JP4024324B2 - プローブ測定ネットワーク評価用システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプローブ測定ネットワークの高周波数評価用システムに関するものであり、特にこのようなネットワーク内に存在す信号状態を、例えば各チャネルが別々のデバイス測定用プローブ先端を経てコミュニケートするマルチチャネル型のプローブ測定ネットワークのチャネル内に存在するものでも、集積回路やその他の超小型電子デバイスの測定に好適なように高密度コプレーナプローブアレーに密集配置されたデバイス測定用プローブ先端を有するマルチチャネルプローブ測定ネットワークのチャネル内に存在するものでも精密に評価するシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は超小形電子回路をウエファレベルで高周波数測定するのに好適なタイプのマルチチャネルのプローブ測定ネットワーク２１を含むプローブステーション２０を示す。このタイプのプローブステーションは、例えばアメリカ合衆国、オレゴン州、ビバートン所在のカスケードマイクロテック社により製造され、ＳＵＭＭＩＴの商品名で販売されている。ウエファ２２上にはこのネットワークで測定すべき特性を有する種々のデバイス２４が互いに絶縁されて形成されている。個々のデバイス２４の拡大平面図が図２に示されている。各デバイスの表面には、各デバイスの中央部に形成された各別の電気素子（図示せず）への接続点を与える所定のパターンのボンディングパッド２６が設けられている。各ボンディングパッドの大きさは図示を容易にするために拡大してあるが、当業者であれば、代表的には数百個のボンディングパッドが矩形状に配置され、各ボンディングパッドは拡大しなければ目に見えない大きさであることを認識されるであろう。フラットウエファの代わりにハイブリッドデバイスを試験する場合には、個々のデバイスがハイブリッドデバイスの上部表面の平面より高い異なる高さになりうる。
【０００３】
図１に示されているように、各デバイス２４の高周波測定を容易にするために、代表的なプローブステーション２０はウエファ２２を支持するウエファ受取テーブル又は支持チャック２８を具えている。ステーションのプローブ測定ネットワーク２１は、プローブカード３０の形式としたプローブアセンブリを具え、このプローブカード３０は、図に示すように、個々のデバイスのそれぞれのボンディングパッドに信号を供給し、それぞれのボンディングパッドからの信号を受信する多数の導体プローブチップのアレーを有する。一つの公知のタイプのプローブカードは、図に示すように、フレームの開口中心に向かって下向きに集まる多数の針状のプローブチップ３４を有する中心開口矩形フレーム３２を具える。各プローブチップの先端は所定の角度に折り曲げられ、プローブチップの下先端又はデバイス測定用プローブ先端（これらの先端は折り畳みにより丸められコプレーナアレーを形成する）が各超小形電子デバイス上に設けられたボンディングパッド２６と１対１で接触するように適切に配置される。ネットワークにより供給される測定信号は、安定なマルチ導体の測定ケーブル３８を経てプローブカードに接続されたマルチチャネルの試験装置３６により発生され、モニタされる。プローブステーションは、更に、プローブカード３０と選択された試験デバイスとの相対位置の微調整を行うＸ−Ｙ−Ｚポジショナ（例えば３つの各別のマイクロメータノブ４０ａ，ｂ，ｃにより制御される）を具えている。
【０００４】
プローブ測定ネットワークを構成する個々の素子は図１に示すものと異なる形態にすることができる。例えば、測定すべきデバイスの特定の要件に応じて、プローブカードの形式のプローブアセンブリはストリッド等の米国特許第４，８２７，２１１号、又はエジソン等の英国特許第２，１９７，０８１号に示されているようなマルチ導体コプレーナ導波路形態にすることができる。或いは又、このアセンブリはヒギンス等の米国特許第４，５６６，１８４号に示されているようなカプセル封止チッププローブカード、又はショルナ等の米国特許第５，１４４，２２８号に示されているようなマルチプレーンプローブカード、又はコン等の米国特許第５，０７０，２９７号に示されているような、プローブカードがウエファをプローブ測定するのみならずプローブを裏返して支持する２重機能プローブカードの形態にすることもできる。しかし、この最後のカード構造の使用はフラットウエファや全てのデバイスが同一の高さである他のデバイス構成のプローブ試験に制限される。
【０００５】
プローブステーション又はプローブシステムを用いて個々のデバイス、例えばウエファ上に形成されたデバイスの高周波数特性測定する前に、最初にシステムの測定ネットワーク内に実際に存在する信号状態を特にネットワークのデバイス測定用プローブ先端に対し精密に評価するのが望ましい。
【０００６】
例えば、図１に示すタイプのプローブシステムに対しては、システムの測定ネットワークのソースチャネル又は入力チャネルを精密に校正するために、試験装置３６の種々のソース（信号源）ユニットにより発生されたそれぞれの信号の測定を行って、これらの信号がそれぞれのソースチャネルに対応するデバイス測定用プローブ先端に到達する際に相対的にどのくらい正確に現れるか明らかにするのが好ましい。その理由は、各デバイスの入力パッドに実際に入力する信号が対応するデバイス測定用プローブ先端から直接到来するためである。逆に、プローブネットワークのセンスチャネル又は出力チャネルを精密に校正するために、試験装置３６の種々のセンスユニットにより示されるそれぞれの信号状態を観測するのが好ましく、この観測は、同一の基準信号又は相対的に既知の状態を有する基準信号がそれぞれのセンスチャネルに対応するデバイス測定用プローブ先端に到達するときに行うのが好ましい。その理由は、各デバイスの出力パッドから実際に出る信号が直接これらのプローブ先端へ入るためである。ネットワーク内のチャネルに相対的な差が存在する場合には、これらの差を補正して試験装置が試験中のデバイスの異なる入力／出力特性から実際に生じた差にのみ応答するようにすることができる。
【０００７】
しかし、プローブ先端がプレーナ型超小形電子デバイスの測定用に配置されているプローブアセンブリの場合には、縮小されたサイズ及びこれらのプローブ先端の密集配置のために高周波数測定を比較的精密に行うのが困難になるのが代表的である。特に、プローブアセンブリが図１に示すカードタイプ３０である場合にはこのようなプローブアセンブリの一部である針状のプローブチップ３４の固有の脆弱性のためにそうである。
【０００８】
この困難の理由は図３を参照すると良く理解できる。図３は図１に示すタイプのプローブ測定システムを評価するのに使用されている公知のタイプの相互接続アセンブリを示す。このアセンブリは単一の先細送信先端４４を有する信号プローブ４２を具え、このプローブはケーブルを経てセンスユニット、例えば試験装置に接続されている。この試験装置は、プローブ測定ネットワークに対するソースユニットを与える試験装置３６と同一のものとすることができ、また図に示すように完全に別個の装置４６とすることもできる。図１及び図３を参照すると、信号プローブ４２の先細先端４４を一つのプローブチップ３４から別のチップへと再度位置させる場合にはデリケートな針状チップを損傷しないようにプローブ４２のかなり堅い先端をゆっくり慎重に動かす必要があるため、全てのチップに関する評価を完了するのに相当長い時間が必要とされる。更に、このタイプのプローブは中程度の雑音環境において低い高周波数測定安定度を有する。特に、プローブカードの針状のプローブチップ３４の先端は直接プローブ測定するには細すぎるとともにデリケートすぎるため、信号プローブの先細送信先端４４とプローブカードの各針状チップとの間のプローブ対プローブ接触は各チップの基部の近くで生ずるはずである。これにより、例えば信号プローブにより測定される信号と実際にボンディングパッド２６（図２）に現れる信号との間に不確定の位相オフセットが導入される。更に、このオフセットの程度は一般に種々のプローブチップ間で任意に変化する。その理由は、プローブの先細先端は種々のプローブチップとそれらの長さに沿って幾分異なる位置で接触するからである。このタイプの校正アセンブリを使用する場合には、実際に針状のプローブチップ３４の種々のデバイス測定用プローブ先端から出る種々の信号の関係を精密に評価することが不可能ではないかもしれないが困難であり、従ってこれらの信号を正規化し、又はネットワークを校正して精密なデバイス測定を可能にすることが不可能ではないかもしれないが困難である。
【０００９】
プローブネットワーク評価の別の方法は、別個の信号プローブの代わりにプローブカード自体に含まれる一つ以上のデバイス測定用プローブ先端を使用して原の試験装置に戻る基準チャネルを設定する。この方法では、異なる形態の相互接続アセンブリを使用する。このアセンブリは、例えば基板上に形成されたトレースにより限定された複数の導電パスを含み、これらのパスは、相対評価すべき各デバイス測定用プローブ先端が基準チャネルの設定に使用されているプローブ先端に、一以上のパスからなる”スルー”チャネルを経て接続されるように配置する。
【００１０】
しかし、このタイプのスルーチャネルは完全とは言えない伝送ラインを構成し、大部分のプローブ先端をこのように評価する場合には、このような測定を達成するためにこれらのスルーチャネルを異なる長さにする必要がある。従って、この方法では同一のソース又はセンスチャネルを評価する場合でも、チャネル内の信号状態の測定値は、アセンブリのどのスルーチャネルが観測に使用されたかに応じて変化する。更に、ウエファレベル試験用の代表的なプローブカードは一辺が半インチ以下の区域内に集まる数百個のプローブ先端を有するため、及び隣接するパス間の信号のクロス結合及び測定環境内の外部放射の存在により生ずる歪みが存在しうるため、例えば各パスに対し適切な高周波数信号絶縁を与える適切な物理的レイアウトは容易に実現できない。
【００１１】
その使用が図１に示すものと全く異なるタイプのプローブカードに制限されるが、プローブネットワークを評価する信号プローブを使用する別のタイプの高速相互接続アセンブリが、ジェイ.トンプキンスの論文"Evaluating High Speed AC Testers", IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol.13, No.7, pp1807-1808 (Dec 1970) に開示されている。コン等のものと同様に、トンプキンスのものにおいても、プローブカード自体が試験中のデバイスを支持し、即ちデバイスを裏返してそのボンディングパッドをカードの上面に設けられた複数の僅かに持ち上げられた丸み付きプローブ端部上に載置する。コン等のものと同様に、このマウント方法はデバイス表面上に異なる高さの素子が装着されているハイブリッドデバイスの試験を除外する。トンプキンスのプローブネットワークの追加の欠点は、カードへのリードインケーブルの内部導体間隔が一定でなく、高周波数で信号が不安定になる点にある。いずれにせよ、ネットワーク内に存在する信号をカードの丸み付きプローブ端部について評価するために、トンプキンスの相互接続アセンブリは２股信号プローブをプローブカードのデバイス支持面又は上面上の所定の位置に配置されたシート状誘電体部材と一緒に使用する。均等間隔の孔を誘電体部材に形成し、これらの孔を信号プローブの第１プローブチップをカード上の種々の丸み付きプローブ先端とチップ−チップ接触するように案内するガイドチャネルとして使用する。同時に、信号プローブの短い第２プローブチップが誘電体部材の上面上に形成され該部材上の各孔を取り囲む導電性接地面と接触する。
【００１２】
しかし、上述したタイプの評価方法は重大な難点がある。その理由は、信号プローブの第１プローブチップに形成された先細先端が時間の経過とともにプローブカードの丸み付き先端を磨耗し、これらの丸み付き先端が最終的に試験中のプレーナパッドとの同時電気接触の達成機能を失ってしまうからである。更に、この測定方法は、デバイス試験の進行中に、カードの特定のプローブ先端に対する信号状態を急速に評価することができない。その理由は、プローブの第１プローブチップをカードの任意のプローブ先端に正常に接触させることは、デバイスをカードから注意深く持ち上げ、安全な無静電気位置へ除去した後でなければできないためである。
【００１３】
プローブ測定システムの測定ネットワークを評価する別の方法は、例えばカールトン等の米国特許第４，９９４，７３７号に開示されているタイプのインピーダンス標準基板を使用する。インピーダンス標準基板は、既知の標準インピーダンスが設けられた基板を具え、これらの標準インピーダンスはネットワークのデバイス測定用プローブ先端による同時プローブ測定に使用されるように好適に構成される。標準インピーダンスは、例えば一対の互いに離間したパッドからなる開路伝送線路素子を具えるものとすることができる。これまで記載してきた評価方法と異なり、各信号を各信号がそれぞれの入力チャネルのチップ先端から出る際に受信する別個の基準チャネルを設けない。その代わりに、基板上の標準インピーダンスを用いて入力信号を反射させてこの信号をプローブチップにおいて出力信号に変換し、次いで原信号チャネルを経て試験装置へ戻す。この場合には、対応する信号チャネルの電気特性を時間領域反射率計測法を用いる試験装置において得られた測定結果から分析することができる。
【００１４】
しかし、マルチチャネルネットワークでは、種々の入力チャネルのデバイス測定用プローブ先端における入力信号間に存在する差は、これらのチャネルのそれぞれの回路特性の差（即ち、信号の相対状態の差）の関数であるのみならず、最初に試験装置のそれぞれのソースユニットで発生された発生瞬時の信号からの各信号のそれ自体の差（即ち、信号のそれぞれの状態の差）の関数でもある。標準インピーダンス基板を用いるこのタイプの評価方法は前者の差を検出するのみであり、後者の差を検出しないため、このタイプの方法を用いて入力信号の差を測定ネットワークのデバイス測定用プローブ先端について十分に評価することはできない。逆に、同一状態の基準出力信号を対応するセンスチャネルのデバイス測定用プローブ先端に供給しても、試験装置の種々のセンスユニットにより示される信号状態の差は標準インピーダンス基板法を用いて観測することはできない。従って、この方法はマルチチャネルプローブ測定ネットワークの特性を測定し、補償して精密なデバイス測定を可能にすることはできない。また、時間領域反射率測定の測定値を適正に評価するためには高価な処理手段が通常必要とされる点に注意されたい。その理由は、このタイプの測定において評価される信号は、チャネルに沿って生ずる部分反射、導体損、周波数分散等のために大きな累積歪みを受ける傾向があるためである。
【００１５】
高周波数測定には適さないが、低周波数又はＤＣ特性測定用のプローブチップのアレーに対し使用しうる一つのタイプのプローブカード評価システムが、アメリカ合衆国、ワシントン州、マーサーアイランド所在のアプライド プレシジョン社により”ＣＨＥＣＫＰＯＩＮＴ”なる商品名で市販されている。このシステムの設計はスチュワート等の米国特許第４，９１８，３７４号として特許されおり、同様のシステムがアメリカ合衆国、アリゾナ州、テンペ所在のインテグレイテッド テクノロジィ コーポレーションにより製造され、”ＰＲＯＢＩＬＴ ＰＢ５００Ａ”なる商品名で市販されている。スチュワートの特許に記載されているように、その評価システムは専用のプローブカードホルダを有している。プローブカードをこのホルダに移し、プローブカードを上面が４象限に区分されている正方形のチェックプレート上方の所定の位置に保持することができる。一つの特定の構成では、４象限のうちの少なくとも１象限がＸ又はＹ基準方向のいずれか一方向に延在する幅の狭い導電ストリップを具える。特定のプローブチップのＸ位置を決定するために、例えばＹ方向ストリップを、その下側のチェックプレートをプローブチップに向けＸ方向にインクレメント移動させることにより移動させてＹ方向ストリップとプローブチップとの間の連続する読みがチェックプレートの原位置に対する、従ってカードに対するこのチップのＸ位置を与えるようにする。数個のプローブチップの位置を同時に決定するために、第２の構成例では、４象限のうちの１象限が、チェックプレートの側部上の別々の端子にそれぞれ接続された複数の互いに離間した平行ストリップを具える。この構成によれば、位置決定のためにどのストリップがどのチップと接触するか確かめることができる。
【００１６】
先端からある点で電気的に相互結合された２つのプローブチップのそれぞれの位置を決定するために、スチュワートの特許では更に第３の構成を使用する。その理由は、連続する読みの検出時に最初の２つの構成では相互結合された２つのチップの何方のチップが実際にストリップと接触しているのかを視覚的に決定するのが若干困難であるからである。この第３の構成では、４象限のうちの一つが一度に一つのプローブチップしか位置しえない十分小さい孤立の導電ドットを含み、これにより各チップの位置を連続的に順次に決定することが可能になる。適正な連続する読みを得るために、ドットに加えて、チェックプレートの他の象限に任意の他の導体を限定する。従って、試験中のプローブチップに結合するかもしれない任意の他のプローブチップ（カードの反対側のプローブチップを含む）が、試験中のチップがドットに近づくにつれて別の導体と接触しえなくなる（この接触は試験中のチップがドットと接触した場合と同一の読みを誤って発生する）。同様の理由のために、導電ドットを他の象限内の任意の導体の端子から離間した端子に接続する。
【００１７】
スチュワートの評価システムの以上の説明から、このシステムの基本的用途は測定ネットワークのデバイス測定用プローブ先端の相対位置を精密に決定することにある。スチュワートシステムは所定の低周波数特性の評価を行いうるようにアップグレードする（例えば、傾斜キャパシタ分圧器回路網をスチュワートシステムに付加して低周波数キャパシティブ効果を測定する）ことができるかもしれないが、その構成は５０ＭＨｚ以上のような高周波数測定に完全に不適切である。
【００１８】
例えば、スチュワートシステムの導体配置が互いに近接離間配置された数個の並列ストリップの形態をなす構成では、任意のチャネル内の信号状態をこれらのストリップの一つを介して評価する場合、その評価は、どのストリップを使用するか（各ストリップとその対応する端子との間の電気的長さがストリップ毎に変化する）、チャネルのデバイス測定用プローブ先端が細長いストリップに対し正確に位置しているか、どのタイプの歪み信号がデバイス測定用プローブ先端のすぐ近くに存在するか（かなり無制限の信号結合が密接して隣接するストリップ間に生じうるため）に依存して変化する。同様に、スチュワートシステムの導体配置が任意の一つの象限内において孤立ドットの形態を取る構成では、任意のチャネル内の信号状態をこのドットを経て評価する場合、その評価は、チップ間の結合及びチャネル近くの装置の任意の移動により変化しうる。その理由は、特にこのタイプの導体配置は適切な強制的信号接地を与えないためである。即ち、ネットワークの高周波数信号チャネルに対する接地戻りパスをそれらの接続、例えば試験中のデバイスの接地パッドにより通常設定するネットワークの一以上のデバイス測定用プローブ先端は孤立ドットを含むスチュートのチェックプレートの象限内に何の接続サイトももたらさない。同一の理由のために、スチュワートシステムは評価セッション中にデバイス測定中に存在する負荷状態を精密に複写することはできない。
【００１９】
プローブカードをスチュワートシステム内のその原ホルダから除去し、そのプローブカードの評価の開始前に別の独立ステーションにリマウントする限りにおいて、スチュワートプロシージャに関しては追加の欠点がある。このリマウントプロシージャはスチュワート評価ステーションが信号をチェックプレートに入力する前に処理することを可能にするが、このようなプロシージャはネットワークの現場測定の不可能にする。
【００２０】
測定ネットワークのデバイスプローブ即定用先端の相対位置を精密に決定するために開発された他のシステムが、シグラー等の米国特許第５，０６５，０９２号及びジェンキンス等の米国特許第５，０６５，０９２号に開示されている。これのシステムも、スチュワートのものと同様に、同様の理由から高周波数測定に不適切である。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
以上の記載から、本発明の目的は、プローブ測定ネットワークの、特にこのようなネットワークのデバイス測定用プローブ先端に関する高周波数特性を評価する改良システムを提供することにある。
【００２２】
本発明の他の目的は、特にプローブ測定ネットワークのデバイス測定用プローブ先端がプレーナ超小型電子デバイスの測定用に配置されている場合に、高周波数信号をこのようなデバイス測定用プローブ先端へ及び該先端から均等に転送及び受信する改良型相互接続アセンブリを提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、ネットワークの信号状態の評価用に改良型相互接続アセンブリを提供することにある。このアセンブリはベース部材を具え、その上部表面上には導電性である第１及び第２のプレーナプローブエリアが設けられている。これらのエリアは共面関係で互いに離間され、且つプローブネットワークの第１及び第２のデバイス測定用プローブ先端がそれぞれ第１及び第２のプレーナプローブエリア上に同時に位置しうるように配置されている。改良型アセンブリは、更に、基準接続部と、前記第１及び第２のプレーナプローブエリアをこの基準接続部に接続する高周波数伝送構造部とを含み、前記プローブ先端が対応するプレーナプローブエリア上において占めうる各位置においてこれらの先端と前記基準接続部との間にほぼ一定の高周波数伝送特性の伝送路を与える。
【００２４】
上述の構成によれば、デバイス測定用プローブ先端と基準接続部との間を伝送される各高周波数信号の入力状態と出力状態との間関係が、各伝送中にこれらの先端が占めるプレーナプローブエリア上のプローブ測定位置と無関係にほぼ一定になる。従って、例えば基準センスユニットを基準接続部に接続し、各信号の出力状態を基準センスユニットで測定されるものと同一にすれば、プローブ先端によりプレーナプローブエリアに転送される各信号の入力状態も、各測定に使用されるプローブ測定位置と無関係に、同一になる。逆に、基準ソースユニットを基準接続部に接続し、各信号の入力状態を同一にすれば、プレーナプローブエリアによりプローブ先端に転送される各信号の出力状態も、各測定に使用されるプローブ測定位置と無関係に、同一になる。
【００２５】
本発明の第２の特徴は、各々対応するデバイス測定用プローブ先端を経てコミュニケートする複数の個別の測定チャネルを有するタイプのプローブ測定ネットワーク内の信号状態を評価する改良型方法を提供することにある。この方法は、ベース部材の上部表面上の導電性であるプレーナプローブエリアと、高周波数伝送構造部を経て前記プレーナプローブエリアに接続された基準接続部とを含むアセンブリを用いる。この方法は、更に、複数の測定チャネルの第１チャネルのデバイス測定用プローブ先端をプレーナプローブエリアと接触するよう位置させ、高周波数信号を測定チャネル及び基準接続部を経て伝送し、その後でこの信号を測定する。このステップを他の測定チャネルに対し繰り返し、次いで測定された信号を比較して種々の信号チャネル内の信号状態を評価する。このような評価は、プレーナプローブエリアと接触する各デバイス測定用プローブ先端と基準接続部との間にほぼ一定の高周波数伝送特性の伝送路を高周波数伝送構造部により維持することにより達成される。
【００２６】
上述の方法によれば、高周波数信号をデバイス測定用プローブ先端から基準接続部に接続された基準センスユニットへ均等に転送することができるので、ネットワークの入力チャネル又はソースチャネルを精密に校正することができる。逆に、高周波数信号を基準ソースユニットからデバイス測定用プローブ先端へ均等に転送することができるので、ネットワークの出力チャネル又はセンスチャネルを精密に校正することもできる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の上述の目的、他の目的、特徴及び利点は以下に図面を参照して詳細に記載する本発明の実施の形態についての説明から明らかになる。
【００２８】
図４は、本発明に従って構成された相互接続アセンブリ４８の代表例を示し、この相互接続アセンブリによれば、本発明方法に従ってマルチチャネルのプローブ測定ネットワーク２１の精密な校正を行いうる。このプローブ測定ネットワーク２１は、図に示すように、複数の針状のプローブチップ３４を有し、これらのプローブチップ３４の下方先端がデバイス測定用プローブ先端を構成し、これらの先端が集積ウエファ２２上に形成されているような超小形電子デバイス２４の指定された一群のパッド配列と合致するように配置されているタイプのプローブカード３０を具えるものとしうる。相互接続アセンブリ４８は、特に、針状のプローブチップ３４の脆性及びデバイス測定用プローブ先端の密集配置にもかかわらず、各プローブ先端と基準ソースユニット又はセンスユニットとの間で高周波数信号の均等な転送が可能になうよう構成されている。
【００２９】
図示の代表的実施例では、基準ソースユニット又はセンスユニットはアセンブリ４８の下部に、高周波数同軸ケーブルの形式とした基準チャネル４９により着脱自在に接続されるものと理解されたい。この基準ユニットは同一の試験装置３６により与えることができる。この試験装置は、その種々のソースユニット及びセンスユニットにより、種々の信号を発生し、プローブ測定ネットワーク２１内に存在する種々の信号、即ちデバイス測定中に各デバイス２４へ及び各デバイス２４から転送される信号をモニタする。図４に示す特定の構成では、プローブ測定ネットワーク２１は、プローブカード３０に加えて、試験装置内の種々のソースユニット及びセンスユニットと、プローブカードと試験装置とを接続するマルチ導体の測定ケーブル３８とを含む。
【００３０】
図７は、図４に示すプローブカード３０上に含まれる針状のプローブチップ３４の拡大側面図示す。デバイス測定中、これらのプローブチップのデバイス測定用プローブ先端、例えば５０ａ−５０ｂ，５２−５２ｂ及び５４ａ−５４ｂを試験中のデバイスへの又はからの高周波数信号の転送に使用する。これらの高周波数信号は代表的には１００ＭＨｚ〜２ＭＨｚの範囲内である。しかし、”高周波数”とはここでは及び特許請求の範囲ではもっと広く解釈し、５０ＭＨｚから６５ＧＨｚ以上の範囲内の任意の周波数も意味する。
【００３１】
説明の便宜上、図中において５０で始まる参照番号、例えば５０ａ，５０ｂで識別されるデバイス測定用プローブ先端はプローブ測定ネットワーク２１のソースチャネルに対応するものとする。即ち、このような各先端から、プローブ測定ネットワーク２１内のそれぞれのソースユニットからの入力信号が試験中のデバイスの対応する入力パッドへ直接転送されるものとする。同様に、５２で始まる参照番号、例えば５２ａ，５２ｂで識別されるプローブ先端はプローブ測定ネットワークのセンスチャネルに対応し、試験中のデバイスの特定の出力パッドからの出力信号がこれらの対応するプローブ先端に直接転送され、次いで測定ネットワーク内のそれぞれのセンスユニットへ伝送される。最後に、５４で始まる参照番号、例えば５４ａ，５４ｂで識別されるプローブ先端はネットワークのソースチャネル及びセンスチャネルに対する接地復帰ラインに対応し、このような各先端は試験中のデバイスの対応する接地パッドに接続され、各信号チャネルに対し良好に規定された接地ラインを設定する。このように特定のプローブ先端をソース、センス又は接地復帰ラインに対応するように設計することは慣例の技術であり、ここではこの設計を相互接続アセンブリ４８の代表例の動作を明瞭にするためにのみ示す。この相互接続アセンブリはその一部の断面図が図７にも示されている。
【００３２】
図４及び図７につき説明すると、この相互接続アセンブリ４８は基準チャネル４９と各信号搬送先端（例えば５０ａ−ｂ及び５２ａ−ｂ）との間の高周波数信号の均等転送を可能にする。これにより、種々のチャネル内の相対信号状態についての精密な比較情報を得ることができ、従って後述する本発明の好適方法に従って、プローブ測定ネットワーク２１の精密な校正を得ることができる。図５にも示すように、アセンブリ４８はベースアセンブリ５６及び可動支持アセンブリ５８を有する。このベースアセンブリの特性は、特に、信号転送動作をほぼ均等に実施しうるようにするものである。
【００３３】
ベースアセンブリ５６の好適な構成は、図５の破線区域６０内に含まれるベースアセンブリの中心部を拡大断面図で示す図７に最も良く示されている。ベースアセンブリ５６はベース部材６２を具え、このベース部材は図示の好適実施例では中実の真鍮板からなる。この板には一連の同心的に配置されたキャビティが中心に形成され、下部ネジキャビティ６４内に高周波数アダプタとしての同軸アダプタ６８がねじ込み固着される。図示の好適実施例では、この同軸アダプタ６８は、例えば米国、カリフォルニア州、モーガンヒル所在のウィルトンカンパニーによりモデルＮｏ．Ｋ１０２Ｆとして市販されているタイプの”スパークリング”型Ｋコネクタとする。このアダプタは種々のタイプの基準ユニット（即ちセンスタイプ又はソースタイプ）のベース部材６２への着脱自在の接続を可能にする。このような接続は、図に示すように、同軸ケーブルの形式とした基準チャネル４９により行うことができ、この同軸ケーブルはその端に、同軸アダプタ６８に丁度結合する寸法のネジ込みコネクタ７０を具える。
【００３４】
真鍮製のベース部材６２内に、下部ネジキャビティ６４の上部に、下部マウントキャビティ７２、中心キャビティ７４及び上部マウントキャビティ７６を形成する。Ｋコネクタビード７８は下部マウントキャビティ７２内にマウントする。このビード（当業者には”ガラスビード”としても知られている）は、上述したタイプのＫコネクタをプレーナマイクロストリップラインと相互接続するために、慣例のアセンブリにおいては関連する固定具と関連して使用される。好適なタイプのビードが、例えばウィルトンカンパニーによりモデルＮｏ．Ｋ１００として市販されている。このビードは約１２ミルの公称直径を有する内部導体８２を有する。本願においては、内部導体８２の第１端部即ち下端部８０を、慣例の如くＫコネクタの形式とした同軸アダプタ６８の管状中心導体８４内に挿入結合する。マイクロストリップラインとの接続のために通常はビードから外部に突出する内部導体８２の第２端部即ち上端部は短く切断して、図に示すように内部導体の小部分がビードの内部誘電体８８から突出するだけとする。ビードの内部誘電体は高周波数信号の低損失伝送用にはガラスからなり、ビードは更に内部導体８２を同心的に取り囲む外部導体又は金属化リム９０を有する。このリムを下部マウントキャビティ７２にはんだ付けして、ビード７８を図に示すようにこのキャビティ内に完全に嵌着する。
【００３５】
ビードの内部導体８２の上端部８６内にポケット９２を穿孔し、３ミルの公称直径を有する銅ワイヤ９４又は他の適当な導体の下端部をこのポケット内に、このワイヤ及び内部導体のそれぞれの中心軸線が整列するように低温はんだ９５により固着する。次に、１０ミルの外径を有する管状ガラススリーブ９６をこのワイヤ上に被せ、このスリーブの外面を真鍮製のベース部材６２の上部マウントキャビティ７６に露出させる。真鍮製のベース部材の中心キャビティ７４内において、ガラススリーブの下端面が内部導体８２の上端面８６と当接する。研磨処理を用いて余分の材料をベース部材の上面１０４に沿って除去してこの面を完全に平坦で滑らかな表面にする。電気メッキ浴を用い、ガラススリーブ９６の上端面をマスクで覆いながら真鍮製のベース部材６２の上面及びワイヤ９４の上端面を金メッキする。図６にも示すように、これらの処理工程に従って、ワイヤ９４及び真鍮製のベース部材６２のメッキ表面がそれぞれ第１即ち内部プレーナプローブエリア９８及び第２即ち外部プレーナプローブエリア１００を構成する。（以下、「プレーナプローブエリア」を「プローブエリア」と略称する。）図６に示すように、外部プローブエリア１００は内部プローブエリア９８から半径方向に完全に離間するとともに内部プローブエリア９８を完全に囲み、且つガラススリーブの露出表面がこれらの２つのプローブエリア間の環状誘電体エリア又は”伝送”ウインドウ１０２を構成する。
【００３６】
図６及び図７に示すように、内部及び外部プローブエリア９８及び１００はともにベース部材６２の上部表面上に含まれる。ここで、〜”上”とは〜の”外部境界面面内”を意味する。図７から明らかなように、内部及び外部プローブエリア９８及び１００と誘電体エリア１０２は互いにほぼ同一のレベルにあり、針状のプローブチップ３４がプローブエリア上の種々のプローブ位置間を移動する際にデリケートなこれらのプローブチップを破損し、損傷する突出端縁はベース部材の上部表面１０４に沿って何も存在しない。
【００３７】
高周波数伝送構造部又はチャネル１０６をベース部材６２内に、それぞれのプローブエリア９８及び１００と一体に接続されるように形成する。実際には、エリア９８及び１００がベース部材の上部表面１０４と接する伝送構造部の区分を規定する。この伝送構造部は、高周波数信号をベース部材の主表面に垂直にベース部材を走行させることができる。図７に示す好適実施例では、この伝送構造部は内部及び外部境界面を有する。外部境界面は上部マウントキャビティ７６、中心キャビティ７４及び金属化リム９０の内部表面１０８からなり、内部境界面は銅ワイヤ９４及び内部導体８２のそれぞれの外部表面からなる。
【００３８】
高周波数伝送構造部１０６は基準接続部１１０において高周波数アダプタとしての同軸アダプタ６８に接続する（内部導体８２の一部分をこの基準接続部内に挿通して同軸アダプタの管状中心導体８４内に嵌合する）。基準接続部は基準ソースユニット又はセンスユニットに接続するのに好適なように構成する。特に、基準ユニットは、そのコネクタを下部ネジキャビティ６４内にねじ込むことにより基準接続部に直接接続することができ、また図５及び図７に示すように、基準ユニットを同軸アダプタ６８及び同軸ケーブル４９により基準接続部に間接的に接続することができる。ケーブル４９を使用する利点は、基準接続部を必要に応じ２以上のタイプの基準ユニットに接続することが可能になる点にある。相互接続アセンブリ４８の代表的な例においては、本質的に基準接続部１１０は基準信号の供給ノード又はサンプリングノードとして作用する。
【００３９】
先に述べたように、図６は図５に示す破線区域６０内の内部プローブエリア９８及び外部プローブエリア１００の一部分の平面図を示す。外部プローブエリアの図６に示されない部分はベース部材６２（図７）の外縁まで延在している。従って、図４に示すように、外部プローブエリアは内部プローブエリアより著しく大きく、アセンブリ４８のほぼ全上部表面をカバーする。図６及び図７に示すように、内部及び外部プローブエリアは、プローブカード３０のデバイス測定用プローブ先端の隣接対、例えば５０ａ及び５４ａ、が同時に内部及び外部プローブエリア上に位置し、一つの先端が各エリア上に位置しうるように配置する。この位置決め処理中に、端面及びプローブエリアのプレーナ幾何構造が摩耗を低減するのみならず、プローブカード３０と相互接続アセンブリ４８との間の信号交換がプローブカードの端面において、プローブカードのプローブチップの長さに沿ってランダムに位置する信号交換位置よりも均等に生ずる。
【００４０】
図７に示すように、このとき信号搬送先端５０ａとその対応する接続復帰先端５４ａが内部及び外部プローブエリア９８及び１００上にそれぞれ位置するとき、伝送構造部１０６がこれらの先端と基準接続部１１０との間の伝送路を与える。図示の好適実施例では、この伝送路は上述した内部及び外部導電性境界面を有する同軸チャネルの形態をなし、この同軸チャネルはその内部及び外部導体境界面の直径をチャネルの軸線に沿って階段状に変化して遷移不連続部を小さくしている。
【００４１】
一般に、ここで及び特許請求の範囲で使用する”伝送路”とは、互いに離間した境界面を有し高周波数電界を支持して高周波数信号をこれらの境界面に沿って伝搬しうる信号案内構造を意味する。これらの境界面は、例えば伝送路の任意のセクションにおいて信号を安定にする所定の間隔を有する反射表面を具えることができる。伝送構造部は１０６の好適実施例は真鍮製のベース部材６２、Ｋコネクタビード７８及び銅ワイヤ９４の金属表面の所定の部分からなる境界面を有するが、所定の用途に対しては、伝送構造部を何の金属材料も用いないで構成するのが好ましいこともある。プローブネットワークの信号周波数が周波数スペクトルの光部分内である場合には、例えば伝送構造部を誘電体材料のみを用いて構成し、境界面を光ファイバのように異なるドープ領域で形成するのが好ましい。同様に、ここで及び特許請求の範囲で使用する”導電性”とは信号を導く素子の能力を一般に意味し、それが金属であるかないかは問わない。
【００４２】
図７に示す代表的実施例では、伝送構造部１０６は、信号搬送先端５０ａ及び接続復帰５４ａが対応するエリア９８及び１００上に位置するときこれらの先端が占めうる異なる各位置ごとに、この構造がこれらの先端と基準接続部１１０との間の伝送路に与える伝送路がほぼ一定の高周波数伝送特性を有するように構成されている。特に、この伝送構造部は、この構造に沿って伝搬する信号はプローブエリアの平面に平行方向に伝搬しないでこの平面に垂直方向に伝搬するよう構成されている。その結果、内部プローブエリア９８のサイズは伝送構造部の長さにより決まらず、従って各デバイス測定用プローブ先端の寸法にほぼ対応する寸法に縮小することができる。従って、図７において、内部プローブエリア９８を図示の方向に真っ直ぐ上に持ち上げてデバイス測定用の信号搬送先端５０ａと接触させる場合、この先端が実線で示すように初めからプローブエリア９８に対し中心に位置するか、破線で示すようにプローブエリア９８の縁に対しずれた不整列位置１１２に位置するかと無関係に、この先端をこのエリア上に実際に位置させれば、この先端と基準接続部との間を通過する信号はどちらの位置でもほぼ同一の通路を伝搬する。即ち、構造１０６により与えられる伝送路の特性によれば、信号は各位置においてほぼ同一の遅延、損失及び分散を示す。
【００４３】
信号搬送先端の各々が内部プローブエリア９８上において異なる位置を占めることができるので、接地復帰先端の各々も外部プローブエリア１００上において異なる位置を占めることができる。これは図１１ａ−１１ｄに最も良く示されている。これらの図は、代表的なネットワーク評価セッション中にどのように相互接続アセンブリ４８を互いに直行する方向にシフトさせてプローブアレーの種々のプローブ先端を内部プローブエリア９８上に連続的に位置させるかを方向矢印を用いて示している。図１１ａ−１１ｄにおいて、ネットワークのデバイス測定用プローブ先端を破線で示し、一辺あたりの先端数は図解の便宜上実際の数より著しく少なくしてある。図１１ａにおいて、信号搬送先端５０ｃが内部プローブエリア９８上に位置するとき、対応する接地復帰先端５４ｃが内部プローブエリア９８の”東”側の位置で外部プローブエリア１００上に位置することが認識される。他方、図１１ｂに示すように、図１１ａに示す方向のアセンブリ４８のシフトのために信号搬送先端５０ｄが内部プローブエリア９８上に位置するときは、対応する接地復帰先端５４ｄが内部プローブエリアの”北”側の位置で外部プローブエリア上に位置する。同様に、図１１ｃにおいて先端５４ｅの位置により及び図１１ｄにおいて先端５４ｆの位置により示すように、図示の順序のシフトに従って、それぞれの接地復帰先端を内部プローブエリアの西又は南側の位置で外部プローブエリア上に位置させることができる。
【００４４】
しかし、接地復帰先端が内部プローブエリア９８の北側、南側、東側又は西側のどの位置を占めるかと無関係に、伝送構造部１０６により与えられる対応する伝送路は各位置においてほぼ同一になる。図６及び図７を参照すると、信号搬送先端が内部プローブエリア９８上に位置するかぎり、対応する接地復帰先端がいかなる角度位置を占めてもこの接地復帰先端に対する外部プローブエリアの幾何学配置、従って回路特性は同一になることが認識される。同様に、この状態では、内部マウントキャビティ７６、中心キャビティ７４及びリム９０の内部表面１０８の幾何形状は、接地復帰先端が移管ルート選択テーブル角度位置を占めてもこれらの角素子が角対象であるために接地復帰先端に対し同一になる。従って、代表的伝送構造部は無指向性の伝送路を提供し、この伝送路は、対応する任意の先端対に関連して、これらの先端が対応するプローブエリア上に位置するかぎり、これらの先端がいかなる角度位置を占めてもほぼ均一な伝送特性を示す。
【００４５】
図７を参照すると、ここに示す代表的伝送構造部１０６は、対応するプローブエリア９８及び１００上のプローブ先端の種々の位置に対し、プローブネットワークのプローブ先端と基準接続部との間に安定な伝送路を提供するのみならず、周囲環境内に存在する評価対象でない高周波数信号がこの伝送路に混入しないように構成されていることが認識される。例えば、図７において、評価対象である入力信号、即ちプローブ先端５０ａ及び５４ａにより支持された電界に含まれる信号は内部プローブエリア９８と外部プローブエリア１００との間の誘電体エリア１０２により与えられるエネルギー”ウインドウ”を容易に通過する。他方、プローブ先端５０ｂ及び５４により支持された電界に含まれる測定対象でない入力信号は外部プローブエリア１００の面に到達時にこの伝送路から離れる方向に反射される。実際上、ベース部材６２の外部表面はこの伝送路の電磁シールドを構成し、このシールドが評価中のデバイス測定用先端以外の基板上面に隣接する任意の信号源からの放射がこの伝送路に混入するのをほぼ阻止する。
【００４６】
以上、図７を参照して、ベースアセンブリ５６はネットワークのデバイス測定用プローブ先端と基準接続部１１０との間の均一信号転送を容易にする理由を説明した。特に、プローブ先端と基準接続部との間を通過する信号は、内部プローブエリア９８を一つのプローブ先端から次のプローブ先端へ一つづつシフトさせるのにつれて生ずるプローブ測定位置の変化に殆ど影響されないことを説明した。更に、ベースアセンブリ５６は評価対象のチャネル以外からの高周波数信号を除去し、これらの信号が評価信号路内に入力して注目の信号を妨害することは起こりえないことを説明した。従って、ベースアセンブリ５６の少なくとも２つの性質、即ちプローブ測定位置の変化に対する不感応性及びスプリアス信号に対する不感応性が均一信号転送を容易にする。
【００４７】
相互接続アセンブリ４８は他の形態に実現することもできる。例えば、図５及び図７に相当する図８及び図９に、相互接続アセンブリの第１の変形例１１４が示されている。この実施例では、ベース部材１１６が約５〜２５ミルの厚さ（公称厚さは約１０ミル）の基板を構成する。この基板はガラス、その他の硬質誘電体材料で形成して基板内の高周波数リーク電流の流れを低減するのが好ましい。図８に示す破線区域１８を拡大して示す図９に示されているように、第１又は内部プレーナプローブエリア１２０及び第２又は外部プレーナプローブエリア１２２をベース部材の上部表面１２４上にメタライズ処理により形成して、これらのエリアを互いに共平面関係にする。代表的相互接続アセンブリ４８の場合と同様に、第１及び第２プローブエリア１２０及び１２２は、高周波数信号をベース部材内をその主表面に垂直な方向に伝搬する伝送構造部１２５の上端面を規定する。第１の変形例では、伝送構造部の内部境界面及び外部境界面をそれぞれ導電性の第１又は内部バイア１２６及び導電性のほぼ環状の第２又は外部バイア１２８により構成する。各内部バイア１２６及び外部バイア１２８は基板内に埋設し、対応するプローブエリア１２０又は１２２の真下から延在させる。
【００４８】
相互接続アセンブリの第１の変形例１４は、代表的相互接続アセンブリ４８と同様に、基準接続部１３０を具える。第１の変形例では、この基準接続部を高周波数伝送構造部１２５の、ベース部材１１６の下面に接する部分で構成する。
【００４９】
相互接続アセンブリの第１変形例１１４の可動支持アセンブリ１３１は水平部分１３２を有する。この水平部分内に同心的に整列した一連のキャビティ１３４、１３６及び１３８を形成し、高周波数”スパークプラグ”型コネクタ１４０を最下部キャビティ１３４内にねじ込み固定する。このコネクタの内部導体１４２の突出部を中心キャビティ１３６により受入れ、コネクタの露出中心導体１４４を上部キャビティ１３８内に挿入して内部バイア１２６と電気的に接続する。他方、コネクタ１４０の外部導電性外被１４６は可動支持アセンブリ１３１の導電性本体を経て外部導電性バイア１２８と電気的に接続する。はんだ、導電性エポキシ、その他の導電性接合剤を用いて中心導体１４４を内部バイア１２６に、及び可動支持アセンブリ１３１の導電性本体を外部導電性バイア１２８に永久的に接着する。これらの接続は、プローブエリア１２２上に位置する任意の接地復帰プローブ先端に対し接地復帰パスの連続性が保証するとともに、基準接続部１３０と基準チャネル４９との間で伝送される全ての信号に良好に絶縁され制御されたパスを与える。代表的相互接続アセンブリ４８と同様に、第１変形例の相互接続アセンブリ１１４の高周波数コネクタ１４０を除去し、基準ユニットのコネクタヘッドを基準接続部１３０に直接接続することもできる。
【００５０】
図９に示されているように、内部プローブエリア１２０と外部プローブエリア１２２の外部境界はそれぞれベース部材１１６の上面１２４に形成された内部ウエル１４８及び外部ウエル１５０により限定する。これらのウエルは高分解能マスク処理及びフッ化水素酸のような適当なエッチング剤を用いて形成する。図９に示すように、これらのウエルは基板材料の幅の狭い環状リッジ１５２により互いに離間する。ベース部材１１６内に、レーザを用いて内部及び外部傾斜壁溝１５４及び１５６を形成する。これらの溝は内部バイア１２６及び外部バイア１２８の境界を定める。内部バイア用の傾斜壁溝１５４の形成において、ガラス基板の半透明特性によりレーザビームを内部プローブエリア用に先にエッチングしたウエル１４８の中心の正反対位置に精密に収束することができる。次に、内部及び外部ウエル１４８及び１５０及び対応する傾斜壁溝１５４及び１５６をニッケル、その他の適当な硬質金属（例えばタングステン、イリジウム又はロジウム）で満たして、ウエル内の金属と溝内の金属を一体に融合させる。各溝の傾斜壁は金属の流入を容易にして各溝を完全に満たし、この融合を促進する。ウエル１４８及び１５０を形成するステップを省略し、単に導電材料の極めて薄い層をベース部材１１６上に堆積してプローブエリア１２０及び１２２を形成することもできる。しかし、この場合には、プローブチップ３４の先端と薄いプローブエリアとの間に過大な接触力が加えられると、プローブチップの先端が薄いプローブエリアを突き破る恐れがある。
【００５１】
内部及び外部プローブエリア１２０及び１２２の形成後にそれらの上表面を研磨して得られる全表面を完全に平坦且つ滑らかにする。代表的な相互接続アセンブリの場合と同様に、このステップにより、アセンブリの再位置決め中にデリケートな針状チップを破損及び損傷する突出縁がアセンブリ１１４の上面に全く残存しなくなる。図９に示す相互接続アセンブリの第１変形例の実施例では、内部プローブエリア１２０の最大エッジ間寸法１５７は公称４ミルであり、内部及び外部プローブエリア１２０及び１２２間の半径方向ギャップ１５８は公称１／２ミルである。
【００５２】
第１変形例における相互接続アセンブリ１１４の以上の説明から、このアセンブリの基本構成素子は代表的な相互接続アセンブリ４８の基本構成素子に対応し、両アセンブリともベース部材６２又は１１６、ベース部材上の第１及び第２プレーナプローブエリア９８及び１００又は１２０及び１２２、ベース部材の主表面に垂直に延在する伝送構造部１０６又は１２５、及び基準ユニットの接続部として作用する基準接続部１１０又は１３０を具えている。更に、代表的な相互接続アセンブリ４８について述べた作用効果が同様に第１変形例の相互接続アセンブリ１１４にも当てはまり、アセンブリ１１４はプローブエリア上におけるデバイス測定用プローブ先端３４の位置が変化しても信号を均等に転送することができ、更に、評価中のチャネルの外部からのスプリアス信号を除去することができる。
【００５３】
図７及び図９に示されているように、代表的な相互接続アセンブリ４８も、第１変形例の相互接続アセンブリ１１４も、上部表面上に、内部プローブエリア９８又は１２０及び外部プローブエリア１００又は１２２からなる２つのプローブエリアを具えている。この構成は、超小形電子デバイスを試験するのに一般に使用されている近接密集配置の針状のチップ３４（図４）に対し好適である。その理由は、このタイプのネットワークでは任意の一つのチャネルにおける信号電磁界が対応する信号チップと隣接の接地復帰チップとの間に維持されるためである。しかし、用途によっては、アセンブリの上部表面上にただ一つのプローブエリアを設けるのが好ましい場合がある（例えば、信号電磁界が単一の光ファイバにより搬送される場合）。更に、ある種のプローブネットワーク状態、例えばネットワークの２つの信号チャネル間におけるクロストークを評価するために、基板の上部表面上に３つのプローブエリアを設けるのが好ましいこともある。
【００５４】
図１０はクロストークのようなネットワーク状態を評価するに使用する３つのプローブエリアを具えるアセンブリの第２の変形例を示す。この変形例は、基板１６２を具え、その上部表面上に第１内部プローブエリア１６４、第２内部プローブエリア１６６及び第３又は外部プローブエリア１６８を有するベースアセンブリを具える。基板１６２を基準線１７０に沿う断面図で見ると、その断面図は、外部導電性バイア１２８内に一つの内部バイア１２６のみを具える代わりに、平衡配置の一対の内部バイアを具える点を除いて、図９にほぼ対応する。
【００５５】
図１０には、デバイス測定用プローブ先端が破線で示されている。図示のプローブ測定位置の各位置において、プローブ測定ネットワークの評価中における３つのプローブ測定区域の各々に関し方形状プローブ測定アレーがどの向きの位置するのが好ましいかを示すためにプローブ測定エリアの全体が示されている。アレーにおける各辺のプローブ先端の数は図示の便宜上実際の数より少なくしてある。
【００５６】
説明の便宜上、２つの信号搬送先端５０ａ及び５０ｂが評価すべきネットワークの２つのチャネルに対応し、対応する接地復帰先端が５４ａであるものとする。これらの先端が図示の中心プローブ測定位置にある場合、即ちこれらの先端が基準線１７０と整列して位置する場合には、信号搬送チャネルに対応する先端５０ａが内部又は信号プローブ測定エリア１６４又は１６６の一つの上に適正に位置するとともに、接地復帰線に対応する接地復帰先端５４ａが外部プローブエリア１６８上に位置するので、これらの先端は誤った位置に位置することが認識される。しかし、基板１６２をこれらの３つの先端がそれぞれ対応するプローブエリア上に同時に位置するようにシフトさせることができる。即ち、第１信号搬送先端５０ａが第１内部プローブエリア１６４上に位置し、同時に第２信号搬送先端５０ｂが第２内部プローブエリア１６６上に位置するとともに、接地復帰先端５４ａが第３又は外部プローブエリア１６８上に位置するように基板をシフトさせることができる。例えば、基板を図示の−Ｘ及び−Ｙ方向にシフトさせてこれらの先端を基準線１７２と整列する図示のプローブ測定位置に位置させることができる。或いは又、基板を図示の＋Ｘ及び−Ｙ方向にシフトさせてこれらの先端を基準線１７４と整列する図示のプローブ測定位置に位置させることができる。
【００５７】
上述の実施例では、３つの先端５０ａ，５０ｂ及び５４ａを対応するプローブエリアに同時に位置させるためには、基準線１７２又は１７４と整列する２つのプローブ測定位置の一方又は他方を選択する必要がある。これらの２つのプローブ測定位置は図示の中心プローブ測定位置に対し対称であるため、及び下側の伝送構造部内の内部バイアが外部バイアに対し平衡配置であるため、各プローブ測定位置においてそれぞれ対応するプローブエリア上に同時に位置する先端５０ａ，５０ｂ及び５４ａにほぼ一定の高周波数伝送特性を有する伝送線路を接続することができる。図１０は、第２変形例１６０により与えられるプローブエリア構成によれば、ネットワークの対応する先端が５０ｇ及び５０ｈのように大きく離れている場合でも、２つのチャネル間のクロストークの評価を行いうることも示している。
【００５８】
上述したように、各相互セルアセンブリの同軸アダプタ６８又は１４０は種々のタイプの基準ユニットを対応する基準接続部１１０又は１３０に接続する便利な手段を提供する。しかし、他の種々のタイプの接続手段を各基準接続部への接続に使用することもできる。例えば、各基準接続部をスイッチ、雑音源、ダイオード、電力センサ素子、カプラ、インライン伝送装置及び種々の他の素子との直接接続用に適応させることができる。更に、一つの同軸アダプタの代わりに一対の同軸アダプタを接続部に接続することができる。後者のタイプの同軸アダプタは、相互接続アセンブリが例えば図１０に示すような一対の内部プローブエリア１６４及び１６６を有する場合に使用するのに好適である。上述したように、図１０に示す第２変形例１６０は２つの２つの内部バイアを含み、２つのアダプタを接続するための十分な取付け個所を与えるように構成されている。このような接続によりプローブ測定ネットワークの２つの異なる信号チャネル間で差動測定を行うことができる。
【００５９】
更に他の変形例では可動支持アセンブリ５８又は１３１を除去し、ベース部材６２又は１１６をウエファと同様に任意のプローブ測定ステーションの支持チャック上に置くだけとする。この実施例では、ベース部材に設けられる任意の同軸アダプタをこのようなベース部材の上面に（即ち、デバイス測定用プローブ先端の移動を妨害しない位置に）含める。ベース部材の下面に隣接する基準接続部と上面のアダプタとの間で信号を搬送するために、基準接続部とアダプタの反対側の点との間を延在する第１部分と、この点から出発して基板を貫通してアダプタまで延在する第２部分を有する２部分伝送線路を使用することができる。更に他の変形例では、第１回路素子を内部及び外部プローブエリア９８及び１００間に直接接続される第２回路素子の特性に基づいて基準接続部に接続して、伝送構造部１０６に入力する信号がこの構造の上側から入力するのか下側から入力するのかに応じて実際上異なる回路に出会うようにする。内部及び外部プローブエリア間に直接接続するのに好適な素子の種類はチップ抵抗、キャパシタ及びインダクタである。
【００６０】
更に他の変形例では、互いに接続した１対の相互接続アセンブリを使用し、この１対のアセンブリを、対応する１対の内部プローブエリア９８の間隔を調整しうるように支持し、”刺激”プローブ先端の選択された一つの（例えば５０ｂ）により一方のアセンブリにおける内部プローブエリアのプローブ測定を行うと同時に、”応答”プローブ先端の指定された一つの（例えば５２ｂ）により他方のアセンブリにおける内部プローブエリアのプローブ測定を行うことが、これらの先端間に存在する間隔と無関係にできるようにする。この変形例では、各内部プローブエリアを取り囲む外部プローブエリア１００を小さくし（例えば２０ミルの公称半径）、測定を隣接するプローブ先端間で行う必要があるときに対応するアセンブリのそれぞれの内部プローブエリアが互いに隣接する位置に移動しうるようにする。
【００６１】
２つのアセンブリ間における伝送チャネルの電気特性を各選択間隔に対し一定にするために、通常は２つのアセンブリの高周波数アダプタとしての同軸アダプタ６８を短い可撓性同軸線路により一緒に接続するが、他のタイプの回路素子を使用することもできる。２つのアセンブリの相対位置は、２つのアセンブリの線形直線間隔を調整する第１機構、両アセンブリを一致して回転させる第２機構、及び両アセンブリを支持するウエファステージのＸ−Ｙ−Ｚ方向移動を行う第３機構を設けることにより調整することができる。
【００６２】
図４及び図５を参照すると、本発明の好適実施例では、前述した代表的相互接続アセンブリ４８がプローブ測定ネットワーク２１を含むプローブステーションと組み合わされ、インテグレーテッド自己評価プローブ測定システム１７６を構成する。この代表的相互接続アセンブリは図に示すようにウエファを支持する支持チャック１７８に直接装着することができ、また支持チャックの一側の外に別個に装着することもできる。
【００６３】
インテグレーテッド自己評価プローブ測定システム１７６を図１に示す市販のウエファプローブ測定ステーション２０と比較すると、相互接続アセンブリ４８を支持チャック１７８上に装着するために既存の設計に対しなされた主要な変更が明らかであり、支持チャックの直角コーナ部分を切り取り、相互接続アセンブリの可動支持アセンブリ５８をこのように支持チャックに形成された方形空間部分に嵌合装着することができるように変更されている。この装着方法によれば、相互接続アセンブリの内部プローブエリア９８（図７）がウエファ２２に近接して位置するので、プローブチップ３４をウエファ２２上の種々のデバイス測定位置と相互接続アセンブリ４８上の種々のチャネル評価位置との間で前後に急速にシフトさせるために支持チャック１７８とプローブチップ３４との間に必要とされるＸ−Ｙ−Ｚ移動が制限された範囲になる。図示の特定のシステムでは、この装着方法によれば、更に、このシステムに含まれる支持チャックを位置決めするための同一のモータ駆動Ｘ−Ｙ−Ｚ位置決めテーブル１８２を用いて、プローブチップをそれらの種々のデバイス測定位置とそれらの種々のチャネル評価位置との間でシフトさせることもできる。しかし、相互接続アセンブリ４８を支持チャック１７８に隣接関係に装着する、支持チャック１７８の一側の外に別個に装着する、或いは必要が生じたときに支持チャック１７８に移送することが考えられるが、プローブ測定ネットワーク２１を評価する際に、相互接続アセンブリは別個の評価ステーション内に位置させるよりもウエファプローブ測定ステーション内に位置させてネットワークの現場評価を行いうるようにするのが有利である。
【００６４】
プローブ測定ネットワーク２１の現場評価においては、このネットワークのセットアップ接続がこのネットワークの評価中も維持される。従って、この評価の結果はもとの測定ケーブル３８及びもとの試験装置３６がネットワークの種々のチャネルに存在する種々の信号状態に与える影響を精密に反映するものとなる。他方、ネットワークをプローブ測定位置外の位置で、又は断片的に評価しなければならない場合には、ネットワークのもとの状態を同程度の精度で決定することは困難である。
【００６５】
例えば、代表的相互接続アセンブリ４８が、ネットワークを経て入力する信号が最初に中間処理ユニットを経て伝送されないかぎり適正に動作しえないように構成されている場合には、ネットワークとアセンブリとの間に中間処理ユニットを接続するためにもとの測定ネットワークの接続を変更する必要が生ずる。図４に示すプローブ測定ネットワーク２１に関しては、例えばプローブカード３０をもとの測定ケーブル３８から切り離し、別の評価ステーションへ移動させて処理ユニットに接続する必要があるかもしれない。この例では、ネットワークのプローブカード部分の評価がケーブル及びネットワークの装置部分の評価と別個に行われるため、この手法はネットワーク全体が同時に評価される現場評価より本質的に低速且つ低精度になる。
【００６６】
以上の事実に関し、代表的相互接続アセンブリ４８はその適正動作のためにそのプローブエリア９８及び１００とプローブ測定ネットワーク２１との間のどこにも処理ユニットを必要としない点に注意されたい。例えば、プローブ測定ネットワーク２１のソースチャネルが評価の対象である場合には、相互接続アセンブリに必要とされる接続は基準センスユニットをアセンブリの基準接続部１１０に接続することだけである。代表的には、原の試験装置３６はデバイス測定に使用されない少なくとも一つのセンスユニットを含み、このセンスユニットを同軸ケーブルの形式とした基準チャネル４９を経て基準接続部に接続することができるようにする。他方、プローブ測定ネットワーク２１のセンスチャネルが評価の対象である場合には、アセンブリに必要とされる接続はソースユニットをアセンブリの基準接続部に接続することだけである。代表的には、原の試験装置３６は未使用のソースユニットを含み、このソースユニットを、単に基準チャネル４９を、スイッチング装置を介して試験装置の対応するポートに切り換えることにより基準接続部に接続することができるようにする。
【００６７】
上述の実施例が示すように、システム１７６に含まれデバイス測定に必要とされる信号を処理する試験装置３６の同一の素子を、代表的相互接続アセンブリ４８と関連して、システムのプローブ測定ネットワークの評価に必要とされる信号を処理するのにも使用することができるが、アセンブリをネットワークの評価に使用するためにネットワークを複数の別個の部分に分割する必要はない。これらの２つの実施例が示すように、相互接続アセンブリ４８は双方向動作が可能であり、従って評価中のチャネルがソースチャネルであるかセンスチャネルであるかと無関係に原のプローブ測定ネットワーク２１の各チャネルの評価に使用することができる。
【００６８】
従って、相互接続アセンブリ４８の構成はプローブ測定ネットワークの現場評価とコンパチブルであり、且つこの評価プロージャはネットワーク評価中に存在するチャネル状態をデバイス測定中に存在するチャネル状態に一層密接に合致させることができることにより一層精密な結果をもたらすことができる。この相互接続アセンブリは、この一般的効果に加えて、デバイスをネットワークの端でプローブ測定中にデバイスの所定の特性をエミュレートすることができる他の特徴を有する。
【００６９】
図７において、これまで信号搬送先端５０ａに対し先端５４ａが接地復帰パスを与えるものと仮定した。しかし、一般には、先端５０ａに対応する接地復帰パスは先端５０ａのすぐ傍に隣接しない先端、例えば先端５４ｂにより与えることができる。この一般的状態では、デバイス測定中に、先端５０ａを試験中のデバイスの入力パッド上に位置させると、先端５４ｂが同一のデバイスの接地パッド上に位置し、先端５４ｂと接地パッドとの間の接続の結果として連続接地パスが形成される。この連続接地パスは先端５０ａ及び５４ｂを経て形成される回路の特性に影響を与える。しかし、これと同一の連続接地パスが外部プローブエリア１００により与えられる。その理由は、このプローブエリアはネジ込みコネクタ７０の外被及び真鍮製のベース部材６２の導電性本体を経て基準ケーブル４９の接地シールドに接続されているためである。実際上、接地復帰先端５４ｂに関し、外部プローブエリア１００は測定中のデバイスの接地パッドと等価であり、従って測定中に存在するチャネル状態がネットワーク評価中にほぼ再現される。
【００７０】
図７及び図１１ａ−１１ｄには、代表的相互接続アセンブリ４８に対し、内部プローブエリア９８と接触しないどの先端も自動的に外部プローブエリア１００と接触して位置することが示されている。図１１ａ−１１ｄに示すように、例えば評価中の先端が、先端５０ｃ，ｄ，ｅ及びｆのように、プローブアレーにおける４つのコーナの一つに位置し、この先端が内部プローブエリア９８上に位置する場合でも、他のすべての先端（接地復帰先端５４ｃ，ｄ，ｅ及びｆを含む）が自動的に外部プローブエリア１００上に同時に位置する。この点に関し、第１変形例１１４の内部及び外部プローブエリア１２０及び１２２も同一の結果を生ずるように配置されている。同様に、図１０に示す第２変形例においても、５０ａ及び５０ｂのような２つの信号搬送先端がそれぞれ対応する内部プローブエリア１６４及び１６６上に位置する場合には、接地復帰先端５４ａのような他の先端が自動的に外部プローブエリア１６８上に同時に位置する。このように、上述した相互接続アセンブリの各実施例では、特定のソースチャネルに対する接地復帰先端がどこに生じようとも、外部プローブエリア１００、１２２又は１６８がデバイス測定中にデバイスの接地パッドが与えるのと同一の特性をこの先端に与える。他方、評価中でない先端のどれかが図７の先端５０ｂのようにソースチャネルに対応しても、外部プローブエリアがこの先端により搬送される信号を伝送構造部１０６又は１２５外へ反射するので、この信号が評価チャネルに入り目的の信号を歪ませることが防げる点に注意されたい。
【００７１】
図４及び図５を参照すると、相互接続アセンブリの可動支持アセンブリ５８が、支持チャック１７８のコーナ位置に嵌合され、支持チャック１７８上には回路ウエファ２２を支持する十分な面積が存在することがわかる。従って、ウエファを支持チャックから除去する必要なしに相互接続アセンブリ４８のそれぞれのプローブエリアがプローブチップ３４によるプローブ測定に連続的に使用可能になる。これは、ウエファ上の種々のデバイス試験位置と相互接続アセンブリ上の種々のチャネル評価位置との間におけるプローブチップ３４の前後の急速シフトを容易にする。
【００７２】
プローブチップのもっと高速の前後位置決めは、プログラマブルマイクロプロセッサ１８４によりモータ駆動位置決めテーブル１８２を制御することにより得るのが好ましい。このマイクロプロセッサは、一連の制御コマンドを位置決めテーブルへ順次に供給してデバイス測定用プログラマブル先端の所定の先端をテーブルにより内部プローブエリア９８上に順次に位置させるようにプログラムされる。
【００７３】
ネットワークのソースチャネルを評価するには、例えば基準接続部１１０が基準センスユニットに接続され、マイクロプロセッサ１８４がユーザ発生信号に応答して位置決めテーブルに指令し、このテーブルを内部プローブエリア９８が図１１ａに示す出発位置（例えば先端５０ｃと接触する）に移動するようにシフトさせる。予めプログラムされた命令セットに続いて、マイクロプロセッサは位置決めテーブル１８２を＋Ｙ方向に指定された増分だけ移動するよう指令し、先端５０ｃ及び５０ｄのようなソースチャネルに対応するこの方向の各先端を順次に内部プローブエリア９８上に位置させる。図１１ｂにつき説明すると、中断なしに引き続きマイクロプロセッサは位置決めテーブルを−Ｘ方向に指定された増分だけ移動するよう指令し、ソースチャネルに対応するこの方向の各先端（先端５０ｄ及び５０ｅを含む）を順次に内部プローブエリア９８と接触させる。図１１ｃ及び１１ｄに示すように、同様のシーケンスを−Ｙ及び＋Ｘ方向に繰り返して、ソースチャネルに対応するプローブアレーの各先端を順次に内部プローブエリアと接触させる。
【００７４】
測定ネットワークのセンスチャネルを評価するために、基準接続部１１０を基準ソースユニットに接続しなをした後に、一般に同一のシーケンスが実行される。図１１ａに示す位置から出発して、例えばマイクロプロセッサ１８４がシーケンスを開始し、位置決めテーブル１８２を＋Ｙ方向に指定された増分だけ移動するように指令し、センスチャネルに対応するこの方向の各先端（先端５２ｃ及び５２ｄを含む）を順次に内部プローブエリア９８上に位置させる。このとき、ソースチャネルに対応する先端５０ｃ及び５０ｄは飛ばされる。シーケンスの残りが他の方向に対し同様に進行する。
【００７５】
上述した２つのアプローチを組み合わせて、位置決めテーブル１８２を内部プローブエリア９８が信号チャネルに対応する各先端と接触するように順次にシフトさせるようにマイクロプロセッサ１８４をプログラムするこができる。この場合、その先端がソースチャネルに対応するのかセンスチャネルに対応するのかに応じて、マイクロプロセッサからの接続ラインにより駆動されるスイッチング装置が自動的に基準接続部１１０を試験装置３６のセンスユニット又はソースユニットのいずれかに接続するようにできる。
【００７６】
相互接続アセンブリ４８に関し、各信号チャネルの評価に同一のプローブエリアを使用する主要な利点は、種々のチャネルの信号間に差が検出される場合に、これらの差を信号チャネル自体に直接起因させ、これらの差が評価パスの差に基づく程度について更に考察する必要がなくなる点にある。代表的相互接続アセンブリ４８の主に予想される使用方法はプローブ測定チャネルの比較評価であるが、このアセンブリはデバイス測定の進行中における特定の先端の信号の品質の高速検証が必要とされる場合にも使用しうる。
【００７７】
図４につき説明すると、デリケートな針状のプローブチップ３４が上述した自動位置決め機構によるこれらのチップの高速再位置決め中に代表的相互接続アセンブリ４８の任意の部分上で引っ掛かることがあると、これらのプローブチップの破損が容易に生じうる。しかし、前述したように、内部プローブエリア９８、誘電体部分１０２及び外部プローブエリア１００は互いにほぼ同一のレベルであるため、先端を引っかけ損傷する突部はアセンブリの上部表面に沿って全く存在しない。
【００７８】
図５につき説明すると、相互接続アセンブリの可動支持アセンブリ５８には垂直調整ノブ１８６が設けられ、これにより支持チャック１７８に対するベース部材６２の高さの可調整位置決めが可能になり、それぞれのプローブエリア９８及び１００を支持チャックの上部表面により決まる仮想表面に平行な関係に可調整に位置させることができる。このメカニズムによれば、プローブエリアをウエファの厚さと無関係に、ウエファの各デバイスのパッドと共平面関係の位置にシフトさせることができ、従ってこれらのパッドとプローブエリアとの間における先端の前後シフトを安全に行うことができる。図５に示すように、可動支持アセンブリ５８はネジなし孔１８８を有し、この孔内にノブボルトの軸を挿通してブロックを係止するとともにこの軸のネジつき頭を支持チャック１７８の下部のネジ孔にねじ込む。従って、ノブを一方向又は反対方向に回すことにより、相互接続アセンブリ４８を支持チャックに対し上昇又は下降させる事ができる。
【００７９】
図４に関し、代表的相互接続アセンブリ４８はプレーナ形超小型電子デバイスのプローブ測定用に好適なタイプのプローブ測定ネットワーク２１の信号状態を評価するのに使用することができることを以上に説明した。特に、この相互接続アセンブリはネットワークの評価のみならず、好適方法について後述するようにネットワークの校正にも使用することができる。この校正の目的はネットワーク内の信号状態をデバイス測定用プローブ先端に関し正規化し、これらの先端によりデバイスの測定を行う際に、検出されるチャネル間の差がデバイスの特性にのみ起因するようにすることにある。
【００８０】
この目的を更に説明するために、代表的にはプローブ測定ネットワーク２１内のソースチャネルに対応するデバイス測定用プローブ先端の少なくとも幾つかが異なる入来信号を試験中のデバイス２４の対応する入力パッドに供給するものとする。これは、各入来信号が通常は試験装置３６内の異なるデータ発生ポート又は他のソースユニットから伝送され、異なる伝送路（例えば測定ケーブル３８の異なる胴体及びプローブカード３０の異なる導体）を経て対応するデータ測定用プローブ先端に到達するためである。従って、これらの入来信号間の差をなんとかして補正しなと、デバイスのそれぞれの出力パッドで測定される結果はデバイス自体の特性のみを反映せず、測定ネットワークからの入来信号のチャネル間の差も反映するものとなる。
【００８１】
これらのチャネル間における差の影響を除去するために、好適な校正方法では、試験装置３６の基準センスユニット、例えば予備ロジックアナライザユニットを基準ケーブル又はチャネル４９を経て相互接続アセンブリ４８に接続する。図７につき説明すると、例えば先端５０ａ及び５０ｂに対応するネットワークの２つのソースチャネルに関し、この好適校正方法では先端５０ａを内部プローブエリア９８と接触するよう位置させ、入来信号を対応するソースチャネルを経て伝送する。この信号は伝送構造部１０６内に入り、ここから基準接続部１１０を経て基準ケーブル４９に沿って試験装置３６のロジックアナライザユニットに伝送される。このステップを先端５０ｂに対し繰り返す。即ち、アセンブリ４８を上述した自動位置決め機構によりシフトさせて先端５０ｂを内部プローブエリア９８と接触するように位置させ、次いで第２の入来信号を対応するソースチャネルを経て伝送する。この第２の信号は、先端５０ａからの第１の信号と同様に、伝送構造部１０６内に入り、基準接続部１１０から同一の評価パスを経て同一のロジックアナライザユニットに伝送される。
【００８２】
上述したように、伝送構造部１０６はほぼ一定の高周波数伝送特性の伝送線路を内部プローブエリア９８と接触する各先端と基準接続部１１０との間に与える。従って、各先端とロジックアナライザユニットとの間の全評価パスの特性が各信号に対しほぼ同一になる。つまり、上述の例において、第１及び第２の入来信号がロジックアナライザユニットで測定された後に、得られた測定値の比較が、両信号間に差があることを示す場合には、この差はデバイス測定用プローブ先端５０ａ及び５０ｂに関して存在するものとなる。この差を補償するために、計算機的方法を使用する（例えば、適当な数値オフセットを異なる各ソースチャネルにより得られた読みに加える）、又はプローブ測定ネットワーク２１自体を調整又変更する（例えば、試験装置３６の各データ発生ユニットを両入来信号が基準センスユニットにおいて同一になるまで調整する）ことができる。
【００８３】
上述した代表的校正方法は、位相遅延の差、信号レベルの差、雑音レベルの差等を含む種々の信号差の影響を補正するのに使用することができる。評価中のパラメータのタイプにより所要のセンスユニットのタイプが決まること勿論である。例えば、種々のチャネルの雑音レベルを正規化する場合には、ロジックアナライザユニットの代わりに雑音計ユニット又は他の同様なセンスユニットを使用する必要がある。
【００８４】
上述の例において、伝送構造部１０６により与えられるプローブエリア９８と基準接続部１１０との間の均等信号転送機能がネットワークのソースチャネルを精密に校正することを可能にし、特に入来信号の状態を、これらの信号がネットワークのデータ測定用プローブ先端への到達時に互いに等しくなるように調整することができることを説明した。しかし、代表的相互接続アセンブリ４８は双方向動作しうるため、このアセンブリはプローブ測定ネットワークのセンスチャネルを精密に校正するのに使用することもできる。
【００８５】
通常、センスチャネルの校正が必要とされる。その理由は、センスチャネルの少なくとも幾つかが試験及び測定中に他のチャネル内の信号状態と異なる信号状態を発生するためである。即ち、試験中のデバイスからの各出信号は、ネットワークの対応するデバイス測定用プローブ先端に入力する際に、異なる伝送路（プローブカード３０の異なる導体及び測定ケーブル３８の異なる導体に対応する）を経て走行し、試験装置３６内の異なるセンスユニット（個々の応答特性を有する）により測定される。ネットワークのソースチャネルに対する校正の目的はこれらのチャネル間の伝送及び測定の差を補正し、同一の出信号が例えば試験中のデバイスによりセンスチャネルに供給される場合に、この状態が試験装置により直接精密に検出されるようにすることにある。
【００８６】
センスチャネルを校正する好適方法では、試験装置３６の基準ソースユニット、例えば予備のデータ発生ユニットを基準ケーブル又はチャネル４９を経て相互接続アセンブリ４８に接続する。図７につき説明すると、例えば先端５２ａ及び５２ｂに対応する２つのセンスチャネルに関し、好適校正方法では先端５２ａを内部プローブエリア９８と接触するように位置させ、基準ソースユニットから基準信号を伝送する。この出信号は基準接続部１１０及び先端５２ａに対応するソースチャネルを経て、試験装置の対応するセンスユニット又はロジックアナライザユニットに到達し、ここで測定される。次に、先端５２ｂを上述の自動位置決め機構により内部プローブエリア９８と接触するように位置させる。第１の基準信号と同一の第２の基準信号を基準ソースユニットから伝送し、第１の基準信号と同様に、基準接続部及び先端５２ｂに対応するセンスチャネルを経て、この第２のチャネルに対応する各別のセンスユニット又はロジックアナライザユニットに到達させ、ここで測定する。
【００８７】
伝送構造部１０６により与えられる基準接続部１１０と内部プローブエリア９８と接触する各先端との間の均等信号転送機能のために、各先端５２ａ及び５２ｂに供給される出信号がほぼ同一になる。従って、先端５２ａ及び５２ｂに対応する２つのセンスユニットにおける信号の読みを比較し、これらの読みに差がある場合、このことは先端５２ａ及び５２ｂに対応する２つのセンスチャネルの信号状態が相違することを示す。
【００８８】
ネットワークのセンスチャネルの信号状態が相違することが検出された場合には、これらのチャネルを校正するために、計算機的方法を使用することができ（例えば適当な数値オフセットを各センスチャネルの読みに加える）、又はネットワークを各センスチャネルが同一の基準信号に同一に応答するようになるまで調整又は変更することができる（これは例えば各センスチャネルのセンスユニットを各ユニットが基準ソースユニットからの信号に等しく応答するまで自動的に調整することにより達成することができる）。
【００８９】
相互接続アセンブリ４８の代表的構成及びその好適な使用方法について説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく他の構成及び使用方法が考えられる。例えば、上述したように、相互接続アセンブリは、プローブステーションの支持チャックのコーナ部に装着する代わりに、支持チャックから支持チャックへ容易に移送しうるウエファ形装置に構成し、これをウエファの保持に使用されているものと同一の真空ロックにより各支持チャック上に保持するようにできる。更に、上述したように、種々のタイプの基準ソースユニット及びセンスユニットを、どのタイプの状態を評価するかに応じて、相互接続アセンブリの基準接続部に種々の方法で接続するようにできる。更に、当業者であれば上述したこれらの変更に加えて、更に他の変更が以上の記載から明らかである。
【００９０】
以上本明細書の記載に使用した用語及び表現は本発明の説明のための用語として使用され、本発明の範囲を制限するものではなく、これらの用語及び表現はここに開示された特徴の等価なものを除外するものでなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 プローブカードアセンブリを有し、ウエファ上の種々の超小形電子デバイスをプローブ測定するプローブ測定ネットワークを含む従来のプローブステーションの斜視図である。
【図２】 図１のウエファ上に位置するプレーナ型デバイスの図解を容易にするために略図的に示す拡大平面図である。
【図３】 図１に示すタイプのプローブ測定ネットワークを評価するために従来使用されている一つのタイプの相互接続アセンブリを示す斜視図である。
【図４】 プローブステーションと一体化され、ステーションの測定ネットワークの高速且つ精密な校正を可能にする本発明に従って構成された相互接続アセンブリの代表的実施例の斜視図である。
【図５】 図４に示す代表的相互接続アセンブリの５−５線上の断面図である。
【図６】 図５に６０で示す破線区域内における代表的相互接続アセンブリの中心部の拡大平面図である。
【図７】 図５に６０で示す破線区域内の代表的相互接続アセンブリの拡大断面図を、図４に示すプローブカードのデバイス測定用プローブ先端の拡大側面図と一緒に示してこれらのプローブ先端と相互接続アセンブリのプローブエリアとの相対配置を示す図である。
【図８】 相互接続アセンブリの第１の変形例を示す、図５に相当する断面図である。
【図９】 図８に１１８で示す破線区域内における図８の第１変形例の拡大断面図を、図４のプローブカードのデバイス測定用プローブ先端の拡大側面図と一緒に示してこれらのプローブ先端と相互接続アセンブリのプローブエリアとの相対配置を示す図である。
【図１０】 一対の信号チャネルの同時測定に特に好適な相互接続アセンブリの第２変形例のプローブエリア構成を実線で示し、更に、デバイス測定用プローブ先端がこのプローブエリア構成に対し占めうる種々の位置を破線で示す図である。
【図１１】 ａ−ｄは代表的なプローブネットワーク評価セッション中において、図４の代表的相互接続アセンブリのプローブ測定エリア（実線で示されている）上に順次位置するプローブカードのデバイス測定用プローブ先端（破線で示されている）の位置を示す平面図である。
【符号の説明】
２１ プローブ測定ネットワーク
２２ ウエファ
２４ デバイス
３０ プローブカード
３４ プローブチップ
３６ 試験装置
３８ 測定ケーブル
４８ 相互接続アセンブリ
４９ 基準チャネル（同軸ケーブル）
５０ デバイス測定用プローブ先端
５６ ベースアセンブリ
５８ 可動支持アセンブリ
６２ ベース部材
６８ 同軸アダプタ（高周波数アダプタ）
７０ コネクタ
７８ Ｋコネクタビード
８２ 内部導体
８４ 管状中心導体
９４ 銅ワイヤ
９６ ガラススリーブ
９８ 内部プローブエリア
１００ 外部プローブエリア
１１０ 基準接続部
１１４ 相互接続アセンブリ
１０６ 伝送構造部
１１６ ベース部材
１２０ 内部プローブエリア
１２２ 外部プローブエリア
１２６ 内部バイア
１２８ 外部バイア
１３０ 基準接続部
１６０ 相互接続アセンブリ
１６２ 基板
１６４ 第１内部プローブエリア
１６６ 第２内部プローブエリア
１６６ 外部プローブエリア

Claims (23)

1. 互いに離間した第１及び第２のデバイス測定用プローブ先端を有するタイプのプローブ測定ネットワークの信号状態を評価するのに使用するアセンブリであって、
   （ａ）上部表面を有するベース部材と；
   （ｂ）前記上部表面上に互いに離間して互いに共平面関係に位置し、且つそれらの上にそれぞれ前記第１及び第２のデバイス測定用プローブ先端が同時に位置しうるように配置されている導電性である第１及び第２のプレーナプローブエリアと；
   （ｃ）基準接続部と；
   （ｄ）前記第１及び第２のプレーナプローブエリアを前記基準接続部に接続する伝送構造部であって、前記デバイス測定用プローブ先端が対応するプレーナプローブエリア上に位置しうる各位置において前記デバイス測定用プローブ先端と前記基準接続部との間にほぼ一定の高周波数伝送特性の伝送線路を与える高周波数伝送構造部と；
   を具えたことを特徴とするプローブ測定ネットワーク評価用アセンブリ。
2. 前記プローブ測定用ネットワークが所定の間隔に配置された少なくとも３つのデバイス測定用プローブ先端を含み、前記第２のプレーナプローブエリアが前記第１のプレーナプローブエリアに対し、前記プローブ先端のどれか一つが前記第１プレーナプローブエリア上に位置するとき、他のプローブ先端が自動的に前記第２のプレーナプローブエリア上に同時に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
3. 前記第１及び第２のデバイス測定用プローブ先端が、それぞれ前記第１及び第２のプレーナプローブエリア上に同時に位置しうるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
4. 前記第１のプレーナプローブエリアの大きさが前記デバイス測定用プローブ先端の大きさにほぼ一致することを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
5. 前記基準接続部に隣接して設けられた少なくとも一つの高周波数アダプタを更に具え、該アダプタにより基準チャネルを前記基準接続部に着脱しうるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
6. 前記基準接続部（１１０）に隣接して設けられた少なくとも一つの高周波数アダプタ（６８）を更に具え、該アダプタは互いに離間した第１及び第２の導体（８２，９０）を有し、前記第１及び第２の導体が前記基準接続部により前記第１及び第２のプレーナプローブエリア（９８，１００）にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
7. 前記第２のプレーナプローブエリアが前記第１のプレーナプローブエリアを取り囲んでいることを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
8. 前記第２のプレーナプローブエリアが前記伝送線路のシールドを構成し、前記上部表面に隣接する前記第１のデバイス測定用プローブ先端以外の任意のソースからの放射が前記伝送線路に入力するのをほぼ阻止するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
9. 前記高周波数伝送構造部は少なくとも部分的に前記ベース部材に埋設されていることを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
10. 試験中のデバイスを支持する支持チャック及び位置決め機構と組み合わされ、前記試験中のデバイスを前記支持チャックから除去する必要なしに、前記位置決め機構が前記デバイス測定用プローブ先端を、対応するプレーナプローブエリア上の第１のプローブ測定位置と前記試験中のデバイス上の第２のプローブ測定位置との間で前後にシフトさせることができるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
11. 前記支持チャックが仮想の基準面を規定し、更に前記支持チャックが可動支持アセンブリを具え、この可動支持アセンブリにより前記ベース部材を前記支持チャックに対し調整自在に位置決めして前記プローブエリアを前記仮想基準面に平行な関係に調整自在に延在させることができるように構成されている請求項１０記載のアセンブリ。
12. 前記ベース部材は前記支持チャックに隣接して取り付けられていることを特徴とする請求項１０記載のアセンブリ。
13. 互いに離間した第１、第２及び第３のデバイス測定用プローブ先端を有するタイプのプローブ測定ネットワークの信号状態を評価するのに使用するアセンブリであって、
    （ａ）上部表面を有するベース部材と；
    （ｂ）前記上部表面上に互いに離間して互いに共平面関係に位置し、且つそれらの上にそれぞれ前記第１、第２及び第３のデバイス測定用プローブ先端が同時に位置しうるように配置されている導電性である第１、第２及び第３のプレーナプローブエリアと；
    （ｃ）基準接続部と；
    （ｄ）前記第１、第２及び第３のプレーナプローブエリアを前記基準接続部に接続する伝送構造部であって、前記デバイス測定用プローブ先端が対応するプローブエリア上に位置しうる各位置において前記デバイス測定用プローブ先端と前記基準接続部との間にほぼ一定の高周波数伝送特性の伝送線路を与える高周波数伝送構造部と；
    を具えたことを特徴とするプローブ測定ネットワーク評価用アセンブリ。
14. 複数の各別の測定チャネルを有し、各測定チャネルがプローブチップアレーに含まれる対応するデバイス測定用プローブ先端を経て通信するプローブ測定ネットワークの信号状態を評価する方法において、
    （ａ）上部表面を有するベース部材と、前記上部表面上で導電性の表面を有する第１プレーナプローブエリアおよびこの第１プレーナプローブエリアに近接離間する第２のプレーナプローブエリアと、基準接続部と、該基準接続部を前記プレーナプローブエリアに接続する高周波数伝送構造部とを具える相互接続アセンブリを準備するステップと；
    （ｂ）前記複数の測定チャネルの第１のチャネルのデバイス測定用プローブ先端をプレーナプローブエリアと接触するよう位置させ、高周波数信号を前記第１の測定チャネル及び前記基準接続部を経て伝送し、その後にこの信号を測定するステップと；
    （ｃ）前記ステップ（ｂ）を他の測定チャネルに対し繰り返すステップと；
    （ｄ）測定された信号を比較して種々の測定チャネル内の相対信号状態を評価するステップとを具え、前記高周波数伝送構造部により前記プレーナプローブエリアと接触する各デバイス測定用プローブ先端と前記基準接続部との間にほぼ一定の高周波数伝送特性の伝送路を与えることにより前記評価を容易にすることを特徴とするプローブ測定ネットワークの評価方法。
15. 基準センスユニットを前記基準接続部に接続し、前記プローブ測定ネットワーク内の各別のソースユニットから各信号を伝送し、前記基準センスユニットで各信号を測定することを特徴とする請求項１４記載の方法。
16. 前記測定された信号を、これらの信号がほぼ等しくなるまで調整することを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 基準ソースユニットを前記基準接続部に接続し、前記基準ソースユニットから各信号を伝送し、前記プローブ測定ネットワーク内の各別のセンスユニットで各信号を測定することを特徴とする請求項１４記載の方法。
18. 各センスユニットを、前記測定された信号がほぼ等しくなるまで調整することを特徴とする請求項１７記載の方法。
19. 前記信号を、前記基準接続部を経て伝送する前に、前記複数の測定チャネルの前記第１チャネルを経て伝送することを特徴とする請求項１４記載の方法。
20. 前記プローブ測定ネットワークを、前記測定された信号を調整することにより校正することを特徴とする請求項１４記載の方法。
21. 前記プローブ測定ネットワークを、前記測定された信号間の差を演算補正することにより校正することを特徴とする請求項１４記載の方法。
22. 前記ステップ（ｂ）において、前記第１プレーナプローブエリアと接触しないデバイス測定用プローブ先端の各々を前記第２のプレーナプローブエリアと同時に接触させることを特徴とする請求項１４記載の方法。
23. Ｘ−Ｙ−Ｚ位置決め機構を設け、前記Ｘ−ＹーＺ位置決め機構により前記デバイス測定用プローブ先端を種々のデバイスと接触させ、且つ前記Ｘ−ＹーＺ位置決め機構により前記デバイス測定用プローブ先端の各々を前記プレーナプローブエリアと接触させることを特徴とする請求項１４記載の方法。

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