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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