(57)【要約】  【課題】  ウェハー状態或いはベアチップ状態の半導体集積回路素子に対して、グランドインダクタンスを低減しかつリターンパスを最短化して高周波電気的特性を高精度にかつ効率的に測定する。  【解決手段】  絶縁基板２に形成したガイド開口部７を閉塞して取り付けられるグランド金属箔４を有し、このグランド金属箔４に高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａに相対する各入出力電極１０９をそれぞれ臨ませる多数個の電極開口部１２を形成し、電極形成面１０２上において充分なグランド面積を確保する。  【選択図】  図１
2006214943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波半導体集積回路素子を対象物としてその電気的特性を測定するプローブ装置において、
上記高周波半導体集積回路素子の電極形成面よりも大きな開口寸法を有するガイド開口部が形成された絶縁基板と、
上記高周波半導体集積回路素子の上記電極形成面に形成された各入出力電極と相対されるとともにそれぞれの先端部を上記ガイド開口部内に突出させて第２主面に臨ませるようにして上記絶縁基板の第１主面上に放射状に配列され、それぞれ誘電基体部と、この誘電基体部に設けられた信号線路とグランド導体とから構成される多数個のブレードと、
上記絶縁基板の第２主面側に上記ガイド開口部を閉塞するようにして固定されるとともに上記各ブレードの上記グランド導体と上記ガイド開口部の開口縁の近傍において接続され、上記高周波半導体集積回路素子の上記各入出力電極に対応しかつそれぞれを内部に位置させるに足る開口寸法を有する多数個の電極開口部が形成されたグランド金属箔と、
上記各ブレードの先端部に上記各信号線路と接続されて片持ち支持されるとともに先端部が上記回路基板の相対する上記電極開口部からそれぞれ突出される多数個のコンタクトプローブとを備え、
上記高周波半導体集積回路素子の上記電極形成面に組み合わせることにより、上記グランド金属箔が上記各電極開口部内にそれぞれ相対する上記各入出力電極を臨ませるとともに上記各電極に対して上記各コンタクトプローブが接触することを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】
上記各ブレードが、上記絶縁基板の上記ガイド開口部の開口縁から上記絶縁基板の第２主面側に延在される上記絶縁基体部の先端部に、上記各信号線路を引き回してプローブ接続部を形成するとともに上記グランド導体と一体のグランド接続部を形成してなり、
上記各コンタクトプローブが基端部を上記プローブ接続部に固定されるとともに、上記グランド金属箔が上記グランド接続部において接続されることを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
【請求項３】
上記絶縁基板の第２主面側に上記ガイド開口部の外周部に位置して台座部材を設けるとともに、上記グランド金属箔の外周部に上記台座部材に対応して延長された取付部を一体に形成し、
上記グランド金属箔が上記絶縁基板に対して、上記グランド接続部との接続箇所の外周位置において上記取付部を上記台座部材に固定されることを特徴とする請求項２に記載のプローブ装置。
【請求項４】
上記グランド金属箔が上記回路基板に対して、上記取付部と上記台座部材とに形成されて相対嵌合する位置決め手段によって位置決めされることを特徴とする請求項３に記載のプローブ装置。
【請求項５】
上記各電極開口部が、上記グランド金属箔に、上記高周波半導体集積回路素子の上記電極形成面に形成された上記各入出力電極毎に対応して形成された多数個の開口部によって構成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
【請求項６】
上記各電極開口部が、上記グランド金属箔に上記高周波半導体集積回路素子の上記電極形成面とほぼ等しい開口寸法を有する開口部内に設けた複数本のブリッジ片によって上記各入出力電極に対応して区割りした複数の空間領域によって構成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
【請求項７】
上記各電極開口部が、上記グランド金属箔に形成された上記高周波半導体集積回路素子の上記電極形成面とほぼ等しい開口寸法を有する開口部に架け渡した複数本の金属線によって上記各入出力電極に対応して区割りした複数の空間領域によって構成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハー状態やベアチップ状態の高周波半導体集積回路素子等を対象物としてその電気的特性を測定する際に好適に用いられるプローブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機、ビデオ機器或いはオーディオ機器等の各種モバイル機器においては、小型軽量化、多機能化、高機能化等が図られており、搭載される半導体集積回路素子も極めて厳しい小型化、高精度の高周波特性等が要求されている。半導体集積回路素子は、一般にエポキシ系の絶縁合成樹脂やセラミック等で封止した状態で供給されていたが、小型化の要求に対応するいわゆるベアチップ実装技術等の採用によってベアチップ状態での供給も行われるようになっている。
【０００３】
半導体集積回路素子は、各種のプローブ装置が用いられてウェハー状態やベアチップ状態において所定の電気的特性を有するか否かの測定が行われる。プローブ装置は、多数個の電極が微小ピッチで形成された半導体集積回路素子の電気的特性を測定するために用いられることから、電極ピッチに合わせた微小なピッチで配列された多数個のプローブが備えられる。プローブ装置は、半導体集積回路素子の高周波電気的特性を高精度に測定するために、例えばチップコンデンサ、チップコイル或いは電源とグランド間のデカップリング用コンデンサ等の受動素子部品を備えて半導体集積回路素子とのインピーダンス整合が図られるように構成される。なお、プローブ装置においては、例えば受動素子部品や信号線を交換或いは移動させ得る構造とすることによってインピーダンス整合の調整操作を可能とする対応も図られる。
【０００４】
プローブ装置としては、例えば高周波線路の一種であるコプレナー構造のコプレナー型プローブ装置、ポリイミド等のフレキシブル絶縁フィルム上に電気回路を形成して電極に接触させるための端子を設けたメンブレンプローブ装置或いは同軸ケーブルの信号線の先端を延長してプローブとした同軸プローブ装置等が提供されている。また、特許文献１には、マイクロストリップ伝送構造をセラミック基板等の基板上に形成して信号線から短いニードルプローブを突出させたブレード型装置が開示されている。特許文献２には、絶縁基板の下面に鋸歯状の接地探針を形成した接地プレートを取り付けるとともに、この接地プレートに形成した開口部から高周波探針とバイアス探針とを突出させたプローブカードが開示されている。
【０００５】
しかしながら、高周波用プローブ装置においては、周波数帯域の高帯域化に伴って信号損失が大きくなることから、高精度の測定を行うための改善が必要となってくる。すなわち、高周波用プローブ装置においては、いかにして信号損失を少なくして信号線路の電気的、物理的な距離を最短化してリターンパスを短縮化するかということが重要な課題となる。また、高周波用プローブ装置においては、高周波信号をインピーダンス整合のとれた状態に保持して、最短のリターンパス、最短の信号伝達経路を構成することが課題となる。
【０００６】
上述した従来のプローブ装置においては、グランドの開口部の接地面積を充分に取ることができないという問題、或いは高周波信号ラインに対するグランドの引き回しが長くなってしまうといった問題がある。また、従来のプローブ装置においては、セラミックブレードを用いて例えば５０Ωマッチングで整合したにもかかわらず、プローブの先端部においてインピーダンスが変動してしまうといった問題もあった。
【０００７】
図８乃至図１０に示した従来のブレード型プローブ装置１００は、図１１に示すようにウエーハ１０１の主面上に形成される多数個の高周波半導体集積回路素子（以下、高周波半導体素子と略称する。）１０２を対象物として、それぞれについて所定の電気的特性を直接測定する。プローブ装置１００は、絶縁基板１０３と、多数個のブレード１０４と、グランド金属箔１０５と、多数個のコンタクトプローブ１０６とを備えている。プローブ装置１００は、絶縁基板１０３に、半導体路素子１０２の電極形成面１０２ａよりも大きな開口寸法を有するガイド開口部１０７を形成するとともに、第１主面１０３ａと第２主面１０３ｂとに引き回されてグランドパターン１０８を形成する。
【０００８】
プローブ装置１００は、各ブレード１０４が、高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａに形成された詳細を省略する多数個の入出力電極（パッド）１０９と相対され、それぞれの先端部をガイド開口部１０７の開口縁に臨ませて絶縁基板１０３の第１主面１０３ａ上に放射状に配列される。各ブレード１０４は、それぞれセラミック等によって略薄板状に形成された誘電基体部１１０と、この誘電基体部１１０の内層に設けられた信号線路１１１及び側面に設けられたグランド導体１１２とから構成される。各ブレード１０４は、信号線路１１１が誘電基体部１１０の底面に形成されたグランドパターン１１３と対向されてマイクロストリップラインを構成する。各ブレード１０４は、グランド導体１１２が絶縁基板１０３の第１主面１０３ａ上において重なることによりグランドパターン１０８と接続される。
【０００９】
プローブ装置１００は、グランド金属箔１０５が、例えば銅箔等の金属箔が用いられて図１０に示すように横長矩形に形成される。グランド金属箔１０５は、高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａよりも大きくかつ絶縁基板１０３のガイド開口部１０７の開口幅よりも大きな外形を有しており、中央部に位置して電極形成面１０２ａに形成された入出力電極１０９を内部に位置させるに足る開口寸法を有する横長矩形の電極開口部１１４が形成されている。グランド金属箔１０５は、長さ方向の両端部位がクランク状に折曲されることによってそれぞれグランド接続部１１５、１１５を構成する。
【００１０】
グランド金属箔１０５は、絶縁基板１０３の第２主面１０３ｂにガイド開口部１０７を凹型のアンダーブリッジのような形状を有して跨ぐようにして組み合わされ、図９に示すようにグランド接続部１１５、１１５を第２主面１０３ｂに引き回されたグランドパターン１０８に対してそれぞれ半田付けされる。したがって、グランド金属箔１０５には、グランドパターン１０８を介して各ブレード１０４のグランド導体１１２がそれぞれ共通接続される。
【００１１】
プローブ装置１００は、各ブレード１０４が、絶縁基板１０３の第２主面１０３ｂ側に臨ませられた誘電基体部１１０の先端部１１０ａに信号線路１１１を引き回して形成してプローブ接続部１１１ａを構成し、このプローブ接続部１１１ａにそれぞれコンタクトプローブ１０６が取り付けられる。各コンタクトプローブ１０６は、導電性を有する金属薄板或いは薄板材を素材として、リソグラフィー技術や電鋳技術によって微細かつ精密に形成される。各コンタクトプローブ１０６は、基端部１０６ａをプローブ接続部１１１ａに接続されることによってブレード１０４に片持ち支持され、略直角に折曲された先端部１０６ｂがそれぞれグランド金属箔１０５に形成した電極開口部１１４を貫通して突出される。
【００１２】
プローブ装置１００は、グランド金属箔１０５の電極開口部１１４内に電極形成面１０２ａを位置させるようにして高周波半導体素子１０２に組み合わされ、この高周波半導体素子１０２に対して所定の電気的特性の測定を行う。プローブ装置１００においては、電極開口部１１４から突出された各コンタクトプローブ１０６の先端部１０６ｂが、それぞれ高周波半導体素子１０２の相対する入出力電極１０９上に圧接する。プローブ装置１００においては、各コンタクトプローブ１０６を介して入出力電極１０９に測定信号を印加し、その出力を計測することによって各高周波半導体素子１０２が所定の電気的特性を有するか否かを測定する。
【００１３】
【特許文献１】特表平８−５１０５５３号公報
【特許文献２】実開平４−１２１７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上述した特許文献１に記載されたブレード型プローブカードは、プローブを支持する絶縁基板の厚みに限界があるために、多数個の入出力電極が微小ピッチで配列された半導体集積回路素子への適用が困難であった。ブレード型プローブカードは、各入出力電極に対してプローブを同時に接触させることが困難であり、例えばプローブを移動させながら測定を行うことも可能ではあるが測定効率が悪くなるとともに高精度の測定も行い得なくなる。
【００１５】
上述した従来のプローブ装置１００においては、誘電基体部１１０に信号線路１１１とグランド導体１１２とを設けて構成した各ブレード１０４にコンタクトプローブ１０６を取り付けた構造であることから、各コンタクトプローブ１０６の高周波特性の向上が図られている。プローブ装置１００においては、電極開口部１１４を有するグランド金属箔１０５を備えて高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａを囲むグランド導体を構成することにより、グランド面積の向上を図るとともにグランド接続の簡易化が図られる。
【００１６】
しかしながら、かかるプローブ装置１００においても、高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａに対して充分なグランド面積を確保することが困難であり、高周波帯域になるにしたがってリターンパスも大きくなる。また、プローブ装置１００は、各ブレード１０４のグランド導体１１２とグランド金属箔１０５とを絶縁基板１０３に引き回して形成したグランドパターン１０８によって電気的なグランドを接続することから、リターンパスの短縮化が困難であった。したがって、プローブ装置１００においても、高周波帯域における信号損失が大きくなることで、例えば高精度の電気的特性が要求される高周波ＩＣ（ＭＭＩＣ）等の測定用に用いることができなかった。
【００１７】
したがって、本発明は、ウェハー状態或いはベアチップ状態の半導体集積回路素子に対して、グランドインダクタンスを低減するとともにリターンパスを最短として高周波電気的特性を高精度にかつ効率的に測定することを可能とするプローブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した目的を達成する本発明にかかるプローブ装置は、絶縁基板と、多数個のブレードと、グランド金属箔と、多数個のコンタクトプローブとを備えて高周波半導体集積回路素子を対象物としてその電気的特性を測定する。プローブ装置は、絶縁基板に、高周波半導体集積回路素子の電極形成面よりも大きな開口寸法を有するガイド開口部を形成する。プローブ装置は、各ブレードが、高周波半導体集積回路素子の電極形成面に形成された各入出力電極と相対され、それぞれの先端部をガイド開口部内に突出させて第２主面に臨ませるようにして絶縁基板の第１主面上に放射状に配列され、それぞれ誘電基体部に信号線路とグランド導体とが設けられる。プローブ装置は、グランド金属箔が、絶縁基板の第２主面側にガイド開口部を閉塞するようにして固定されるとともに各ブレードのグランド導体とガイド開口部の開口縁の近傍において接続され、高周波半導体集積回路素子の各入出力電極に対応しかつそれぞれを臨ませるに足る開口寸法を有する多数個の電極開口部が形成される。プローブ装置は、各コンタクトプローブが、各ブレードの先端部に各信号線路と接続されて片持ち支持されるとともに、先端部が回路基板の相対する電極開口部からそれぞれ突出される。
【００１９】
プローブ装置においては、高周波半導体集積回路素子の電極形成面に組み合わすことにより、グランド金属箔の各電極開口部内にそれぞれ相対する入出力電極を臨ませるとともに各入出力電極に対してコンタクトプローブが接触する。プローブ装置においては、各コンタクトプローブを介してディバイスの各入出力電極に対して高周波信号を印加し、その出力を検出することによって高周波半導体集積回路素子の電気的特性を測定する。
【００２０】
プローブ装置においては、グランド金属箔に形成した各電極開口部内にそれぞれ相対する入出力電極を臨ませるようにすることで、高周波半導体集積回路素子の電極形成面に対してほぼ最大限のグランド面積が確保されるようにする。プローブ装置においては、グランド金属箔と各ブレードのグランド導体部が引き回しパターンを介さずに直接接続される構造となることで、リターンパスが短縮化されてグランドインダクタンスを低減させる。プローブ装置においては、各電極開口部内にそれぞれ相対する入出力電極を位置させるグランド金属箔が、コンタクトプローブを介して各入出力電極から入出力される高周波信号の大きな面積を有するグランドとして作用することで、リターンパスの短縮化を図るようにする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかるプローブ装置によれば、グランド金属箔を有する簡易な構造であり、グランド金属箔に各入出力電極をそれぞれ臨ませる多数個の電極開口部を形成して高周波半導体集積回路素子の電極形成面において充分なグランド面積を確保するとともに、グランド金属箔とグランド導体とを直接接続してリターンパスを短縮化してグランドインダクタンスを低減することから、高周波信号のレベル低下が抑制されて半導体集積回路素子の高周波帯域における電気的特性を高精度に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態として図面に示したプローブ装置１について、詳細に説明する。プローブ装置１も、上述した従来のプローブ装置１００と同様に、例えば測定本体装置に設置した状態で適宜のハンドリング装置等によって供給されるウエーハ１０１の主面上に形成されるいわゆるウェハー状態の多数個の高周波半導体素子１０２を測定対象物として、１個ずつ順番にその動作確認や所定の高周波電気的特性等の測定、検査を行う。なお、プローブ装置１は、適宜の保持部材に載置された高周波半導体素子にも用いることが可能であることは勿論である。
【００２３】
プローブ装置１も、基本的な構成をプローブ装置１００と同様とされ、図１及び図２に示すように、絶縁基板２と、多数個のブレード３と、グランド金属箔４と、多数個のコンタクトプローブ５とを備えている。プローブ装置１は、詳細を後述するように、グランド金属箔４を絶縁基板２に取り付けるための台座部材６を備える。プローブ装置１は、図示しないが本体部側にチップコンデンサやチップコイル或いは電源とグランド間のデカップリング用コンデンサ等の受動素子部品等を有するインピーダンス整合回路が備えられ、例えば５０Ωのマッチング整合を行って線路を介して高周波半導体素子１０２の高周波電気的特性を測定する。
【００２４】
プローブ装置１は、絶縁基板２が、適宜の絶縁合成樹脂材料、例えばＣＦＲ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）等を素材として形成され、詳細を後述するように各ブレード３やグランド金属箔４を取り付けるとともに図示しない装置フレームに取り付けられて支持基台を構成する。絶縁基板２には、その中央部に位置して半導体路素子１０２の電極形成面１０２ａよりも大きな開口径を有する円形のガイド開口部７が形成される。
【００２５】
プローブ装置１は、各ブレード３が、高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａに形成された詳細を省略する多数個の入出力電極１０９とそれぞれ相対して同数が備えられる。各ブレード３は、それぞれセラミック等を素材として略薄板状に形成された誘電基体部８と、この誘電基体部８の内層に設けられた信号線路９及び側面に設けられたグランド導体１０及び信号線路９と対向する底面に設けられたグランドパターン１１とから構成される。各ブレード３は、各誘電基体部８が、先端部８ａを絶縁基板２側に向かって略直角に折曲されており、この先端部８ａをガイド開口部７の開口縁に沿って第２主面２ｂ側に突出させて第１主面２ａ上に、換言すれば図３に示すように後述するグランド金属箔４と対向して放射状に配列して接合される。
【００２６】
各ブレード３は、信号線路９が、例えば誘電基体部８に銅箔層を形成するとともにこの銅箔層に対してフォトリソグラフ処理を施して長さ方向の全長に亘って形成される。各信号線路９は、図１に示すように絶縁基板２のガイド開口部６内に突出された誘電基体部８の先端部８ａの端面まで引き回し形成されており、この引き回し部位が後述するコンタクトプローブ５を取り付けるプローブ取付部９ａを構成する。各信号線路９は、誘電基体部８の基端部側において図示しない高周波信号入出力部と高周波専用コネクタを介して接続される。各信号線路９は、誘電基体部８を介してグランドパターン１１と対向されることによって、高周波信号を効率よく伝送するマイクロストリップラインを構成する。
【００２７】
グランド導体１０は、誘電基体部８に上述した信号線路９の形成工程と同時に、図２に示すように誘電基体部８の側面に沿って大きな面積を有する銅箔層によって形成される。グランド導体１０は、絶縁基板２のガイド開口部７に臨ませられた誘電基体部８の先端部８ａまで延長して形成されており、この延長部位が後述するグランド金属箔４と電気的に接続するグランド接続部１０ａを構成する。なお、グランド導体１０は、信号線路９と絶縁を保持されて誘電基体部８に形成されることは勿論である。
【００２８】
プローブ装置１は、グランド金属箔４が、例えば銅箔等の金属箔が用いられて図４に示すように円板形に形成される。グランド金属箔４は、高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａよりも大きくかつ絶縁基板２のガイド開口部７の開口径よりも大きな内径を有している。グランド金属箔４には、高周波半導体素子１０２に形成された入出力電極１０９と同数でそれぞれに相対するようにして配列された多数個の電極開口部１２が厚み方向に貫通して形成されている。
【００２９】
各電極開口部１２は、それぞれが入出力電極１０９の外形寸法よりもやや大きい開口寸法を有して形成されており、図２及び図３に示すように測定時に各入出力電極１０９を１個ずつ対応位置させて臨ませるようにする。各電極開口部１２は、銅箔円板に対して、例えばフォトリソグラフ処理を施して微小な入出力電極１０９にそれぞれ相対する微小な開口部として精密に形成される。勿論、各電極開口部１２は、その他の適宜の微細加工技術によって銅箔円板に形成するようにしてもよい。
【００３０】
グランド金属箔４は、後述するように台座部材６を介して絶縁基板２に対してガイド開口部７を閉塞するようにして位置決めして固定される。グランド金属箔４には、外周部の近傍位置に、少なくとも第１取付孔１３Ａと第２取付孔１３Ｂとが中心対称で形成されている。グランド金属箔４は、詳細を省略するが例えば第１取付孔１３Ａが円周方向の長孔として形成されるとともに第２取付孔１３Ｂが直径方向の長孔として形成されることにより、それぞれの長孔の長さ範囲で絶縁基板２に対して円周方向と直径方向とに移動して位置調整が行われて取り付けられるようにする。
【００３１】
グランド金属箔４には、絶縁基板２に取り付けた状態で、後述するグランドリード１４を介して各ブレード３のグランド導体１０がそれぞれ接続される。グランド金属箔４は、各グランドリード１４が、図４に示すように取付孔１３の内側で各電極開口部１２に近接した位置の接続部１５においてそれぞれ半田付けを施されて接続されるようにする。したがって、グランド金属箔４は、高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａにおいて、各入出力電極１０９のみを相対する各電極開口部１２に臨ませることで充分に大きな接地面を構成する。また、グランド金属箔４は、各電極開口部１２に近接した位置において、グランドリード１４を介して最短長を以って各ブレード３のグランド導体１０を共通に接続する。
【００３２】
プローブ装置１は、上述したように各ブレード３が誘電基体部８の先端部８ａを絶縁基板２のガイド開口部６内に突出させるとともに信号線路９の先端部を引き回してプローブ取付部９ａを形成している。プローブ装置１は、図１に示すようにコンタクトプローブ５が各ブレード３に対して、プローブ取付部９ａに基端部５ａを半田付けすることによってそれぞれ片持ち状態で取り付けられる。各コンタクトプローブ５は、導電性を有する金属薄板或いは薄板材を素材として、リソグラフィー技術や電鋳技術によって微細かつ精密に形成される。各コンタクトプローブ５は、図２に示すように略直角に折曲された先端部がそれぞれグランド金属箔４に形成した相対する電極開口部１２から２００ミクロン程度の突出量を以って貫通され、高周波半導体素子１０２の入出力電極１０９に圧接するスクラブ部５ｂを構成する。
【００３３】
各コンタクトプローブ５は、厚み方向と高さ方向とに対してある程度の弾性変形が可能であり、スクラブ部５ｂが鋭利な形状に形成されている。各コンタクトプローブ５は、後述するように測定操作に際して各電極開口部１２から突出されたスクラブ部５ｂが、この電極開口部１２に臨ませられた高周波半導体素子１０２の入出力電極１０９に圧接する。各コンタクトプローブ５は、これによって弾性力が蓄勢され、スクラブ部５ｂが入出力電極１０９との当接状態を保持される。各コンタクトプローブ５は、プローブ装置１がウェハー状態で高周波半導体素子１０２の電気的特性を測定するが、スクラブ部５ｂが入出力電極１０９の表面に形成された薄い酸化膜層を剥離して電気的接続が確実に行われるようにする。
【００３４】
プローブ装置１は、絶縁基板２の第２主面に、ガイド開口部７を挟んで一対の台座部材６Ａ、６Ｂが位置決めされて固定されている。各台座部材６には、上述したグランド金属箔４の各取付孔１３に対応して位置決めピン１６が突設されており、各位置決めピン１６に取付孔１３を嵌合してグランド金属箔４が外周部を固定される。各台座部材６は、グランド金属箔４とコンタクトプローブ５とを所定の間隔に保持することによって、グランド金属箔４を折曲部を有しない単純な円板状とする。各台座部材６は、長孔に形成された各取付孔１３に位置決めピン１６を嵌合することによって、グランド金属箔４を位置決めして取り付けることを可能とする。
【００３５】
プローブ装置１は、上述したように各ブレード３が誘電基体部８の先端部８ａを絶縁基板２のガイド開口部６内に突出させるとともにグランド導体１０を先端部８ａまで延長してグランド接続部１０ａを形成している。プローブ装置１は、図２に示すようにグランド接続部１０ａに一端を半田付けしたグランドリード１４の他端部がそれぞれグランド金属箔４の接続部１５に半田付けされる。
【００３６】
プローブ装置１においては、上述した構造によって高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａに最大限の接地面積を構成するグランド金属箔４に対して各ブレード３のグランド導体１０を共通接続することで、全体の配線構造の簡易化が図られる。プローブ装置１においては、各ブレード３のグランド導体１０がコンタクトプローブ５や高周波半導体素子１０２の入出力電極１０９の近傍位置でグランド金属箔４と接続する最短構造とされることによって、線路長の短縮化が図られる。
【００３７】
以上のように構成されたプローブ装置１は、グランド金属箔４の各電極開口部１２にそれぞれ電極形成面１０２ａに形成した相対する入出力電極１０９を臨ませるようにしてウエーハ状態の高周波半導体素子１０２に当てがわれ、当該高周波半導体素子１０２に対して所定の電気的特性の測定を行う。プローブ装置１おいては、各電極開口部１２からそれぞれ突出された各コンタクトプローブ５のスクラブ部５ｂが、それぞれ高周波半導体素子１０２の相対する入出力電極１０９上に圧接する。プローブ装置１においては、各コンタクトプローブ５を介して入出力電極１０９に対して高周波信号を印加し、その出力を計測することによって各高周波半導体素子１０２の電気的特性を測定する。
【００３８】
図５は、横軸を周波数帯域、縦軸を減衰量としてプローブ装置１を通過する０ＧＨｚ〜６ＧＨｚの高周波信号の減衰量を計測した結果を示す通過特性Ｓ２１の周波数特性図である。プローブ装置１は、０ＧＨｚ〜６ＧＨｚの通過特性Ｓ２１の周波数特性が、同図ａ線で示すように、６ＧＨｚにおけるゲインが−１．５ｄＢ程度であり信号損失が極めて小さい測定結果を得た。プローブ装置１においては、上述したように大きなグランド面積が確保されるとともにリターンパスの最短化が図られた構造であることから信号損失の低減が図られ、高周波数帯域においても信号レベルの減衰量が低減されることによって高精度の測定を行うことが可能である。
【００３９】
一方、上述した従来のプローブ装置１００においては、０ＧＨｚ〜６ＧＨｚの通過特性Ｓ２１の周波数特性が、図５のｄ線で示すように高周波領域になるにしたがって信号損失が大きくなる。プローブ装置１００においては、６ＧＨｚにおけるゲインが−４．５ｄＢ以上となる。
【００４０】
プローブ装置１は、高周波半導体素子１０２の各入出力電極１０９毎に対応してこれらをそれぞれ１個ずつ臨ませる多数個の電極開口部１２を形成したグランド金属箔４を備えたが、かかるグランド金属箔４に限定されるものでは無い。プローブ装置１は、例えば図６に第２の実施の形態として示したグランド金属箔２０を備えるようにしてもよい。グランド金属箔２０は、開口寸法が高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａの外形寸法よりもやや大きく形成された開口部２１を有する。グランド金属箔２０は、開口部２１の内部を縦横に跨るようにして複数本のブリッジ片２２が切り残されており、これらブリッジ片２２によって複数個の領域に区割りされる。グランド金属箔２０は、区割りされた各領域が高周波半導体素子１０２の各入出力電極１０９を１個ずつ臨ませる電極開口部２３として構成する。
【００４１】
グランド金属箔２０は、各ブリッジ片２２が、例えば半導体チップの組立工程で採用されるハーフエッジ技術や銅箔テープを用いる等の方法によって比較的容易な加工方法により各電極開口部２３を構成することが可能である。グランド金属箔２０は、上述した個々の電極開口部１２を形成するグランド金属箔４に比較して電極開口部２３の形成工程が簡易化されるとともに、ブリッジ片２２の数や位置を変更することによって入出力電極１０９の配列パターンを異にした高周波半導体素子１０２に対しての対応も容易である。また、グランド金属箔２０は、適宜の幅のブリッジ片２２を形成することによって、各電極開口部２３の開口寸法が調整され、相対する各入出力電極１０９位置決めが容易に行われるようになる。
【００４２】
グランド金属箔２０は、上述したように電極形成面１０２ａとほぼ等しい開口寸法の開口部２１を形成するとともに複数本のブリッジ片２２によってその内部を区割りして各電極開口部２３を構成することから、上述したグランド金属箔４との比較において高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａにおけるグランド面積がやや小さくなるとともに、リターンパスも多少長くなる。かかるグランド金属箔２０を備えたプローブ装置１においても、０ＧＨｚ〜６ＧＨｚの通過特性Ｓ２１の周波数特性が、図５のｂ線で示すように、グランド金属箔４を用いたものと比較してやや通過特性が低下するものの、６ＧＨｚにおけるゲインが−２．５ｄＢ程度であって信号損失が小さい測定結果を得た。したがって、グランド金属箔２０を備えたプローブ装置１は、従来のプローブ装置１００と比較して信号損失が大幅に低減される。
【００４３】
プローブ装置１は、例えば図７に第３の実施の形態として示したグランド金属箔２５を備えるようにしてもよい。グランド金属箔２５も、開口寸法が高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａの外形寸法よりもやや大きく形成された開口部２６を有する。グランド金属箔２５には、開口部２６の内部を縦横（図では横方向のみ）に跨るようにして複数本のジャンパ線２７が架け渡されており、これらジャンパ線２７によって複数個の領域に区割りされる。グランド金属箔２５は、区割りされた各領域が高周波半導体素子１０２の各入出力電極１０９を１個ずつ臨ませる電極開口部２８として構成する。
【００４４】
グランド金属箔２５は、各ジャンパ線２７が、高周波半導体素子１０２の各入出力電極１０９と対向しない位置において両端部を開口部２６の開口縁にそれぞれ半田付けされることによって固定される。グランド金属箔２５は、単純な形状の開口部２６を形成するとともに各ジャンパ線２７の半田付け工程とによって各電極開口部２８を構成することが可能である。グランド金属箔２５は、上述した個々の電極開口部１２を形成するグランド金属箔４やブリッジ片２２を切り残こして電極開口部２３を形成するグランド金属箔２０と比較して電極開口部２８の形成工程が大幅に簡易化されるとともに、各ジャンパ線２７の本数や固定位置を変更することによって入出力電極１０９の配列パターンを異にした高周波半導体素子１０２に対しての対応がさらに容易である。なお、各ジャンパ線２７は、例えばワイヤボンディング法、スポット溶接法等によってグランド金属箔２５と接続することが可能である。
【００４５】
グランド金属箔２５は、上述したように電極形成面１０２ａとほぼ等しい開口寸法の開口部２１を形成するとともに複数本のジャンパ線２７によってその内部を区割りして各電極開口部２８を構成することから、上述したグランド金属箔４やグランド金属箔２０との比較において高周波半導体素子１０２の電極形成面１０２ａにおけるグランド面積が小さくなるとともに、リターンパスも多少長くなる。
【００４６】
かかるグランド金属箔２５を備えたプローブ装置１においても、０ＧＨｚ〜６ＧＨｚの通過特性Ｓ２１の周波数特性が、図５のｃ線で示すように、グランド金属箔４グランド金属箔２０を用いたものと比較して通過特性が低下するものの、６ＧＨｚにおけるゲインが−３．０ｄＢ程度であって信号損失が小さい測定結果を得た。したがって、グランド金属箔２５を備えたプローブ装置１においても、従来のプローブ装置１００と比較して信号損失が低減される。なお、グランド金属箔２５は、横長の矩形形状に形成されたものを示したが、上述したグランド金属箔４やグランド金属箔２０と同様に絶縁基板２の円形ガイド開口部７の全体を閉塞するに足る外径寸法を有する円板状に形成したものであってもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態として示すプローブ装置の要部断面図である。
【図２】同プローブ装置のグランド導体部の接続部位を示す要部断面図である。
【図３】グランド金属箔とブレードとの配置状態を示す要部平面図である。
【図４】グランド金属箔の斜視図である。
【図５】各プローブ装置の０ＧＨｚ〜６ＧＨｚの通過特性Ｓ２１の周波数特性図である。
【図６】第２の実施の形態として示すグランド金属箔の平面図である。
【図７】第３の実施の形態として示すグランド金属箔の平面図である。
【図８】従来のプローブ装置の要部断面図である。
【図９】同プローブ装置のグランド導体部の接続部位を示す要部断面図である。
【図１０】同プローブ装置に備えられるグランド金属箔の平面図である。
【図１１】高周波半導体素子を形成したウエーハの斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  プローブ装置、２  絶縁基板、３  ブレード、４  グランド金属箔、５  コンタクトプローブ、６  台座部材、７  ガイド開口部、８  誘電基体部、９  信号線路、１０  グランド導体、１１  グランドパターン、１２  電極開口部、１３  取付孔、１４  グランドリード、１５  接続部、１６  位置決めピン、２０  グランド金属箔、２１  開口部、２２  ブリッジ片、２３  電極開口部、２５  グランド金属箔、２６  開口部、２７  ジャンパ線、２８  電極開口部、１０２  高周波半導体素子、１０２ａ  電極形成面、１０９  入出力電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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