアセンブリの反対側への、熱伝達コンジットを提供するステップ、をさらに包含する、請求項２９に記載の方法。
31. 前記電子デバイスは、半導体ダイを備える、請求項２４に記載の方法。

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