JP2008232883A - 半導体検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 きわめて簡単な構成で広範囲でのきめ細かいマッチングを可能とする半導体検査装置を実現する。
【解決手段】 プローブカード上に形成されたマイクロストリップラインの一端が同軸針を介して被検査対象半導体の電極に接触し、他端が検査機器に接続される半導体検査装置において、
前記マイクロストリップラインの途中に設けた非レジスト領域にマッチング調整用のスタブの一端を取り付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プローブカード上に形成されたマイクロストリップラインの一端が同軸針を介して被検査対象半導体の電極に接触し、他端が検査機器に接続される半導体検査装置に関するものである。

プローブカードに搭載されたプローブを、ウェハ上に形成されたＬＳＩ等の被検査対象半導体の電極に接触させて所定の検査を実行する半導体検査装置は、特許文献１に開示されている。

図２は、プローブカード上にマイクロストリップラインが形成された従来の半導体検査装置の構成例を模式的に示す斜視図である。プローブカード１の上面には、高周波（例えば５．６ＧＨｚ）の信号を伝送するマイクロストリップライン２が形成されている。

特定インピーダンスに設計されたマイクロストリップライン２の一端は、同軸針３に接続され、プローブカード中央部に形成された貫通穴１ａよりプローブカード下部に移送されるウェハ４上の被検査半導体（図示せず）に同軸針の芯線を接触させる。マイクロストリップライン２の他端は、コネクタ５及び同軸ケーブル６を経由して検査機器（図示せず）に接続される。

図３は、同軸針の構成例を示す断面図である。半導体検査用の同軸針３としては、市販されている極細型の高周波領域測定用同軸シールドプローブを用いることができる。タングステン材の芯線３ａがテフロン（登録商標）（登録商標）（登録商標）系樹脂材よりなる絶縁材３ｂで被覆され、銅合金の外部導体３ｃで更に被覆されている。

図４は、検査機器の出力インピーダンスとマイクロストリップライン２を含む回路のインピーダンスとのマッチングをとるために、マイクロストリップライン２の途中に挿入されたマッチング回路の構成例を示す平面図である。

マッチング回路は、マイクロストリップライン２の途中に直列的に挿入されたインダクタンスチップ７と、マイクロストリップライン２とグランドとの間に接続されたキャパシタンスチップ８よりなり、これらのチップ部品の定数を半田付けで交換してマッチング調整を実行する。

Ｗ０２００４／０４０３２５号再公表公報

被検査対象半導体の電極に接触する針に、図３で示した高周波帯域用に設計された同軸針３を使用したとしても、次のような問題がある。
（１）針先では芯線３ａが剥き出しになるためマッチングが狂い、結果としてVSWRの悪化や周波数特性の悪化を生じる要因となっている。

（２）また、図４で示したマッチング回路をプローブカード１上に載せるとしても、針先に接触する非検査対象を含めた実特性を事前に知ることは困難であり、またマッチング回路から針先までの距離の微妙な誤差によってもマッチングがずれてしまう。チップ部品定数はステップ的であり、微妙なチューニングはできない。

（３）さらに、マッチング改善の為にマッチング回路の部品定数の交換を現場で行うことは、半田付けできる環境に移して作業する必要があり、効率の悪い作業にならざるをえなかった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、きわめて簡単な構成で広範囲でのきめ細かいマッチングを可能とする半導体検査装置の実現を目的としている。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）プローブカード上に形成されたマイクロストリップラインの一端が同軸針を介して被検査対象半導体の電極に接触し、他端が検査機器に接続される半導体検査装置において、
前記マイクロストリップラインの途中に設けた非レジスト領域にマッチング調整用のスタブの一端を取り付けたことを特徴とする半導体検査装置。

（２）前記スタブは、前記非レジスト領域の範囲でその取り付け位置の変更によりマッチング調整を実行することを特徴とする（１）に記載の半導体検査装置。

（３）前記スタブは、曲げまたは傾斜取り付けの少なくともいずれかにより、その実効長を変更することを特徴とする（１）または（２）に記載の半導体検査装置。

（４）前記マイクロストリップラインと所定距離を隔て平行にグランドプレーンを設け、このグランドプレーンに設けた非レジスト領域に前記スタブの他端を接続したことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体検査装置。

（５）前記マイクロストリップライン及びこれに接続される環境をモデル化したシミュレーション手段により計算された前記スタブの取り付け指定位置近傍の前記プローブカード上に、シルクマークを表示したことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の半導体検査装置。

本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）同軸針の針先にて芯線が剥き出しとなっているために生ずるマッチングの悪化に対するマッチングの調整と最適化が容易にできる。

（２）マッチング回路をプローブカードに載せるとしても、本発明によれば、針先に接触する被検査対象を含めたマッチングや微妙な誤差の調整を、スタブの移動と変形等の簡便な作業で実現することができる。

（３）本発明によればマッチング回路部品が不要となり、スタブの位置やグランドプレーンへの接続の有無のみにより調整ができる。

（４）マッチング位置をチューニングする際、予めシミュレーション手段にて計算した目安とスタブの取り付け指定位置を、プローブカード上にシルクでマーキングすることにより、チューニング作業を容易にすることができる。

（５）使用する同軸針の種類やバラツキに依存せず、スタブの位置や接続手段にて調整ができる。

（６）同軸針を使用する場合のみならず、非検査対象のソケット等を使用する場合でも同様にマッチング調整ができる。

（７）マッチングを取った周波数において利得が増加するバンドパスフィルタの特性があるため、特定周波数のフィルタとしての効果も期待できる。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用したマッチング手段を備えるマイクロストリップラインの構成図である。図２で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

図１（Ａ）は、本発明を適用したマイクロストリップライン１００の平面図である。図１（Ｂ）は、スタブ２００を含むＣ−Ｃ´面で切った断面図である。本発明の構成上の特徴は、マイクロストリップライン１００の途中において所定長さの非レジスト領域１００ａを設け、この非レジスト領域１００ａにスタブ２００を取り付けた点にある。

スタブ２００は、銅箔等の金属板材で構成され、その一端は半田付け等によりマイクロストリップライン１００の非レジスト領域１００ａに取り付けられている。

マイクロストリップライン１００と所定距離を隔て平行にグランドプレーン３００がプローブカード１上に形成され、このグランドプレーンに設けた非レジスト領域３００ａにスタブ２００の他端が半田付けで接続されており、スタブ２００はショートスタブの形態をとっている。

グランドプレーン３００は、所定の間隔でその長手方向に配置された複数のビア４００によって、プローブカード１の基板を貫通してプローブカード１の内層に形成されているグランド層１ｂに電気的に接続されている。

マッチングの手順は、同軸針３の芯線３ａ長さに応じて、スタブ２００の取り付け位置を、非レジスト領域１００ａ及び３００ａの範囲で変更しながら反射特性の測定値が最小となる位置を探し、最適位置が決定した後に半田付けで固定する。

スタブ２００は、曲げたり、斜めに付けることでその実効長を変更し、マッチングの微妙なチューニングを実行することができる。

また、スタブ２００は、グランドプレーン３００に接続しないことで、他端をフリーとしたオープンスタブとしての使用も可能である。

さらに、このスタブ２００の半田付けが困難な検査現場でのマッチング作業の場合には、銅箔テープを使用して非レジスト領域へ固定することも可能である。

また、マイクロストリップライン１００及びこれに接続される同軸針や被測定対象等の外部環境をモデル化したシミュレーション手段により、最適なスタブの取り付け指定位置を計算することが可能である。

計算で求められたスタブの取り付け指定位置近傍のプローブカード１の上面に、シルクマーク５００を表示することにより、マッチング作業の効率を高め、最短時間でスタブ２００最適取り付け位置を決定することができる。

本発明を適用したマッチング手段を備えるマイクロストリップラインの構成図である。 従来の半導体検査装置の構成例を示す模式的に示す斜視図である。 同軸針の構成例を示す断面図である。 従来のマッチング回路の構成例を示す平面図である。

符号の説明

１ プローブカード
３ 同軸針
１００ マイクロストリップライン
１００ａ 非レジスト領域
２００ スタブ
３００ グランドプレーン
３００ａ 非レジスト領域
４００ ビア

Claims (5)

1. プローブカード上に形成されたマイクロストリップラインの一端が同軸針を介して被検査対象半導体の電極に接触し、他端が検査機器に接続される半導体検査装置において、
   前記マイクロストリップラインの途中に設けた非レジスト領域にマッチング調整用のスタブの一端を取り付けたことを特徴とする半導体検査装置。
2. 前記スタブは、前記非レジスト領域の範囲でその取り付け位置の変更によりマッチング調整を実行することを特徴とする請求項１に記載の半導体検査装置。
3. 前記スタブは、曲げまたは傾斜取り付けの少なくともいずれかにより、その実効長を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体検査装置。
4. 前記マイクロストリップラインと所定距離を隔て平行にグランドプレーンを設け、このグランドプレーンに設けた非レジスト領域に前記スタブの他端を接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体検査装置。
5. 前記マイクロストリップライン及びこれに接続される環境をモデル化したシミュレーション手段により計算された前記スタブの取り付け指定位置近傍の前記プローブカード上に、シルクマークを表示したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体検査装置。

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