JPH08288342A - プローブ測定ネットワーク評価用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 プローブ測定ネットワーク内の信号状態の評
価に使用する相互接続アセンブリを提供する。 【解決手段】 ベース６２と、各別の内部プローブエリ
ア９８及び外部プローブエリア１００と、基準接続部１
１０と、プレーナプローブエリアと基準接続部との間
を、プローブエリア上におけるネットワークのデバイス
測定用プローブ先端の位置が変化しても、高周波数信号
をこれらの間で均等に伝送しうるように接続する高周波
数伝送構造部１０６とを具える。プローブ測定ネットワ
ークの信号チャネルの評価においては、基準ユニットを
基準接続部に接続し、注目の信号チャネルに対応する各
デバイス測定用プローブ先端５０を内部プローブエリア
上に順次位置させる。伝送構造部が信号を均等に伝送す
るため、各プローブ先端に入る又は出る信号の相対状態
は基準ユニットにより測定又は供給される信号の状態に
ほぼ合致する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
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２
４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２
４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はプローブアセンブ
リ３０を具え、このアセンブリは、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アレーを有するプロー
ブカードの形態にすることができる。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プローブチ
ップを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テスト装置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、テ
スト装置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、テスト装置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
を補正してテスト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
はこのようなアセンブリの一部である針状チップ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、例えばテスト装
置に接続されている。このテスト装置は、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テスト装
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
て原テスト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
レベルテスト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 Technica
l Disclosure Bulletin, Vol.13, No.7, pp1807-1808(D
ec 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テスト装置へ戻す。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
率計測法を用いるテスト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、最初にテスト装置のそれ
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、テスト
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”ＣＨＥＣＫＰ
ＯＩＮＴ”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４，９１８，３７
４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、”Ｐ
ＲＯＢＩＬＴＰＢ５００Ａ”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５，０６５，０
９２号及びジェンキンス等の米国特許第５，０６５，０
９２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
を具え、その上部表面上には第１及び第２の導電性プレ
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の導電性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
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、ベースの上部表面上の導電
性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プロ
ーブネットワーク２１の精密な校正を行いうる。このプ
ローブネットワーク２１は、図に示すように、複数の針
状プローブチップ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、同
軸ケーブル４９のような高周波数チャネルにより着脱自
在に接続されるものと理解されたい。この基準ユニット
は同一のテスト装置３６により与えることができる。こ
のテスト装置は、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、ネットワーク２
１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、テ
スト装置内の種々のソースユニット及びセンスユニット
と、プローブカードとテスト装置とを接続するマルチ導
体測定ケーブル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，５２−５２
ｂ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、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、このアダプタは、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４９により行うことができ、この同軸ケーブルは
その端に、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．Ｋ
１００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、１
０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ベース部材６
２の上部マウントキャビティ７６に露出させる。真鍮ベ
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
ーブエリアを構成する。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
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１０
４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１
１０において高周波数同軸アダプタ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６
８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、プローブアセンブリ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、プローブアセンブリ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ア
センブリの端面において、プローブアセンブリのプロー
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、信号搬送先端５０ａと
その対応する接続超音波復帰先端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１１
０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、プローブ先端５０ａ及び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
プローブ先端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５
０ｄ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１
１ｄ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９
０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７２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１０
０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５０
ａ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５
０ｂ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１１
４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１
２２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第１又は内部導電性バイア１２６及
びほぼ環状の第２又は外部導電性バイア１２８により構
成する。各バイア１２６及び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、基板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１
３４、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４６は可動支持アセンブリ
１３１の導電性本体を経て外部バイア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倍アセ
ンブリ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１
４０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
それぞれ基板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。基板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。これらの溝は内部及び外部バイア１２６及び１２
８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基板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１３４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１
２２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１５
８は公称１／２ミルである。

【００５２】第１変形例の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１
００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１３
０を具えている。更に、代表的な相互接続アセンブリ４
８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１
２２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の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
間の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
ーの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つの信号搬送プローブ先
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
帰線に対応する先端５４ａが外部又は接地プローブエリ
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信号葉層先端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，５
０ｂ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１
６０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（コネクタ）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１３
０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１
６４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５
８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の
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の内部プローブエリ
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つのアセンブリ間の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
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支持チャック１７８に直
接装着することができ、また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、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
ためにチャック１７８とプローブチップ１３４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１８
２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をウエファ支持チャック１７８に隣接関係に装着す
る、チャックの一側の外に別個に装着する、或いは必要
が生じたときにウエファ支持チャック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９
８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
ニットを基準ケーブル又はチャネル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、単に基準ケー
ブル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１７
６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５０
ａ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及びず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１
００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５
０ｃ，ｄ，ｅ及びｆのように、プローブアレーの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１
２０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、５
０ａ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、１２
２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１２
５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がチャック１７８のコ
ーナ位置に嵌合され、チャック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１８３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
いづ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
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、これによりウエファ支持チャック１７８に対
するベース部材１６２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４
８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（例えば測定チャネ
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の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１
１０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５０
ｂ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チャネル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
ットの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チャックのコーナ部に装着する代
わりに、チャックから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
スを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
互接続アセンブリの斜視図である。

【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の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で示す破線区域内の代表的相互接続
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８】相互接続アセンブリの第１の変形例の、図５に
相当する断面図である。

【図９】図８に１１８で示す破線区域内の図８の第１の
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の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 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 ７０ コネクタ ７８ Ｋコネクタビード ８２ 内部導体 ８４ 外部導体 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェリー ビー シャパッチャー アメリカ合衆国 オレゴン州 97229 ポ ートランド エヌダブリュー ブルーグラ ス プレイス 3744 (72)発明者 ケイ リード グリーソン アメリカ合衆国 オレゴン州 97231 ポ ートランド エヌダブリュー スカイライ ン ブールバード 9615 (72)発明者 デイル イー カールトン アメリカ合衆国 オレゴン州 97229 ポ ートランド エヌダブリュー ワンハンド レッドトゥエンティナインス プレイス 1869

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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第１及び第２の導電性プレーナプロ
   ーブエリアと； （ｃ）基準接続部と； （ｄ）前記第１及び第２の導電性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。
2. 【請求項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の導電性プレーナプローブ
   エリアが前記第１の導電性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導電性プ
   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の導電性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. 【請求項３】 前記第１及び第２のデバイス測定用プロ
   ーブ先端が、前記導電性プレーナプローブエリア上の少
   なくとも２つの位置において、それぞれ前記第１及び第
   ２の導電性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. 【請求項４】 前記第１の導電性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. 【請求項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. 【請求項６】 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
   タは互いに離間した第１及び第２の導体を有し、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の導電性プレーナプローブエリアにそれぞれ接続さ
   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. 【請求項７】 前記第２の導電性プレーナプローブエリ
   アが前記第１の導電性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. 【請求項８】 前記第２の導電性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. 【請求項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. 【請求項１０】 試験中のデバイスを支持する支持体及
    び位置決め機構と組み合わされ、前記試験中のデバイス
    を前記支持体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、対応する導電
    性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. 【請求項１１】 前記支持体が仮想の基準面を規定し、
    更に前記支持体が調整機構を具え、該調整機構により前
    記ベースを前記支持体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. 【請求項１２】 前記ベースは前記支持体に隣接して取
    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. 【請求項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第１、第２及び第３の導電性
    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の導電性プレーナプロー
    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. 【請求項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と、前記上部表面上の導
    電性プレーナプローブエリアと、基準接続部と、該基準
    接続部を前記導電性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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項２２】 前記ステップ（ａ）において、前記上
    部表面上に前記（第１）導電性プレーナプローブエリア
    に近接離間して第２の導電性プレーナプローブエリアを
    設け、前記ステップ（ｂ）にいて、前記第１導電性プレ
    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の導電性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. 【請求項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
    端の各々を前記導電性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。