JPS62190738A - ウエハプロ−ブ - Google Patents
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- JPS62190738A JPS62190738A JP30757086A JP30757086A JPS62190738A JP S62190738 A JPS62190738 A JP S62190738A JP 30757086 A JP30757086 A JP 30757086A JP 30757086 A JP30757086 A JP 30757086A JP S62190738 A JPS62190738 A JP S62190738A
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- Japan
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- amplifier
- support plate
- probe
- transmission line
- insulating support
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/06772—High frequency probes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体集積回路（ＩＣ）チップのテスト乃至評
価の為に使用するウェハプローブに関する。
価の為に使用するウェハプローブに関する。
ＩＣチップの製造に際し、半導体材料（例えばシリコン
）のウェハに同時に多数の同一チップを形成し、その後
ウェハな個々のチップに切り分け（ダイシング）してパ
ッケージングを行うのが一般的である。
）のウェハに同時に多数の同一チップを形成し、その後
ウェハな個々のチップに切り分け（ダイシング）してパ
ッケージングを行うのが一般的である。
ウェハプローブの一例は１９８１年１１月４日に出願し
た米国特許出願第３１８，０８４号の明細書に開示され
ている（他の例は特開昭６０−２３６．２４１号公報に
記載されている。）。このウェハプローブは誘電体材料
の板状基板部材より成る。使用するには、基板部材の一
端をプローブステーションに取付ける。この基板部材に
は他端に数個の金製ビーズ等のプローブ素子が設けられ
ている。これらプローブ素子は基板部材表面に形成した
伝送線により測定器類に接続される。テストを実施する
には、プローブ素子を被試験ＩＣのパッドと接触させ、
これらパツドの信号を測定器へ伝送する。
た米国特許出願第３１８，０８４号の明細書に開示され
ている（他の例は特開昭６０−２３６．２４１号公報に
記載されている。）。このウェハプローブは誘電体材料
の板状基板部材より成る。使用するには、基板部材の一
端をプローブステーションに取付ける。この基板部材に
は他端に数個の金製ビーズ等のプローブ素子が設けられ
ている。これらプローブ素子は基板部材表面に形成した
伝送線により測定器類に接続される。テストを実施する
には、プローブ素子を被試験ＩＣのパッドと接触させ、
これらパツドの信号を測定器へ伝送する。
上述した従来のウェハプローブの欠点は、伝送線の特性
インピーダンスが５ｏΩという比較的低入力インピーダ
ンスであシ、テストの為にプローブを接触したノＪ？ツ
ドの信号レベルを大幅に変化させ得るということである
。即ち、被試験回路への負荷効果が大きい。
インピーダンスが５ｏΩという比較的低入力インピーダ
ンスであシ、テストの為にプローブを接触したノＪ？ツ
ドの信号レベルを大幅に変化させ得るということである
。即ち、被試験回路への負荷効果が大きい。
シリコン半導体を用いてプローブステーションから離し
て作った能動型ウェハプローブが米国ニューシャーシ州
ジレットのＧ−Ｇ−Ｂ・インダストリーズ社で製造され
ている。
て作った能動型ウェハプローブが米国ニューシャーシ州
ジレットのＧ−Ｇ−Ｂ・インダストリーズ社で製造され
ている。
また１９８２ 年７月発行のＩＥＥＥ ）ランザクショ
ンズオン マイクロウェーブ セオリーアンドテクニー
クのＭＴＴ−３０巻、第７号の第９６９乃至９７５ペー
ジのＥ・ストリッド及びＫ・グリーシン著″ＡＤＣ−１
２ＧＨｚＭｏｎｏ・１ｉｔｈｉｃ ＧａＡｓ ＦＥＴ
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ”（ＤＣ
−１２ＧＨｚモノリシックガリウム砒素電界効果分布増
幅器）には、ウェハプローブの先端に受動又は能動回路
素子を取付けてもよいと記載している。
ンズオン マイクロウェーブ セオリーアンドテクニー
クのＭＴＴ−３０巻、第７号の第９６９乃至９７５ペー
ジのＥ・ストリッド及びＫ・グリーシン著″ＡＤＣ−１
２ＧＨｚＭｏｎｏ・１ｉｔｈｉｃ ＧａＡｓ ＦＥＴ
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ”（ＤＣ
−１２ＧＨｚモノリシックガリウム砒素電界効果分布増
幅器）には、ウェハプローブの先端に受動又は能動回路
素子を取付けてもよいと記載している。
しかし、プローブ先端に直接小型能動素子を取付け、数
１０ ＧＨｚの広帯域にわたり良好に動作する高入力イ
ンピーダンス、従って被測定デバイス（チップ）に対す
る負荷効果が最小である小型且つ一体型のウェハプロー
ブは存在しなかった。そこで、本発明は小型且つ広帯域
の能動型ウェハプローブを提供することを目的とする。
１０ ＧＨｚの広帯域にわたり良好に動作する高入力イ
ンピーダンス、従って被測定デバイス（チップ）に対す
る負荷効果が最小である小型且つ一体型のウェハプロー
ブは存在しなかった。そこで、本発明は小型且つ広帯域
の能動型ウェハプローブを提供することを目的とする。
本発明のウェハプローブに依ると、対向する両面を有す
る絶縁支持板で作られるのが好ましい。使用時には、支
持板の一端なプローブステーションに取付ける。支持板
の他端には高入力インピーダンスのＩＣ化増幅器が取付
けられる。プローブ素子を増幅器に取付け、増幅器の入
力端子に電気的に接続される。増幅器の出力端子は伝送
線を介して測定器に接続される。
る絶縁支持板で作られるのが好ましい。使用時には、支
持板の一端なプローブステーションに取付ける。支持板
の他端には高入力インピーダンスのＩＣ化増幅器が取付
けられる。プローブ素子を増幅器に取付け、増幅器の入
力端子に電気的に接続される。増幅器の出力端子は伝送
線を介して測定器に接続される。
添付図に示す本発明のウェハプローブの好適実施例はセ
ラミック材料の支持板（４）より構成される。
ラミック材料の支持板（４）より構成される。
この支持板は上から見ると略三角形であり、その底辺に
は好ましくは導電性の取付ブロック（６）を有する。そ
の三角形支持板（４）の頂点にはモノリシックＩＣ増幅
器（８）が取付けられている。この増幅器はガリウム砒
素（ＧａＡｓ ）基板に作った３段のソースフォロワ回
路であって、その入力インピーダンスは約１００ＭΩの
抵抗と約２０ｆＦ（フェムトファラド＝１０−１ファラ
ド）のキャパシタの並列回路となる。
は好ましくは導電性の取付ブロック（６）を有する。そ
の三角形支持板（４）の頂点にはモノリシックＩＣ増幅
器（８）が取付けられている。この増幅器はガリウム砒
素（ＧａＡｓ ）基板に作った３段のソースフォロワ回
路であって、その入力インピーダンスは約１００ＭΩの
抵抗と約２０ｆＦ（フェムトファラド＝１０−１ファラ
ド）のキャパシタの並列回路となる。
この増幅器は電源端子（１Ｇを有し、これら端子はマイ
クロストリップ導体＋１２１と５０Ω抵抗器側とを介し
てＤＣ電源ａ＆の端子惺ｅに接続される。支持板（４）
の下面には導電性の連続層（２２１を設けてブロック（
６）を介して接地される。マイクロストリップ導体α２
と接地層のとは２本の電源用伝速線を構成し、各々５０
Ωの特性インピーダンスを有する。画伝送線は抵抗器（
１４により、その特性インピーダンスで終端される。バ
イパス用キャパシタ（イ）を各端子ｕｅと取付ブロック
（６）間に接続する。従って電源変動成分が増幅器（８
）に伝達されるのを阻止する。
クロストリップ導体＋１２１と５０Ω抵抗器側とを介し
てＤＣ電源ａ＆の端子惺ｅに接続される。支持板（４）
の下面には導電性の連続層（２２１を設けてブロック（
６）を介して接地される。マイクロストリップ導体α２
と接地層のとは２本の電源用伝速線を構成し、各々５０
Ωの特性インピーダンスを有する。画伝送線は抵抗器（
１４により、その特性インピーダンスで終端される。バ
イパス用キャパシタ（イ）を各端子ｕｅと取付ブロック
（６）間に接続する。従って電源変動成分が増幅器（８
）に伝達されるのを阻止する。
３番目のマイクロストリップ導体□は短い（約０．０４
ｍｍ）ボンディング線Ｃ＋々を介して増幅器（８）の出
力端子に接続され、この導体Ｃ２４１は増幅器（８）か
ら取付ブロック（６）に固定された同軸コネクタ（ハ）
の中心導体へ伸びる。導体（財）と接地層のとは第３の
伝送線を構成する。この同軸コネクタ四は例えばサンプ
リングオシロスコープである測定表示機器（図示せず）
に第３の伝送線を接続するのに使用される。また、増幅
器（８）は導電性プローブ素子□□□に接続される針状
の入力端子（至）を有する。このプローブ素子嬢は例え
ば直径０．０１８ｘｍのボンディング線であり、増幅器
（８）の入力端子パッド（至）に取付けられる。
ｍｍ）ボンディング線Ｃ＋々を介して増幅器（８）の出
力端子に接続され、この導体Ｃ２４１は増幅器（８）か
ら取付ブロック（６）に固定された同軸コネクタ（ハ）
の中心導体へ伸びる。導体（財）と接地層のとは第３の
伝送線を構成する。この同軸コネクタ四は例えばサンプ
リングオシロスコープである測定表示機器（図示せず）
に第３の伝送線を接続するのに使用される。また、増幅
器（８）は導電性プローブ素子□□□に接続される針状
の入力端子（至）を有する。このプローブ素子嬢は例え
ば直径０．０１８ｘｍのボンディング線であり、増幅器
（８）の入力端子パッド（至）に取付けられる。
使用するには、図示のウェハプローブの取付ブロック（
６）をブローブステニション（図示せス）ニ取付け、プ
ローブ素子（至）が被試験回路の関心ある接続点に接触
するようにする。接地及び他の電源電圧は従来設計の他
のプローブを介して被試験回路に接続される。関心ある
接続点に生じる信号はプローブ素子艶を介して増幅器（
８）の入力端子に印加され、その出力端子、ボンディン
グａ０２）、伝送線−及びコネクタ（２６）を介して測
定表示機器に伝送される。増幅器（８）を使用するので
、関心ある被測定接続点には極めて高インピーダンスが
接続されるのみであり、被測定回路の動作はこの試験動
作により大幅に邪魔されることはない。増幅器（８）の
出カインビーターンスは相当低いので、伝送線Ｑ滲の特
性インピーダンスとよく整合する。ボンディング線Ｇ４
が増幅器（８）と測定表示機器間の伝送線でない唯一の
導体であるが、前述のとおり極めて短いので、増幅器（
８１の出力信号が悪化することは殆んどない。
６）をブローブステニション（図示せス）ニ取付け、プ
ローブ素子（至）が被試験回路の関心ある接続点に接触
するようにする。接地及び他の電源電圧は従来設計の他
のプローブを介して被試験回路に接続される。関心ある
接続点に生じる信号はプローブ素子艶を介して増幅器（
８）の入力端子に印加され、その出力端子、ボンディン
グａ０２）、伝送線−及びコネクタ（２６）を介して測
定表示機器に伝送される。増幅器（８）を使用するので
、関心ある被測定接続点には極めて高インピーダンスが
接続されるのみであり、被測定回路の動作はこの試験動
作により大幅に邪魔されることはない。増幅器（８）の
出カインビーターンスは相当低いので、伝送線Ｑ滲の特
性インピーダンスとよく整合する。ボンディング線Ｇ４
が増幅器（８）と測定表示機器間の伝送線でない唯一の
導体であるが、前述のとおり極めて短いので、増幅器（
８１の出力信号が悪化することは殆んどない。
前述のとおり、増幅器（８）の入力インダクタンスは非
常に高い。その理由はＧａＡｓ基板に製造した電界効果
トランジスタのＧｍＸＺｇ値が極めて高い為である（こ
こで、Ｇｍはトランジスタの相互コンダクタンス、Ｚｇ
はそのゲートインピーターンスでアル。）。ＧｍＸＺｇ
はＦｔ即ちトランジスタの電流利得が１に低下する高域
遮断周波数に比例する。増幅器（８）に使用されるトラ
ンジスタのＦｔ値は約１３ ＧＨｚある。勿論、この増
幅器の電界効果トランジスタには、Ｆｔが最低１３ＧＨ
ｚあればＧａＡｓ以外の任意の半導体材料で製造したも
のでよい。
常に高い。その理由はＧａＡｓ基板に製造した電界効果
トランジスタのＧｍＸＺｇ値が極めて高い為である（こ
こで、Ｇｍはトランジスタの相互コンダクタンス、Ｚｇ
はそのゲートインピーターンスでアル。）。ＧｍＸＺｇ
はＦｔ即ちトランジスタの電流利得が１に低下する高域
遮断周波数に比例する。増幅器（８）に使用されるトラ
ンジスタのＦｔ値は約１３ ＧＨｚある。勿論、この増
幅器の電界効果トランジスタには、Ｆｔが最低１３ＧＨ
ｚあればＧａＡｓ以外の任意の半導体材料で製造したも
のでよい。
増幅器（８）の入力インピーダンスは極めて高いので、
プローブ素子（至）のインダクタンスはプローブ素子に
印加した入力信号を大幅に悪化することはない。しかし
、アンテナとして作用するプローブ素子例によるストレ
ー信号を最小にするには、プローブ素子■の長さを最小
にすればよい。従って、プローブ素子例の長さは約１．
２５ｍｍ以下、更に好ましくは約０．２５ｍｍ以下であ
るのが望ましい。その結果、プローブ素子（至）のイン
ダクタンスも小さくなり、信号品質を劣化することもな
くなる。
プローブ素子（至）のインダクタンスはプローブ素子に
印加した入力信号を大幅に悪化することはない。しかし
、アンテナとして作用するプローブ素子例によるストレ
ー信号を最小にするには、プローブ素子■の長さを最小
にすればよい。従って、プローブ素子例の長さは約１．
２５ｍｍ以下、更に好ましくは約０．２５ｍｍ以下であ
るのが望ましい。その結果、プローブ素子（至）のイン
ダクタンスも小さくなり、信号品質を劣化することもな
くなる。
増幅器回路は周知の３段ソースフォロワ増幅器であるの
が好ましい。その理由は、その回路は低利得ではあるが
直線性が優れている為である。緩衝電界効果ロジック増
幅器は高利得であるという長所を有するが、その直線性
は悪いので、アナログ信号の正確な測定には不適切であ
る。
が好ましい。その理由は、その回路は低利得ではあるが
直線性が優れている為である。緩衝電界効果ロジック増
幅器は高利得であるという長所を有するが、その直線性
は悪いので、アナログ信号の正確な測定には不適切であ
る。
増幅器（８）は極めて高入力インダクタンスを有するの
で、被試験回路を接地接続する導体は高インピータンス
でよく、十分に長くすることが可能である。これにより
、被試験回路の接地接続を支持板（４）上に取付けた第
２プローブ素子を介することなく別個のプローブにより
行うことができる。
で、被試験回路を接地接続する導体は高インピータンス
でよく、十分に長くすることが可能である。これにより
、被試験回路の接地接続を支持板（４）上に取付けた第
２プローブ素子を介することなく別個のプローブにより
行うことができる。
増幅器（８）の入力段を過大入力電圧から防止する必要
がある。これは入力信号を電源電圧値に制限する抵抗器
とダイオードとを用い曵実現可能である。
がある。これは入力信号を電源電圧値に制限する抵抗器
とダイオードとを用い曵実現可能である。
以上、本発明を好適一実施例に基づいて説明したが、本
発明は何らここに図示し説明した特定実施例に限定すべ
きものでないことは言うまでもない。本発明の要旨を逸
脱することな（種々の変形変更が可能である。例えば支
持板（４）の両面に信号及び接地導体を設けてマイクロ
ストリップ伝送線とする代りに、コプレーナ型の伝送線
を使用してもよい。また、増幅器（８）の出力端子のを
測定機器に接続するにはマイクロチューブ伝送線を使用
してもよい。この場合には、増幅器（８）をマイクロチ
ューブ伝送線の一端近傍に取付け、導線を用いて増幅器
（８）をバイアス電源に接続する。ノくイノ（ス用キャ
パシタ（４）は増幅器の近傍に取付ゆられる。また、モ
ノリシックＩＣを増幅器（８）に使用することが本発明
に必須要件ではなく、代りに７１イブリツドＩＣを使用
してもよい。
発明は何らここに図示し説明した特定実施例に限定すべ
きものでないことは言うまでもない。本発明の要旨を逸
脱することな（種々の変形変更が可能である。例えば支
持板（４）の両面に信号及び接地導体を設けてマイクロ
ストリップ伝送線とする代りに、コプレーナ型の伝送線
を使用してもよい。また、増幅器（８）の出力端子のを
測定機器に接続するにはマイクロチューブ伝送線を使用
してもよい。この場合には、増幅器（８）をマイクロチ
ューブ伝送線の一端近傍に取付け、導線を用いて増幅器
（８）をバイアス電源に接続する。ノくイノ（ス用キャ
パシタ（４）は増幅器の近傍に取付ゆられる。また、モ
ノリシックＩＣを増幅器（８）に使用することが本発明
に必須要件ではなく、代りに７１イブリツドＩＣを使用
してもよい。
以上説明したとおり、本発明のウエノ・プローブに依る
と、略三角形状のセラミック等の誘電体又は絶縁支持板
の底辺部に取付ブロックを固定し、頂点部に電界効果ト
ランジスタを用いるソースフォロワ増幅器を取付け、頂
点と取付ブロック間には伝送線を形成し必要な信号の接
続及び電源の供給を行っている。その結果、プローブ素
子の入力インピーダンススは極めて高く、被測定回路に
対して実質的に負荷効果を生じることなく実際の回路動
作状態でテストが可能であり、接地導体は別個の長いプ
ローブが使用できる。また、プローブ素子から取付ブロ
ックまでの間は実質的に一様な特性インピーダンスの伝
送線であるので、信号歪が最小である。更に、増幅器（
８）の低出力インピーダンスにより、伝送線との正しい
整合が可能である。
と、略三角形状のセラミック等の誘電体又は絶縁支持板
の底辺部に取付ブロックを固定し、頂点部に電界効果ト
ランジスタを用いるソースフォロワ増幅器を取付け、頂
点と取付ブロック間には伝送線を形成し必要な信号の接
続及び電源の供給を行っている。その結果、プローブ素
子の入力インピーダンススは極めて高く、被測定回路に
対して実質的に負荷効果を生じることなく実際の回路動
作状態でテストが可能であり、接地導体は別個の長いプ
ローブが使用できる。また、プローブ素子から取付ブロ
ックまでの間は実質的に一様な特性インピーダンスの伝
送線であるので、信号歪が最小である。更に、増幅器（
８）の低出力インピーダンスにより、伝送線との正しい
整合が可能である。
従って、従来のウエノ・プローブにない優れた特性の広
帯域且つ高精度のウェハプローブが実現できる。
帯域且つ高精度のウェハプローブが実現できる。
添付図は本発明によるウェハプローブの好適一実施例の
要部を示す斜視図である。 図中、（４）は支持板、（６）は取付ブロック、（８）
は増幅器、σＺ、Ｃ＋ａはマイクロストリップ導体、（
１４１は抵抗器、（１）はバイパスキャパシタ、（至）
は同軸コネクタ、（至）はプローブ素子である。
要部を示す斜視図である。 図中、（４）は支持板、（６）は取付ブロック、（８）
は増幅器、σＺ、Ｃ＋ａはマイクロストリップ導体、（
１４１は抵抗器、（１）はバイパスキャパシタ、（至）
は同軸コネクタ、（至）はプローブ素子である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、略三角形の絶縁支持板の一辺部に取付ブロックを固
定し、上記絶縁支持板の頂点部に集積増幅器を取付け、
該増幅器の入力端子に被測定信号を印加すると共に出力
端子の出力信号を上記絶縁支持板の表面に形成した伝送
線を介して上記取付ブロック部へ伝送するよう構成した
ことを特徴とするウェハプローブ。 ２、上記集積増幅器はソースフォロワ型電界効果トラン
ジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のウェハプローブ。 ３、上記絶縁支持板にセラミック板を用い、該セラミッ
ク板の一面に形成した接地導体と他面に形成したマイク
ロストリップ導体により伝送線を形成することを特徴と
する特許請求の範囲第１項又は第２項記載のウェハプロ
ーブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US81248085A | 1985-12-23 | 1985-12-23 | |
| US812480 | 1985-12-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62190738A true JPS62190738A (ja) | 1987-08-20 |
Family
ID=25209691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30757086A Pending JPS62190738A (ja) | 1985-12-23 | 1986-12-23 | ウエハプロ−ブ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0230766A1 (ja) |
| JP (1) | JPS62190738A (ja) |
| CA (1) | CA1252221A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007517231A (ja) * | 2003-12-24 | 2007-06-28 | カスケード マイクロテック インコーポレイテッド | アクティブ・ウェハプローブ |
| JP2009540297A (ja) * | 2006-06-06 | 2009-11-19 | フォームファクター， インコーポレイテッド | テスタのドライブおよび測定能力を広げる方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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