(57)【要約】【課題】プロービング機構と連動して簡易な構成でプローブ針の清掃が行えることに加えて、プローブ針に余計な負荷を掛けずに、プローブ針の寿命を長くする。【解決手段】プローブカード台座１と、その先端が下方に向くようにプローブカード台座１の下面に取り付けられたプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃと、絶縁体で成り、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃが貫通する貫通孔を有し、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃを貫通孔に収納した状態で、プローブカード台座１の下面に取り付けられた、鉛直方向に収縮性を有する付着物除去部材５と、を備え、付着物除去部材５は、その収縮性定常状態において、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの先端まで完全に収納すると共に、その先端よりも下方に位置する下端部を有することを特徴とする半導体製造装置を選択する。【選択図】図１
2013120074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカード台座と、
その先端が下方に向くように前記プローブカード台座の下面に取り付けられたプローブ針と、
絶縁体で成り、前記プローブ針が貫通する貫通孔を有し、前記プローブ針を前記貫通孔に収納した状態で、前記プローブカード台座の下面に取り付けられた、鉛直方向に収縮性を有する付着物除去部材と、を備え、
前記付着物除去部材は、その収縮性定常状態において、前記プローブ針の先端まで完全に収納すると共に、その先端よりも下方に位置する下端部を有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記付着物除去部材の収縮状態において、前記付着物除去部材は、伸長方向に付勢状態となると共に、前記プローブ針の先端は、前記付着物除去部材から突出することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記貫通孔の径は、前記プローブ針の先端部の径と近似していることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記下端部は、水平方向における端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記付着物除去部材は、
前記絶縁体で成り、前記プローブ針の基部が貫通する貫通孔を有し、前記プローブ針が貫通した状態で前記プローブカード台座の下面に取り付けられた上部担体と、
前記絶縁体で成り、前記プローブ針の先端部が貫通する貫通孔を有する下部担体と、
一端が前記上部担体に取り付けられ、他端が前記下部担体に取り付けられ、前記下部担体を、前記プローブ針の前記先端部が貫通孔に貫通した状態で懸吊する弾性体と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記弾性体は、ばねであることを特徴とする請求項５に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
プローブカード台座と、その先端が下方に向くように前記プローブカード台座の下面に取り付けられたプローブ針と、絶縁体で成り、前記プローブ針が貫通する貫通孔を有し、前記プローブ針を前記貫通孔に収納した状態で、前記プローブカード台座の下面に取り付けられた、鉛直方向に収縮性を有する付着物除去部材と、を備えた半導体製造装置による検査対象に対する半導体装置の製造方法であって、
前記プローブカード台座を前記検査対象に向かって下降させ、
前記付着物除去部材の下端部が、最初に前記検査対象に当接すると共に、その時点から前記付着物除去部材が収縮して、前記プローブ針の先端が前記貫通孔から突出し始め、
前記先端が前記検査対象に当接すると、前記検査対象に対する導通状態を検査し、
前記プローブカード台座を上昇させると、前記付着物除去部材が前記検査対象に押圧された状態を維持したまま、前記プローブ針が、前記検査対象から離反して上昇し、
前記付着物除去部材が前記検査対象から離反する前に、前記プローブ針の先端が、前記付着物除去部材に収納されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ等の基板の製造においては、ウェハレベルで、そこに搭載される半導体チップ等の電気的特性の検査を行う必要があり、その工程が設けられるが、そのとき一般的に使用されるのがプローブ装置である。プローブ装置による検査においては、典型的には、複数のプローブ針が下方に伸びたプローブカードと呼ばれる台座が使用され、それらのプローブ針を、半導体チップ等の電極等に当接させることにより、その電気的特性を検査している。
【０００３】
図３は、プローブカードを使用した従来のプローブ装置の一例の主要構成と、その装置による測定手順と、その課題を説明するための図である。図３（ａ）に示すように、プローブ装置により半導体ウェハ１１の検査対象（ＤＵＴ：Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ）を検査する際には、その半導体ウェハ１１のＤＵＴに予めアルミニウム等の金属で形成される、例えば３つの測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃを設けておき、プローブ装置の一部を成すプローブカード台座１と、先端に向かって先鋭化するものであって、その先端が下方に向くようにプローブカード台座１の下面に取り付けられたプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃとを、そのプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃが、測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各々に対向するように、半導体ウェハ１１の上方に配設する。
【０００４】
検査処理動作が開始されると、図示しない駆動制御装置により、プローブカード台座１及びプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃが一体で下降し、最終的にプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々が、対応する測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃに当接し（図３（ｂ））、電気的導通が確立することにより検査が可能となる。
【０００５】
しかしながら、この当接時、プローブ針２（２ａ，２ｂ，２ｃ）は、その先端が測定バッド１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）に対して若干突き刺さることとなるので、プローブ針２の離反時、金属からなる測定バッド１２の表面を剥がす可能性があり、図３（ｃ）に示すように、これが塵ＤＩ（ＤＩａ，ＤＩｂ，ＤＩｃ）としてプローブ針２の先端に付着したままプローブ針２が上昇する可能性がある。そうすると、次のＤＵＴの測定時に、不本意に、ＤＵＴを傷つけてしまったり、短絡が発生してしまったり、また、オープン系の異常が発生してしまう危険性がある。この問題は、測定すべきＤＵＴの数が増えるほど顕著となる。
【０００６】
従って、プローブ針２のこのような塵ＤＩを清掃して取り除く必要がある。そこで、かかる技術は、例えば特許文献１乃至３に開示されている。なお、これら以外にも、ブロワによる送風により除去する方法もある。
【０００７】
そこで、特許文献１においては、プローブの先端部を研磨するための研磨装置が開示されており、この研磨装置においては、研磨砥粒層を、弾性変形する弾性基体の表面に形成し、プローブをその研磨砥粒層に押し付けたときに、そのプローブの先端部が沈み込んで、その全体が研磨できることを特徴としたものである。
【０００８】
また、特許文献２においては、プローブ針を洗浄液により洗浄処理する洗浄装置を開示しており、特に、その洗浄装置が、プローブカードを有した半導体検査装置と、一体的に配設されていることが特徴の技術が記述されている。
【０００９】
更に、特許文献３においては、プローブ装置（プローバ）自体に、プローブ針（プローブピン）をクリーニングするための異物除去手段を備えるようにし、プローブ針が基板に対して下降する途上で、プローブ針がその異物除去手段に対して摺動することにより、プローブ針に付着した異物をクリーニングする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−０３８９１５号公報
【特許文献２】特開２００４−１１１４４１号公報
【特許文献３】特開２００７−１２７５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されたプローブカード研磨装置によれば、プローブ針自体に物理的な力が負荷されるため、プローブ針の寿命に影響を与えてしまうと共に、設計時点でそのことを考慮した強度設計が必要になるという欠点がある。また、プローブ装置とは別に、プローブを研磨するための装置を設ける必要がある。
【００１２】
また、特許文献２に開示された洗浄装置によれば、プローブ針を洗浄液で洗浄しているので、プローブ針に化学的な損傷を与えてしまうという欠点がある。また、特にその洗浄装置を半導体検査装置と物理的に一体化したといえども、単なる内蔵と言えるものであり、とりわけプロービング機構と連動するものでもない。
【００１３】
更に、特許文献３に開示されたプローバによれば、クリーニング機能がプロービング機構と連動して発揮されるといえども、プローブ針が異物除去用板、除去板片、及び異物除去ローラに対して摺動する際に、プローブ針に力が加わるため、特許文献１に開示された技術と同様、プローブ針の寿命に影響を与えてしまうと共に、設計時点でそのことを考慮した強度設計が必要になるという欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の半導体製造装置は、プローブカード台座と、その先端が下方に向くように前記プローブカード台座の下面に取り付けられたプローブ針と、
絶縁体で成り、前記プローブ針が貫通する貫通孔を有し、前記プローブ針を前記貫通孔に収納した状態で、前記プローブカード台座の下面に取り付けられた、鉛直方向に収縮性を有する付着物除去部材と、を備え、
前記付着物除去部材は、その収縮性定常状態において、前記プローブ針の先端まで完全に収納すると共に、その先端よりも下方に位置する下端部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体製造装置によれば、プロービング機構と連動して簡易な構成でプローブ針の清掃が行えることに加えて、プローブ針に余計な負荷を掛けずに、プローブ針の寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプローブ装置（半導体製造装置）の構成と、その装置を利用した検査の動作を説明するための図である。
【図２】本発明の第２実施形態におけるプローブ装置（半導体製造装置）の構成と、その装置を利用した検査の動作を説明するための図である。
【図３】プローブカードを使用した従来のプローブ装置（半導体製造装置）の一例の主要構成と、その装置による測定手順と、その課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の半導体製造装置を適用したプローブ装置、及びこれを用いた半導体装置の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態におけるプローブ装置（半導体製造装置）の構成と、その装置を利用した検査の動作を説明するための図である。
同図に示すように、本発明の第１実施形態に係るプローブ装置は、プローブカード台座１と、先端に向かって先鋭化するものであって、その先端が下方に向くようにプローブカード台座１の下面に取り付けられたプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃと、付着物除去部材５と、を備えて概略構成されている。
【００１９】
より具体的には、上記付着物除去部材５は、絶縁体で成り、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の基部が貫通する貫通孔を有し、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の基部が貫通した状態でプローブカード台座１の下面に取り付けられた上部担体３Ａａ，３Ａｂ，３Ａｃと、絶縁体で成り、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の先端部が貫通する貫通孔を有する下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃと、一端が上部担体３Ａａ，３Ａｂ，３Ａｃの各々に取り付けられ、他端が下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃの各々に取り付けられ、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃの各々を、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の先端部が貫通孔に貫通した状態で懸吊するばね４ａ，４ｂ，４ｃと、を備えて構成されている。
【００２０】
なお、特に、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃの貫通孔の径と、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの先端部の径とは、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃが下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃに対して滑らかに可動する限りで、近似している。
【００２１】
一方、プローブ装置により半導体ウェハ１１の検査対象（ＤＵＴ：Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ）を検査する際には、その半導体ウェハ１１のＤＵＴに予めアルミニウム等の金属で形成される、例えば３つの測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃを設けておく。
【００２２】
なお、上述のプローブ装置や、その駆動制御部、検査部等を含む半導体検査装置の全体構成については、例えば、特許文献２に開示されているので、それをここに援用する。
【００２３】
次に、本発明の半導体装置の製造方法を適用したプロービング方法について説明する。なお、本実施形態のプロービング方法は、本実施形態に係るプローブ装置を用いて行うものである。
【００２４】
そこで、半導体ウェハ１１の検査処理の手順が開始されると、まず、図１（ａ）に示すように、プローブ装置を、その各プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃが、対応する測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対向するように、半導体ウェハ１１の上方に位置付けする。なお、図１（ａ）に示すように、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃを、ばね４ａ，４ｂ，４ｃで懸吊した状態（収縮性定常状態：ばね４の弾性力と下部担体３Ｂの重力が釣り合った状態）で、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の先端が、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃの孔内に収まっている状態であることが重要である。
【００２５】
次に、図示しない駆動制御部により、プローブ装置を下降させると、まず、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃの各々の下端部が、対応する測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃに当接する。この状態から更にプローブ装置を下降させると、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃが、測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃに当接したまま、ばね４ａ，４ｂ，４ｃが縮むことにより、プローブカード台座１と、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃと、上部担体３Ａａ，３Ａｂ，３Ａｃとが更に下降する。そして、最終的に、図１（ｂ）に示すように、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の先端が、対応する測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃに当接する。
【００２６】
このようにプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の先端が、対応する測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃに当接し、電気的導通が確立することにより測定が可能となる。なお、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃは、絶縁体で構成されているので、測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃに当接していても測定値に影響を与えない。また、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃに測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃから剥がれた塵（金属物）が付着しても、影響がない。
【００２７】
測定が終了すると、今度はプローブ装置を上昇させる。このとき、まず、プローブカード台座１と、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃと、上部担体３Ａａ，３Ａｂ，３Ａｃとが上昇し、それによりプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃが、測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃから離反する。このとき、測定中にプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃが測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃの表面を剥がした場合、それが塵ＤＩａ，ＤＩｂ，ＤＩｃとしてプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの先端に付着したままプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃが上昇する。
【００２８】
一方、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃについては、ばね４ａ，４ｂ，４ｃの付勢により、暫くは測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃに押圧された状態を維持する。そして、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃが、測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃから離反する前に、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の先端が、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃに収納される。従って、このときプローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの先端に付着した塵ＤＩａ，ＤＩｂ，ＤＩｃは、図１（ｃ）に示すように、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃにより、剥がし落とされる。
【００２９】
その後、下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃも、測定バッド１２ａ，１２ｂ，１２ｃから離反し、図１（ａ）に示した状態に復帰する。
【００３０】
以上のように、本発明の第１実施形態に係るプローブ装置によれば、プローブ針２（２ａ，２ｂ，２ｃ）に化学的な損傷を与えることなく、その端部に付着した塵ＤＩ（ＤＩａ，ＤＩｂ，ＤＩｃ）を剥がし取ることができるので、プローブ針２の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
また、プローブ装置に簡易な部材を組み込んで、プロービング動作（離反動作）と連動して、プローブ針２の先端部に付着した塵ＤＩを、付着物除去部材５を構成する下部担体３Ｂ（３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃ）により剥がし取っているので、先端部をクリーニングするための装置を別体として設ける必要がない。
【００３２】
特に、プローブ装置側に支点が不要であり、プローブ針２に力点がないことから、その点においても、プローブ針２の寿命を延ばすことができると共に、設計時点でそのことを考慮した強度設計が不要となり設計範囲が広がる。また、付着物除去部材を構成する下部担体３Ｂの測定バッド１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）に対する当接点とプローブ針２とが有効に離れているので、短絡の可能性も低い。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態におけるプローブ装置（半導体製造装置）の構成と、その装置を利用した検査の動作を説明するための図である。なお、第１実施形態に係るプローブ装置の構成と同一構成部分に対しては、同一符号を付し、かつ、その説明を省略する。
【００３４】
第２実施形態におけるプローブ装置について、第１実施形態のプローブ装置の構成と異なる構成は、担体の部分のみである。具体的には、第２実施形態のプローブ装置においては、第１実施形態のプローブ装置における３つの上部担体３Ａａ，３Ａｂ，３Ａｃを一体化して上部担体２３Ａとし、３つの下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃを一体化して下部担体２３Ｂとした。
【００３５】
したがって、第２実施形態のプローブ装置における付着物除去部材２５は、第１実施形態のプローブ装置における３つの上部担体３Ａａ，３Ａｂ，３Ａｃを一体化した上部担体２３Ａと、３つの下部担体３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃを一体化した下部担体２３Ｂと、一端が上部担体２３Ａに取り付けられ、他端が下部担体２３Ｂに取り付けられ、下部担体２３Ｂを、プローブ針２ａ，２ｂ，２ｃの各々の先端部が貫通孔に貫通した状態で懸吊するばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、を備えて構成されている。
【００３６】
なお、他の構成や、動作は同様である。この第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、第１実施形態におけるプローブ装置と比較して、作製及び組み立てが容易であり、かつ、下降／上昇時における強度や精度が向上するという効果がある。
【００３７】
なお、上述の第１及び第２実施形態においては、ばね４（４ａ，４ｂ，４ｃ）、２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）を採用したが、これに限られることはなく、絶縁性を有する何らかの弾性部材（弾性体）であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の半導体製造装置を適用したプローブ装置及び本発明の半導体装置の製造方法を適用したプロービング方法は、半導体ウェハに対するウェハレベルでの検査工程に適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・プローブカード台座
２・・・プローブ針
３Ａ，２３Ａ・・・上部担体
３Ｂ，２３Ｂ・・・下部担体
４，２４・・・ばね
５，２５・・・付着物除去部材
１１・・・半導体ウェハ
１２・・・測定バッド
ＤＩ・・・塵
【図１】
2013120074.tif 000003
【図２】
2013120074.tif 000004
【図３】
2013120074.tif 000005