JP2006170700A - プローブ校正用治具、校正用治具付きプローブカードおよび半導体ウェハ測定装置 - Google Patents
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【課題】小型で低コストのプローブ校正用治具、校正用治具付きプローブカード、および、半導体ウェハ測定装置を提供する。
【解決手段】プローブ校正用治具3は、測定プローブが接触し、これをを通ることによって変化した後の電気信号を入力する入力電極パッド32と、変化後の電気信号を検波して検波電圧に変換する検波回路34と、検波回路34からの検波電圧を外部に出力する検波電圧出力端子(たとえば、出力電極パッド33)とを有する。プローブ校正用治具3は、測定プローブから出力される電気信号を検波して、その電力に応じた検波電圧(たとえば直流電圧)を出力できる。
【選択図】図3
【解決手段】プローブ校正用治具3は、測定プローブが接触し、これをを通ることによって変化した後の電気信号を入力する入力電極パッド32と、変化後の電気信号を検波して検波電圧に変換する検波回路34と、検波回路34からの検波電圧を外部に出力する検波電圧出力端子(たとえば、出力電極パッド33)とを有する。プローブ校正用治具3は、測定プローブから出力される電気信号を検波して、その電力に応じた検波電圧(たとえば直流電圧)を出力できる。
【選択図】図3
Description
本発明は、測定プローブから出力される電気信号を検波するプローブ校正用治具、校正用治具付きプローブカード、および、半導体ウェハ測定装置に関するものである。
半導体集積回路デバイス(ICデバイス)は、図9に示す半導体ウェハ100から切り出された図10に示す個片チップ(ICチップ)101を様々な形態のパッケージに収容した電子部品である。
図11に、モールド樹脂などによりICチップが封入されたインライン・パッケージ製品102を示す。旧来は、このような樹脂封入タイプのパッケージが殆どであったが、樹脂封入タイプのパッケージはモールド樹脂による特性低下(とくに高周波特性の低下)が著しい。また、樹脂封入タイプのパッケージは外形寸法が規格化され、比較的大面積のICチップを搭載するには、そのパッケージの外形寸法もある程度大きなものとなる。これはインライン形のリード端子のピッチ縮小が困難であることが、その小型化を阻害する1つの要因となっているからである。
図11に、モールド樹脂などによりICチップが封入されたインライン・パッケージ製品102を示す。旧来は、このような樹脂封入タイプのパッケージが殆どであったが、樹脂封入タイプのパッケージはモールド樹脂による特性低下(とくに高周波特性の低下)が著しい。また、樹脂封入タイプのパッケージは外形寸法が規格化され、比較的大面積のICチップを搭載するには、そのパッケージの外形寸法もある程度大きなものとなる。これはインライン形のリード端子のピッチ縮小が困難であることが、その小型化を阻害する1つの要因となっているからである。
一方、最近の携帯情報端末などに見られる電子製品の高性能化、多機能化、小型化の要求にともなって、ICデバイスのパッケージにも様々なタイプが使用されるようになってきている。これらの多くは高密度パッケージと称され、ボール状の面状配置のリードを有するものに代表されるように以前に比べ小型化、高性能化されているが、パッケージすることによる外形寸法がICチップの大きさより大きくなることは避けられない。また、パッケージすることによるコストを削減したい要請も強まっている。
したがって、最近の電子製品においては、そのメイン回路基板(マザーボード)あるいはサブ基板(モジュール基板)などにチップをベアで実装し、結線部分のみ樹脂でポッティングした形態も増えてきている。
このような実装形態でICチップを使用する場合、その特性をウェハ状態で保証する必要がある。
このような実装形態でICチップを使用する場合、その特性をウェハ状態で保証する必要がある。
ウェハ状態の特性測定においては、プローブカードに予め取り付けられている複数の測定プローブを個々のICチップ部の電極パッドに接触させる。そして、このICチップ部の電源用の電極パッドに、半導体ウェハ測定装置(ICテスタ)から電流または電圧を供給して、測定信号を信号入力用の電源パッドに印加し、信号出力端子に現出する電圧または電流を測定する方法がとられている。
このプローブカードの測定プローブは、それ自体で抵抗成分、インダクタンス成分、キャパシタンス成分を有するだけでなく、測定プローブ間の結合容量、結合インダクタンス、その他の導体との結合によって高周波特性が変化する。したがって、プローブカードを使うと所定の高周波特性が得られにくく、正しい測定が行われているかどうかが不明なところがあった。たとえば、高周波においてICに印加する電力が、実際にどれだけICチップ部の電極パッドに印加されているかが分からないという問題があった。
このような問題に対処するために、プローブカードの測定プローブの先端にて、印加する信号を調整(校正)する方法として、ウェハプローバ(半導体ウェハ測定装置)の中にある従来ウェハを搭載するステージ(メインチャック)以外に、もうひとつの信号調節が可能な校正用ステージ(接触体)を有している半導体ウェハ測定装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
特開2003−307552号公報
この特許文献1に記載の半導体ウェハ測定装置(プローブ装置)は、校正用ステージとウェハを搭載するウェハ測定用ステージが別に設けられ、これらは共通なXYテーブルに固定されている。このため、ウェハ測定用ステージと校正用ステージとのプローブカードに対する位置関係(上下位置関係)を、ウェハの測定時と校正時には切り替える必要がある。そのための手段としてXYテーブル上に、校正用ステージを上下に移動させ、ウェハ測定時には校正用ステージを下げてウェハ測定に邪魔にならないように退避させ、校正時には逆にウェハ測定用ステージより上げるシリンダを備えている。
このような半導体ウェハ測定装置は、校正用ステージおよびそれをプローブカードに愛して移動させる機構が必要であり、装置が大掛かりで、その金額が高価であるという課題があった。また、この汎用の半導体ウェハ測定装置を、このような機構を備えるように改造するにも改造費が高くなるという課題があった。
本発明が解決しようとする課題は、このような先行技術の代替として、小型で低コストのプローブ校正用治具、校正用治具付きプローブカード、および、半導体ウェハ測定装置を提供することである。
本発明に係るプローブ校正用治具は、測定プローブから出力される電気信号を検波するプローブ校正用治具であって、前記測定プローブが接触し、前記測定プローブを通ることによって変化した後の前記電気信号を入力する入力電極パッドと、前記変化後の電気信号を検波して検波電圧に変換する検波回路と、前記検波回路からの前記検波電圧を外部に出力する検波電圧出力端子と、を有する。
本発明に係る校正用治具付きプローブカードは、プローブ配置穴を有するカード本体、および、前記カード本体の前記プローブ配置穴の周囲に固定され、測定対象である半導体集積回路の電極パッドの配置形状に合わせて先端の位置が調整されている複数の測定プローブを有するプローブカードと、前記複数の測定プローブの1つから出力される電気信号を検波するプローブ校正用治具と、を備える校正用治具付きプローブカードであって、前記プローブ校正用治具は、前記測定プローブが接触し、前記測定プローブを通ることによって変化した後の前記電気信号を入力する入力電極パッドと、前記変化後の電気信号を検波して検波電圧に変換する検波回路と、前記検波回路からの前記検波電圧を外部に出力する検波電圧出力端子と、を有する。
本発明に係る半導体ウェハ測定装置は、ウェハステージ上に置かれた半導体ウェハに対し、複数の測定プローブを接触させた状態で測定部から測定信号を出力し、半導体ウェハからの出力信号により半導体ウェハの電気特性を測定する半導体ウェハ測定装置であって、前記ウェハステージに載置可能な擬似ウェハ形状を有する複数の測定プローブの校正用治具を備え、前記校正用治具は、前記複数の測定プローブの1つが接触し、前記測定部から印加された電気信号が測定プローブを通ることによって変化した後の前記電気信号を入力する入力電極パッドと、前記変化後の電気信号を検波して検波電圧に変換する検波回路と、前記検波回路からの前記検波電圧を前記測定部に出力する検波電圧出力端子と、を有し、前記測定部は、前記検波電圧出力端子から入力された前記検波電圧に基づいて、前記半導体ウェハの測定時に前記測定プローブに印加する前記測定信号のレベルを補正する。
本発明によれば、小型で低コストのプローブ校正用治具、校正用治具付きプローブカード、および、半導体ウェハ測定装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
本実施の形態は、プローブカードを使用したウェハ状態での電気的特性試験を行うに当たり、ウェハ状態のICチップ部の電極パッドに印加する電気信号を正確に検波電圧に変換し、これを基に測定プローブにおける電気信号の変化の程度を知ることができ、その結果として、調整(校正)が容易なプローブ校正用治具、その校正用治具付きプローブカード、および、半導体ウェハ測定装置に関するものである。
本実施の形態は、プローブカードを使用したウェハ状態での電気的特性試験を行うに当たり、ウェハ状態のICチップ部の電極パッドに印加する電気信号を正確に検波電圧に変換し、これを基に測定プローブにおける電気信号の変化の程度を知ることができ、その結果として、調整(校正)が容易なプローブ校正用治具、その校正用治具付きプローブカード、および、半導体ウェハ測定装置に関するものである。
図1に、半導体ウェハ測定装置の基本構成を示す。
この半導体ウェハ測定装置1は、装置本体2に、本発明が適用されたプローブ校正用治具3が付属品として備えられていることが大きな特徴である。
装置本体2は、そのボディ2A内にウェハステージ21、ウェハステージの移動装置、たとえばウェハステージ21の昇降が可能なXYテーブル22、ボディ2Aに固定されプローブカード4が装着されるパフォーマンスボード23、ボディ2Aに固定されパフォーマンスボード23に接続されているテストヘッド24、および、テストヘッド24にケーブルなどで接続されているテスタ25を有する。このうちパフォーマンスボード23、テストヘッド24およびテスタ25が、本発明のおける「測定部」の例に該当する。
この半導体ウェハ測定装置1は、装置本体2に、本発明が適用されたプローブ校正用治具3が付属品として備えられていることが大きな特徴である。
装置本体2は、そのボディ2A内にウェハステージ21、ウェハステージの移動装置、たとえばウェハステージ21の昇降が可能なXYテーブル22、ボディ2Aに固定されプローブカード4が装着されるパフォーマンスボード23、ボディ2Aに固定されパフォーマンスボード23に接続されているテストヘッド24、および、テストヘッド24にケーブルなどで接続されているテスタ25を有する。このうちパフォーマンスボード23、テストヘッド24およびテスタ25が、本発明のおける「測定部」の例に該当する。
また、半導体ウェハ測定装置1の他の特徴として、測定部に検波電圧プローブ26を備えることである。本例では、パフォーマンスボード23に接続されている検波電圧プローブ26が、プローブカード4の貫通穴を通してウェハステージ21にその先端を向けている。
また、半導体ウェハ測定装置1は、プローブ校正用治具2にテスト用電気信号、たとえば高周波の正弦波信号などを出力可能で、ウェハ測定時に出力する信号の校正を、外部から入力される校正信号、本例の場合、直流電圧値(検波電圧という)に応じて行う機能を有している。
また、半導体ウェハ測定装置1は、プローブ校正用治具2にテスト用電気信号、たとえば高周波の正弦波信号などを出力可能で、ウェハ測定時に出力する信号の校正を、外部から入力される校正信号、本例の場合、直流電圧値(検波電圧という)に応じて行う機能を有している。
図2(A)にプローブカード4の側面図、図2(B)に、その下面図を示す。また、図3(A)にプローブ校正用治具3の斜視図、図3(B)に、その下面図(裏面図)を、図3(C)に図3(B)のA−A線の断面図を示す。
この2つの図に示すプローブカード4およびプローブ校正用治具3は、本発明における「校正用治具付きプローブカード」の例に該当する。
この2つの図に示すプローブカード4およびプローブ校正用治具3は、本発明における「校正用治具付きプローブカード」の例に該当する。
図2(A)および図2(B)に示すプローブカード4は、円盤状のカード本体41と、カード本体41の中心部に開口されたプローブ配置穴41Aと、カード本体41に形成された図1に示す検波電圧プローブ26の貫通穴41Bと、プローブ配置穴41Aの周囲のカード本体41の表面(上面)からプローブ配置穴41Aを通って裏面(下面)より外側(下側)に先端を向けて固定されている複数の測定プローブ42とを有する。複数の測定プローブ42の各先端は、測定対象のICチップ部の電極パッド配置構造に対応して、相互の位置が調整されている。
図3(A)〜図3(C)に示すプローブ校正用治具3は、円盤状の治具本体31と、治具本体の裏面(下面)に大きく形成されている凹部31Aと、治具本体31の表面(上面)に配置されている入力電極パッド32および検波電圧出力端子、たとえば出力電極パッド33と、治具本体31の裏面に形成されている凹部31A内に固定されている検波回路34とを有する。
入力電極パッド32と出力電極パッド33との相対位置は、たとえば、図2(B)に示すプローブカード4に固定されている複数の測定プローブ42の先端中心と、貫通穴41Bとの位置関係に対応して決められている。また、入力電極パッド32の大きさは、詳細は後述するが図2(B)に示す複数の測定プローブ42において、それらの先端のピッチに基づいて決められている。
ところで、測定時に、複数の測定プローブ32の先端により囲まれた領域において、その一方端から他方端までの距離に相当するだけプローカード4がプローブ校正用治具3に対して相対移動する。このとき貫通穴41Bを通る検波電圧プローブ26(図1参照)がプローブ校正用治具3に対して相対移動するが、この場合、検波電圧プローブ26の先端が出力電極パッド33から外れないように、出力電極パッド33の位置と大きさが既定されている。
入力電極パッド32と出力電極パッド33との相対位置は、たとえば、図2(B)に示すプローブカード4に固定されている複数の測定プローブ42の先端中心と、貫通穴41Bとの位置関係に対応して決められている。また、入力電極パッド32の大きさは、詳細は後述するが図2(B)に示す複数の測定プローブ42において、それらの先端のピッチに基づいて決められている。
ところで、測定時に、複数の測定プローブ32の先端により囲まれた領域において、その一方端から他方端までの距離に相当するだけプローカード4がプローブ校正用治具3に対して相対移動する。このとき貫通穴41Bを通る検波電圧プローブ26(図1参照)がプローブ校正用治具3に対して相対移動するが、この場合、検波電圧プローブ26の先端が出力電極パッド33から外れないように、出力電極パッド33の位置と大きさが既定されている。
検波回路34の入力端子が、治具本体31の凹部31Aの薄肉部に形成され、入力電極パッド32の裏面に達する貫通穴31Bを通る導体35によって、入力電極パッド32と接続されている。また、検波回路34の出力端子が、治具本体31の凹部31Aの薄肉部に形成され、出力電極パッド33の裏面に達する貫通穴31Cを通る導体35によって、出力電極パッド33と接続されている。
図4(A)と図4(B)に検波回路34の具体的構成例を示す。
図4(A)に示すダイオード検波回路(検波回路34)は、入力端子Tinと出力端子Toutとの間に接続された結合コンデンサC1と整流ダイオードDi、整流ダイオードDiのアノードと接地電位との間に接続された、たとえば50オームのインピーダンス整合抵抗R1、出力端子Toutと接地電位との間に互いに並列に接続されているコンデンサC2および終端抵抗R2を有する。この検波回路34は、結合コンデンサC1を介して整流ダイオードDiに入力された電気信号を、ここで整流し半波に変換し、これをコンデンサC2および電気信号経路に直列接続される抵抗成分で積分して直流に変化する。これにより、入力された電気信号を、その電力(規則的な正弦波の場合は波高値)に応じた検波電圧(直流電圧)に変換し、出力端子Toutから出力する。
検波回路34の同様な機能は、図4(B)に示すように結合コンデンサC1とインピーダンス整合抵抗R1を外付けとした検波ICによっても実現できる。
図4(A)に示すダイオード検波回路(検波回路34)は、入力端子Tinと出力端子Toutとの間に接続された結合コンデンサC1と整流ダイオードDi、整流ダイオードDiのアノードと接地電位との間に接続された、たとえば50オームのインピーダンス整合抵抗R1、出力端子Toutと接地電位との間に互いに並列に接続されているコンデンサC2および終端抵抗R2を有する。この検波回路34は、結合コンデンサC1を介して整流ダイオードDiに入力された電気信号を、ここで整流し半波に変換し、これをコンデンサC2および電気信号経路に直列接続される抵抗成分で積分して直流に変化する。これにより、入力された電気信号を、その電力(規則的な正弦波の場合は波高値)に応じた検波電圧(直流電圧)に変換し、出力端子Toutから出力する。
検波回路34の同様な機能は、図4(B)に示すように結合コンデンサC1とインピーダンス整合抵抗R1を外付けとした検波ICによっても実現できる。
図3(C)に戻ると、検波回路34のこのような機能によって、入力電極パッド32に入力された電気信号が検波電圧に変換され、出力電極パッド33に与えられる。とくに入力される電気信号の周波数が高い場合、本例の配置においては、入力電極パッド32から検波回路34の入力端子までの経路が短くて信号ロスが殆どない導体35によって達成され、これによる高周波信号(入力電気信号)の変化は殆どない。したがって、入力電極パッド32に印加された電気信号の電力が正確に反映した検波電圧が、この検波回路34から出力され出力電極パッド33に与えられる。なお、この出力側は直流信号の経路であることから入力側ほどシビアでないが、本例では出力側でも短くて信号ロスが殆どない導体35による接続が達成されている。
図5に、プローブカード4とプローブ校正用治具3とを接触させた校正時の状態を示す断面図である。また、図6は、複数の測定プローブの1つを校正するときに他のプローブの入力電極パッドに対する位置関係を示す上面図である。ここで図6に示す8本の測定用プローブのうち、測定プローブ42Bが被検査プローブであるとする。
図1に示す半導体ウェハ測定装置において、プローブ校正用治具3をウェハステージ21に載せて固定、たとえば真空チャックする。また、プローブカード4を取り付け、その後、プローブカード4とプローブ校正用治具3との位置合わせを行う、その相対位置十分に高く、両者の相対位置がデータとして得られている場合には自動で、そうでない場合は測定者の目合わせにより図1に示すXYテーブル22がウェハステージ21の被検査対象である測定プローブ42Bの先端が、入力電極パッド32の位置に合わされる。その状態で図1に示すXYテーブル22によりウェハステージ21が上昇し、図6に示すように、測定プローブ42Bの先端が入力電極パッド32に十分に接触する。
図1に示す半導体ウェハ測定装置において、プローブ校正用治具3をウェハステージ21に載せて固定、たとえば真空チャックする。また、プローブカード4を取り付け、その後、プローブカード4とプローブ校正用治具3との位置合わせを行う、その相対位置十分に高く、両者の相対位置がデータとして得られている場合には自動で、そうでない場合は測定者の目合わせにより図1に示すXYテーブル22がウェハステージ21の被検査対象である測定プローブ42Bの先端が、入力電極パッド32の位置に合わされる。その状態で図1に示すXYテーブル22によりウェハステージ21が上昇し、図6に示すように、測定プローブ42Bの先端が入力電極パッド32に十分に接触する。
入力電極パッド32の周囲には電気的に接地とされた接地電極パッド36が形成されており、両隣の測定プローブ42Aと42Cは必ず、その先端が接地電極パッド36に接触した状態となる。換言すると、このような状態となるように、測定プローブの各先端のピッチに適合して入力電極パッド32の大きさが決められ、また、入力電極パッド32と接し電極パッドとの電気的絶縁を達成するためのギャップ幅などが決められている。
これにより、複数の測定プローブから任意に1つを選んで校正するときは、必ず他の測定プローブの測定時と同じ条件になる。なお、両端の2つのプローブについては、その片側のみプローブが存在し、両側にプローブが存在する他のプローブとは測定時の条件が異なるが、これは測定プローブの配置上、やむを得ない。また、実際のICチップの測定においては、信号端子の両側の電極パッドが接地されているとは必ずしも言えないが、一定条件での校正を行う意味では、この方法が好ましく、また、とくに高周波ICでは高い周波数の信号入出力パッドの両端に接地端子を設けることも多く、その意味で現実的な方法である。
なお、測定プローブ42の先端のピッチをICにおける電極パッド配置ルールの最小間隔に設定することで、汎用的に複数の違ったICにも使用することが可能となり、この場合、ICごとにプローブ校正用治具3を製作する必要がなくなる。
これにより、複数の測定プローブから任意に1つを選んで校正するときは、必ず他の測定プローブの測定時と同じ条件になる。なお、両端の2つのプローブについては、その片側のみプローブが存在し、両側にプローブが存在する他のプローブとは測定時の条件が異なるが、これは測定プローブの配置上、やむを得ない。また、実際のICチップの測定においては、信号端子の両側の電極パッドが接地されているとは必ずしも言えないが、一定条件での校正を行う意味では、この方法が好ましく、また、とくに高周波ICでは高い周波数の信号入出力パッドの両端に接地端子を設けることも多く、その意味で現実的な方法である。
なお、測定プローブ42の先端のピッチをICにおける電極パッド配置ルールの最小間隔に設定することで、汎用的に複数の違ったICにも使用することが可能となり、この場合、ICごとにプローブ校正用治具3を製作する必要がなくなる。
このとき、図5に示すように検波電圧プローブ26が出力電極パッド26に十分に接触する。
その状態で図1に示すテスタ25からテストヘッド24およびパフォーマンスボード23を介して検査用の電気信号(たとえば高周波信号)が図6に示す測定プローブ42Bに送られる。このテスタから測定プローブ42Bの先端までの経路を伝達中に、前述した様々な寄生成分によって信号が変化する。この変化後の電気信号が入力電極パッド32に入力され、検波回路34で検波電圧に変換され、検波電圧が出力電極パッド33から検波電圧プローブ26を介してテスタ25に戻される。テスタ内に通常、コンピュータベースの演算手段が内蔵されていることから、この検波電圧を参照して、測定プローブの番号と電力ロスとの対応が計算またはテーブルなどにより参照されて求められる。この対応関係は内部に記憶され、実際のIC測定時に校正データとして利用される。
この動作が全ての測定プローブに対して順次実行される。
その状態で図1に示すテスタ25からテストヘッド24およびパフォーマンスボード23を介して検査用の電気信号(たとえば高周波信号)が図6に示す測定プローブ42Bに送られる。このテスタから測定プローブ42Bの先端までの経路を伝達中に、前述した様々な寄生成分によって信号が変化する。この変化後の電気信号が入力電極パッド32に入力され、検波回路34で検波電圧に変換され、検波電圧が出力電極パッド33から検波電圧プローブ26を介してテスタ25に戻される。テスタ内に通常、コンピュータベースの演算手段が内蔵されていることから、この検波電圧を参照して、測定プローブの番号と電力ロスとの対応が計算またはテーブルなどにより参照されて求められる。この対応関係は内部に記憶され、実際のIC測定時に校正データとして利用される。
この動作が全ての測定プローブに対して順次実行される。
この測定プローブの検査において、プローブカード4と検波電圧プローブ26の相対位置は固定であるが、これらに対してプローブ校正用治具3が最大で、複数の測定プローブの先端がなす略四角形状の対角距離だけ相対移動する。
この様子を図7(B)に示す。なお、この図では作図の関係上、x方向に最大限移動した場合を示しており、その最大移動距離を「Dx」とする。このとき、図7(A)に示すように、出力電極パッドのx方向の寸法Lxは、最低でもDxより若干大きく、望ましくは、針先の微調整を行うことを考慮してDxより十分大きく(α:Dxの数割〜1倍程度)することがのぞましい。なお、入力電極パッド32と出力電極パッド33が図7(A)に示すように1対の場合は、寸法Lxを距離Dxよりさらに大きくしてもよい。
この様子を図7(B)に示す。なお、この図では作図の関係上、x方向に最大限移動した場合を示しており、その最大移動距離を「Dx」とする。このとき、図7(A)に示すように、出力電極パッドのx方向の寸法Lxは、最低でもDxより若干大きく、望ましくは、針先の微調整を行うことを考慮してDxより十分大きく(α:Dxの数割〜1倍程度)することがのぞましい。なお、入力電極パッド32と出力電極パッド33が図7(A)に示すように1対の場合は、寸法Lxを距離Dxよりさらに大きくしてもよい。
この入力電極パッド32と出力電極パッド33の対は、各電極の針接触により磨耗などを考慮して複数、たとえば図8に示すように8対程度設けることができる。この数は任意であるが、その数が多いと出力電極パッド33の寸法にも制限が生じる。
なお、上記例では、プローブカード4に対する検波電圧プローブ26の相対的位置が固定となっていることから、そのことによって、入力電極パッド32と出力電極パッド33との相対的位置関係が決められる。ただし、プローブカード4に対する検波電圧プローブ26の相対的位置を可変とすることができる。その場合、入力電極パッド32と出力電極パッド33との相対的位置関係を図8に示すように一定とする必要は必ずしもないことから、入力電極パッド32と出力電極パッド33との配置の自由度が向上する。
また、上記例における検波回路34は、入力電極パッド32や出力電極パッド33と同数とすることが配線長を短くして信号ロスを低減する意味で望ましい。ただし、配置を工夫して検波回路34の個数を減らすことができる場合がある。たとえば、測定周波数が余り高くない場合などでは、入力電極パッドから検波回路までの配線長を一定にしなくても、その影響は軽微であることから、1つの検波回路34を複数の入力電極パッド32で共用するような変更も可能である。
なお、上記例では、プローブカード4に対する検波電圧プローブ26の相対的位置が固定となっていることから、そのことによって、入力電極パッド32と出力電極パッド33との相対的位置関係が決められる。ただし、プローブカード4に対する検波電圧プローブ26の相対的位置を可変とすることができる。その場合、入力電極パッド32と出力電極パッド33との相対的位置関係を図8に示すように一定とする必要は必ずしもないことから、入力電極パッド32と出力電極パッド33との配置の自由度が向上する。
また、上記例における検波回路34は、入力電極パッド32や出力電極パッド33と同数とすることが配線長を短くして信号ロスを低減する意味で望ましい。ただし、配置を工夫して検波回路34の個数を減らすことができる場合がある。たとえば、測定周波数が余り高くない場合などでは、入力電極パッドから検波回路までの配線長を一定にしなくても、その影響は軽微であることから、1つの検波回路34を複数の入力電極パッド32で共用するような変更も可能である。
このような配置の自由度を上げる他の変更としては、検波電圧出力端子としては検波電圧プローブ26ではなく、フレキシブルケーブルが接続されるコネクタをプローブ校正用治具に設け、これをたとえばパフォーマンスボード23、テストヘッド24、あるいは直接、テスタ25に接続するようにしてもよい。
上述したように本実施の形態によれば、検波回路34を内蔵したプローブ校正用治具3と、その検波電圧を取り出す測定プローブ42を持つプローブカード4を提供することで、半導体ウェハ測定装置1の改造を施すことなく、安価にプローブカード先端での印加電力の調整(校正)が可能となる。
また、同じ電極パッド配置ルールを持つIC群には共通で使用することが可能なため、さらに安価に運用することが可能になる。
また、同じ電極パッド配置ルールを持つIC群には共通で使用することが可能なため、さらに安価に運用することが可能になる。
本発明は、測定プローブから出力される電気信号を検波するプローブ校正用治具、校正用治具付きプローブカード、および、半導体ウェハ測定装置に広く用途に適用できる。
1…半導体ウェハ測定装置、2…装置本体、3…プローブ校正用治具、4…プローブカード、21…ウェハステージ、26…検波電圧プローブ、31…治具本体、31A…凹部、32…入力電極パッド、33…出力電極パッド、34…検波回路、35…導体、41…カード本体、42…測定プローブ
Claims (11)
- 測定プローブから出力される電気信号を検波するプローブ校正用治具であって、
前記測定プローブが接触し、前記測定プローブを通ることによって変化した後の前記電気信号を入力する入力電極パッドと、
前記変化後の電気信号を検波して検波電圧に変換する検波回路と、
前記検波回路からの前記検波電圧を外部に出力する検波電圧出力端子と、
を有するプローブ校正用治具。 - 複数本の前記測定プローブが並ぶ場合に、当該複数の測定プローブの先端におけるピッチの許容範囲が予め決められており、前記許容範囲内のピッチを有する複数の測定プローブであれば、その何れか1本の先端のみが接触するように前記入力電極パッドの大きさが既定されている
請求項1に記載のプローブ校正用治具。 - 前記1本の測定プローブの先端が前記入力電極パッドのいずれの位置に接触した場合でも、前記複数の測定プローブの残り全ての先端が接触する位置と大きさを有し、かつ、前記電極入力パッドと電気的に絶縁分離されている接地電極プレートを
さらに有する請求項1に記載のプローブ校正用治具。 - 前記検波回路、当該検波回路に電気的に接続している前記入力電極パッドおよび前記検波出力端子の組が複数設けられている
請求項1に記載のプローブ校正用治具。 - 前記検波電圧出力端子は、検波電圧プローブが接触したときに、前記検波回路からの前記検波電圧を前記検波電圧プローブに伝達する出力電極パッドである
請求項1に記載のプローブ校正用治具。 - 裏面の一部に凹部が形成されている円盤状の治具本体を有し、
前記治具本体の表面に前記入力電極パッドと前記出力電極パッドとが配置され、
前記治具本体の裏面内に前記検波回路が配置され、
前記凹部による前記治具本体の薄肉部を貫通する導体によって、前記検波回路と前記入力電極パッド、および、前記検波回路と前記出力電極パッドとがそれぞれ接続されている
請求項5に記載のプローブ校正用治具。 - プローブ配置穴を有するカード本体、および、前記カード本体の前記プローブ配置穴の周囲に固定され、測定対象である半導体集積回路の電極パッドの配置形状に合わせて先端の位置が調整されている複数の測定プローブを有するプローブカードと、
前記複数の測定プローブの1つから出力される電気信号を検波するプローブ校正用治具と、を備える校正用治具付きプローブカードであって、
前記プローブ校正用治具は、
前記測定プローブが接触し、前記測定プローブを通ることによって変化した後の前記電気信号を入力する入力電極パッドと、
前記変化後の電気信号を検波して検波電圧に変換する検波回路と、
前記検波回路からの前記検波電圧を外部に出力する検波電圧出力端子と、
を有する校正用治具付きプローブカード。 - 前記複数の測定プローブの先端におけるピッチに合わせて、前記複数の測定プローブの何れか1本の先端のみが接触する大きさに、前記入力電極パッドの大きさが既定されている
請求項7に記載の校正用治具付きプローブカード。 - 前記校正用治具は、前記複数の測定プローブから任意に選ばれる1本の測定プローブの先端が前記入力電極パッドのいずれの位置に接触した場合でも、前記複数の測定プローブの残り全ての先端が接触する位置と大きさを有し、かつ、前記電極入力パッドと電気的に絶縁分離されている接地電極プレートを
さらに有する請求項7に記載の校正用治具付きプローブカード。 - 前記検波電圧出力端子は、検波電圧プローブが接触したときに、前記検波回路からの前記検波電圧を前記検波電圧プローブに伝達する出力電極パッドであり、
前記出力電極パッドのプローブ接触面が、前記複数の測定プローブの先端により囲まれる面より大きい
請求項7に記載の校正用治具付きプローブカード。 - ウェハステージ上に置かれた半導体ウェハに対し、複数の測定プローブを接触させた状態で測定部から測定信号を出力し、半導体ウェハからの出力信号により半導体ウェハの電気特性を測定する半導体ウェハ測定装置であって、
前記ウェハステージに載置可能な擬似ウェハ形状を有する複数の測定プローブの校正用治具を備え、
前記校正用治具は、
前記複数の測定プローブの1つが接触し、前記測定部から印加された電気信号が測定プローブを通ることによって変化した後の前記電気信号を入力する入力電極パッドと、
前記変化後の電気信号を検波して検波電圧に変換する検波回路と、
前記検波回路からの前記検波電圧を前記測定部に出力する検波電圧出力端子と、を有し、
前記測定部は、前記検波電圧出力端子から入力された前記検波電圧に基づいて、前記半導体ウェハの測定時に前記測定プローブに印加する前記測定信号のレベルを補正する
半導体ウェハ測定装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2004
- 2004-12-14 JP JP2004361403A patent/JP2006170700A/ja active Pending
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