(57)【要約】【課題】プローブ触針に対する良好なクリーニングが行え、しかもクリーニングのリアルタイム化を可能にし、検査自体の信頼性や品質向上、および検査コストの削減化を図る。【解決手段】半導体チップの検査を繰り返し実行している間に、エアー送出部１５から空気をプローブカード１３上のプローブ触針１４の周囲から内方へと送り、各プローブ触針１４に付着した削りカスなどの塵埃を、プローブ触針１４の配置位置内方へと飛散させる。プローブ触針１４の配置位置内方へ飛散した塵埃は、プローブカード１３の中央部に配置されているバキューム部１６により吸い上げることにより、装置外部に回収する。【選択図】図１
2007120961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体に接触して電気的検査を行う複数のプローブ触針が設けられたプローブカードを有するプローバー装置において、
前記プローブ触針の側周囲から該プローブ触針に対して、前記プローブ触針に付着した塵埃を除去するエアーを送るエアー送出部と、
前記プローブカードにおける前記プローブ触針の配置中央部分から、前記除去された塵埃を吸引する吸引部とを備えたことを特徴とするプローバー装置。
【請求項２】
前記塵埃の流動性に基づき前記エアー送出部を配置し、前記流動性に基づき前記吸引部を配置したことを特徴とする請求項１記載のプローバー装置。
【請求項３】
被検査体に接触して電気的検査を行う複数のプローブ触針が設けられたプローブカードを有するプローバー装置における前記プローブ触針のクリーニングを行うプローブ触針クリーニング方法において、
前記プローブ触針の側周囲から該プローブ触針に対して、前記プローブ触針に付着した塵埃を除去するエアーを送り、前記プローブカードにおける前記プローブ触針の配置中央部分から、前記除去された塵埃を吸引することを特徴とするプローブ触針クリーニング方法。
【請求項４】
請求項１または２記載のプローバー装置と、
被検査体として半導体ウェハーの半導体チップの機能を検査するプログラムを格納するメモリ部と、
前記プローバー装置に接続され、前記プログラムに従って前記プローバー装置のプローブ触針にて前記半導体チップに対する検査処理を行うテスターとを備えたことを特徴とする半導体チップ検査装置。
【請求項５】
請求項４記載の半導体チップ検査装置による検査処理と共に、請求項１または２記載のプローバー装置にて請求項３記載のプローブ触針クリーニング方法を実行させることを特徴とする半導体チップ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハー上の半導体チップの検査に際して用いられるプローバー装置、および該プローバー装置におけるプローブ触針のクリーニング方法、該プローバー装置を用いる半導体チップ検査装置，半導体チップ検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化，多機能化、および低コスト化が必須になってきており、この場合、そのチップサイズを小さくするというよりか、パッケージングされた組立品をいかに効率よく小チップにするかが課題となっている。
【０００３】
さらに、半導体装置としての組立品の検査コストもまた、販売製品としては避けられない事項であり、特に品質，信頼性を維持するという観点では重要な課題となっている。
【０００４】
しかしながら、当該検査において検査内容や検査の信頼性などに注力されているため、この検査コストについては、検査上の装置や設備においてあまり考慮されていない現況にある。
【０００５】
また、この検査上の装置や設備においてプローバー装置を用いる場合、プローブ触針による検査動作の安定化のため、該プローブ触針とウェハー上の電極との接点において発生する削りカスなどの塵埃を除去しており、そのクリーニングに関する技術が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平５−４１４２４号公報
【特許文献２】特開２０００−１７４０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のプローバー装置を用いた半導体ウェハーに対する検査装置では、クリーニングに際して、検査装置およびそれに関連する設備を一旦停止することが必要であった。
【０００７】
また、従来技術において、クリーニングに際し空気のダウンフローを発生させる構成のものでは、連続検査動作により、除去した削りカスなどの塵埃が、再度、プローブ触針あるいはウェハーに付着する可能性がある。
【０００８】
前記のようなクリーニングのリアルタイム性と塵埃の完全除去とを図ることは、検査の低コスト化にとって大きな課題である。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決し、プローブ触針に対する良好なクリーニングが行え、しかもクリーニングのリアルタイム化を可能にし、検査自体の信頼性や品質向上、および検査コストの削減化を図ることができるプローバー装置，プローブ触針クリーニング方法および半導体チップ検査装置ならびに半導体チップ検査方法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】
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被検査体に接触して電気的検査を行う複数のプローブ触針が設けられたプローブカードを有するプローバー装置において、前記プローブ触針の側周囲から該プローブ触針に対して、前記プローブ触針に付着した塵埃を除去するエアーを送るエアー送出部と、前記プローブカードにおける前記プローブ触針の配置中央部分から、前記除去された塵埃を吸引する吸引部とを備えたことを特徴とし、この構成によって、プローブ触針からの削りカスなどの除去クリーニングを、他部への散乱なく良好に行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のプローバー装置において、塵埃の流動性に基づきエアー送出部を配置し、前記流動性に基づき吸引部を配置したことを特徴とし、この構成によって、予想される塵埃の種類によってエアー送出部および吸引部を構成することによって、良好なクリーニングが行われる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、被検査体に接触して電気的検査を行う複数のプローブ触針が設けられたプローブカードを有するプローバー装置における前記プローブ触針のクリーニングを行うプローブ触針クリーニング方法において、前記プローブ触針の側周囲から該プローブ触針に対して、前記プローブ触針に付着した塵埃を除去するエアーを送り、前記プローブカードにおける前記プローブ触針の配置中央部分から、前記除去された塵埃を吸引することを特徴とし、この方法によって、プローブ触針から削りカスなどを除去するクリーニングを、他部への散乱なく良好に行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２記載のプローバー装置と、被検査体として半導体ウェハーの半導体チップの機能を検査するプログラムを格納するメモリ部と、前記プローバー装置に接続され、前記プログラムに従って前記プローバー装置のプローブ触針にて前記半導体チップに対する検査処理を行うテスターとを備えた半導体チップ検査装置であって、この構成によって、プローブ触針による検査処理と、プローブ触針のクリーニングとを両立するコントロールが可能になる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の半導体チップ検査装置による検査処理と共に、請求項１または２記載のプローバー装置にて請求項３記載のプローブ触針クリーニング方法を実行させることを特徴とする半導体チップ検査方法であって、この方法によって、プローブ触針による検査処理と、プローブ触針のクリーニングとをタイミングよく制御することが可能になり、クリーニングのリアルタイム化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プローブ触針から削りカスなどを除去するクリーニングを、他部への散乱なく良好に行うことができ、また、プローブ触針による検査処理と、プローブ触針のクリーニングとをタイミングよく制御することが可能になり、クリーニングのリアルタイム化を実現することができる。これにより、検査自体の信頼性や品質向上、および検査コストの削減化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態を説明するための半導体チップ検査装置の概略構成図であり、１０は、被検査体として半導体ウェハーにおけるシステムＬＳＩチップなどの半導体チップの機能を検査するプログラムを格納するメモリ部（図示せず）と、プログラムに従い半導体チップに対する検査処理を行うテスター（図示せず）などを備えたテストヘッド、１１はテストヘッド１０とプローバー装置１２とを接続する接続部である。
【００１８】
プローバー装置１２は、プローブカード１３と、このプローブカード１３に複数設けられたプローブ触針１４と、これらのプローブ触針１４における外周の四方から該プローブ触針１４で囲まれた内方へ空気を送り込むエアー送出部１５と、プローブカード１３の略中央部に設置されて空気を吸い込む吸引部であるバキューム部１６と、半導体ウェハー１７を所定位置に保持するウェハー吸着ステージ１８などから構成されている。
【００１９】
次に、前記構成の半導体チップ検査装置の検査動作を説明する。
【００２０】
図１において、半導体ウェハー１７を検査する際に、プローバー装置１２内に半導体ウェハー１７を入れ、ウェハー吸着ステージ１８に載置して、真空吸着にて所定位置に保持固定する。同時に、プローバー装置１２内にプローブカード１３を入れ、ウェハー吸着ステージ１８上に配設する。この状態において、プローバー装置１２と、検査するためのプログラムを処理するテスターを備えたテストヘッド１０とを接続部１１により電気的に接続する。
【００２１】
次に、テストヘッド１０のテスターにて検査プログラムを実行して、プローブカード１３に設けられているプローブ触針１４を、半導体ウェハー１７上の半導体チップの端子部分に接触させ、プログラム処理内容により電気的な検査を実施していく。半導体ウェハー１７上には、半導体チップが多数の配置されており、その１チップずつプローブ触針１４との接触を繰り返し実施して、全ての半導体チップの検査を実行する。
【００２２】
そして、前記検査を繰り返し実行している間に、エアー送出部１５から空気がプローブカード１３上のプローブ触針１４の周囲から内方へと送られ、各プローブ触針１４に付着した削りカスなどの塵埃を内方へと飛散させる。プローブ触針１４の配置位置内方へ飛散した塵埃は、プローブカード１３の中央部に配置されているバキューム部１６により吸い上げられ、装置外部に回収される。
【００２３】
図２（ａ）〜（ｄ）の説明図を参照して、本実施形態における検査とクリーニングの動作フローについて説明する。
【００２４】
図２（ａ）は検査実施の状態を示しており、プローブ触針１４が半導体ウェハー１７に接触して所定の検査が行われる。この検査状態から図２（ｂ）に示す検査終了の状態に移行する際に、エアー送出部１５が動作して空気が噴出される。この空気流によりプローブ触針１４に付着した削りカスを飛ばす。この動作は、図２（ｃ）に示すプローブ触針１４の次半導体ウェハー１７’への移動状態になるまで継続される。そして、図２（ｄ）に示す次半導体ウェハー１７’の検査実施の状態になると、エアー送出部１５が動作停止して空気の送出が停止する。この動作が繰り返して行われる。
【００２５】
この検査とクリーニングの動作制御において、半導体ウェハー１７を載置しているウェハー吸着ステージ１８の上下動作に連動して、エアー送出部１５の動作と動作停止とが実施される。バキューム部１６は、検査開始と同時に常に動作しており、半導体ウェハー１７表面上の削りカスの吸い上げは勿論のこと、塵埃なども吸い上げ、常時、クリーニングを行っている。
【００２６】
図３はプローブ触針による端子削りカスの発生メカニズムを説明する断面図であり、２０は、プローブ触針１４が半導体ウェハー１７上の端子２１に接して削られた削りカス、２０ａは削りカス２０の山、２１ａは半導体チップの端子２１における削られた部分である。
【００２７】
図３において、プローブ触針１４を、半導体チップの端子２１に対して押し当てるようにし、順次、次の端子へと移動させることにより検査が実施される。このため、プローブ触針１４は撓り、かつ半導体チップの中心に向かって摺動することになる。このようにプローブ触針１４を押し当てることにより、半導体チップの端子２１の表面に削れた部分２１ａが形成され、その削りカス２０が山２０ａのように半導体チップの端子２１上に残る。これが検査工程中、例えば何百回と繰り返されることにより、プローブ触針１４に削りカス２０が付着することになる。
【００２８】
図４，図５は本実施形態における前記付着削りカスを除去するプローブ触針クリーニングの説明図であり、図４は空気送出の説明図、図５は削りカス吸引の説明図である。
【００２９】
図４において、プローブカード１３にはプローブ触針１４が複数（本例では４辺に４個ずつ）設けられており、図１に示すエアー送出部１５から、プローブ触針１４における外周の四方（図４の上下左右方向）からプローブ触針１４で囲まれた内方へと空気が送り込まれる。図４に示すように、各ブローブ触針１４の配置位置内方の中央部分に半導体チップ２２が位置する。
【００３０】
したがって、エアー送出部１５からの空気流２３は、プローブ触針１４の内側に対して流れ込み、この空気流２３によりプローブ触針１４に付着した削りカス２０が除去され、除去された削りカス２０は半導体チップ２２の中央方向、すなわちプローブカード１３の中央部分へ飛散する。
【００３１】
図５において、削りカス２０は、空気流２３により飛散されて半導体チップ２２の中央部に集まることになり、この集まった削りカス２０を、空気２４と共にバキューム部１６によって、プローブ触針１４内側のプローブカード１３の中央部分上方へ吸引することにより、削りカス２０を、再度、プローブ触針や半導体ウェハー上に付着させることなく除去回収することができる。
【００３２】
本実施形態において、空気流および削りカスの流動性，設置スペースなどを考慮して、エアー送出部１５およびバキューム部１６を設置することにより、プローブ触針１４に付着した削りカスのクリーニングを効率よく良好に行うことができ、プローブ触針１４の検査の信頼性，チップ品質の向上を実現することができる。
【００３３】
さらに、このクリーニング手法は、テスターヘッド１０とプローバー装置１２とを接続してなる構成であるため、検査とクリーニングとを同期して適正なタイミングにより実施するようにプログラミングすることにより、検査工程を中断することなく、検査工程の１つとしてリアルタイムにクリーニングを実施することができ、検査の全体コストの低減化を図ることができる。
【００３４】
図６，図７は本実施形態におけるエアー送出部の変形例を説明するための斜視図である。
【００３５】
図６に示した例は、複数のプローブ触針１４の個々に対して、それぞれエアー送出部２５を配設した構成のものであり、ピンポイントで削りカス２０を除去することができる。
【００３６】
図７に示した例は、複数のプローブ触針１４の全体に空気流が行きわたるように、横に長い空気送り出し口２６ａを設けたエアー送出部２６を設置した構成のものである。
【００３７】
図６，図７の構成例は共に、図１〜図５にて説明した実施形態におけるバキューム部１６の構成と共に使用して、同様にクリーニングを実施することらより、図４に示すエアー送出部１５よりも、プローブ触針１４に付着した削りカス２０を効率よく、略完全に除去することが可能になる。これによりプローバー装置のクリーニングは維持しながら、プローブ触針による検査の信頼性とチップ品質を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、プローバー装置，半導体チップ検査装置に適用され、特にウェハー表面上の半導体パッドとプローブ触針が接触することにより発生する削りカスのクリーニングを、検査効率を低減させることなく、リアルタイムに確実に行うプローバー装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態を説明するための半導体チップ検査装置の概略構成図
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本実施形態における検査とクリーニングの動作フローに係る説明図
【図３】本実施形態に係るプローブ触針による端子削りカスの発生メカニズムを説明する断面図
【図４】本実施形態における付着削りカスを除去するプローブ触針クリーニングの空気送出の説明図
【図５】本実施形態における付着削りカスを除去するプローブ触針クリーニングの削りカス吸引の説明図
【図６】本実施形態におけるエアー送出部の変形例を説明するための斜視図
【図７】本実施形態におけるエアー送出部の変形例を説明するための斜視図
【符号の説明】
【００４０】
１０  テストヘッド
１１  接続部
１２  プローバー装置
１３  プローブカード
１４  プローブ触針
１５，２５，２６  エアー送出部
１６  バキューム部
１７  半導体ウェハー
１８  ウェハー吸着ステージ
２０  削りカス
２１  端子
２２  半導体チップ
２３  空気流
【図１】
2007120961.tif 000003
【図２】
2007120961.tif 000004
【図３】
2007120961.tif 000005
【図４】
2007120961.tif 000006
【図５】
2007120961.tif 000007
【図６】
2007120961.tif 000008
【図７】
2007120961.tif 000009