JPS63313832A - ウェハプローブ - Google Patents

ウェハプローブ

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JPS63313832A
JPS63313832A JP63014365A JP1436588A JPS63313832A JP S63313832 A JPS63313832 A JP S63313832A JP 63014365 A JP63014365 A JP 63014365A JP 1436588 A JP1436588 A JP 1436588A JP S63313832 A JPS63313832 A JP S63313832A
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JP
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ground
probe
wafer
conductor
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JP63014365A
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エリツク・ダブリユ・ストリツド
キンバリー・アール・グリーソン
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Cascade Microtech Inc
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はウェハ状の集積回路（ＩＣ）の複数の点にアク
セスして特性測定／試験を行うウェハプローブ、プロー
ブ装置及びプローブ方法に関する。
［従来技術とその問題点コ ウェハプローブは半導体ウェハ上に製造したＩＣ素子の
如きプレーナ（平面状）デバイスの極小ボンディングパ
ッドと試験機器間に一時的に電気的接触を行う為のもの
である。ウェハプローブを使用することにより、ウェハ
上に製造している多数のＩＣ素子を分割しボンディング
（リード付け）及びパッケージを行う前に、ＩＣを動作
させたり試験を行うことが可能になる。しかし、現存す
るウェハプローブの多くは、ＩＣ素子のボンディングパ
ッドを測定機器に接続する為にプローブが形成する信号
路は一定特性インピーダンスを有しないので、例えば２
ＧＨｚ以上の高周波信号を高精度で測定することができ
ない。信号路のインピーダンス不整合は信号反射を生じ
、信号測定時に誤差を生じることとなる。
１９８４年４月３０日付で出願した米国特許出願第６０
５，４６２号（米国特許第４６９７１４３号）は先端が
傾斜するアルミナ製基板の底面に被着形成したコプラナ
状（同一平面上）の接地及び信号導体より成り、各信号
導体の近傍の接地導体とにより別個で且つ一定インピー
ダンスの伝送線を形成するようにしたウェハプローブを
開示している。これら接地導体は金属性チャンネルによ
り電気的に相互接続される。このチャンネルは信号導体
をまたぐが接触することはない。各伝送線は基板の幅広
端に設けた同軸ケーブルコネクタから延びて基板の幅の
狭い部分の端部に設けた接触パッドに達し、この接触パ
ッドはＩＣ素子のボンディングパッドと位置合せされて
いる。このプローブは次のようなＩＣ素子にアクセスす
る場合に特に有用である。即ち、アクセスされるべき信
号を流すボンディングパッドが一列に配置され、この列
に少くとも１個の接地されるボンディングパッドを含ん
でいるＩＣ素子である。プローブの各伝送線は信号導体
と接地導体とを含み、接地導体はすべてチャンネルによ
り相互接続されているので、各伝送線の定インピーダン
ス状態はケーブルコネクタからＩＣ素子まで存在する。
このことは１つの伝送線の１個の接地導体がＩＣ素子の
１つの接地ボンディングパッドに接触する場合につぃて
も同じである。
ＩＣ素子は２列のボンディングパッドを有する場合があ
り、この場合には別の１０−ブを用いて各列にアクセス
してもよい。しかし、多くのＩＣ素子では、接地ボンデ
ィングパッドは２列のうちいずれか一方にしかなく、他
方にはないので、両プローブの一方の接地導体はＩＣの
接地端子に直接アクセスできない、ジャンパ線を用いて
両１０−ブの接地導体の先端間を結線し、一方のプロー
ブの接地導体が間接的に他方のプローブの接地導体にア
クセスし、これにより一方のプローブの伝送線からＩＣ
素子まで継続して一定特性インピーダンスとなるように
する。しかし、プローブは大変小形であり、両プローブ
の接地導体間を相互接続するジャンパ線も極めて小さい
ので取付けが困誼であり且つ破損の虞れがある。
従って、本発明の目的は、ＩＣ素子の接近する２列のボ
ンディングパッドにアクセスができ、両プローブの導体
をボンディングパッドの接触点近傍で電気的に容易に相
互接続が行えるようにしたウェハプローブ、プローブ装
置及びウェハプローブのブロービング方法を提供するこ
とである。
［発明の概要］ 本発明によるウェハプローブによれば、テーパを施した
プローブ基板の底面に交互に複数の接地及び信号導体を
有し、各信号導体と接地導体とで一定の特性インピーダ
ンスを有する複数の伝送線を構成している。複数の接地
導体は信号導体をまたぐ金属チャンネルによりすべて相
互に接続している。各伝送線は同軸ケーブルコネクタを
プローブ基板の幅広端部で他端（狭い）にある接触パッ
ドと接続する。この接触パッドはＩＣ素子のボンディン
グパッドと同様の配置となっている。
本発明によれば、接地コンタクトがプローブ板の狭い端
部の上側に取付けられ、この接地コンタクトは導電路に
よりプローブ板の下側の接地導体に接続される。２個の
ウェハプローブにより同一のＩＣ素子の並列配置のボン
ディングパッドに同時にアクセスする場合には、両ウェ
ハプローブのプローブ板の上側の接地コンタクトに導電
被膜のシートをのせることにより両プローブの接地導体
を相互接続してもよい。このようにすれば、プローブの
一方がＩＣ素子の接地に直接アクセスできなくとも、他
のプローブを介してＩＣ素子の接地に間接的にアクセス
できる。従って一定インピーダンスの伝送線を、実質的
に不連続性を生じさせることなく、ＩＣ素子のボンディ
ングパッドまで延長することが可能である。
更に、本発明によれば、ゴム、プラスチック又は他の抵
抗材料より成るフィンガ（指状部）をプローブ板の上部
に取付け、このフィンガの一端をプローブ板に固定する
と共に他端により基板の上側の接地コンタクトを押圧す
る。両プローブの接地コンタクトを相互接続する箔が各
プローブの接地コンタクトとフィンガ間に挿入されると
、各プローブのフィンガはプローブの接地コンタクト上
に箔を保持する。
更にまた、本発明によれば、導電箔は透明開口を有し、
箔をプローブ上に配置すると、開口はアクセスされるボ
ンディングパッド上に位置する。
この開口により、オペレータはボンディングパッドに対
する各プローブ位置を観察することができる。
［実施例］ 第１図は本発明によるウェハプローブ１１の分解斜視図
である。本発明によれば、半導体ウェハ上に形成した平
面状ＩＣ素子の接続用ボンディングパッド伝送線を構成
し、この伝送線と同軸ケーブルを介してボンディングパ
ッドと試験機器間の信号伝送が行われるようにしている
。第２図及び第３図は夫々第１図のウェハプローブ１１
の上面及び側面図であり、第４図及び第５図は夫々第２
図のウェハプローブ１１の線４−４及び５−５に沿う正
面断面図である。第２図乃至第４図は、ウェハ１６上の
平面状ＩＣデバイス１５のボンディングパッド１３と殆
んど接触状態にあるが極く僅かに間隙を有しているプロ
ーブを示す。
第１図乃至第５図を参照すると、プローブ１１はプロー
ブ取付ブッロク１７を有し、このブロック１７にテーパ
状伝送線アセンブリ１９の幅広い一端が取付けられてい
る。テーパ状の金属チャンネル３５が伝送線アセンブリ
１９の下側に接続され、１対の中間吸収層２３が金属チ
ャンネル３５の下側に且つテーパ状縁部に沿って取付け
られる。
テーパ状の吸収層２１がテーパ状伝送線アセンブリ１９
の狭い端部上に取付けられる。プローブ取付はブロック
１７の下側に取付けた下側吸収層２５は伝送線アセンブ
リ１９の幅広端の下に伸び、チャンネル３５と中間吸収
層２３とにより伝送線アセンブリ１９から離間している
。好ましくは金である金属接地コンタクト３０が伝送線
アセンブリ１９の上側の狭い先端部４１付近に取付けら
れる。好ましくはゴム、プラスチック又はその他の弾性
絶縁材料からなるフィンガ２２が上側吸収層２１の狭い
端部に取付けられ、フィンガ２２の下側が接地コンタク
ト３０を押圧するようにする。
同軸ケーブル２７がプローブ取付ブロック１７の上部に
取付けられる。
第６図は伝送線アセンブリ１９の先端４１の底面図であ
る。第１図乃至第６図を参照して説明する。伝送線アセ
ンブリ１９は信号導体２９及び接地導体３１より構成さ
れ、共に約１０ミル（１ミル＝１／１０００インチ＝０
．０２５４ｍｍ）の厚さのアルミナ（Ａ　Ｉ　２０３　
）の如き誘電体材料製のテーパ状プローブ板３３上に取
付けられる。
信号導体２９と接地導体３１とはプローブ板３３のアル
ミナ基板上に被着した例えば金等の導体片である。第６
図に最もよく示される如く、導体２９と３１とはプロー
ブ板の先端４１に向かって狭くなり、被試験デバイス１
５のボンディングパッド上にアライメントされる。デバ
イス１５のボンディングパッド１３との接触は、信号導
体２９及び接地導体３１の端部に取付けた例えば小さい
ニッケル又は金の接触パッド３７を介して行われる。
信号導体２９の幅と接地導体３１からの距離はプローブ
板の先端４１からのごく僅かの距離の所まで一定に保持
される６次に信号導体２９と接地導体３１は、例えば、
１０ミル幅からプローブ板の先端４１の１ミル幅までテ
ーパがつけられる。
信号導体２９と接地導体３１との間隙は先端４１まで相
対的にテーパが設けられ、信号導体２９と接地導体３１
のなす伝送線の特性インピーダンスが被試験デバイス１
５のボンディングパッド１３との接触点まで伝送線の全
長にわたり一定（例えば５０Ω）であるようにする。ボ
ンディングパッドは通常約２ミル平方の正方形の表面を
有し、幅はプローブ板の先端４１における導体２９及び
３１と同じであり、各パッドの中心間の間隔は約４ミル
である。しかし、導体２９及び３１には上述の場合と異
なる幅と間隔でテーパをつけ、特性インピーダンスを一
定に維持しつつ、異なるボンディングパッド配置にアラ
イメントするようにすることも可能である。
第３図乃至第５図に示すとおり、伝送線アセンブリ１９
は一般に吸収層２’ｌ、２３及び２５で略凹まれる。こ
れら吸収層は相対特性インピーダンスが自由空間の特性
インピーダンスと近く即ち、１ｚ１／ｌＺｏ　ｌ＝０．
５〜０．７且つ高い磁性損失係数を有するマイクロ波吸
収材料製でもよい。この特性インピーダンスを有する材
料は、マイクロ波エネルギを反射せず、誘電体伝送線モ
ードを生じることもない。この吸収体の適当な材料とし
ては、エマーソンアンドカミング社の商品名ＥＣＣ０８
ＯｆｔＢの鉄又はフェライトを含むＧＤＳ、ＭＥ−３，
ＭＦ及びＣＲ−Ｓモデルの吸収体がある。第５図に示す
如く、上側吸収層２１は信号導体２９から吸収体が空間
的に離間するよう凹部を有し、プローブ板３３の上側に
取付けられる。中間及び下側吸収層２３及び２５はプロ
ーブ板３３の下側に金属チャンネル３５と接触して取付
けられる。両接地導体３１と接触し信号導体２９をまた
ぐ金属チャンネル３５は、信号導体２９と離間する吸収
体を有し、伝送線アセンブリ１９の構造的一体性を改善
し、両側の接地導体３１と電気的に結合され、信号導体
２９の遮蔽を行う。
伝送線アセンブリ１９とコネクタ２７とは、第４図に最
もよく示されている如く、取付ブロック１７に取付けら
れる。好適実施例では、取付ブロック１７も吸収層と同
様のマイクロ波吸収材料で形成する。信号導体２９の一
端は導体タブ３９によリコネクタ２７に接続される。コ
ネクタ２７は外部の５０Ω同軸ケーブル（図示せず）を
ウェハプローブ１１に接続して外部試験機器との間の信
号の送受信に使用する。プローブ先端４１の各接触パッ
ド間の間隔はプローブでアクセスしたいデバイス１５の
ボンディングパッド１３の間隔に応じて自由に変更可能
である。
ウェハプローブ１１はＩＣ素子１５上に直線状に配置し
たボンディングパッド１３にアクセスするように設計さ
れている。典型的なＩＣ素子は、素子の互いに反対側の
端に沿って設けた２列のボンディングパッドを有するの
で、２個のウェハプローブを用いて２列のボンディング
パッドに同時にアクセスしてもよい。しかし、接地ボン
ディングパッドは通常一方のボンディングパッド列のみ
にあり他の列にはないので、プローブの一方の接地導体
はＩＣ素子の接地パッドに直接アクセスすることはでき
ない。もしプローブの一方の接地導体がＩＣデバイスの
接地パッドに接続されないと、プローブの伝送線とアク
セスされるボンディングパッド間の接続点にインピーダ
ンスの不連続が生じる。
本発明のウェハプローブによると、伝送線アセンブリ１
９のプローブ板３３の先端４１の上側に取付けられてい
る金属コンタクト３０は、プローブ板の上側の接地導体
３１に導電路により接続されている。よって、２個のウ
ェハプローブを同じＩＣ素子の２列のボンディングパッ
ドに同時にアクセスすると、２個のプローブの接地導体
は両ウェハプローブの接地コンタクト３０上に配した導
電箔により相互接続できる。つまり、プローブの一方が
ＩＣ素子の接地ボンディングパッドに直接アクセスでき
ない場合には、他のプローブによりＩＣ素子の接地パッ
ドに間接的にアクセスでき、これによりその一定インピ
ーダンスの伝送線に不連続を生じることな（ＩＣ素子ま
で延長することができる。接地コンタクト３０に接触す
る弾性フィンガ２２は、箔がフィンガ２２と接地コンタ
クト３０間に挿入されるとき、所定位置にこれを保持す
る。
　Ａ 第７図及び第８図は導電箔５０の係合前後の２個のプロ
ーブの伝送線アセンブリの先端部４１ａ。
４１ｂの側面図である。各プローブの接地コンタクト３
０はプローブ先端の側縁を覆う導電性エポキシ塗料３６
の薄膜により、プローブ先端の下側の接地導体３１に電
気的に接続される。箔５０は弱い接着剤により支柱５１
の頂部に一時的に取付けられ、この支柱５１はガラス製
スライド５２上に取付けられる。ガラス製スライド５２
は通常プローブでアクセスされたウェハを支持する可動
チャック上に保持される。最初、両プローブ先端４１ａ
及び４１ｂは相互に離間しており、箔５０は各プローブ
の接地コンタクト３０とフィンガ２２間に入り込み、箔
は各フィンガを僅か上方に押し上げる。−反省５０がフ
ィンガ２２と接地コンタクト３０間の所定位置に来ると
、フィンガ２２は十分な保持力を与え、その後スライド
５２と支柱５１とを両プローブ先端から取除くと、箔５
０は支柱５１に弱く接着しているのみであるので、支柱
から外れて各プローブのフィンガ２２及び接地コンタク
ト３０間にとどまる。第８図に示す如く、箔５０が所定
位置となると、ウェハ１６はチャック５５上に載せられ
てチャック５５が持ち上がるので、ウェハ１６のＩＣ素
子１５のボンディングパッドがプローブの接触パッド３
７と接触する。
第９図はプローブ先端４１ａ及び４１ｂと第８図の相互
接続用箔５０の平面図である。開口５６が箔５０に形成
され、その下のＩＣデバイスのボンディングパッドに対
する接触パッド３７の位置が上方から見え、その結果、
接触パッド及びボンディングパッド間の正しいアライメ
ントが行える。
以上、本発明によるウェハプローブを説明した。
このウェハプローブは誘電体基板の下側の１縁に配置し
た接触パッドを有し、アクセスしたい平面状デバイスの
ボンディングパッドとアライメントが行われ、また基板
の下側に被着したコプレーナ状接地及び信号導体を有し
一定インピーダンスの伝送線を形成して接触パッドに試
験機器を接続する。接地コンタクトが基板の接触パッド
を有する端部近傍の上側に取付けられ、この接地コンタ
クトは導電路により基板の下側の接地導体に導電路で接
続される。可撓性フィンガがコンタクトに接触する。斯
るウェハプローブの２個が同時に同じ平面状デバイスの
ボンディングパッドに同時にアクセスすると、２個のプ
ローブの接地導体は、各ウェハプローブの接触フィンガ
と接地コンタクト間に導電性箔（シート）を挿入するこ
とにより相互接続できる。
尚、好適実施例について本発明のウェハプローブを説明
したが、本発明の要旨をｉ脱することなく種々の変形変
更が可能である。例えば、２個のウェハプローブは同じ
列の異なるボンディングパッド或はウェハの互いに直交
する２辺に形成されたボンディングパッドにアクセスす
る場合の接地導体間の相互接続に使用することも可能で
ある。
従って、本発明の技術的範囲には実施例のみならず変形
変更をも包含されることは勿論である。
［発明の効果］ 本発明のウェハプローブによると、プローブ板の先端部
には、下面に被着形成された接地及び信号導体を有する
と共に上面にも接地コンタクトを有し、接地導体と接地
コンタクト間は側縁部の導体層で相互接続され、その上
に弾性フィンガを有する。弾性導電箔が接地コンタクト
とフィンガ間に挿入できる。従って複数のウェハプロー
ブを同じウェハのボンディングパッドにアクセスする場
合、接地導体間をこの導電箔を介して相互接続できるの
で、ウェハプローブの伝送線に特性インピーダンスが一
定値に維持され、高精度且つ広帯域の信号測定が可能で
ある。また、この箔の被測定ウェハ上部には開口を設は
ウェハプローブの接触パッドとウェハのボンディングパ
ッドのアライメントを容易に行うことができるので、各
種ウェハのプロービングへの応用に好適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるウェハプローブの一実施例の分解
斜視図、第２図は本発明のウェハグローブと被試験ウェ
ハ素子との位置関係を示す平面図、第３図は第２゜図の
ウェハプローブの側面図、第４図は第２図のウェハプロ
ーブの４−４線に沿う断１只 面図、第５図は第２図のウェハグローブの５−５線に沿
う断面図、第６図は第２図に示すウェハプローブの先端
部の底面図、第７図は２個のウェハプローブを導電性箔
膜で相互接続する直前の状態を示す側面図、第８図は２
個のウェハプローブを導電性箔膜で相互接続した状態を
示す側面図、第９図は第８図の導電性箔膜と２個のウェ
ハプローブ先端部の平面図を示す。 １５・・・ウェハ ３３・・・誘電体基板 ２９・・・信号導体 ３１・・・接地導体 ３０・・・接地コンタクト ３６・・・相互接続手段 ２２・・・絶縁弾性体 ５０・・・導電性シート ５１．５２．５５・・・支持台 ＦＩＧ、７

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）誘電体基板の一面に被着形成した信号導体及び接
    地導体と、上記基板の先端部の他面に形成した接地コン
    タクトと、該接地コンタクト及び上記接地導体間を電気
    的に接続する相互接続手段とを具えるウェハプローブ。
  2. （２）誘電体基板の一面に被着形成した信号導体及び接
    地導体と、上記基板の先端部の他面に形成し上記接地導
    体と電気的に相互接続した接地コンタクトと、上記基板
    の上記接地コンタクトに接して取付けた絶縁弾性体と、
    該絶縁弾性体及び上記接地コンタクト間に間挿する導電
    性シートとを具えるウェハプローブ。
  3. （３）被試験ウェハの複数のボンディングパッドと外部
    機器間の相互接続を行うプローブ装置であって、各々誘
    電体基板の一面に被着形成した信号導体及び接地導体、
    上記基板他面に形成し上記接地導体と相互接続する接地
    コンタクトを有する複数のプローブと、該複数のプロー
    ブの各接地コンタクト間を接続する導電性シートとを具
    えるプローブ装置。
  4. （４）支持台上に固定したウェハの複数のボンディング
    パッドに各々信号導体及び接地導体とを有する誘電体基
    板を含む複数のウェハプローブを接続するに際し、上記
    各ウェハプローブの上記誘電体基板に接地コンタクトを
    形成し、導電性シートを上記支持体に比較的弱く取付け
    、上記導電性シートを上記各接地コンタクトに弾性的に
    挿入固定し、上記導電性シートの上記支持台への固定を
    外すことにより成るウェハプローブのプロービング方法
    。
JP63014365A 1987-01-30 1988-01-25 ウェハプローブ Pending JPS63313832A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/008,847 1987-01-30
US07/008,847 US4827211A (en) 1987-01-30 1987-01-30 Wafer probe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63313832A true JPS63313832A (ja) 1988-12-21

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ID=21734039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63014365A Pending JPS63313832A (ja) 1987-01-30 1988-01-25 ウェハプローブ

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