WO2002103775A1

WO2002103775A1 - Systeme de contact sonde pourvu d'un mecanisme de reglage du plan

Info

Publication number: WO2002103775A1
Application number: PCT/JP2002/006054
Authority: WO
Inventors: Robert Edward Aldaz; Theodore A. Khoury
Original assignee: Advantest Corporation
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2002-12-27
Also published as: KR100863114B1; JPWO2002103775A1; JP4022518B2; KR20030025293A; DE10296944T5

Description

明細書平面調整機構を有するプローブコンタクトシステム技術分野

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ェ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

L S Iや V L S I回路のような高集積度且つ髙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（「P C B基板」とも称される）上に搭載され、 L S Iや V L S Iチップ、半導体ウェハのテスト、半導体ウェ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ェハの形態をしている場合には、 I cテスタのような半導体テストシステムを、自動ウェハプローバ等の基板ハンドラーに接続して、その半導体ウェ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へッド 1 0 0を有している。 -そのテストへッド 1 0 0 とテストシステム本体は、ケーブル束 1 1 0により電気的に接続している。テストヘッド 1 0 0と基板ハンドラー 4 0 0は、例えばモーター 5 1 0により作動するマニピュレータ 5 0 0により互いに機械的おょぴ電気的に接続されている。被試験半導体ウェハは、基板ハンドラー 4 0 0によりテストへッド 1 0 0のテスト位置に自動的に供給される。

テストヘッド 1 0 0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、被試験半導体ウェハに供給される。被試験半導体ウェハ（例えば半導体ウェハ上に形成された I C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、半導体ウェハ上の I C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 1 0 0と基板ハンドラー 4 0 0 とは、インターフェイス部 1 4 0を介して互いに接続されている。インターフェイス部 1 4 0 ( 「テストフイクスチヤ」あるいは「ピンフィクスチヤ」とも称される）は、テストへ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 1 2 0 (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 1 0 0は多数のプリント回路基板 1 5 0 ( 「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 1 5 0のそれぞれは、パフォーマンスボード 1 2 0に備えられた対応するコンタクトターミナル 1 2 1 (接続端子）と接続するためのコネクタ 1 6 0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 1 3 0が、基板ハンドラー 4 0 0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 1 3 0は、例えば Z I F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 1 4 1を有しており、同軸ケーブル 1 2 4を介して、ノ、。フオーマンスボード 1 2 0のコンタクトターミナル 1 2 1に接続している。

図 2に示すように、テストヘッド 1 0 0は基板ハンドラー 4 0 0上に配置しており、インターフヱイス部 1 4 0を介して機械的おょぴ電気的に基板ハンドラー 4 0 0に接続している。基板ハンドラー 4 0 0には、チャック 1 8 0上に被試験半導体ウェハ 3 0 0が搭載されている。この例では、プローブカード 1 7 0が被試験半導体ウェハ 3 0 0の上部に備えられている。プローブカード 1 7 0は、被試験半導体ウェハ 3 0 0上の I C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、多数のプロープコンタクタ（カンチレバーまたはニードル） 1 9 0を有している。

プローブカード 1 7 0の電気ターミナル（コンタクトパッド）は、フロッグリング 1 3 0に備えられたコンタクトビン 1 4 1 と電気的に接続している。コンタクトビン 1 4 1は、同軸ケーブル 1 2 4を経由して、パフォーマンスポード 1 2 0上のコンタクトターミナル 1 2 1に接続している。それぞれのコンタクトターミナル 1 2 1は、テストヘッド 1 0 0内の対応するプリント回路基板 1 5 0に接続している。また、プリント回路基板 1 5 0は、数百の内部ケープルを有するケーブル束 1 1 0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 1 8 0上の半導体ウェハ 3 0 0の表面（コンタクトタ^ _ゲット）に、プローブコンタクタ 1 9 0が接触し、半導体テストシステムから半導体ウェハ 3 0 0にテスト信号を与える。さらに、半導体テストシステムは、半導体ウェハ 3 0 0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、被試験半導体ウェハ 3 0 0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、半導体ウェハ 3 0 0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ェ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、半導体ウェ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、半導体ウェ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ゥェハ上のチップが、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 5 8 6 1 7 5 9は、プローブ力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、プローパー上に支持された半導体ウェ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。半導体ウェ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ブ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、コストを增加させ、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 5 9 7 4 6 6 2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（仮想ウェハ）力目的とする半導体ウェ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ビユータが設けられ、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（ディファレンシャル）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ェ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、半導体ウェハの表面に '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ゥェ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、半導体ウェ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ェ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ェハに接触する際に、各コンタクタが半導体ウェ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ェハ間の距離を調整する平面調整機構を備えたプ口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一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へ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、プロープ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ヤ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ェ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ヤ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ィ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、ポ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ツ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ヤップが互いに同一になるように、その底部開口とナツ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口ール信号に基づいてナツトを回転させるためのモ一ターを有している。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）を重ねて揷入して、そのシムの揷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ェ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ェ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、半導体ウェ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ツ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ェ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、モータ一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）を重ねて揷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。図面の簡単な説明

図 1は、テストへ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へッ.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の被試験半導体デパイスとテストへ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プカードリングの上面を示す斜視図である。

図 8 A—図 8 Cは、本発明の平面調整機構とともに用いる回転調整デパイスのそれぞれ上面図、正面図および底面図である。

図 9 A—図 9 Gは、本発明の回転調整デバィ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 1 0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力一ドの上面を示す斜視図である。

図 1 1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 1 2は、図 1 1 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 1 3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 1 4、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 1 5は、図 1 4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。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 1 0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 3 0を有している。

コンタクトストラクチャ 1 0は、基本的に、コンタクト基板 2 0 (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 3 0により構成されている。コンタクトストラクチャ 1 0は、被試験半導体ウェハ 3 0 0上のコンタクトパッド 3 2 0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 3 0 と半導体ウェハ 3 0 0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 3 0 しか示していないが、半導体ウェ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 3 0が、コンタクト基板 2 0上に配列して用いられる。またコンタクタ 3 0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、フォトリソダラフィ（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 2 0に搭載されている。半導体ウェハ上のコンタクトパッド 3 2 0間のピッチは、例えば 5 0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 2 0に搭載されるコンタクタ 3 0は、半導体ゥェハ 3 0 0 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 3 0を、図 3およぴ図 4に示すようにコンタクト基板 2 0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 1 7 0に搭載している。シリコンフィンガコンタクタ 3 0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 2 G H z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 2 0 0 0またはそれ以上に増加させることができ、これによつて例えば 3 2 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 3 0は、ブインガ（ビーム）形状の導電層 3 5を有する。また、コンタクタ 3 0は、コンタクト基板 2 0に固定するためのベース 4 0をさらに有する。コンタクト基板 2 0の底部において、導電層 3 5と相互接続トレース 2 4が接続されている。このような相互接続トレース 2 4と導電層 3 5間は、例えばハンダポール 2 8を介して接続される。コンタクト基板 2 0間は更に、パイァホール 2 3 と電極 2 2を有している。電極 2 2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 2 0をポゴピンブロックあるいは I Cパッケージ等の外部ストラクチャに接続される。

従って、半導体ウエノ、 3 0 0が上方に移動すると、シリコンフィンガコンタクタ 3 0と半導体ウェハ 3 0 0上のコンタクトターゲット 3 2 0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 3 2 0からコンタクト基板 2 0上の電極 2 2にわたつて信号通路が形成される。相互接続トレース 2 4、バイァホール 2 3、電極 2 2は、ポゴピンブロックまたは I Cパッケージ等の外部ストラクチャのピツチに適合するように、コンタクタ 3 0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 3 0は、ばね力を有するので、半導体ウェハ 3 0 0がコンタクト基板 2 0に押し付けられた時、導電層 3 5の先端に十分な接触力を発揮する。'導電層 3 5の先端は、コンタクトターゲット 3 2 0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、半導体ウェハ 3 0 0上のコンタクトターゲット 3 2 0の表面に酸化アルミ二ゥ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 3 0により生じたばね力により、コンタクトターグット 3 2 0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 3 0のばね力により発揮された弾性により、コンタクト基板 2 0、コンタクトターゲット 3 2 0、半導体ウェハ 3 0 0、およびコンタクタ 3 0のそれぞれにおけるサイズまたは平面のばらつきを捕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 3 5の材質の例は、ニッケル、アルミニウム、銅、ニッケルパラジゥム、ロジウム、ニッケル金、イリジウム、または他のデポ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 3 0 のサイズの例は、 1 0 0— 5 0 0マイクロメータの全体的高さ、 1 0 0— 6 0 0マイクロメータの水平方向長さ、そして 5 0マイクロメータまたはそれ以上のピツチを有するコンタクトターゲット 3 2 0に対し、 3 0— 5 0マイク口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ユンタクタ 3 0を有する図 3のコンタクト基板 2 0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 2 4は、図 4に示すように、コンタクタ 3 0のピツチをバイァホール 2 3や電極 2 2のピッチに拡張させる。コンタクタ 3 0のベース 4 0 とコンタクト基板 2 0の接蝕点 (コンタクタ 3 0の内側の領域）には、接着剤 3 3が供給されている。接着剤 3 3は更に、コンタクタ 3 0の横側（図 4のコンタクタ 3 0の上部と下部）にも供給されている。接着剤 3 3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、フエノキシ、ォ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へ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、導電工ラストマ 5 0 と、プローブカード 6 0 と、ポゴピンブロック（フロッグリング） 1 3 0 とが、図 5 に示すような順で、コンタクトストラクチャ 1 0の上部に配備されている。

導電エラストマ 5 0、プローブカード 6 0、ポゴピンブロック 1 3 0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 1 2 4 とパフォ一マンスボード 1 2 0を介して、コンタクタ 3 0の先端からテストヘッド 1 0 0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、半導体ウェハ 3 0 0 とプローブコンタクトシステムが押し付けられると、被試験デパイス（半導体ウェハ 3 0 0上のコンタクトパッド 3 2 0 ) 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） 1 3 0は、図 2のポゴピンブロック 1 3 0 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 6 0 とパフォーマンスボード 1 2 0間をインターフェイスする。ポゴピンの上端には、同軸ケープノレ等のケープノレ 1 2 4が接続され、パフォーマンスボード 1 2 0を介して、図 2のテストヘッド 1 0 0のプリント回路基板（ピンカード） 1 5 0に信号を伝送する。プローブカード 6 0は、多数の電極すなわちコンタクトパッド 6 2、 6 5 を、その上面と底面に有している。電極 6 2、 6 5は、相互接続トレース 6 3を介して接続されており、ポゴピンブロック 1 3 0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 5 0は、コンタクトストラクチャ 1 0 とプローブカード 6 0 間に備えられている。導電工ラストマ 5 0は、コンタクトストラクチャの電極 2 2 とプローブカードの電極 6 2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 5 0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 5 0は、シリコンゴムシ一トと多数の縦配列の金属ブイラメント ¾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 5 0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 . 0 2 m m、シリコンゴムシートの厚さは例えば 0 . 2 m m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 3 0を搭載したコンタクト基板 2 0 (スペーストランスフォーマ）は、サポートフレーム 5 5 と導電エラストマ 5 0を介して、プローブカード 6 0に取り付けられている。コンタクト基板 2 0 を支持するサポートフレーム 5 5は、ネジ 2 5 0で構成する固定手段によりプローブカード 6 0に接続している。ネジ 2 5 0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 5 0は、垂直方向のみに、従って、コンタクト基板 2 0とプローブカード 6 0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 2 0の上面に有する電極 2 2とプローブ力一ド 6 0の底面に有する電極 6 2との間を接続することも可能である。

コンタクト基板 2 0の底面において、ギヤップセンサーの一部として電極 2 9 2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 2 9 2を、サポートフレーム 5 5の底面に形成することも可能である。電極 2 9 2は、コンタクト基板 2 0の底面に例えば 3点の位置に配置される。この電極 2 9 2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 2 0の端部に近接した位置となっている。

図 6の例では更に、半導体ウェハ 3 0 0上に設けられたギヤップセンサー 2 9 0と、ギヤップセンサー 2 9 0から信号を受信するギヤップ測定器 2 8 0を示している。ギャップセンサー 2 9 0は基本的に電極であり、半導体ウェハ 3 0 0の表面において、コンタクト基板 2 0の底面に設けられた上記電極 2 9 2 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、各ギヤップセンサーは、一対の電極 2 9 0、 2 9 2によりキャパシタ (静電容量）を構成している。ギヤップセンサー 2 9 0と電極 2 9 2聞の関係を、逆にすることもできる。すなわち、ギャップセンサー 2 9 0をコンタクト基板 2 0の底面に設け、電極 2 9 2を半導体ウェハ 3 0 0の上面に設ける。半導体ウェハ 3 0 0の表面に形成された導電パッドを、電極 2 9 2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、半導体ウェハ 3 0 0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 6 0は、プローブカードリング 2 4 2を介して、プロ一プコンタクトシステムのフレーム 2 4 0に搭載されている。プローブカードリング 2 4 2は、ネジ 2 5 4等の固定手段によりフレーム 2 4 0に接続されている。ナット 2 6 0とボルト 2 6 2による接続部材が、プローブカード 6 0 とプロ一ブカードリング 2 4 2間のギヤ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、差動スルリユ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 2 6 0 ) 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 2 6 0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 6 0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ツト 2 6 0を回転するために、回転調整デバイス 2 2 0を用いることが好ましい。回転調整デバイス 2 2 0は、後で詳しく説明するように、細かいステップでナット 2 6 0を回転させるために特別に作成されたッールである。

被試験半導体ウェハ 3 0 0は、ウェハプローパのような基板ハンドラー 4 0 0 (図 1、図 2 ) のチャック 1 8 0に搭載される。図示していないが、プロ一ブコンタクトシステムのフレーム 2 4 0 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。したがつてこの例では、プローブカード 6 0 とコンタクトストラクチャ 2 0の角度あるいは傾斜は、プロ一ブカードリング 2 4 2 (したがってプロ一ブコンタクトシステムのフレーム 2 4 0 ) に対し調整され、これによりコンタクタ 3 0の先端の平坦性が調整される。

ナット 2 6 0の回転により、ボルト 2 6 2を垂直方向に動作させるので、プローブカード 6 0 とプローブカードリング 2 4 2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 2 0と半導体ウェハ 3 0 0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 6 0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 2 0に搭載されたコンタクタ 3 0の先端高さを、半導体ウェハ 3 0 0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 6 0とコンタクト基板 2 0は互いに固定されているので、プローブカードリング 2 4 2、例えばプローブコンタクトシステムのフレーム 2 4 0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 3 0の先端平面が調整される。

ギヤップセンサー 2 9 0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 2 9 0と対向する電極 2 9 2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、センサ一と電極間の距離の関数となる。このようなギヤップセンサーの例としては、米国マサチューセッッ州のキャパシテック社が提供するモデル H P T— 5 0 0— がぁる。ギャップ測定器 2 8 0により測定された、ギャップセンサー 2 9 0 と電極 2 9 2間のギヤップを観測する'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ヤップが互いに同一になるように、回転調整デパイス 2 2 0を用いてナツト 2 6 0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 6 0とプローブ力一ドリング 2 4 2の上面を示す斜視図である。プローブカードリング 2 4 2は、ネジ 2 5 4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 2 4 0に固定されている。平坦調整をするナット（接続部材） 2 6 0 は、プローブカード 6 0の外端の少なくとも 3点の位置に備えられている。このようなナツト 2 6 0の各位置は、例えば正 Ξ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 2 0をプローブカード 6 0に固定するためのネジ 2 5 0を示している。図 1 0において、プローブカード 6 0の表面に形成されるナット 2 6 0の構成例を示している。回転調整デバイス 2 2 0の底部は、プローブカード 6 0上のナツト 2 6 0に適合する開口を有している（図 8 C参照）。プローブカード 6 0には、回転調整デバィス 2 2 0による回転量を簡単に観察できるように、ナット 2 6 0の周りに半径状のスケール 2 6 2またはマークを有している。プローブカード 6 0には更に、回転調整デバイス 2 2 0のぺグ（突起） 2 2 5が揷入できるぺグ穴 2 6 4を有している。

図 8 A—図 8 Cは、本発明の i転調整デバイス 2 2 0のそれぞれ上面図、正面図、底面図である。図 8 Bの正面図に示すように、回転調整デバイス 2 2 ,0 は、基本的に、上部ノブ 2 2 1、下部ノブ 2 2 2、ノブベース 2 2 3とにより構成されている。図 8 Aの上面図に示すように、上部ノブ 2 2 1の上面には、プローブカード 6 0に備えられた半径状スケール 2 6 2 (図 1 0参照）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 2 2 1 と下部ノブ 2 2 2は、例えばネジ等で結合穴 2 2 1 aを介して固定される。上部ノブ 2 2 1の横面には、滑り止めのために、切り込み (ノツチ）または把持テープを設けることが好ましい。

図 8 Bおよぴ図 8 Cに示すように、ノブベース 2 2 3と下部ノブ 2 2 2は、互いに回転可能に接続されている。ノブベース 2 2 3は、底部にぺグ 2 2 5を有しており、そのぺグ 2 2 5をプローブカード 6 0のぺグ穴 2 6 4 (図 1 0 ) に揷入する。従って、使用する際には、ノブベース 2 2 3はプローブカード 6 0に固定され、上部ノブ 2 2 1 と下部ノブ 2 2 2はノブベース 2 2 3上を回転してナット 2 6 0の回転を調整する。上部ノブ 2 2 1は、下方に延長した部分 2 2 1 bと開口 2 2 1 cを有する。ナット 2 6 0は、この開口 2 2 1 cに係合し、上部ノブ 2 2 1 と下部ノブ 2 2 2の回転によって回転される。

図 9 A—図 9 Gは、本発明の回転調整デバイス 2 2 0の構成例を詳細に示す分解図である。図 9 Aの上部ノブ 2 2 1は、下方に延長した部分 2 2 1 bを有しており、平坦調整する際にプローブカード 6 0上のナット 2 6 0に届くようになっている。図 9 Dの下部ノブ 2 2 2は、図 9 Cのプランジャ 2 3 3 と図 9 Bのばね 2 3 2を揷入できる多数の保持穴 2 3 5を有する。図示していないが、保持穴 2 3 5の底の直径は、下部ノブ 2 2 2の底面からプランジャ 2 3 3の先端だけが突き出るよう減少している。プランジャ 2 3 3は、例えば低フリクシヨンプラスティック、あるいはデュポント社から提供されているァセテルゃデリン等の潤滑プラスティックにより構成されている。

図 9 Fのノプベース 2 2 3は、その上面に多数の半径溝 2 3 6を有している。組み立てられたとき、プランジャ 2 3 3の先端は、ばね 2 3 2による下方への圧力により、この半径溝 2 3 6に係合する。下部ノブ 2 2 2の保持穴 2 3 5のピッチとノブベース 2 2 3の半径溝 2 3 6の周辺方向ピツチは、互いに少し異なるように構成されている。従って、ナット 2 6 0を回転するとき、回転調整デバイス 2 2 0は、利用者にクリック音を響かせながら、半径溝 2 3 6のプランジャ 2 3 3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 2 2 3は、図 9 Eの上部保持リング 2 3 4と図 9 Gの下部保持リング 2 3 8 とにより、下部ノブ 2 2 2に取り付けられている。フランジ 2 3 7 を有する上部保持リング 2 3 4は、下部ノブ 2 2 2の開口から揷入され、下部ノブ 2 2 2の底部の位置で保持される。ノブペース 2 2 3を、下部ノブ 2 2' 2 と下部保持リング 2 3 8間に挟んだ状態で、上部保持リング 2 3 4と下部保持リング 2 3 8を接続することによって、ノブベース 2 2 3を下部ノプ 2 2 2と上部ノブ 2 2 1に回転可能に固定している。

図 1 1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 2 4 6が、プローブ力ード 6 0とプローブカードリング 2 4 2間に備えられている。この中間リング 2 4 6 とプローブカード 6 0は、ネジ 2 5 8 (図 1 2参照）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 2 6 0とボルト 2 6 2により構成された接続部材）は、中間リング 2 4 6とプロ一 7カードリング 2 4 2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およぴ図 7の実施例と同様に、ナット 2 6 0の回転により、ボルト 2 6 2を垂直方向に移動させるので、中間リング 2 4 6 (プローブカード 6 0 ) とプローブカードリング 2 4 2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 2 0と半導体ウェハ 3 0 0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 2 4 6の垂直位置、例えばプローブカード 6 0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 2 0に搭載されたコンタクタ 3 0の先端高さは、半導体ウェハ 3 0 0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 6 0とコンタクト基板 2 0は互いに固定的に接続されており、またプローブカード 6 0と中間リング 2 4 6 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 3 0の先端の平坦性が、プローブカードリング 2 4 2の表面、例えばプローブコンタクトシステムのフレーム 2 4 0に対し、中間リング 2 4 6に固定されたプローブカード 6 0の傾斜を変えることにより調整される。

図 1 2は、図 1 1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 6 0、中間リング 2 4 6、プローブカードリング 2 4 2 の上面を示す斜視図である。プローブカードリング 2 4 2は、ネジ 2 5 4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 2 4 0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） 2 6 0は、三角形の頂点の位置に該当するように、中間リング 2 4 6上の 3点の位置に形成されている。ナット 2 6 0は、中間リング 2 4 6 とプローブカードリング 2 4 2を接続して、回転によりその間のギヤップ量を調整する。

図 1 0で示したと同様に、中間リング 2 4 6上に、ナット 2 6 0の半径スケールとぺグ穴 2 6 4を有するようにしてもよく、その場合、回転調整デバイス 2 2 0を用いてナツト 2 6 0を容易にかつ正確に回転させることができきる。図 1 3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ェ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 4 3 0からのコントロール信号に基づいて、ナット 2 6 0を回転するためのモーター 4 2 0を有している。コント口一ラ 4 3 0は、ギヤップ測定器 2 8 0からのギヤップ測定値を計算することにより、モーター 4 2 0によるナット 2 6 0の回転量を決定するコントロール信号を発生する。

図 1 4およぴ図 1 5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 1 4はその断面図であり、図 1 5はその上面斜視図である。

図 6 —図 1 3の実施例の場合と同様に、多数のコンタクタ 3 0が搭載されたコンタクト基板 2 0 (スペーストランスフォーマ）は、サポートフレーム 5 5 と導電エラストマ 5 0を介してプローブカード 6 0に取り付けられている。コンタクト基板 2 0を支持するサポートフレーム 5 5は、，ネジ 3 5 0等の固定手段によりプローブカード 6 0に接続されている。図 5を参照して上で説明したように、導電工ラストマ 5 0は、コンタクト基板 2 0とプローブカード 6 0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 2 0の底面、あるいはまたサポートフレーム 5 5の底面に電極 2 9 2が備えられる。電極 2 9 2は、コンタクト基板 2 0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 2 9 2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 2 0の端に近接していることが望ましい。

プローブカード 6 0は、プローブカードリング 3 6 0を介してプロ一ブコンタクトシステムのフレーム 3 4 0に備えられる。プローブカードリング 3 6 0 は、ネジ 3 5 2等の固定手段によりフレーム 3 4 0に固定的に接続される。プローブカード 6 0 とプロ ^"プカードリング 3 6 0の間には、コンククタ 3 0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 7 0 (薄片）が 1つ以上挿入される。シム 7 0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。被試験半導体ゥェハ 3 0 0は、ウェハプローバのような基板ハンドラー 4 0 0 (図 1 ) のチヤック 1 8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 3 4 0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 1 4の例では更に、半導体ウェハ 3 0 0上に設けられたギヤップセンサー 2 9 0と、そのギヤップセンサー 2 9 0から信号を受信するギヤップ測定器 2 8 0を有している。ギャップセンサー 2 9 0は基本的に電極であり、半導体ゥェハ 3 .0 0の表面において、コンタクト基板 2 0の底面に設けられた上記電極 2 9 2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 2 9 0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 2 9 0をコンタクト基板 2 0の底面に備え、電極 2 9 2を半導体ウェハ 3 0 0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、半導体ウェハ 3 0 0に代えて、セラミックゃアルミナ等による基板を基準プレ —トとして用いることもできる。

上記のギヤップセンサ一 2 9 0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 2 9 0 と対向する電極 2 9 2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ヤ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ヤップ値が互いに同一になるように、プローブカード 6 0とプローブカードリング 3 6 0間に挿入するシム 7 0の数を調整する。

図 1 5は、図 1 4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 6 0の上面を示す斜視図である。シム 7 0は、図 1 5に示すように、プローブカード 6 0とプローブカードリング 3 6 0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。揷入するシム 7 0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 2 0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 2 9 0 と電極 2 9 2間の距離をギャップセンサとギャップ測定器 2 8 0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 2 4 2と中間リング 2 4 6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 6 0を、ウェ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。

本発明のプローブコンタクトシステムに用いる平面調整舉構は、細かなステップでプローブカード上のナツ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ェ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、ギャップセンサ一で測定されたギャップ値に基づいて、モータ一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。

本発明のプロープ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。

Claims

請求の範囲

1 . 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へ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、

によりされ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ヤップを測定するためのギヤップセンサーを更に有しており、上記ターゲット基板は、平坦調整をするための被試験半導体ウェ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 . 上記接続部材を調整するための回転調整デバイスを更に有しており、その回転調整デバイスにより上記接続部材を回転させて、上記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一定にし、結果としてコンタクタの先端とコンタクトターゲット間の距離を均一になるように調整する、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。

4 . 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。

5 . 上記コンタクト基板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。

6 . 上記コンタクト基板とプローブカードを接続するための上記接続部材は、差動スクリユーで構成される、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。

7 . 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。

8 . 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。

9 . 上記基準プレートは、上記ギャップセンサ一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項に記載のプロープコンタクトシステムの平面調整機構。

1 0 . 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、その基準プレ一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。

1 1 . 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項点に対応する、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。

1 2 . 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、そのナツ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ツトと係合するための底部開口を有し、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ヤップが互いに同一になるように、その底部開口とナツトを係合させて上記接続部材を回転する、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。

1 3 . 上記回転調整デバイスは、上部ノブと下部ノブとノブベースにより構成され、その上部ノブと下部ノブは互いに機械的に接続されており、その下部ノブとノプベースは互いに回転可能に取り付けられており、上記ノブベースは上記プローブカードに固定的に係合し、上記上部ノブは底部に開口を有した下方延長部を有して、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 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。

1 4 . 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 1 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。

1 5 . 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 1 4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。

1 6 . 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 ¾されている、請求範囲 4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。

1 7 . 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 4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。

1 8 . 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^"プ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、

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。

1 9 . 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ヤップを計測するためのギヤ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ェハあるいは基準プレートである、請求範囲 1 8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。

2 0 . 上記接続部材の回転を調整するための回転調整デバイスを更に有しており、上記中間リングとプローブカードリング間のギヤップを一定にすることにより、結果としてコンタクタの先端とコンタクトターゲット間の距離が同一になるように調整する、請求範囲 1 8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。

2 1 . 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 8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。

2 2 . 上記ギヤップセンサーは、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ヤパシタンスを計測することにより決定する、請求範囲 1 9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。

2 3 . 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 1 9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。 .

2 4 . 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 1 9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。

2 5 . 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ツトと係合するための底部開口を有し、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ヤップが互いに同一になるように、その底部開口とナツトを係合して上記接続部材を回転する、請求範囲 2 0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。

2 6 . 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 2 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。

2 7 . 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、

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、プロープカード上の 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、

コンタクト基板の所定位置において、そのコンタクト基板と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と、そのギャップセンサーの検出信号に基づいて、コンタクト基板とターゲット基板間のギヤップの値を示すコントロール信号を発生するコントローラと、そのコントローラのコント口ール信号に基づいて接続部材を駆動させるモーターと、

により構成されるプロ一ブコンタクトシステムの平面調整機構。

2 8 . 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 7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。

2 9 . 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コンタクト基板の底表面に設けられる、請求範囲 2 7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 0 . 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、

そのプロ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プカードリングと、

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。

3 1 . 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ヤップを測定するためのギヤップセンサーを更に有している、請求範囲 3 0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 2 . 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 3 0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 3 . 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ヤップを、そのギヤ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 3 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 4 . 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ェ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 3 0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 5 . 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 3 4項に記載のプロ一ブコンタクトシステムの平面調整機構。

3 6 . 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 3 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。