(57)【要約】【課題】プローブ針を磨耗させることなくプローブ針に付着した異物を確実に除去して、高価なプローブ針の寿命を延ばすとともに、ＩＣチップの接触圧力を均一にして検査の信頼性を向上させるクリーニング機構付きプローバ及びそのクリーニング方法を提供する。【解決手段】クリーニング機構７は、薬液によりプローブ針５に付着した異物を化学的に除去する洗浄部８と、異物を除去したプローブ針５をリンスするリンス部９と、リンスしたプローブ針５を乾燥する乾燥部１０より構成される。洗浄部８は、ウェーハステージ３に連動した洗浄ステージ１１と、洗浄ステージ１１に取付けられた容器１２と、容器１２内に収容されたナイロン繊維やポリエステル繊維等からなるシート１３と、シート１３に含浸された洗浄液１４からなる。この洗浄液１４は、アンモニア過水（アンモニアと過酸化水素水と水の混合物）である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ針の先端に付着した異物を除去するためのクリーニング機構を有するプローバにおいて、前記クリーニング機構が前記プローブ針から異物を化学的に除去する洗浄部と、前記洗浄部で前記プローブ針に付着した洗浄液を除去するリンス部と、前記リンス部で前記プローブ針に付着したリンス液を除去する乾燥部からなることを特徴とするクリーニング機構付きプローバ。
【請求項２】
前記洗浄部で使用される洗浄液がアンモニア過水からなり、前記リンス部で使用されるリンス液がアルコール系溶剤からなることを特徴とする請求項１記載のクリーニング機構付きプローバ。
【請求項３】
前記洗浄液が前記プローブ針を伝わって配線部に付着するのを防止するために、ＩＣチップに当接させる前記プローブ針の先端部以外に撥水性樹脂が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング機構付きプローバ。
【請求項４】
プローブ針の先端に付着した異物を除去するためのクリーニング機構を有するプローバのクリーニング方法において、前記プローブ針を洗浄液を含ませたシートに出し入れして前記異物を化学的に除去する洗浄工程と、前記プローブ針をリンス液に出し入れして前記洗浄工程で付着した洗浄液を除去するリンス工程と、前記プローブ針の下方から排気して前記リンス工程で付着したリンス液を除去する乾燥工程を含むことを特徴とするクリーニング機構付きプローバのクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハ上に形成されたＩＣチップの電気的特性を検査するプローバに関し、特にプローブ針を磨耗させることなく、先端に付着した異物を確実に除去できるクリーニング機構を有するプローバ及びそのクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウェーハ上に拡散形成されたＩＣチップの電気的特性を検査する工程においては、図４（ａ）に示すＰ／Ｗ（ペレット／ウェーハ）検査装置４１が使用される。Ｐ／Ｗ検査装置４１は、プローバ４２とＩＣテスタ４３から構成されている。プローバ４２は、ウェーハ４４を真空吸着して固定するためのウェーハステージ４５と、ウェーハステージ４５を（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ）方向に移動する駆動部４６と、ウェーハ４４上のＩＣチップ４７に形成された金属膜からなる外部電極取出し用のボンディングパッド４８から信号を入出力するためのプローブ針４９と、プローブ針４９を半田等の固着手段により固定したプローブカード５０で構成されている。また、図４（ａ）Ａ部の拡大平面図である図４（ｂ）に示すようにプローブカード５０には、あらかじめ、ＩＣチップ４７の全ボンディングパッド４８の配置に合わせて、プローブ針４９が配設されている。
【０００３】
また、ＩＣテスタ４３は、ＩＣチップ４７からの信号を解析し良否判定をするために、プローブ針４９に信号線５１を通して接続されている。また、ＩＣテスタ４３で識別された不良のＩＣチップ４７には、プローバ４２に内蔵したマーキング機構５２にてインク打点や傷のマーキングが施される。
【０００４】
次に、Ｐ／Ｗ検査装置４１を使ったＩＣチップ４７の検査方法を説明する。先ず、ウェーハ４４をウェーハステージ４５に真空吸着してセットする。次に、駆動部４６によりウェーハステージ４５を動かし、測定するＩＣチップ４７をプローブカード５０の真下まで移動させる。次に、駆動部４６によりウェーハステージ４５を上昇させて、ＩＣチップ４７のボンディングパッド４８にプローブカード５０に固定されたプローブ針４９の先端を押圧して、電気的に接続させる。プローブカード５０からは、全プローブ針４９に対応する信号が信号線５１を通して出ており、ＩＣテスタ４３に接続されている。この状態で、あらかじめプログラムされている入力信号波形を、ＩＣチップ４７のボンディングパッド４８の入力側から入力すると、ＩＣチップ４７のボンディングパッド４８の出力側から、一定の信号波形が出力され、これをＩＣテスタ４３が信号線５１を介して解析し、ＩＣチップ４７の良否判定を行う。良否判定後はウェーハステージ４５を移動させ、この検査をウェーハ４４上の個々のＩＣチップについて実施する。全てのＩＣチップの検査が完了した時点で、検査データに従い、不良判定となったＩＣチップのみを順次、プローバ４２に内蔵されたマーキング機構５２を動作させることにより、ＩＣチップの中心部に不良認識のために、一定の大きさのマーキングを実施する。
【０００５】
しかし、この検査を繰り返すとプローブ針４９先端部およびその近傍にボンディングパッド４８から削り取られたＡｌ等の金属屑が付着するとともに、このＡｌが酸化することによってプローブ針４９表面にＡｌ２Ｏ３等の絶縁膜が形成される。このため、隣接するプローブ針４９同士の先端が金属屑を介してブリッジを形成したり、絶縁物によりプロー針４９とボンディングパッド４８間に導通不良が発生し、その結果、正常な電気的特性を検査することが出来なくなり、検査の信頼性を損なわれるという問題があった。
【０００６】
これを防止するため、所定の回数検査を行なった後、プローブ針４９のクリーニングが行なわれる。このような技術は、例えば、特開平７−２４４０７４号公報に開示されている。図５（ａ）、（ｂ）は、従来のクリーニング機構付きプローバの平面図及びＹ−Ｙ断面図である。図５（ａ）に示すように、従来のクリーニング機構付きプローバ６１は、ウェーハステージ４５の近傍に、プローブ針４９をクリーニングするためのクリーニング部材６２が設けられている。このクリーニング部材６２は、ウェーハステージ４５に連動した研磨ステージ６３に接着剤６４により固定され、弾性を有する母材６５に研磨材６６を混入した層で構成されている。母材６５にはシリコンゴム、ウレタンゴム等が用いられ、研磨材６６にはアルミナ、シリコンカーバイト、ダイヤモンド粉等が用いられる。
【０００７】
次に、従来のクリーニング機構付きプローバ６１のクリーニング方法を説明する。所定の回数、ウェーハ４４上に形成されたＩＣチップの電気的特性を検査した後、駆動部４６により研磨ステージ６３をプローブ針４９の真下に移動させる。次に、駆動部４６により研磨ステージ６３を上昇させ、クリーニング部材６２にプローブ針４９を押圧した後、クリーニング部材６２を上下動させる。これにより、クリーニング部材６２の表面に露出した研磨剤６６が、プローブ針４９の先端に付着したＡｌやＡｌ２Ｏ３等の異物を除去していた。ところが、上述したクリーニング方法では、クリーニング部材６２を上下動する際に、母材６５や研磨材６６がプローブ針４９と擦れることにより、新たな異物となってプローブ針４９に再付着するという問題があった。
【０００８】
この問題を解決するために、特開平１１−８７４３８号公報には、他の構成のクリーニング部材が提案されている。図６は、そのクリーニング部材を示す断面図である。図６に示すように、クリーニング部材７１は、全体が弾力性をもつシリコンゴムの母材７２と、母材７２に混合されたアルミナ微粉の研磨材７３と、母材７２の一表面に形成されたアルミニウム膜からなる異物除去膜７４により構成されている。このクリーニング方法によれば、クリーニング部材７１にプローブ針４９を押圧した後、クリーニング部材７１を上下動させるときに新たに発生する異物を、異物除去膜７４によりクリーニング部材７１の中に閉じ込めて外部に放出させないようにするものである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−２４４０７４号公報（第２，３頁、０００５段落〜００２０段落、図１，図２）
【特許文献２】
特開平１１−８７４３８号公報（第２，４頁、０００７段落〜００２６段落、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術には、以下のような問題があった。プローブ針４９をクリーニング部材７１に押圧することにより、異物を機械的に除去しているので、プローブ針４９の先端が研磨により磨耗し、高価なプローブ針４９の寿命が短くなる。また、この磨耗度合いは個々のプローブ針４９によってばらつくため、ＩＣチップ４７との接触圧力にばらつきが生じ、電気信号が正常に印加されなくなる。その結果、良品を不良品と誤判定するなどして、製品歩留りを低下させる。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するために考えられたもので、プローブ針を磨耗させることなくプローブ針に付着した異物を確実に除去して、高価なプローブ針の寿命を延ばすとともに、ＩＣチップの接触圧力を均一にして検査の信頼性を向上させるクリーニング機構付きプローバ及びそのクリーニング方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のクリーニング機構付きプローバは、プローブ針の先端に付着した異物を除去するためのクリーニング機構を有するプローバであって、前記クリーニング機構が前記プローブ針から異物を化学的に除去する洗浄部と、前記洗浄部で付着した洗浄液を除去するリンス部と、前記リンス部で付着したリンス液を除去する乾燥部からなることを特徴とする。この構成によれば、洗浄液により異物を化学的に除去するので、プローブ針を磨耗させることなく異物を確実に除去することができる。その結果、高価なプローブ針の寿命を延ばすことができるとともに、ＩＣチップとの接触圧力が均一になって検査の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項２記載のクリーニング機構付きプローバは、請求項１記載のクリーニング機構付きプローバであって、前記洗浄部で使用される洗浄液がアンモニア過水からなり、前記リンス部で使用されるリンス液がアルコール系溶剤からなることを特徴とする。この構成によれば、安価な洗浄液やリンス液を使用して異物を除去することができる。
【００１４】
また、請求項３記載のクリーニング機構付きプローバは、請求項１又は２記載のクリーニング機構付きプローバであって、前記洗浄液が前記プローブ針を伝わって配線部に付着するのを防止するために、ＩＣチップに当接させる前記プローブ針の先端部以外に撥水性樹脂が形成されていることを特徴とする。この構成によれば、撥水性樹脂により洗浄液がはじかれるので、洗浄液がプローブ針を伝わってプローブカードの配線部に付着することがなくなり、導通不良を防止することができる。
【００１５】
また、請求項４記載のクリーニング機構付きプローバのクリーニング方法は、プローブ針の先端に付着した異物を除去するためのクリーニング機構を有するプローバのクリーニング方法であって、洗浄液を含ませたシートに前記プローブ針を出し入れして前記異物を化学的に除去する洗浄工程と、前記プローブ針をリンス液に出し入れして前記洗浄工程で付着した洗浄液を除去するリンス工程と、前記プローブ針の下から排気して前記リンス工程で付着したリンス液を除去する乾燥工程を含むことを特徴とする。この方法によれば、洗浄液により異物を化学的に除去するので、プローブ針を磨耗させることなく異物を確実に除去することができる。その結果、高価なプローブ針の寿命を延ばすことができるとともに、ＩＣチップとの接触圧力が均一になって検査の信頼性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明のクリーニング機構付きプローバの平面図及びＸ−Ｘ断面図である。本発明のクリーニング機構付きプローバ１は、ウェーハ２を真空吸着して固定するためのウェーハステージ３と、ウェーハステージ３を（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ）方向に移動する駆動部４と、ウェーハ２上のＩＣチップを検査するプローブ針５と、プローブ針５を固定するプローブカード６と、検査によりプローブ針５に付着した異物を除去するクリーニング機構７より構成される。クリーニング機構７は、薬液によりプローブ針５に付着した異物を化学的に除去する洗浄部８と、異物を除去したプローブ針５をリンスするリンス部９と、リンスしたプローブ針５を乾燥する乾燥部１０より構成される。
【００１７】
ここで、洗浄部８は、ウェーハステージ３に連動した洗浄ステージ１１と、洗浄ステージ１１に取付けられた容器１２と、容器１２内に収容されたナイロン繊維やポリエステル繊維等からなるシート１３と、シート１３に含浸された洗浄液１４からなる。この洗浄液１４は、アンモニア過水（アンモニアと過酸化水素水と水の混合物）であり、好適するアンモニアと過酸化水素水と水の体積比率は、アンモニア１に対し、過酸化水素水１〜１０、水１〜５０である。
【００１８】
また、リンス部９は、ウェーハステージ３に連動したリンスステージ１５と、リンスステージ１５に取付けられた容器１６と、容器１６内に収容されたリンス液１７からなる。このリンス液１７は、エチルアルコールやイソプロピルアルコール等の低沸点のアルコール系溶剤である。また、乾燥部１０は、ウェーハステージ３に連動した乾燥ステージ１８と、乾燥ステージ１８に取付けられた排気孔１９を有する容器２０と、排気孔１９に接続された排気ポンプ２１からなる。
【００１９】
次に、上記のクリーニング機構付きプローバ１によるプローブ針５のクリーニング方法を、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００２０】
先ず、ウェーハ２上に形成されたＩＣチップの電気的特性の検査を所定の回数行なった後、駆動部４により洗浄部８をプローブ針５の真下に移動させ、図２（ａ）に示すように、洗浄部８を上昇させ、プローブ針５を容器１２内の薬液１４の浸み込んだシート１３に挿入する。その後、洗浄部８を昇降させ、プローブ針５をアンモニア過水からなる洗浄液１４の浸み込んだシート１３に、所定の回数上下運動させることにより、異物がエッチング作用により分解されてプローブ針５から除去される。このとき、シート１３はナイロン繊維やポリエステル繊維等で構成されているので、プローブ針５を磨耗させることがない。また、洗浄液１４の温度は室温でも良いが、加温すればより短時間に異物を除去できる。好適する洗浄液１４の温度範囲は２０℃〜８０℃である。さらに、洗浄液１４を超音波振動させれば、洗浄液１４がプローブ針５の隙間に入り込みやすくなるので、異物の除去効果を著しく向上させることができる。
【００２１】
次に、図２（ｂ）に示すように、リンス部９をプローブ針５の真下に移動させた後、リンス部９を上昇させ、プローブ針５を容器１６内のアルコール系溶剤からなるリンス液１７に浸漬する。その後、リンス部９を昇降させ、プローブ針５をリンス液１７に、所定の回数上下運動させることにより、プローブ針５に付着した洗浄液１４が除去される。次に、図２（ｃ）に示すように、乾燥部１０を洗浄液１４の除去したプローブ針５の真下まで移動させた後、乾燥部１０を上昇させ、容器２０の中央部に設けられた排気孔１９から排気ポンプ２１により排気して、プローブ針５に付着したリンス液１７を乾燥除去する。その後、再びウェーハステージ３をプローブ針５の真下に移動させ、ウェーハ２上のＩＣチップにプローブ針５を当接して、試験を再開する。尚、これら一連の動作は、プローブ１の駆動部４を（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ）方向に移動させて行なうことができるので、新たに駆動部を設ける必要がなく、装置コストを低く抑えることができる。
【００２２】
また、上述した本発明のクリーニング機構付きプローバ１のクリーニングをより安定して行なうため、図３に示すように、ＩＣチップに当接させるプローブ針５の先端部以外、例えば屈曲部３１より上部にフッ素樹脂やシリコン樹脂等の撥水性樹脂３２を形成しても良い。これにより、洗浄液１４が表面張力によりプローブ針５を伝わってプローブカード６の配線部に付着することがなくなる。従って、ＩＣチップの高集積化に対応してプローブ針５のピッチが狭くなった場合でも、洗浄液１４が配線部に付着して生じる導通不良を確実に防止することができ、クリーニングを安定して行なうことができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のクリーニング機構付きプローバ及びそのクリーニング方法によれば、洗浄部とリンス部と乾燥部からなるクリーニング機構により、プローブ針に付着した異物を化学的に処理して除去するようにした。従って、クリーニングによりプローブ針が磨耗することがなくなり、高価なプローブ針の寿命を大幅に延ばすことができる。さらには、プローブ針をＩＣチップに当接する際の圧力が均一になって検査の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
また、ＩＣチップに当接させるプローブ針の先端部以外に撥水性樹脂を形成したので、クリーニング時に洗浄液がプローブ針を伝わってプローブカードの配線部に付着することもなく、導通不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリーニング機構付きプローバの平面図及びＸ−Ｘ断面図
【図２】本発明のクリーニング機構付きプローバによるクリーニング方法を説明する断面図
【図３】本発明の他のプローブ針の断面図
【図４】従来のＰ／Ｗ検査装置のブロック図及びＡ部拡大平面図
【図５】従来のクリーニング機構付きプローバの平面図及びＹ−Ｙ断面図
【図６】従来の他のクリーニング部材の断面図
【符号の説明】
１  本発明のクリーニング機構付きプローバ
２  ウェーハ
３  ウェーハステージ
４  駆動部
５  プローブ針
６  プローブカード
７  クリーニング機構
８  洗浄部
９  リンス部
１０  乾燥部
１１  洗浄ステージ
１２  容器
１３  シート
１４  洗浄液
１５  リンスステージ
１６  容器
１７  リンス液
１８  乾燥ステージ
１９  排気孔
２０  容器
２１  排気ポンプ
３１  屈曲部
３２  撥水性樹脂
４１  従来のＰ／Ｗ検査装置
４２  プローバ
４３  ＩＣテスタ
４４  ウェーハ
４５  ウェーハステージ
４６  駆動部
４７  ＩＣチップ
４８  ボンディングパッド
４９  プローブ針
５０  プローブカード
５１  信号線
５２  マーキング機構
６１  従来のクリーニング機構付きプローバ
６２  クリーニング部材
６３  研磨ステージ
６４  接着剤
６５  母材
６６  研磨材
７１  クリーニング部材
７２  母材
７３  研磨材
７４  異物除去膜
【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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