JPH1010156A - メンブレンプローブおよびこのメンブレンプローブを備えたウエハプローバ - Google Patents
メンブレンプローブおよびこのメンブレンプローブを備えたウエハプローバInfo
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- JPH1010156A JPH1010156A JP8159384A JP15938496A JPH1010156A JP H1010156 A JPH1010156 A JP H1010156A JP 8159384 A JP8159384 A JP 8159384A JP 15938496 A JP15938496 A JP 15938496A JP H1010156 A JPH1010156 A JP H1010156A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数のウエハを連続して測定しウエハ厚が変
動する場合においても、コンタクト圧が均一に得られる
ようなメンブレンプローブを提供する。 【解決手段】 薄膜プローブ部2の一部表面上に、圧電
素子20を配置する。この圧電素子20は、電気配線を
用いてウエハプローバ内に設けた検出回路21と接続さ
れている。測定時、バンプ3がウエハ上のパッドと接触
すると、薄膜プローブ部2が可動であるため、パッド上
を数um程度微小にスライドする。この際、薄膜プロー
ブ2の微小な動きに応じて、薄膜プローブ2の表面上に
配設した圧電素子20に圧力が加わり、微小な電位を発
生する。この微小な電位は、検出回路21により電気的
に検出され、この結果をもとにウエハプローバのステー
ジの上下量を制御し、被測定物へのコンタクト圧を均一
に保つことが可能である。
動する場合においても、コンタクト圧が均一に得られる
ようなメンブレンプローブを提供する。 【解決手段】 薄膜プローブ部2の一部表面上に、圧電
素子20を配置する。この圧電素子20は、電気配線を
用いてウエハプローバ内に設けた検出回路21と接続さ
れている。測定時、バンプ3がウエハ上のパッドと接触
すると、薄膜プローブ部2が可動であるため、パッド上
を数um程度微小にスライドする。この際、薄膜プロー
ブ2の微小な動きに応じて、薄膜プローブ2の表面上に
配設した圧電素子20に圧力が加わり、微小な電位を発
生する。この微小な電位は、検出回路21により電気的
に検出され、この結果をもとにウエハプローバのステー
ジの上下量を制御し、被測定物へのコンタクト圧を均一
に保つことが可能である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体デバイス
の電気的特性をウエハ状態で測定する際に使用するウエ
ハプローバにセットして用いるプローブ、特にメンブレ
ン(薄膜)プローブの構造に関するものである。
の電気的特性をウエハ状態で測定する際に使用するウエ
ハプローバにセットして用いるプローブ、特にメンブレ
ン(薄膜)プローブの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】メンブレン(薄膜)プローブは、半導体
デバイスの電気特性をウエハ状態で測定する際に、ウエ
ハプローバにセットして用いるものである。図7は、従
来のメンブレンプローブの、半導体ウエハ(図示せず)
との電気的コンタクトをとるためのコンタクト部、薄膜
電気配線を有するメンブレン部および前記メンブレン部
を支持する基板等からなる主要断面の概略図である。図
において、1はプローブ基板、2は表面もしくは両面に
薄膜電気配線を有する薄膜プローブ部、3はバンプ、4
は透明ブロック、5は電気配線、6は加圧プレート、7
は固定ねじ、8はメンブレンコア支持板、9はセンシン
グ端子調整ねじ、10はセンシング端子、11はプロー
ブカードをセットするウエハプローバ(図示せず)内に
構成された検出回路である。
デバイスの電気特性をウエハ状態で測定する際に、ウエ
ハプローバにセットして用いるものである。図7は、従
来のメンブレンプローブの、半導体ウエハ(図示せず)
との電気的コンタクトをとるためのコンタクト部、薄膜
電気配線を有するメンブレン部および前記メンブレン部
を支持する基板等からなる主要断面の概略図である。図
において、1はプローブ基板、2は表面もしくは両面に
薄膜電気配線を有する薄膜プローブ部、3はバンプ、4
は透明ブロック、5は電気配線、6は加圧プレート、7
は固定ねじ、8はメンブレンコア支持板、9はセンシン
グ端子調整ねじ、10はセンシング端子、11はプロー
ブカードをセットするウエハプローバ(図示せず)内に
構成された検出回路である。
【0003】バンプ3は金、白金、パラジウム、ニッケ
ル等の金属もしくはこれらの少なくとも一種類を含む合
金からなり高さが数10μmから100μm程度のもの
であり、半導体デバイスのパッドと電気的にコンタクト
をとる。バンプ3に接続し、例えばポリイミド等からな
る薄膜プローブ部2の表面もしくは両面には所定の線幅
を有し電気信号を伝達もしくは接地面となる薄膜電気配
線を構成している。透明ブロック4は、薄膜プローブ部
2の上部に配置され、加圧プレート6との間を埋めるも
のである。薄膜プローブ部2の表面上の薄膜電気配線は
プローブ基板1の表面に配置された電気配線5に接続さ
れている。加圧プレート6に密着してセンシング端子1
0を配設し、センシング端子10の片側端子はセンシン
グ端子調整ねじ9により高さが微調整できる構造であ
る。これら前記の、薄膜プローブ部2、透明ブロック
4、加圧プレート6、センシング端子10、センシング
端子調整ねじ9は、メンブレンコア支持板8と共に固定
ねじ7により、プローブ基板1に固定されている。ま
た、センシング端子10にはウエハプローバ内に設けた
検出回路11が接続されている。
ル等の金属もしくはこれらの少なくとも一種類を含む合
金からなり高さが数10μmから100μm程度のもの
であり、半導体デバイスのパッドと電気的にコンタクト
をとる。バンプ3に接続し、例えばポリイミド等からな
る薄膜プローブ部2の表面もしくは両面には所定の線幅
を有し電気信号を伝達もしくは接地面となる薄膜電気配
線を構成している。透明ブロック4は、薄膜プローブ部
2の上部に配置され、加圧プレート6との間を埋めるも
のである。薄膜プローブ部2の表面上の薄膜電気配線は
プローブ基板1の表面に配置された電気配線5に接続さ
れている。加圧プレート6に密着してセンシング端子1
0を配設し、センシング端子10の片側端子はセンシン
グ端子調整ねじ9により高さが微調整できる構造であ
る。これら前記の、薄膜プローブ部2、透明ブロック
4、加圧プレート6、センシング端子10、センシング
端子調整ねじ9は、メンブレンコア支持板8と共に固定
ねじ7により、プローブ基板1に固定されている。ま
た、センシング端子10にはウエハプローバ内に設けた
検出回路11が接続されている。
【0004】次に、動作について説明する。上記の従来
のメンブレンプローブは、ウエハプローバに固定された
状態で使用され、ウエハプローバのウエハステージ上に
セットされた被測定物である半導体デバイスとコンタク
トをとる。その際、プローバのウエハステージもしくは
プローブ基板1を上下させる。バンプ3がウエハ上のパ
ッドと接触すると薄膜プローブ部2が可動であるため、
パッド上を数μm程度微小にスライドする。パッドへの
コンタクト圧が適正に保たれるように、コンタクトを検
知するセンシング端子10が設けられている。これは、
パッドとバンプ3が接触し加圧プレート6が押し上げら
れると、センシング端子10の加圧プレート6と接続し
ている下部電極があがり、上部電極との接触状態が開放
され、検出回路11により電気的にこの回路の開放を検
知する。ウエハプロービング時には、センシング端子調
整ねじ9を上下させることにより、ウエハ厚みに応じて
調整する。
のメンブレンプローブは、ウエハプローバに固定された
状態で使用され、ウエハプローバのウエハステージ上に
セットされた被測定物である半導体デバイスとコンタク
トをとる。その際、プローバのウエハステージもしくは
プローブ基板1を上下させる。バンプ3がウエハ上のパ
ッドと接触すると薄膜プローブ部2が可動であるため、
パッド上を数μm程度微小にスライドする。パッドへの
コンタクト圧が適正に保たれるように、コンタクトを検
知するセンシング端子10が設けられている。これは、
パッドとバンプ3が接触し加圧プレート6が押し上げら
れると、センシング端子10の加圧プレート6と接続し
ている下部電極があがり、上部電極との接触状態が開放
され、検出回路11により電気的にこの回路の開放を検
知する。ウエハプロービング時には、センシング端子調
整ねじ9を上下させることにより、ウエハ厚みに応じて
調整する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のメンブレンプロ
ーブは以上のように構成されており、被測定物であるウ
エハ上のパッドへのコンタクト圧をセンシング端子10
により電気的に検知し、さらにセンシング端子調整ねじ
9を上下させることにより調整していたが、多数のウエ
ハを連続して測定する場合には、ウエハ間の厚みばらつ
きにより、コンタクト圧を均一に保つことが困難であっ
た。さらに、プロービング時、コンタクトポイントを直
接顕微鏡にて目視することが不可能であり、バンプ3の
スライド量を確認してコンタクト圧を推定することが困
難であり、均一なコンタクト圧を得るためにはセンシン
グ端子調整ねじ9の上下動作の熟練が必要であるという
問題があった。
ーブは以上のように構成されており、被測定物であるウ
エハ上のパッドへのコンタクト圧をセンシング端子10
により電気的に検知し、さらにセンシング端子調整ねじ
9を上下させることにより調整していたが、多数のウエ
ハを連続して測定する場合には、ウエハ間の厚みばらつ
きにより、コンタクト圧を均一に保つことが困難であっ
た。さらに、プロービング時、コンタクトポイントを直
接顕微鏡にて目視することが不可能であり、バンプ3の
スライド量を確認してコンタクト圧を推定することが困
難であり、均一なコンタクト圧を得るためにはセンシン
グ端子調整ねじ9の上下動作の熟練が必要であるという
問題があった。
【0006】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、ウエハ厚が変動する場合にお
いても、コンタクト状態をセンシング端子調整ネジ9で
微調整することなく、コンタクト圧が均一に得られるよ
うな構造のメンブレンプローブおよびウエハプローバを
提供するものである。
るためになされたもので、ウエハ厚が変動する場合にお
いても、コンタクト状態をセンシング端子調整ネジ9で
微調整することなく、コンタクト圧が均一に得られるよ
うな構造のメンブレンプローブおよびウエハプローバを
提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるメンブ
レンプローブは、表面に被測定物であるウエハ状の半導
体デバイスと電気的コンタクトをとるためのバンプコン
タクト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミド等から
なる薄膜プローブ部と、この薄膜プローブ部の一部表面
上に配設された圧電素子と、この圧電素子からの微小電
位を検出する検出回路と、薄膜プローブ部にコンタクト
圧を与える透明ブロックおよび加圧プレートと、薄膜プ
ローブ部、透明ブロックおよび加圧プレートを支持する
プローブ基板を備えたものである。また、表面に被測定
物であるウエハ状の半導体デバイスと電気的コンタクト
をとるためのバンプコンタクト部および薄膜電気配線を
有し、ポリイミド等からなる薄膜プローブ部と、この薄
膜プローブ部にコンタクト圧を与える透明ブロックおよ
び加圧プレートと、この加圧プレートに密着して配設さ
れた変位センサと、この変位センサの微小容量変化を検
出する検出回路と、薄膜プローブ部、透明ブロックおよ
び加圧プレートを支持するプローブ基板を備えたもので
ある。
レンプローブは、表面に被測定物であるウエハ状の半導
体デバイスと電気的コンタクトをとるためのバンプコン
タクト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミド等から
なる薄膜プローブ部と、この薄膜プローブ部の一部表面
上に配設された圧電素子と、この圧電素子からの微小電
位を検出する検出回路と、薄膜プローブ部にコンタクト
圧を与える透明ブロックおよび加圧プレートと、薄膜プ
ローブ部、透明ブロックおよび加圧プレートを支持する
プローブ基板を備えたものである。また、表面に被測定
物であるウエハ状の半導体デバイスと電気的コンタクト
をとるためのバンプコンタクト部および薄膜電気配線を
有し、ポリイミド等からなる薄膜プローブ部と、この薄
膜プローブ部にコンタクト圧を与える透明ブロックおよ
び加圧プレートと、この加圧プレートに密着して配設さ
れた変位センサと、この変位センサの微小容量変化を検
出する検出回路と、薄膜プローブ部、透明ブロックおよ
び加圧プレートを支持するプローブ基板を備えたもので
ある。
【0008】また、表面に被測定物であるウエハ状の半
導体デバイスと電気的コンタクトをとるためのバンプコ
ンタクト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミド等か
らなる薄膜プローブ部と、この薄膜プローブ部の一部表
面上に配設され、気体もしくは液体の材料を充填された
密閉部と、この密閉部に密着して配設された圧力センサ
と、この圧力センサからの微小な圧力変化を検出する検
出回路と、薄膜プローブ部にコンタクト圧を与える透明
ブロックおよび加圧プレートと、薄膜プローブ部、透明
ブロックおよび加圧プレートを支持するプローブ基板を
備えたものである。また、表面に被測定物であるウエハ
状の半導体デバイスと電気的コンタクトをとるためのバ
ンプコンタクト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミ
ド等からなる薄膜プローブ部と、この薄膜プローブ部の
一部表面上に配設された、金属抵抗素子からなる歪みゲ
ージと、この歪みゲージからの微小な抵抗変化を検出す
る検出回路と、薄膜プローブ部にコンタクト圧を与える
透明ブロックおよび加圧プレートと、薄膜プローブ部、
透明ブロックおよび加圧プレートを支持するプローブ基
板を備えたものである。
導体デバイスと電気的コンタクトをとるためのバンプコ
ンタクト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミド等か
らなる薄膜プローブ部と、この薄膜プローブ部の一部表
面上に配設され、気体もしくは液体の材料を充填された
密閉部と、この密閉部に密着して配設された圧力センサ
と、この圧力センサからの微小な圧力変化を検出する検
出回路と、薄膜プローブ部にコンタクト圧を与える透明
ブロックおよび加圧プレートと、薄膜プローブ部、透明
ブロックおよび加圧プレートを支持するプローブ基板を
備えたものである。また、表面に被測定物であるウエハ
状の半導体デバイスと電気的コンタクトをとるためのバ
ンプコンタクト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミ
ド等からなる薄膜プローブ部と、この薄膜プローブ部の
一部表面上に配設された、金属抵抗素子からなる歪みゲ
ージと、この歪みゲージからの微小な抵抗変化を検出す
る検出回路と、薄膜プローブ部にコンタクト圧を与える
透明ブロックおよび加圧プレートと、薄膜プローブ部、
透明ブロックおよび加圧プレートを支持するプローブ基
板を備えたものである。
【0009】また、検出回路としてホイートストンブリ
ッジ回路またはポテンショ回路を用いたものである。ま
た、検出回路は、プローブ基板または薄膜プローブ部に
設けられているものである。さらに、検出回路は、メン
ブレンプローブを固定するウエハプローバに設けられて
いるものである。
ッジ回路またはポテンショ回路を用いたものである。ま
た、検出回路は、プローブ基板または薄膜プローブ部に
設けられているものである。さらに、検出回路は、メン
ブレンプローブを固定するウエハプローバに設けられて
いるものである。
【0010】また、この発明に係わるウエハプローバ
は、上記のいずれかに記載のメンブレンプローブが上部
に固定され、被測定物であるウエハ状の半導体デバイス
をセットするステージと、メンブレンプローブの検出回
路からの結果を受けて、メンブレンプローブの薄膜プロ
ーブ部が被測定物に一定のコンタクト圧で接触するよう
にステージの上下量を制御する制御回路を備えたもので
ある。
は、上記のいずれかに記載のメンブレンプローブが上部
に固定され、被測定物であるウエハ状の半導体デバイス
をセットするステージと、メンブレンプローブの検出回
路からの結果を受けて、メンブレンプローブの薄膜プロ
ーブ部が被測定物に一定のコンタクト圧で接触するよう
にステージの上下量を制御する制御回路を備えたもので
ある。
【0011】
実施の形態1.図1は、本発明の実施の形態1である、
半導体デバイスの電気特性をウエハ状態で測定するウエ
ハプローバに固定して用いられるメンブレンプローブの
構造を示す主要断面の概略図であり、半導体ウエハ(図
示せず)との電気的コンタクトをとるためのコンタクト
部、薄膜電気配線を有するメンブレン部およびメンブレ
ン部を支持する基板等を示している。図において、1は
プローブ基板、2は表面もしくは両面に薄膜電気配線を
有する薄膜プローブ部、3はバンプ、4は透明ブロッ
ク、5は電気配線、6は加圧プレート、7は固定ねじ、
8はメンブレンコア支持板、20は圧電素子、21はプ
ローブカードをセットするウエハプローバ(図示せず)
内に構成された検出回路で、圧電素子20からの微小電
位を検出する。また、ウエハプローバ内には、検出回路
21からの結果を受けて薄膜プローブ部2が、被測定物
に一定のコンタクト圧で接触するようにウエハプローバ
のステージの上下量を制御する制御回路(図示せず)が
設けられている。なお、図中同一、相当部分には同一記
号を付し、説明を省略する。
半導体デバイスの電気特性をウエハ状態で測定するウエ
ハプローバに固定して用いられるメンブレンプローブの
構造を示す主要断面の概略図であり、半導体ウエハ(図
示せず)との電気的コンタクトをとるためのコンタクト
部、薄膜電気配線を有するメンブレン部およびメンブレ
ン部を支持する基板等を示している。図において、1は
プローブ基板、2は表面もしくは両面に薄膜電気配線を
有する薄膜プローブ部、3はバンプ、4は透明ブロッ
ク、5は電気配線、6は加圧プレート、7は固定ねじ、
8はメンブレンコア支持板、20は圧電素子、21はプ
ローブカードをセットするウエハプローバ(図示せず)
内に構成された検出回路で、圧電素子20からの微小電
位を検出する。また、ウエハプローバ内には、検出回路
21からの結果を受けて薄膜プローブ部2が、被測定物
に一定のコンタクト圧で接触するようにウエハプローバ
のステージの上下量を制御する制御回路(図示せず)が
設けられている。なお、図中同一、相当部分には同一記
号を付し、説明を省略する。
【0012】バンプ3は金、白金、パラジウム、ニッケ
ル等の金属もしくはこれらの少なくとも一種類を含む合
金からなり高さが数10μmから100μm程度のもの
であり、半導体デバイスのパッドと電気的にコンタクト
をとる。バンプ3に接続し、例えばポリイミド等からな
る薄膜プローブ部2の表面もしくは両面には所定の線幅
を有し電気信号を伝達もしくは接地面となる薄膜電気配
線を構成している。本実施の形態においては、例えばポ
リイミド等からなる薄膜プローブ部2の一部表面上に、
例えばロッシェル塩等のように物理的に圧力が加わると
電位が発生する圧電性を有する圧電素子20を配置す
る。この圧電素子20から電気配線を用いてウエハプロ
ーバ内に設けた検出回路21が接続されている。また、
透明ブロック4は、薄膜プローブ部2の上部に配置さ
れ、加圧プレート6との間を埋めており、薄膜プローブ
部2の表面上の薄膜電気配線はプローブ基板1の表面に
配置された電気配線5に接続されている。圧電素子20
を有した薄膜プローブ部2、透明ブロック4および加圧
プレート6は、メンブレンコア支持板8と共に固定ねじ
7を用いて、プローブ基板1に固定されている。
ル等の金属もしくはこれらの少なくとも一種類を含む合
金からなり高さが数10μmから100μm程度のもの
であり、半導体デバイスのパッドと電気的にコンタクト
をとる。バンプ3に接続し、例えばポリイミド等からな
る薄膜プローブ部2の表面もしくは両面には所定の線幅
を有し電気信号を伝達もしくは接地面となる薄膜電気配
線を構成している。本実施の形態においては、例えばポ
リイミド等からなる薄膜プローブ部2の一部表面上に、
例えばロッシェル塩等のように物理的に圧力が加わると
電位が発生する圧電性を有する圧電素子20を配置す
る。この圧電素子20から電気配線を用いてウエハプロ
ーバ内に設けた検出回路21が接続されている。また、
透明ブロック4は、薄膜プローブ部2の上部に配置さ
れ、加圧プレート6との間を埋めており、薄膜プローブ
部2の表面上の薄膜電気配線はプローブ基板1の表面に
配置された電気配線5に接続されている。圧電素子20
を有した薄膜プローブ部2、透明ブロック4および加圧
プレート6は、メンブレンコア支持板8と共に固定ねじ
7を用いて、プローブ基板1に固定されている。
【0013】次に、本実施の形態におけるメンブレンプ
ローブの動作について説明する。本メンブレンプローブ
は、ウエハプローバに固定された状態で使用され、ウエ
ハプローバのステージ上にセットされた被測定物である
半導体デバイスとコンタクトをとる。その際、プローバ
のウエハステージもしくはプローブ基板1を上下させ
る。バンプ3がウエハ上のパッドと接触すると薄膜プロ
ーブ部2が可動であるため、パッド上を数μm程度微小
にスライドする。この際、薄膜プローブ2の微小な動き
に応じて、薄膜プローブ2の表面上に配設した圧電素子
20に圧力が加わる。これにより、圧電素子20は、微
小な電位を発生し、圧電素子20に接続された検出回路
21で電気的に薄膜プローブ2の動作を検出することが
できる。デバイスとのコンタクト時には、デバイス特性
を安定に測定できるようにパッドへのコンタクト圧が適
正に保たれる必要がある。本発明によれば、ウエハ面内
の厚みにばらつきがあったり、多数のウエハを連続して
測定しウエハ間の厚みにばらつきがある場合において
も、薄膜プローブ2の微小な動きを圧電素子20により
敏感に検知することができ、その結果を受けたウエハプ
ローバ内の制御回路によりウエハプローバのステージの
上下量を制御しコンタクト圧を均一に保つことが可能で
ある。さらに、コンタクト状態を従来のセンシング端子
調整ねじのようにマニュアルで微調整する必要がないた
め、コンタクト圧を均一に得るための上下動作調整の熟
練が不要であり、容易な操作が可能となる。
ローブの動作について説明する。本メンブレンプローブ
は、ウエハプローバに固定された状態で使用され、ウエ
ハプローバのステージ上にセットされた被測定物である
半導体デバイスとコンタクトをとる。その際、プローバ
のウエハステージもしくはプローブ基板1を上下させ
る。バンプ3がウエハ上のパッドと接触すると薄膜プロ
ーブ部2が可動であるため、パッド上を数μm程度微小
にスライドする。この際、薄膜プローブ2の微小な動き
に応じて、薄膜プローブ2の表面上に配設した圧電素子
20に圧力が加わる。これにより、圧電素子20は、微
小な電位を発生し、圧電素子20に接続された検出回路
21で電気的に薄膜プローブ2の動作を検出することが
できる。デバイスとのコンタクト時には、デバイス特性
を安定に測定できるようにパッドへのコンタクト圧が適
正に保たれる必要がある。本発明によれば、ウエハ面内
の厚みにばらつきがあったり、多数のウエハを連続して
測定しウエハ間の厚みにばらつきがある場合において
も、薄膜プローブ2の微小な動きを圧電素子20により
敏感に検知することができ、その結果を受けたウエハプ
ローバ内の制御回路によりウエハプローバのステージの
上下量を制御しコンタクト圧を均一に保つことが可能で
ある。さらに、コンタクト状態を従来のセンシング端子
調整ねじのようにマニュアルで微調整する必要がないた
め、コンタクト圧を均一に得るための上下動作調整の熟
練が不要であり、容易な操作が可能となる。
【0014】実施の形態2.図2は、本発明の実施の形
態2であるメンブレンプローブを示す主要断面の概略図
である。図において、40は変位センサであり、41は
プローブカードをセットするウエハプローバ(図示せ
ず)内に構成され、変位センサ40の微小容量変化を電
流として検出する検出回路である。変位センサ40は、
加圧プレート6に密着して設けられ、片側端子は変位セ
ンサ調整ねじ42により高さが微調整できる構造であ
る。これらはメンブレンコア支持板8と共に固定ねじ7
によりプローブ基板1に固定されている。なお、図中、
同一、相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
態2であるメンブレンプローブを示す主要断面の概略図
である。図において、40は変位センサであり、41は
プローブカードをセットするウエハプローバ(図示せ
ず)内に構成され、変位センサ40の微小容量変化を電
流として検出する検出回路である。変位センサ40は、
加圧プレート6に密着して設けられ、片側端子は変位セ
ンサ調整ねじ42により高さが微調整できる構造であ
る。これらはメンブレンコア支持板8と共に固定ねじ7
によりプローブ基板1に固定されている。なお、図中、
同一、相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【0015】次に、本実施の形態におけるメンブレンプ
ローブの動作について説明する。被測定物である半導体
デバイスとコンタクトをとる際、バンプ3がウエハ上の
パッドと接触すると薄膜プローブ部2が微小に動く。こ
の薄膜プローブ部2の微小な動きに応じて、加圧プレー
ト6に密着して配設された変位センサ40の容量値が微
小に変化する。この容量値の変化は、微小電流を検出す
る検出回路41を用いて敏感に検出することができる。
その検出結果をもとにウエハプローバ内の制御回路によ
りウエハプローバのステージの上下量を適切に制御し、
面内のウエハ厚の仕上がりにばらつきがある場合や、多
数のウエハを連続して測定し、ウエハ間の厚みにばらつ
きがある場合においても、適正なコンタクト圧が得られ
る。
ローブの動作について説明する。被測定物である半導体
デバイスとコンタクトをとる際、バンプ3がウエハ上の
パッドと接触すると薄膜プローブ部2が微小に動く。こ
の薄膜プローブ部2の微小な動きに応じて、加圧プレー
ト6に密着して配設された変位センサ40の容量値が微
小に変化する。この容量値の変化は、微小電流を検出す
る検出回路41を用いて敏感に検出することができる。
その検出結果をもとにウエハプローバ内の制御回路によ
りウエハプローバのステージの上下量を適切に制御し、
面内のウエハ厚の仕上がりにばらつきがある場合や、多
数のウエハを連続して測定し、ウエハ間の厚みにばらつ
きがある場合においても、適正なコンタクト圧が得られ
る。
【0016】実施の形態3.図3は、本発明の実施の形
態3であるメンブレンプローブを示す主要断面の概略
図、図4は上記メンブレンプローブの、特に薄膜プロー
ブ部2近傍を示す主要断面の拡大図である。図におい
て、50は気体もしくは液体の材料が充填された密閉部
であり、51は圧力センサ、52はプローブカードをセ
ットするウエハプローバ(図示せず)内に構成された検
出回路で、圧力センサ51の微小な圧力変化を検出す
る。本実施の形態では、薄膜プローブ部2の上部表面上
に、気体もしくは液体の材料が充填された密閉部50を
配設し、さらに密閉部50に密着して圧力センサ51を
配設し、圧力センサ51はウエハプローバ内に設けた検
出回路52に接続されている。なお、図中、同一、相当
部分には同一符号を付し、説明を省略する。
態3であるメンブレンプローブを示す主要断面の概略
図、図4は上記メンブレンプローブの、特に薄膜プロー
ブ部2近傍を示す主要断面の拡大図である。図におい
て、50は気体もしくは液体の材料が充填された密閉部
であり、51は圧力センサ、52はプローブカードをセ
ットするウエハプローバ(図示せず)内に構成された検
出回路で、圧力センサ51の微小な圧力変化を検出す
る。本実施の形態では、薄膜プローブ部2の上部表面上
に、気体もしくは液体の材料が充填された密閉部50を
配設し、さらに密閉部50に密着して圧力センサ51を
配設し、圧力センサ51はウエハプローバ内に設けた検
出回路52に接続されている。なお、図中、同一、相当
部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【0017】次に、本実施の形態におけるメンブレンプ
ローブの動作について説明する。被測定物である半導体
デバイスとコンタクトをとる際、バンプ3がウエハ上の
パッドと接触すると薄膜プローブ部2が微小に動く。こ
の薄膜プローブ部2の微小な動きに応じて、気体もしく
は液体の材料が充填された密閉部50に圧力が加わり、
密閉部50に密着して配設した圧力センサ51によって
微小圧力変化を検知する。この圧力の変化は、検出回路
52を用いて敏感に検出することができる。その検出結
果をもとにウエハプローバ内の制御回路によりウエハプ
ローバのステージの上下量を適切に制御し、面内のウエ
ハ厚の仕上がりにばらつきがある場合や、多数のウエハ
を連続して測定し、ウエハ間の厚みにばらつきがある場
合においても、適正なコンタクト圧が得られる。
ローブの動作について説明する。被測定物である半導体
デバイスとコンタクトをとる際、バンプ3がウエハ上の
パッドと接触すると薄膜プローブ部2が微小に動く。こ
の薄膜プローブ部2の微小な動きに応じて、気体もしく
は液体の材料が充填された密閉部50に圧力が加わり、
密閉部50に密着して配設した圧力センサ51によって
微小圧力変化を検知する。この圧力の変化は、検出回路
52を用いて敏感に検出することができる。その検出結
果をもとにウエハプローバ内の制御回路によりウエハプ
ローバのステージの上下量を適切に制御し、面内のウエ
ハ厚の仕上がりにばらつきがある場合や、多数のウエハ
を連続して測定し、ウエハ間の厚みにばらつきがある場
合においても、適正なコンタクト圧が得られる。
【0018】実施の形態4.図5は、本発明の実施の形
態4であるメンブレンプローブを示す主要断面の概略図
である。図において、30は歪みゲージ(ストレンゲー
ジ)であり、31はプローブカードをセットするウエハ
プローバ(図示せず)内に構成された検出回路であり、
歪みゲージ30の微小抵抗変化を検出する。本実施の形
態では、例えばポリイミド等からなる薄膜プローブ部2
の一部表面上に、金属抵抗素子からなる歪みゲージ30
を配設し、微小な抵抗変化を検出するホイートストンブ
リッジ回路(以下、ブリッジ回路と称す)をなす検出回
路31をメンブレンプローブをセットするウエハプロー
バに設け、歪みゲージ30とブリッジ回路31を配線に
より相互に接続したものである。なお、図中、同一、相
当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
態4であるメンブレンプローブを示す主要断面の概略図
である。図において、30は歪みゲージ(ストレンゲー
ジ)であり、31はプローブカードをセットするウエハ
プローバ(図示せず)内に構成された検出回路であり、
歪みゲージ30の微小抵抗変化を検出する。本実施の形
態では、例えばポリイミド等からなる薄膜プローブ部2
の一部表面上に、金属抵抗素子からなる歪みゲージ30
を配設し、微小な抵抗変化を検出するホイートストンブ
リッジ回路(以下、ブリッジ回路と称す)をなす検出回
路31をメンブレンプローブをセットするウエハプロー
バに設け、歪みゲージ30とブリッジ回路31を配線に
より相互に接続したものである。なお、図中、同一、相
当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【0019】次に、本実施の形態におけるメンブレンプ
ローブの動作について説明する。被測定物である半導体
デバイスとコンタクトをとる際、バンプ3がウエハ上の
パッドと接触すると薄膜プローブ部2が微小に動く。こ
の薄膜プローブ部2の微小な動きに応じて、薄膜プロー
ブ部2の一部表面上に設けた金属抵抗素子からなる歪み
ゲージ30に物理的に圧力が加わり、この歪みに応じ
て、歪みゲージ30の抵抗値が微小に変化する。この抵
抗の変化は、ブリッジ回路をなす検出回路31を用いて
敏感に検出することができる。本発明によれば、バンプ
3のパッドへのコンタクトを検知し、その結果をもとに
ウエハプローバ内の制御回路によりウエハプローバのス
テージの上下量を適切に制御し、面内のウエハ厚の仕上
がりにばらつきがある場合や、多数のウエハを連続して
測定し、ウエハ間の厚みにばらつきがある場合において
も、適正なコンタクト圧が得られる。さらに、コンタク
ト状態を従来のセンシング端子調整ねじのようにマニュ
アルで微調整する必要がないため、コンタクト圧を均一
に得るための上下動作調整の熟練が不要であり、容易な
操作が可能となる。
ローブの動作について説明する。被測定物である半導体
デバイスとコンタクトをとる際、バンプ3がウエハ上の
パッドと接触すると薄膜プローブ部2が微小に動く。こ
の薄膜プローブ部2の微小な動きに応じて、薄膜プロー
ブ部2の一部表面上に設けた金属抵抗素子からなる歪み
ゲージ30に物理的に圧力が加わり、この歪みに応じ
て、歪みゲージ30の抵抗値が微小に変化する。この抵
抗の変化は、ブリッジ回路をなす検出回路31を用いて
敏感に検出することができる。本発明によれば、バンプ
3のパッドへのコンタクトを検知し、その結果をもとに
ウエハプローバ内の制御回路によりウエハプローバのス
テージの上下量を適切に制御し、面内のウエハ厚の仕上
がりにばらつきがある場合や、多数のウエハを連続して
測定し、ウエハ間の厚みにばらつきがある場合において
も、適正なコンタクト圧が得られる。さらに、コンタク
ト状態を従来のセンシング端子調整ねじのようにマニュ
アルで微調整する必要がないため、コンタクト圧を均一
に得るための上下動作調整の熟練が不要であり、容易な
操作が可能となる。
【0020】なお、本実施の形態においては、検出回路
31として、ブリッジ回路を用いる場合について述べた
が、検出回路として、ポテンショ回路を用いて構成する
場合にも、同様の効果が得られる。
31として、ブリッジ回路を用いる場合について述べた
が、検出回路として、ポテンショ回路を用いて構成する
場合にも、同様の効果が得られる。
【0021】実施の形態5.図6は、本発明の実施の形
態5であるメンブレンプローブの、薄膜プローブ部2近
傍を示す主要断面の拡大図である。図において、32は
プローブ基板1上に配設され、歪みゲージ30の微小抵
抗変化を検出する検出回路である。本実施の形態では、
実施の形態4で記載したブリッジ回路をなす検出回路
を、プローブ基板1上に構成したものである。なお、図
中、同一、相当部分には同一符号を付し、説明を省略す
る。
態5であるメンブレンプローブの、薄膜プローブ部2近
傍を示す主要断面の拡大図である。図において、32は
プローブ基板1上に配設され、歪みゲージ30の微小抵
抗変化を検出する検出回路である。本実施の形態では、
実施の形態4で記載したブリッジ回路をなす検出回路
を、プローブ基板1上に構成したものである。なお、図
中、同一、相当部分には同一符号を付し、説明を省略す
る。
【0022】次に、本実施の形態におけるメンブレンプ
ローブの動作について説明する。被測定物である半導体
ウエハとコンタクトをとる際、バンプ3がウエハ上のパ
ッドと接触すると薄膜プローブ部2が微小に動く。この
薄膜プローブ部2の微小な動きに応じて、薄膜プローブ
部2の一部表面上に設けた金属抵抗素子からなる歪みゲ
ージ30に物理的に圧力が加わり、この歪みに応じて、
歪みゲージ30の抵抗値が微小に変化する。この抵抗の
変化は、プローブ基板1上に設けられたブリッジ回路を
なす検出回路32を用いて敏感に検出することができ
る。この検出結果をもとに、ウエハプローバ内の制御回
路によりウエハプローバのステージの上下量を適切に制
御し、コンタクト圧を適正に制御することが可能とな
る。通常、ウエハプローバは、5V程度の電圧回路の開
閉によるオンウエハ検出機構を有しているが、本実施の
形態によるメンブレンプローブを用いて測定を行う場
合、既存のウエハオートプローバに特別の検出回路を組
み込む改造を加える必要がない。さらに、バンプ3がパ
ッドに接触していない状態、すなわち歪みゲージ30に
歪みを生じていない状態での検出回路32の調整方法
は、可変抵抗の調節によるブリッジ回路の平衡を検出す
るのみであるため、取り扱いの熟練が不要で容易な操作
が可能となる。
ローブの動作について説明する。被測定物である半導体
ウエハとコンタクトをとる際、バンプ3がウエハ上のパ
ッドと接触すると薄膜プローブ部2が微小に動く。この
薄膜プローブ部2の微小な動きに応じて、薄膜プローブ
部2の一部表面上に設けた金属抵抗素子からなる歪みゲ
ージ30に物理的に圧力が加わり、この歪みに応じて、
歪みゲージ30の抵抗値が微小に変化する。この抵抗の
変化は、プローブ基板1上に設けられたブリッジ回路を
なす検出回路32を用いて敏感に検出することができ
る。この検出結果をもとに、ウエハプローバ内の制御回
路によりウエハプローバのステージの上下量を適切に制
御し、コンタクト圧を適正に制御することが可能とな
る。通常、ウエハプローバは、5V程度の電圧回路の開
閉によるオンウエハ検出機構を有しているが、本実施の
形態によるメンブレンプローブを用いて測定を行う場
合、既存のウエハオートプローバに特別の検出回路を組
み込む改造を加える必要がない。さらに、バンプ3がパ
ッドに接触していない状態、すなわち歪みゲージ30に
歪みを生じていない状態での検出回路32の調整方法
は、可変抵抗の調節によるブリッジ回路の平衡を検出す
るのみであるため、取り扱いの熟練が不要で容易な操作
が可能となる。
【0023】なお、本実施の形態では、ブリッジ回路を
なす検出回路32をプローブ基板1上に配設したが、薄
膜プローブ部2上でも良い。さらに、検出回路32とし
て、ブリッジ回路を用いる場合について述べたが、ポテ
ンショ回路を用いて構成する場合にも同様の効果が得ら
れる。
なす検出回路32をプローブ基板1上に配設したが、薄
膜プローブ部2上でも良い。さらに、検出回路32とし
て、ブリッジ回路を用いる場合について述べたが、ポテ
ンショ回路を用いて構成する場合にも同様の効果が得ら
れる。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、メンブレンプローブ
の薄膜プローブ部に圧電素子を設け、この圧電素子から
の微小電位を検出する検出回路の結果を受けてウエハプ
ローバのステージの上下量を制御するようにしたので、
ウエハ厚が変動する場合においても、被測定物へのコン
タクト圧を均一に保つことができ、被測定物のデバイス
特性を安定して測定することが可能である。
の薄膜プローブ部に圧電素子を設け、この圧電素子から
の微小電位を検出する検出回路の結果を受けてウエハプ
ローバのステージの上下量を制御するようにしたので、
ウエハ厚が変動する場合においても、被測定物へのコン
タクト圧を均一に保つことができ、被測定物のデバイス
特性を安定して測定することが可能である。
【0025】また、検出回路をプローブ基板上に設けた
ので、従来のウエハプローバに特別な検出回路を組み込
む改造を加える必要がなく、被測定物へのコンタクト圧
を均一に保つことが可能なメンブレンプローブおよびこ
れを備えたウエハプローバを容易に得ることができる。
ので、従来のウエハプローバに特別な検出回路を組み込
む改造を加える必要がなく、被測定物へのコンタクト圧
を均一に保つことが可能なメンブレンプローブおよびこ
れを備えたウエハプローバを容易に得ることができる。
【図1】 この発明の実施の形態1であるメンブレンプ
ローブを示す要部断面図である。
ローブを示す要部断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態2であるメンブレンプ
ローブを示す要部断面図である。
ローブを示す要部断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態3であるメンブレンプ
ローブを示す要部断面図である。
ローブを示す要部断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態3であるメンブレンプ
ローブの薄膜プローブ部近傍を示す主要断面の拡大図で
ある。
ローブの薄膜プローブ部近傍を示す主要断面の拡大図で
ある。
【図5】 この発明の実施の形態4であるメンブレンプ
ローブを示す要部断面図である。
ローブを示す要部断面図である。
【図6】 この発明の実施の形態5であるメンブレンプ
ローブの薄膜プローブ部近傍を示す主要断面の拡大図で
ある。
ローブの薄膜プローブ部近傍を示す主要断面の拡大図で
ある。
【図7】 従来のメンブレンプローブを示す要部断面図
である。
である。
1 プローブ基板、2 薄膜プローブ部、3 バンプ、
4 透明ブロック、5 電気配線、6 加圧プレート、
7 固定ねじ、8 メンブレンコア支持板、9 センシ
ング端子調整ねじ、10 センシング端子、11、2
1、31、32、41、52 検出回路、20 圧電素
子、30 歪みゲージ、40 変位センサ、42 変位
センサ調整ねじ、50 密閉部、51 圧力センサ。
4 透明ブロック、5 電気配線、6 加圧プレート、
7 固定ねじ、8 メンブレンコア支持板、9 センシ
ング端子調整ねじ、10 センシング端子、11、2
1、31、32、41、52 検出回路、20 圧電素
子、30 歪みゲージ、40 変位センサ、42 変位
センサ調整ねじ、50 密閉部、51 圧力センサ。
Claims (8)
- 【請求項1】 表面に被測定物であるウエハ状の半導体
デバイスと電気的コンタクトをとるためのバンプコンタ
クト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミド等からな
る薄膜プローブ部、 この薄膜プローブ部の一部表面上に配設された圧電素
子、 この圧電素子からの微小電位を検出する検出回路、 上記薄膜プローブ部にコンタクト圧を与える透明ブロッ
クおよび加圧プレート、 上記薄膜プローブ部、透明ブロックおよび加圧プレート
を支持するプローブ基板を備えたことを特徴とするメン
ブレンプローブ。 - 【請求項2】 表面に被測定物であるウエハ状の半導体
デバイスと電気的コンタクトをとるためのバンプコンタ
クト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミド等からな
る薄膜プローブ部、 この薄膜プローブ部にコンタクト圧を与える透明ブロッ
クおよび加圧プレート、 この加圧プレートに密着して配設された変位センサ、 この変位センサの微小容量変化を検出する検出回路、 上記薄膜プローブ部、透明ブロックおよび加圧プレート
を支持するプローブ基板を備えたことを特徴とするメン
ブレンプローブ。 - 【請求項3】 表面に被測定物であるウエハ状の半導体
デバイスと電気的コンタクトをとるためのバンプコンタ
クト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミド等からな
る薄膜プローブ部、 この薄膜プローブ部の一部表面上に配設され、気体もし
くは液体の材料を充填された密閉部、 この密閉部に密着して配設された圧力センサ、 この圧力センサからの微小な圧力変化を検出する検出回
路、 上記薄膜プローブ部にコンタクト圧を与える透明ブロッ
クおよび加圧プレート、 上記薄膜プローブ部、透明ブロックおよび加圧プレート
を支持するプローブ基板を備えたことを特徴とするメン
ブレンプローブ。 - 【請求項4】 表面に被測定物であるウエハ状の半導体
デバイスと電気的コンタクトをとるためのバンプコンタ
クト部および薄膜電気配線を有し、ポリイミド等からな
る薄膜プローブ部、 この薄膜プローブ部の一部表面上に配設された、金属抵
抗素子からなる歪みゲージ、 この歪みゲージからの微小な抵抗変化を検出する検出回
路、 上記薄膜プローブ部にコンタクト圧を与える透明ブロッ
クおよび加圧プレート、 上記薄膜プローブ部、透明ブロックおよび加圧プレート
を支持するプローブ基板を備えたことを特徴とするメン
ブレンプローブ。 - 【請求項5】 検出回路はホイートストンブリッジ回路
またはポテンショ回路であることを特徴とする請求項4
記載のメンブレンプローブ。 - 【請求項6】 検出回路は、プローブ基板または薄膜プ
ローブ部に設けられていることを特徴とする請求項4ま
たは請求項5記載のメンブレンプローブ。 - 【請求項7】 検出回路は、メンブレンプローブを固定
するウエハプローバに設けられていることを特徴とする
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のメンブレン
プローブ。 - 【請求項8】 請求項1〜請求項7のいずれか一項に記
載のメンブレンプローブが上部に固定され、被測定物で
あるウエハ状の半導体デバイスをセットするステージ、 上記メンブレンプローブの検出回路からの結果を受け
て、上記メンブレンプローブの薄膜プローブ部が被測定
物に一定のコンタクト圧で接触するように上記ステージ
の上下量を制御する制御回路を備えたことを特徴とする
ウエハプローバ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8159384A JPH1010156A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | メンブレンプローブおよびこのメンブレンプローブを備えたウエハプローバ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8159384A JPH1010156A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | メンブレンプローブおよびこのメンブレンプローブを備えたウエハプローバ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1010156A true JPH1010156A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15692626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8159384A Pending JPH1010156A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | メンブレンプローブおよびこのメンブレンプローブを備えたウエハプローバ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1010156A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007057439A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Tokyo Electron Ltd | プローブ装置及び被検査体とプローブとの接触圧の調整方法 |
-
1996
- 1996-06-20 JP JP8159384A patent/JPH1010156A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007057439A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Tokyo Electron Ltd | プローブ装置及び被検査体とプローブとの接触圧の調整方法 |
KR100968131B1 (ko) * | 2005-08-25 | 2010-07-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 프로브 장치 및 피검사체와 프로브의 접촉압 조정 방법 |
US7847569B2 (en) | 2005-08-25 | 2010-12-07 | Tokyo Electron Limited | Probe device and method of regulating contact pressure between object to be inspected and probe |
JP4684805B2 (ja) * | 2005-08-25 | 2011-05-18 | 東京エレクトロン株式会社 | プローブ装置及び被検査体とプローブとの接触圧の調整方法 |
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