JP4022518B2 - 平面調整機構を有するプローブコンタクトシステム - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、被試験半導体デバイスとの電気的接続を確立するための多数のコンタクタを有する半導体テストシステムに関し、特に多数のコンタクタの先端と被試験半導体ウエハのコンタクトパッドのようなコンタクトターゲットとの間の距離を均一になるように調整するための平面調整機構を有するプローブコンタクトシステムに関する。
背景技術
ＬＳＩやＶＬＳＩ回路のような高集積度且つ高スピードの電子デバイスをテストする場合には、プローブカード上に装備された高性能のコンタクトストラクチャを使用しなければならない。コンタクトストラクチャは、基本的に、多数のコンタクタまたはプローブ素子とそれらを搭載するコンタクト基板（「スペーストランスフォーマー」とも称される）とにより構成されている。コンタクト基板は、プローブカード（「ＰＣＢ基板」とも称される）上に搭載され、ＬＳＩやＶＬＳＩチップ、半導体ウエハのテスト、半導体ウエハやダイのバーンイン、パッケージされた半導体デバイス等のテストやバーンイン、プリント回路基板等をテストするために用いられる。
被試験半導体デバイスが半導体ウエハの形態をしている場合には、ＩＣテスタのような半導体テストシステムを、自動ウエハプローバ等の基板ハンドラーに接続して、その半導体ウエハのテストを自動的に実行する。このような構成例を第１図に示しており、半導体テストシステムは、一般に別のハウジングとして形成されたテストヘッド１００を有している。そのテストヘッド１００とテストシステム本体は、ケーブル束１１０により電気的に接続している。テストヘッド１００と基板ハンドラー４００は、例えばモーター５１０により作動するマニピュレータ５００により互いに機械的および電気的に接続されている。被試験半導体ウエハは、基板ハンドラー４００によりテストヘッド１００のテスト位置に自動的に供給される。
テストヘッド１００上では、半導体テストシステムにより生成されたテスト信号が、被試験半導体ウエハに供給される。被試験半導体ウエハ（例えば半導体ウエハ上に形成されたＩＣ回路）から、テスト信号が与えられた結果として出力された信号が、半導体テストシステムに送信される。半導体テストシステムは、その出力信号と期待値データを比較し、半導体ウエハ上のＩＣ回路が正しく機能しているかを検証する。
図１において、テストヘッド１００と基板ハンドラー４００とは、インターフェイス部１４０を介して互いに接続されている。インターフェイス部１４０（「テストフィクスチャ」あるいは「ピンフィクスチャ」とも称される）は、テストヘッドの配線形状に固有の電気回路接続を有するプリント回路基板であるパフォーマンスボード１２０（図２）と、同軸ケーブル、ポゴピン、コネクタ等により構成されている。
図２において、テストヘッド１００は多数のプリント回路基板１５０（「ピンカード」とも称される）を有し、それら回路基板数は半導体テストシステムのテストチャンネル（テストピン）の数に対応している。プリント回路基板１５０のそれぞれは、パフォーマンスボード１２０に備えられた対応するコンタクトターミナル１２１（接続端子）と接続するためのコネクタ１６０を有している。パフォーマンスボード上には、更にフロッグリング１３０が、基板ハンドラー４００に対するコンタクト位置を正確に決定するために搭載されている。フロッグリング１３０は、例えばＺＩＦコネクタまたはポゴピンのような、多数のコンタクトピン１４１を有しており、同軸ケーブル１２４を介して、パフォーマンスボード１２０のコンタクトターミナル１２１に接続している。
図２に示すように、テストヘッド１００は基板ハンドラー４００上に配置しており、インターフェイス部１４０を介して機械的および電気的に基板ハンドラー４００に接続している。基板ハンドラー４００には、チャック１８０上に被試験半導体ウエハ３００が搭載されている。この例では、プローブカード１７０が被試験半導体ウエハ３００の上部に備えられている。プローブカード１７０は、被試験半導体ウエハ３００上のＩＣ回路の回路端子またはコンタクトパッドのようなコンタクトターゲットと接触するために、多数のプローブコンタクタ（カンチレバーまたはニードル）１９０を有している。
プローブカード１７０の電気ターミナル（コンタクトパッド）は、フロッグリング１３０に備えられたコンタクトピン１４１と電気的に接続している。コンタクトピン１４１は、同軸ケーブル１２４を経由して、パフォーマンスボード１２０上のコンタクトターミナル１２１に接続している。それぞれのコンタクトターミナル１２１は、テストヘッド１００内の対応するプリント回路基板１５０に接続している。また、プリント回路基板１５０は、数百の内部ケーブルを有するケーブル束１１０を介して、半導体テストシステム本体と接続している。
この構成の下で、チャック１８０上の半導体ウエハ３００の表面（コンタクトターゲット）に、プローブコンタクタ１９０が接触し、半導体テストシステムから半導体ウエハ３００にテスト信号を与える。さらに、半導体テストシステムは、半導体ウエハ３００からの結果出力信号を受信する。上記のように、半導体テストシステムは、被試験半導体ウエハ３００からの結果出力信号を、あらかじめ形成した期待値と比較して、半導体ウエハ３００上の回路が正しく機能しているかを検証する。
このような半導体ウエハのテストにおいては、例えば数百または数千のような多数のコンタクタを使用しなければならない。そのような構成において、全てのコンタクタが、コンタクトターゲットに対して同一の圧力で同時に接触するように、各コンタクタの先端の平面高さを均一にする（平坦化）必要がある。コンタクタの先端が平坦化できない場合には、一部のコンタクタのみが対応するコンタクトターゲットと電気的接続を形成し、他のコンタクタは電気的接続を形成しない状態が生じることになり、半導体ウエハのテストを正確に実施することが不可能になる。この場合、全てのコンタクタをコンタクトターゲットに接続するには、半導体ウエハをプローブカードにより強く押し当てなければならなくなる。その結果、コンタクタにより、過度の圧力を受けた半導体ウエハ上のチップが、物理的な損傷を被るような問題が生じてしまう。
米国特許番号５８６１７５９は、プローブカードのプローブ先端平面化システムを開示している。このシステムは、プローブカードの複数の接触点により定義された第１面を、プローバー上に支持された半導体ウエハの上面により定義された第２面に対して平坦化する。この平坦化プロセスを簡単に説明する。半導体ウエハの上面を基準として、プローブカード上の接触点として選択した少なくとも３点について、その高さをカメラを介して計測する。そして、測定された値に基づいて、第２面を基準とする第１面の位置を計算する。
この計算結果情報と、プローバーとテスタの幾何学的位置情報を用いて、高さ調整のための２点について、その高さ変数を決定して、第２面に対する第１面を平坦化する。この従来技術は、接触点の高さを平坦化するために、その高さを目視するためのカメラを必要とするので、コストを増加させ、またシステム全体としての信頼性を低下させる問題がある。
米国特許番号５９７４６６２は、プローブカードアセンブリのプローブ素子の先端を平坦化する方法を開示している。プローブ素子は、スペーストランスフォーマ（コンタクト基板）に直接に取り付けられている。スペーストランスフォーマの方向、従ってプローブ素子の方向は、プローブカードを基準として、すなわちプローブカードの方向を変更せずに、調整することができるように構成されている。この方法では、電気導電金属板（仮想ウエハ）が、目的とする半導体ウエハの代わりに基準面として用いられる。更にケーブルとコンピュータが設けられ、コンピュータの画面上において、プローブの先端のそれぞれが導電金属板と電気通路を形成したか否かを、例えば白黒のドットにより表示する。
この表示画面におけるビジュアルイメージに基づいて、プローブの先端の平面高さを、プローブの先端全てが金属板と同時に接触するように、差動（デイファレンシャル）スクリューを回転させて調整する。しかし、この従来技術は、プローブ素子全ての導電通路を確立させるために導電金属板を用いるので、この金属板を装着し、かつそれを目的とする半導体ウエハに置き換えるための余分な時間を必要とする。更に、この方法は、プローブ素子の導電金属板との接触、非接触の状態を表示するために、コンピュータ等の表示器を必要とするため、全体としての費用が必然的に増加する。
このような状況において、半導体ウエハの表面に対して、コンタクタの先端部の平坦面を、より簡単に低コストで調整できるプローブコンタクトシステムが必要とされている。
発明の開示
従って、本発明の目的は、全コンタクタの先端高さ平面と被試験半導体ウエハの表面間の距離を調整することができる平面調整機構を有するプローブコンタクトシステムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、多数のコンタクタを有するコンタクト基板により構成されたコンタクトストラクチャを搭載したプローブカードと、そのコンタクタの先端高さ調整する平面調整機構を備えたプローブコンタクトシステムを提供することにある。
また、本発明の更に他の目的は、コンタクト基板上に設けられたコンタクタの全てが、半導体ウエハの表面に同時に接触するように、コンタクト基板と被試験半導体ウエハ間の距離を調整する平面調整機構を備えたプローブコンタクトシステムを提供することにある。
また、本発明の更に他の目的は、コンタクタが半導体ウエハに接触する際に、各コンタクタが半導体ウエハの表面に対し同一の圧力を発揮するように、コンタクト基板と被試験半導体ウエハ間の距離を調整する平面調整機構を備えたプローブコンタクトシステムを提供することにある。
本発明では、コンタクトターゲットと電気的接続を形成するためのプローブコンタクトシステムに装備された平面調整機構は、多数のコンタクタを有するコンタクト基板と、そのコンタクタと半導体テストシステムのテストヘッド間に電気的接続を形成するためのプローブカードと、そのプローブカード上にコンタクト基板を固定させる手段と、プローブカードをプローブコンタクトシステムのフレームに接続するためのプローブカードリングと、プローブカードとプローブカードリングをプローブカード上の３点以上の位置において接続する部材であって、それぞれがプローブカードとプローブカードリング間のギャップを調整可能に回転する複数の接続部材と、により構成している。
また、本発明の他の態様における平面調整機構では、ターゲット基板は平坦性を調整するための被試験半導体ウエハあるいは基準プレートであり、コンタクト基板の所定位置において、そのターゲット基板とコンタクト基板間のギャップを計測するギャップセンサーと、プローブカードとプローブカードリング間のギャップを制御して、コンタクタの先端とコンタクトターゲットとの間の距離が互いに同一になるように上記接続部材を調整するための回転調整デバイスとをさらに有して構成している。
本発明のプローブコンタクトシステムは、好ましくは、コンタクト基板とプローブカードを電気的に接続するためその間に設けられた導電エラストマと、コンタクト基板を支持するためにそのコンタクト基板と導電エラストマ間に設けられたサポートフレームとをさらに有して構成される。
また、本発明の更に他の様態においては、コンタクト基板とプローブカードを接続する接続部材は、ボルトとナットにより構成されており、ナットはプローブカードの表面に回転可能に支持され、上記回転調整デバイスはそのナットと係合するための底部開口を有し、それぞれ３点の位置において、コンタクト基板とターゲット基板間のギャップが互いに同一になるように、その底部開口とナットを係合して上記接続部材を回転させる。
また、本発明の更に他の様態においては、平面調整装置は、コンタクト基板とターゲット基板間の距離を調整する自動システムである。平面調整装置は、コントローラからのコントロール信号に基づいてナットを回転させるためのモーターを有している。コントローラは、測定されたギャップ値を計算してコントロール信号を形成する。
また、本発明の更に他の様態においては、平面調整装置は、コンタクト基板とターゲット基板間の距離を調整するために、プローブカードとプローブカードリング間に薄片（シム）を重ねて挿入して、そのシムの挿入数を調整することにより、プローブカードリングに対するプローブカードの傾きを調整して、コンタクタの先端とコンタクトターゲットとの間の距離が互いに同一になるように構成している。これにより低コストで平面調整装置を実現できる。
本発明によれば、プローブコンタクトシステムは、コンタクタの先端と被試験半導体ウエハまたは基準プレートの表面間の距離を調整することができる。平面調整機構を用いて、コンタクト基板と半導体ウエハ間の距離を調整することにより、コンタクト基板に搭載したコンタクタの全てが、半導体ウエハの表面に同一の圧力で同時に接触することができる。
本発明のプローブコンタクトシステムに用いる平面調整機構は、細かなステップでプローブカード上のナットを回転させる回転調整デバイスを有しており、これによりコンタクト基板と半導体ウエハ間の距離を容易に且つ正確に調整することができる。本発明の平面調整機構は、プローブカードにナットを駆動するモーターと、ギャップセンサーで測定されたギャップ値に基づいて、モーターにコントロール信号を送出するコントローラを用いることにより、自動システムとして構成することも可能である。またプローブカードとプローブカードリング間に薄片（シム）を重ねて挿入して高さを調整する方式の場合、極めて低コストにより平面調整機構を実現できる。
発明を実施するための最良の形態
本発明のプローブコンタクトシステムに用いるコンタクトストラクチャの例について、図３と図４を参照して説明する。他の多くの異なるタイプのコンタクトストラクチャについても、本発明のプローブコンタクトシステムに実現可能である。図３のコンタクトストラクチャ１０は、半導体製造工程を介して生成されたビーム形状（シリコンフィンガ）のコンタクタ３０を有している。
コンタクトストラクチャ１０は、基本的に、コンタクト基板２０（スペーストランスフォーマー）と多数のシリコンフィンガコンタクタ３０により構成されている。コンタクトストラクチャ１０は、被試験半導体ウエハ３００上のコンタクトパッド３２０のようなコンタクトターゲット上に位置合わされており、コンタクタ３０と半導体ウエハ３００が押し当てられたときに、その間で電気的接続が確立される。図３には、２つのコンタクタ３０しか示していないが、半導体ウエハのテスト等の実際の応用では、数百または数千のような多数のコンタクタ３０が、コンタクト基板２０上に配列して用いられる。またコンタクタ３０の形状は各種のものがあり、図３のビーム形状に限るものではない。
このような多数のコンタクタは、シリコン基板上において、フォトリソグラフィ（写真製版）工程のような半導体製造工程により同時に作成され、例えばセラミック、シリコン、アルミナ、グラスファイバ、あるいは他の材料により構成するコンタクト基板２０に搭載されている。半導体ウエハ上のコンタクトパッド３２０間のピッチは、例えば５０マイクロメータまたはそれ以下の微少サイズであり、コンタクト基板２０に搭載されるコンタクタ３０は、半導体ウエハ３００と同様の半導体製造工程により形成されるので、容易に同等のピッチサイズで配列することができる。
シリコンフィンガコンタクタ３０を、図３および図４に示すようにコンタクト基板２０上に直接的に搭載してコンタクトストラクチャを形成し、そのコンタクトストラクチャを図２のプローブカード１７０に搭載している。シリコンフィンガコンタクタ３０は、非常に小さなサイズで形成することができるので、コンタクトストラクチャ、従って本発明のコンタクタを搭載したプローブカードの動作可能な周波数範囲を容易に２ＧＨｚあるいはそれ以上に増加させることができる。また、微少サイズであるため、プローブカードのコンタクタの数は２０００またはそれ以上に増加させることができ、これによって例えば３２個またはそれ以上のメモリデバイスのテストを、同時に並行に実施することができる。
図３では、各コンタクタ３０は、フィンガ（ビーム）形状の導電層３５を有する。また、コンタクタ３０は、コンタクト基板２０に固定するためのベース４０をさらに有する。コンタクト基板２０の底部において、導電層３５と相互接続トレース２４が接続されている。このような相互接続トレース２４と導電層３５間は、例えばハンダボール２８を介して接続される。コンタクト基板２０間は更に、バイアホール２３と電極２２を有している。電極２２は、ワイヤまたは導電エラストマを介して、コンタクト基板２０をポゴピンブロックあるいはＩＣパッケージ等の外部ストラクチャに接続される。
従って、半導体ウエハ３００が上方に移動すると、シリコンフィンガコンタクタ３０と半導体ウエハ３００上のコンタクトターゲット３２０は、互いに機械的および電気的に接続する。その結果、コンタクトターゲット３２０からコンタクト基板２０上の電極２２にわたって信号通路が形成される。相互接続トレース２４、バイアホール２３、電極２２は、ポゴピンブロックまたはＩＣパッケージ等の外部ストラクチャのピッチに適合するように、コンタクタ３０の微少ピッチをファンアウト（広大）する機能も同時に果たしている。
ビーム形状のシリコンフィンガコンタクタ３０は、ばね力を有するので、半導体ウエハ３００がコンタクト基板２０に押し付けられた時、導電層３５の先端に十分な接触力を発揮する。導電層３５の先端は、コンタクトターゲット３２０に押し当てられた時、そのターゲット上の酸化金属層を貫通するような、削り取り作用（スクラビング効果）を達成できるように、鋭利に形成されていることが望ましい。例えば、半導体ウエハ３００上のコンタクトターゲット３２０の表面に酸化アルミニウム層を有する場合は、低接触抵抗で電気的接続を実現するためにその酸化アルミニウム層の削り取り動作が必要となる。
ビーム形状のコンタクタ３０により生じたばね力により、コンタクトターゲット３２０に対し適切な接触力をもたらす。また、シリコンフィンガコンタクタ３０のばね力により発揮された弾性により、コンタクト基板２０、コンタクトターゲット３２０、半導体ウエハ３００、およびコンタクタ３０のそれぞれにおけるサイズまたは平面のばらつきを補償することができる。しかし、多数のコンタクタ全てをコンタクトターゲットに対し、ほぼ同一の圧力で同時に接続させるためには、本発明による平面調整機構を用いる必要がある。
導電層３５の材質の例は、ニッケル、アルミニウム、銅、ニッケルパラジウム、ロジウム、ニッケル金、イリジウム、または他のデボジションが可能な材料等である。半導体テストの応用の場合におけるシリコンフィンガコンタクタ３０のサイズの例は、１００−５００マイクロメータの全体的高さ、１００−６００マイクロメータの水平方向長さ、そして５０マイクロメータまたはそれ以上のピッチを有するコンタクトターゲット３２０に対し、３０−５０マイクロメータのビーム幅である。
図４は、複数のシリコンフィンガコンタクタ３０を有する図３のコンタクト基板２０の底面図を示している。実際のシステムでは、数百のような多数のコンタクタが、図４に示すように配列される。相互接続トレース２４は、図４に示すように、コンタクタ３０のピッチをバイアホール２３や電極２２のピッチに拡張させる。コンタクタ３０のベース４０とコンタクト基板２０の接触点（コンタクタ３０の内側の領域）には、接着剤３３が供給されている。接着剤３３は更に、コンタクタ３０の横側（図４のコンタクタ３０の上部と下部）にも供給されている。接着剤３３の例は、エポキシ、ポリイミド、シリコン等の熱硬化性樹脂接着剤、アクリル、ナイロン、フェノキシ、オレフィン等の熱可塑性樹脂接着剤、および紫外線硬化性接着剤等である。
図５は、図３および図４のコンタクトストラクチャを用いて、プローブコンタクトシステムを形成する際の全体組立て構成例を示す断面図である。このプローブコンタクトシステムは、図２の被試験半導体デバイスとテストヘッド間のインターフェイスとして用いられている。この例では、インターフェイス部は、導電エラストマ５０と、プローブカード６０と、ポゴピンブロック（フロッグリング）１３０とが、図５に示すような順で、コンタクトストラクチャ１０の上部に配備されている。
導電エラストマ５０、プローブカード６０、ポゴピンブロック１３０は、互いに機械的および電気的に接続されている。従って、ケーブル１２４とパフォーマンスボード１２０を介して、コンタクタ３０の先端からテストヘッド１００までの間に電気的通路が形成される（図２）。このような構成において、半導体ウエハ３００とプローブコンタクトシステムが押し付けられると、被試験デバイス（半導体ウエハ３００上のコンタクトパッド３２０）と半導体テストシステム間に電気的コミュニケーションが確立する。
ポゴピンブロック（フロッグリング）１３０は、図２のポゴピンブロック１３０と同一であり、ポゴピン等の多数の柔軟性のあるピンを有して、プローブカード６０とパフォーマンスボード１２０間をインターフェイスする。ポゴピンの上端には、同軸ケーブル等のケーブル１２４が接続され、パフォーマンスボード１２０を介して、図２のテストヘッド１００のプリント回路基板（ピンカード）１５０に信号を伝送する。プローブカード６０は、多数の電極すなわちコンタクトパッド６２、６５を、その上面と底面に有している。電極６２、６５は、相互接続トレース６３を介して接続されており、ポゴピンブロック１３０のポゴピンのピッチに整合するように、コンタクトストラクチャのピッチをファンアウト（広大）している。
導電エラストマ５０は、コンタクトストラクチャ１０とプローブカード６０間に備えられている。導電エラストマ５０は、コンタクトストラクチャの電極２２とプローブカードの電極６２間の垂直方向の不均一性やばらつきを補償することにより、その間の電気的コミュニケーションを確保する。導電エラストマ５０は、弾性のあるシートであり、多数の導電ワイヤを垂直方向に有することにより、単方向の電気伝導を形成している。例えば、導電エラストマ５０は、シリコンゴムシートと多数の縦配列の金属フィラメント等から構成されている。金属フィラメント（ワイヤ）は、図５の垂直方向、すなわち導電エラストマ５０の水平シートと直角方向に設けられている。金属フィラメント間のピッチは例えば０．０２ｍｍ、シリコンゴムシートの厚さは例えば０．２ｍｍ等である。このような導電エラストマは、例えば信越ポリマー社により製造されており、市場で入手できる。
図６は、本発明の平面調整機構を有するプローブコンタクトシステムの構成例を示す断面図である。複数のコンタクタ３０を搭載したコンタクト基板２０（スペーストランスフォーマ）は、サポートフレーム５５と導電エラストマ５０を介して、プローブカード６０に取り付けられている。コンタクト基板２０を支持するサポートフレーム５５は、ネジ２５０で構成する固定手段によりプローブカード６０に接続している。ネジ２５０に代えて、他の固定手段を用いることも可能である。図５を参照して上で説明したように、導電エラストマ５０は、垂直方向のみに、従って、コンタクト基板２０とプローブカード６０間で電気的伝導を実現している。この導電エラストマを用いることが好ましいが、他の手段を用いて、コンタクト基板２０の上面に有する電極２２とプローブカード６０の底面に有する電極６２との間を接続することも可能である。
コンタクト基板２０の底面において、ギャップセンサーの一部として電極２９２が設けられている。コンタクト基板の表面（底面）に代えて、この電極２９２を、サポートフレーム５５の底面に形成することも可能である。電極２９２は、コンタクト基板２０の底面に例えば３点の位置に配置される。この電極２９２の各位置は、好ましくは、三角形あるいは多角形の頂点を形成するように、コンタクト基板２０の端部に近接した位置となっている。
図６の例では更に、半導体ウエハ３００上に設けられたギャップセンサー２９０と、ギャップセンサー２９０から信号を受信するギャップ測定器２８０を示している。ギャップセンサー２９０は基本的に電極であり、半導体ウエハ３００の表面において、コンタクト基板２０の底面に設けられた上記電極２９２と対向する位置、従って、例えば上記の３点の位置に配置されている。この例では、各ギャップセンサーは、一対の電極２９０、２９２によりキャパシタ（静電容量）を構成している。
ギャップセンサー２９０と電極２９２間の関係を、逆にすることもできる。すなわち、ギャップセンサー２９０をコンタクト基板２０の底面に設け、電極２９２を半導体ウエハ３００の上面に設ける。半導体ウエハ３００の表面に形成された導電パッドを、電極２９２として用いてもよい。また、プローブコンタクトシステムを顧客に出荷する前に、このシステムの平坦調整を実施するために、半導体ウエハ３００に代えて、金属、セラミック、またはアルミナ等による基準プレートを用いることもできる。
プローブカード６０は、プローブカードリング２４２を介して、プローブコンタクトシステムのフレーム２４０に搭載されている。プローブカードリング２４２は、ネジ２５４等の固定手段によりフレーム２４０に接続されている。ナット２６０とボルト２６２による接続部材が、プローブカード６０とプローブカードリング２４２間のギャップを調整するために備えられている。この構成が、本発明の平面調整機構の主要部分となっている。
接続部材は、差動スルリュー等のような他の各種の構成を用いることができる。この接続部材（ナット２６０）は、プローブカード上に３点以上の位置に設けられている。このナット２６０の各位置は、三角形または多角形の頂点を形成するような位置であり、プローブカード６０の外端に近接している。コンタクタ先端の平面調整において、容易に且つ正確にナット２６０を回転するために、回転調整デバイス２２０を用いることが好ましい。回転調整デバイス２２０は、後で詳しく説明するように、細かいステップでナット２６０を回転させるために特別に作成されたツールである。
被試験半導体ウエハ３００は、ウエハプローバのような基板ハンドラー４００（図１、図２）のチャック１８０に搭載される。図示していないが、プローブコンタクトシステムのフレーム２４０と基板ハンドラーのハウジングは、互いに機械的に接続されていることは周知である。したがってこの例では、プローブカード６０とコンタクトストラクチャ２０の角度あるいは傾斜は、プローブカードリング２４２（したがってプローブコンタクトシステムのフレーム２４０）に対し調整され、これによりコンタクタ３０の先端の平坦性が調整される。
ナット２６０の回転により、ボルト２６２を垂直方向に動作させるので、プローブカード６０とプローブカードリング２４２間のギャップを変更することになり、結果としてコンタクト基板２０と半導体ウエハ３００間のギャップを変更することになる。この構成において、プローブカード６０の垂直位置は、３点以上の位置で変更されるので、コンタクト基板２０に搭載されたコンタクタ３０の先端高さを、半導体ウエハ３００の表面に対し均一となるように調整することができる。すなわち、プローブカード６０とコンタクト基板２０は互いに固定されているので、プローブカードリング２４２、例えばプローブコンタクトシステムのフレーム２４０に対しプローブカードの傾斜を変更することにより、コンタクタ３０の先端平面が調整される。
ギャップセンサー２９０は、上記のように例えばキャパシタンスセンサーであって、ギャップセンサー２９０と対向する電極２９２との間（ギャップ）のキャパシタンスを測定するものである。測定されたキャパシタンスの値は、センサーと電極間の距離の関数となる。このようなギャップセンサーの例としては、米国マサチューセッツ州のキャパシテック社が提供するモデルＨＰＴ−５００−Ｖがある。ギャップ測定器２８０により測定された、ギャップセンサー２９０と電極２９２間のギャップを観測することにより、システム使用者は、３点以上の位置のそれぞれのギャップが互いに同一になるように、回転調整デバイス２２０を用いてナット２６０を回転させる。
図７は、本発明のプローブコンタクトシステムの、プローブカード６０とプローブカードリング２４２の上面を示す斜視図である。プローブカードリング２４２は、ネジ２５４のような固定手段によりプローブコンタクトシステムのフレーム２４０に固定されている。平坦調整をするナット（接続部材）２６０は、プローブカード６０の外端の少なくとも３点の位置に備えられている。このようなナット２６０の各位置は、例えば正三角形の各頂点に対応している。図７では更に、コンタクト基板２０をプローブカード６０に固定するためのネジ２５０を示している。
図１０において、プローブカード６０の表面に形成されるナット２６０の構成例を示している。回転調整デバイス２２０の底部は、プローブカード６０上のナット２６０に適合する開口を有している（図８Ｃ参照）。プローブカード６０には、回転調整デバイス２２０による回転量を簡単に観察できるように、ナット２６０の周りに半径状のスケール２６２またはマークを有している。プローブカード６０には更に、回転調整デバイス２２０のペグ（突起）２２５が挿入できるペグ穴２６４を有している。
図８Ａ−図８Ｃは、本発明の回転調整デバイス２２０のそれぞれ上面図、正面図、底面図である。図８Ｂの正面図に示すように、回転調整デバイス２２０は、基本的に、上部ノブ２２１、下部ノブ２２２、ノブベース２２３とにより構成されている。図８Ａの上面図に示すように、上部ノブ２２１の上面には、プローブカード６０に備えられた半径状スケール２６２（図１０参照）との組み合わせにより、使用者が回転の度合いが分かるようなマークが設けられている。上部ノブ２２１と下部ノブ２２２は、例えばネジ等で結合穴２２１ａを介して固定される。上部ノブ２２１の横面には、滑り止めのために、切り込み（ノッチ）または把持テープを設けることが好ましい。
図８Ｂおよび図８Ｃに示すように、ノブベース２２３と下部ノブ２２２は、互いに回転可能に接続されている。ノブベース２２３は、底部にペグ２２５を有しており、そのペグ２２５をプローブカード６０のペグ穴２６４（図１０）に挿入する。従って、使用する際には、ノブベース２２３はプローブカード６０に固定され、上部ノブ２２１と下部ノブ２２２はノブベース２２３上を回転してナット２６０の回転を調整する。上部ノブ２２１は、下方に延長した部分２２１ｂと開口２２１ｃを有する。ナット２６０は、この開口２２１ｃに係合し、上部ノブ２２１と下部ノブ２２２の回転によって回転される。
図９Ａ−図９Ｇは、本発明の回転調整デバイス２２０の構成例を詳細に示す分解図である。図９Ａの上部ノブ２２１は、下方に延長した部分２２１ｂを有しており、平坦調整する際にプローブカード６０上のナット２６０に届くようになっている。図９Ｄの下部ノブ２２２は、図９Ｃのプランジャ２３３と図９Ｂのばね２３２を挿入できる多数の保持穴２３５を有する。図示していないが、保持穴２３５の底の直径は、下部ノブ２２２の底面からプランジャ２３３の先端だけが突き出るよう減少している。プランジャ２３３は、例えば低フリクションプラステイック、あるいはデュポント社から提供されているアセテルやデリン等の潤滑プラステイックにより構成されている。
図９Ｆのノブベース２２３は、その上面に多数の半径溝２３６を有している。組み立てられたとき、プランジャ２３３の先端は、ばね２３２による下方への圧力により、この半径溝２３６に係合する。下部ノブ２２２の保持穴２３５のピッチとノブベース２２３の半径溝２３６の周辺方向ピッチは、互いに少し異なるように構成されている。従って、ナット２６０を回転するとき、回転調整デバイス２２０は、利用者にクリック音を響かせながら、半径溝２３６のプランジャ２３３との係合により、極めて小さな回転ステップを形成する。
ノブベース２２３は、図９Ｅの上部保持リング２３４と図９Ｇの下部保持リング２３８とにより、下部ノブ２２２に取り付けられている。フランジ２３７を有する上部保持リング２３４は、下部ノブ２２２の開口から挿入され、下部ノブ２２２の底部の位置で保持される。ノブベース２２３を、下部ノブ２２２と下部保持リング２３８間に挟んだ状態で、上部保持リング２３４と下部保持リング２３８を接続することによって、ノブベース２２３を下部ノブ２２２と上部ノブ２２１に回転可能に固定している。
図１１は、平面調整機構を有する本発明のプローブコンタクトシステムの別の実施例を示す断面図である。この例では、中間リング２４６が、プローブカード６０とプローブカードリング２４２間に備えられている。この中間リング２４６とプローブカード６０は、ネジ２５８（図１２参照）等の固定手段により互いに接続されている。この例の平面調整機構（例えばナット２６０とボルト２６２により構成された接続部材）は、中間リング２４６とプローブカードリング２４２を互いに３点あるいはそれ以上の位置で接続するように備えられている。
図６および図７の実施例と同様に、ナット２６０の回転により、ボルト２６２を垂直方向に移動させるので、中間リング２４６（プローブカード６０）とプローブカードリング２４２間のギャップを変えることとなり、結果としてコンタクト基板２０と半導体ウエハ３００間のギャップを変えることになる。この構成では、中間リング２４６の垂直位置、例えばプローブカード６０の外端は、３点の位置において変更される。従って、コンタクト基板２０に搭載されたコンタクタ３０の先端高さは、半導体ウエハ３００の表面に対し均一になるように調整される。この例では、プローブカード６０とコンタクト基板２０は互いに固定的に接続されており、またプローブカード６０と中間リング２４６は互いに固定的に接続されている。このように、コンタクタ３０の先端の平坦性が、プローブカードリング２４２の表面、例えばプローブコンタクトシステムのフレーム２４０に対し、中間リング２４６に固定されたプローブカード６０の傾斜を変えることにより調整される。
図１２は、図１１の実施例による本発明のプローブコンタクトシステムにおいて、プローブカード６０、中間リング２４６、プローブカードリング２４２の上面を示す斜視図である。プローブカードリング２４２は、ネジ２５４等の固定手段により、プローブコンタクトシステムのフレーム２４０に接続されている。平坦調整をするためのナット（接続部材）２６０は、三角形の頂点の位置に該当するように、中間リング２４６上の３点の位置に形成されている。ナット２６０は、中間リング２４６とプローブカードリング２４２を接続して、回転によりその間のギャップ量を調整する。
図１０で示したと同様に、中間リング２４６上に、ナット２６０の半径スケールとペグ穴２６４を有するようにしてもよく、その場合、回転調整デバイス２２０を用いてナット２６０を容易にかつ正確に回転させることができきる。
図１３は、平面調整機構を有する本発明のプローブコンタクトシステムの更に別の実施例を示す断面図である。この例の平面調整機構は、コンタクト基板と半導体ウエハまたは基準プレート間の距離を調整する自動システムになっている。平面調整機構は、コントローラ４３０からのコントロール信号に基づいて、ナット２６０を回転するためのモーター４２０を有している。コントローラ４３０は、ギャップ測定器２８０からのギャップ測定値を計算することにより、モーター４２０によるナット２６０の回転量を決定するコントロール信号を発生する。
図１４および図１５は、本発明の平面調整機構を有するプローブコンタクトシステムのさらに別の構成例を示す。図１４はその断面図であり、図１５はその上面斜視図である。
図６−図１３の実施例の場合と同様に、多数のコンタクタ３０が搭載されたコンタクト基板２０（スペーストランスフォーマ）は、サポートフレーム５５と導電エラストマ５０を介してプローブカード６０に取り付けられている。コンタクト基板２０を支持するサポートフレーム５５は、ネジ３５０等の固定手段によりプローブカード６０に接続されている。図５を参照して上で説明したように、導電エラストマ５０は、コンタクト基板２０とプローブカード６０間において、垂直方向のみに電気接続を実現している。
コンタクト基板２０の底面、あるいはまたサポートフレーム５５の底面に電極２９２が備えられる。電極２９２は、コンタクト基板２０の底面の３点あるいはそれ以上の位置に配置される。電極２９２の各位置は、三角形または多角形の頂点を形成するように、コンタクト基板２０の端に近接していることが望ましい。
プローブカード６０は、プローブカードリング３６０を介してプローブコンタクトシステムのフレーム３４０に備えられる。プローブカードリング３６０は、ネジ３５２等の固定手段によりフレーム３４０に固定的に接続される。プローブカード６０とプローブカードリング３６０の間には、コンタクタ３０の平坦性を調整するために、薄い板状のプレートまたはフィルム等のシム７０（薄片）が１つ以上挿入される。シム７０の例としては、テフロンフィルム、マイラーフィルム、金属フィルム、金属プレート等である。被試験半導体ウエハ３００は、ウエハプローバのような基板ハンドラー４００（図１）のチャック１８上に配置される。図示していないが、周知のように、プローブコンタクトシステムのフレーム３４０と基板ハンドラーのハウジングは、互いに機械的に接続されている。
図１４の例では更に、半導体ウエハ３００上に設けられたギャップセンサー２９０と、そのギャップセンサー２９０から信号を受信するギャップ測定器２８０を有している。ギャップセンサー２９０は基本的に電極であり、半導体ウエハ３００の表面において、コンタクト基板２０の底面に設けられた上記電極２９２と対向する位置、例えば上記の３点の位置に配置されている。ギャップセンサー２９０と電極との関係は、逆にすることも可能である。すなわち、ギャップセンサー２９０をコンタクト基板２０の底面に備え、電極２９２を半導体ウエハ３００の上面に備えるようにしてもよい。また、プローブコンタクトシステムを顧客に出荷する前に、そのシステムの平坦調整を実施するために、半導体ウエハ３００に代えて、セラミックやアルミナ等による基板を基準プレートとして用いることもできる。
上記のギャップセンサー２９０は、図６および図７を参照して説明したように、キャパシタンスセンサーであって、ギャップセンサー２９０と対向する電極２９２との間（ギャップ）のキャパシタンスを測定するものである。測定されたキャパシタンスの値は、センサーと電極間の距離の関数となる。キャパシタンス値からギャップ値を知ることにより、上記３点の位置のそれぞれのギャップ値が互いに同一になるように、プローブカード６０とプローブカードリング３６０間に挿入するシム７０の数を調整する。
図１５は、図１４の実施例による本発明のプローブコンタクトシステムの、プローブカード６０の上面を示す斜視図である。シム７０は、図１５に示すように、プローブカード６０とプローブカードリング３６０間の例えば３点あるいはそれ以上の位置に挿入する。このような３点位置を用いるときは、それぞれが正三角形の各頂点に対応していることが望ましい。挿入するシム７０の数により、プローブカードの角度、したがってプローブカードに固定されたコンタクト基板２０の角度が調整される。このような調整は、上記各３点位置において、電極２９０と電極２９２間の距離をギャップセンサとギャップ測定器２８０により測定した結果に基づいて行う。
本発明において、上述の説明では、プローブカードリング２４２と中間リング２４６は円形の形状を有しているが、これらは四角等のような他のどのような形状でもよい。必要なのは、プローブカード６０を、ウエハプローバのような基板ハンドラーのハウジングあるいはプローブコンタクトシステムのフレームに調整機構を介して結合することである。
本発明によれば、プローブコンタクトシステムは、コンタクタの先端と被試験半導体ウエハまたは基準プレートの表面間の距離を調整することができる。平面調整機構を用いて、コンタクト基板と半導体ウエハ間の距離を調整することにより、コンタクト基板に搭載したコンタクタの全てが、半導体ウエハの表面に同一の圧力で同時に接触することができる。
本発明のプローブコンタクトシステムに用いる平面調整機構は、細かなステップでプローブカード上のナットを回転させる回転調整デバイスを有しており、これによりコンタクト基板と半導体ウエハ間の距離を容易に且つ正確に調整することができる。本発明の平面調整機構は、プローブカードにナットを駆動するモーターと、ギャップセンサーで測定されたギャップ値に基づいて、モーターにコントロール信号を送出するコントローラを用いることにより、自動システムとして構成することも可能である。
本発明のプローブコンタクトシステムに用いる平面調整機構において、その平面調整としてシム（薄片）を用いる場合には、安価な部材により、実用に充分な平面調整を実現することができる。
好ましい実施例しか明記していないが、上述した開示に基づき、添付した請求範囲の記載内で、本発明の精神を離れることなく、本発明の様々な形態や変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、テストヘッドを有する半導体テストシステムと基板ハンドラーの構成を示す概念図である。
図２は、半導体テストシステムのテストヘッドを基板ハンドラーに接続するための詳細な構成例を示す図である。
図３は、本発明のプローブコンタクトシステムのプローブカードに搭載するビーム形状（シリコンフィンガ）のコンタクタを有するコンタクトストラクチャ例を示す断面図である。
図４は、複数のビーム形状のコンタクタを有する第３図のコンタクトストラクチャの底面を示す概念図である。
図５は、図３および図４のコンタクトストラクチャを図２の被試験半導体デバイスとテストヘッド間のインターフェイスとして構成したプローブコンタクトシステムの全体組立て構成を示す断面図である。
図６は、本発明の平面調整機構を有するプローブコンタクトシステムの構成例を示す断面図である。
図７は、図６のプローブコンタクトシステムに用いるプローブカードとプローブカードリングの上面を示す斜視図である。
図８Ａ−図８Ｃは、本発明の平面調整機構とともに用いる回転調整デバイスのそれぞれ上面図、正面図および底面図である。
図９Ａ−図９Ｇは、本発明の回転調整デバイスに用いる各部品とその組立構造を示す分解図である。
図１０は、本発明の回転調整デバイスと平面調整の構造を有するプローブカードの上面を示す斜視図である。
図１１は、本発明の平面調整機構を有するプローブコンタクトシステムの他の例を示す断面図である。
図１２は、図１１のプローブコンタクトシステムに用いるプローブカード、プローブカードリング、および中間リングの上面を示す斜視図である。
図１３は、本発明の平面調整機構を有するプローブコンタクトシステムのさらに他の例を示す断面図である。
図１４、本発明の平面調整機構を有するプローブコンタクトシステムのさらに他の例を示す断面図である。
図１５は、図１４のプローブコンタクトシステムに用いるプローブカードとプローブカードリングの上面を示す斜視図である。

Claims (31)

1. ターゲット基板に設けられたコンタクトターゲットと電気的接続を形成するためのプローブコンタクトシステムに用いる平面調整機構において、
   その表面に多数のコンタクタを有するコンタクト基板と、
   そのコンタクタと半導体テストシステムのテストヘッド間に電気的接続を形成するためのプローブカードと、
   そのプローブカード上にコンタクト基板を固定させる手段と、
   プローブカードとプローブコンタクトシステムのフレームを機械的に接続するために、そのフレームに固定されているプローブカードリングと、
   プローブカードとプローブカードリングを、プローブカード上の３点以上の位置において接続するための部材であって、それぞれがプローブカードとプローブカードリング間の距離を調整可能に回転する接続部材と、
   上記接続部材を調整するための回転調整デバイスと、
   により構成され、
   上記回転調整デバイスは、上部ノブとノブベースを有し、上記ノブベースは上記プローブカードに固定的に係合し、上記上部ノブは上記ノブベースを通して下方に延長した、底部開口を有する下方延長部を有し、
   上記上部ノブの回転により上記接続部材を回転させて上記プローブカードリングと上記プローブカード間の距離を変更し、上記コンタクト基板上のコンタクタの平面調整をするプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
2. 上記コンタクト基板の所定位置において、コンタクト基板とターゲット基板間のギャップを測定するためのギャップセンサーを更に有しており、上記ターゲット基板は、上記コンタクト基板に対する平面調整をするための被試験半導体ウエハあるいは基準プレートにより構成されている、請求範囲１項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
3. 上記コンタクト基板とプローブカードとの間に、電気的接続を形成するための導電エラストマを更に有する、請求範囲１項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
4. 上記プローブカードリングとプローブカードを接続するための上記接続部材は、ボルトとナットで構成される、請求範囲１項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
5. 上記プローブカードリングとプローブカードを接続するための上記接続部材は、差動スクリューで構成される、請求範囲１項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
6. 上記ギャップセンサーは、上記コンタクト基板とターゲット基板との間のギャップを、そのギャップセンサーとそれに対向する電極との間のキャパシタンスを計測することにより決定する、請求範囲２項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
7. 上記ギャップセンサーは、上記ターゲット基板の上表面あるいは上記コンタクト基板の底表面に設けられる、請求範囲２項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
8. 上記基準プレートは、上記ギャップセンサーに対向する位置に電極を設けたセラミック基板またはアルミナ基板で構成される、請求範囲２項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
9. 上記基準プレートは、コンタクト基板に搭載される全てのコンタクタが、その基準プレートの表面に対して同一の圧力で同時に接触するように、各コンタクタの先端の平面高さを均一にする金属プレートである、請求範囲２項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
10. 上記接続部材を有する３点の位置は、それぞれ正三角形の各頂点に対応する、請求範囲１項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
11. 上記プローブカードとプローブカードリングを接続する上記接続部材は、ボルトとナットにより構成されており、そのナットは上記プローブカードの表面に回転可能に支持され、上記回転調整デバイスはそのナットと係合するための上記底部開口を有し、上記３点位置の各位置において、コンタクト基板とターゲット基板との間のギャップが互いに同一になるように、その底部開口とナットを係合させて上記接続部材を回転する、請求範囲１項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
12. 上記回転調整デバイスは、さらに下部ノブを有し、上記上部ノブと下部ノブは互いに機械的に接続されており、その下部ノブとノブベースは互いに回転可能に取り付けられており、上記ノブベースはその回転により上記３点位置の各位置における上記接続部材を回転して上記ギャップを調整する、請求範囲１項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
13. 上記回転調整機構デバイスの上記下部ノブは、プランジャとスプリングを搭載するための複数の保持穴を備えており、そのスプリングのばね力により、そのプランジャの下部先端がその下部ノブの底面から突起するようにその保持穴に搭載され、上記回転調整デバイスの上記ノブベースは、複数の半径溝が設けられており、上記上部ノブと下部ノブが回転するとき上記プランジャの上記下部先端がその溝に係合し、上記保持穴のピッチと上記半径溝の円周方向ピッチは互いに異なって形成されている、請求範囲１２項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
14. 上記プランジャは、低フリクションプラスチック、あるいは潤滑プラスチックにより構成されている、請求範囲１３項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
15. 上記コンタクト基板と上記導電エラストマとの間に、上記コンタクト基板を支持するためのサポートフレームを更に有しており、上記接続部材は、上記プローブカードとそのサポートフレームとの間に引き渡されている、請求範囲３項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
16. 上記導電エラストマは、シリコンゴムシートと垂直方向に設けられた金属フィラメントにより構成され、これにより垂直方向にのみ電気通信を形成する、請求範囲３項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
17. ターゲット基板に設けられたコンタクトターゲットと電気的接続を形成するためのプローブコンタクトシステムに用いる平面調整機構において、
    その表面に多数のコンタクタを有するコンタクト基板と、
    そのコンタクタと半導体テストシステムのテストヘッド間に電気的接続を形成するためのプローブカードと、
    そのプローブカードにコンタクト基板を固定させる手段と、
    そのプローブカードの外周部に取り付けられた中間リングと、
    その中間リングを介してプローブカードとプローブコンタクトシステムのフレームを機械的に結合するために、そのフレームに固定して取り付けられたプローブカードリングと、
    その中間リングとプローブカードリングを、中間リング上の３点位置において接続するための部材であって、それぞれが中間リングとプローブカードリング間の距離を調整可能に回転する複数の接続部材と、
    上記接続部材を調整するための回転調整デバイスと、
    により構成され、
    上記回転調整デバイスは、上部ノブとノブベースを有し、上記ノブベースは上記プローブカードに固定的に係合し、上記上部ノブは上記ノブベースを通して下方に延長した、底部開口を有する下方延長部を有し、
    上記上部ノブの回転により上記接続部材を回転させて上記プローブカードリングと上記中間リング間の距離を変更し、上記コンタクト基板上のコンタクタの平面調整をするプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
18. 上記コンタクト基板の所定位置において、上記コンタクト基板と上記ターゲット基板間のギャップを計測するためのギャップセンサーを更に有しており、上記ターゲット基板は、コンタクタ先端の平坦性を調整するための被試験半導体ウエハあるいは基準プレートである、請求範囲１７項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
19. 上記コンタクト基板とプローブカードとの間に、電気的接続を形成するための導電エラストマを更に有する、請求範囲１７項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
20. 上記ギャップセンサーは、上記コンタクト基板とターゲット基板との間のギャップを、そのギャップセンサーとそれに対向する電極との間のキャパシタンスを計測することにより決定する、請求範囲１８項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
21. 上記ギャップセンサーは、上記ターゲット基板の上表面あるいは上記コンタクト基板の底表面に設けられる、請求範囲１８項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
22. 上記基準プレートは、上記ギャップセンサーに対向する位置に電極を設けたセラミック基板またはアルミナ基板で構成される、請求範囲１８項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
23. 上記中間リングとプローブカードリングを接続する上記接続部材は、ボルトとナットにより構成されており、そのナットは上記中間リングの表面に回転可能に支持され、上記回転調整デバイスはそのナットと係合するための上記底部開口を有し、上記３点の各位置において、コンタクト基板とターゲット基板との間のギャップが互いに同一になるように、その底部開口とナットを係合して上記接続部材を回転する、請求範囲１７項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
24. 上記コンタクト基板と上記導電エラストマとの間に、上記コンタクト基板を支持するためのサポートフレームを更に有しており、上記接続部材は、上記プローブカードとそのサポートフレームとの間に引き渡されている、請求範囲１９項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
25. コンタクトターゲットと電気的接続を形成するためのプローブコンタクトシステムに用いる平面調整機構において、
    その表面に多数のコンタクタを有するコンタクト基板と、
    そのコンタクタと半導体テストシステムのテストヘッド間に電気的接続を形成するためのプローブカードと、
    そのプローブカード上にコンタクト基板を固定させる固定手段と、
    プローブカードとプローブコンタクトシステムのフレームを機械的に接続するために、そのフレームに固定されているプローブカードリングと、
    ３点またはそれ以上の位置において、上記プローブカードとプローブカードリングの間に挿入され、その挿入数を、上記コンタクタの先端と上記コンタクトターゲットの表面との距離が均一になるように調整するためのシムと、
    により構成されるプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
26. 上記コンタクト基板の所定位置において、コンタクト基板とターゲット基板間のギャップを測定するためのギャップセンサーを更に有している、請求範囲２５項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
27. 上記コンタクト基板とプローブカードとの間に、電気的接続を形成するための導電エラストマを更に有する、請求範囲２５項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
28. 上記ギャップセンサーは、上記コンタクト基板とターゲット基板との間のギャップを、そのギャップセンサーとそれに対向する電極との間のキャパシタンスを計測することにより決定する、請求範囲２６項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
29. 上記ターゲット基板は、平坦を調整するための被試験半導体ウエハあるいは基準プレートにより構成されている、請求範囲２５項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
30. 上記基準プレートは、上記ギャップセンサーに対向する位置に電極を設けたセラミック基板またはアルミナ基板で構成される、請求範囲２９項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。
31. 上記コンタクト基板と上記導電エラストマとの間に、上記コンタクト基板を支持するためのサポートフレームを更に有しており、上記固定手段は、上記プローブカードとそのサポートフレームとの間に引き渡されている、請求範囲２７項に記載のプローブコンタクトシステムの平面調整機構。

Images