(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードの探針の先端表面を処理する探針クリーニング方法であって、
（ａ）  探針クリーニング用ウェーハを設置するステップと、
（ｂ）  低い加速度で、前記探針クリーニング用ウェーハを移動し前記探針の先端表面に接触させる動作を第１の設定回数行って、該先端表面を研磨するステップと、
（ｃ）  高い加速度で、前記探針クリーニング用ウェーハを移動し前記探針の先端表面に接触させる動作を第２の設定回数行って、該先端表面を平滑化するステップと
を備える探針クリーニング方法。
【請求項２】
請求項１記載の探針クリーニング方法であって、
前記探針クリーニング用ウェーハを、該ウェーハの中心を回転の軸として、所定の角度に回転させ前記ステップ（ｂ）を繰り返し実行する探針クリーニング方法。
【請求項３】
前記所定の角度が、０度,９０度,１８０度および２７０度の少なくとも１つである請求項２記載の探針クリーニング方法。
【請求項４】
請求項１記載の探針クリーニング方法であって、
前記ステップ（ｂ）およびステップ（ｃ）を複数回反復して実行する探針クリーニング方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｂ）における加速度が、５〜６.７ｍｍ／ｓ2である請求項１記載の探針クリーニング方法。
【請求項６】
請求項１記載の探針クリーニング方法であって、
さらに、前記先端表面の残留物を粘着除去するステップを含む探針クリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブカードのクリーニング方法に関し、特に、テストに使用されることで、プローブカード探針の先端に合金等の除去し難い不純物が付着している場合に有効なクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、ウェーハ製造プロセスが完成した後、個々のチップに切断される前に、プローブカードでウェーハをテストし、その機能が正常であるか否かを評価するのが通常である。テストを実行する際には、プローブカード上の複数個の探針をウェーハの測定点に接触させて電気的特性の測定、動作状況の監視を行う。しかし、長期間にわたってテストに使用されると、かなりの金属微粒子及び酸化物が測定用の探針の先端表面に付着する。これら不純物が一定量まで付着すると、測定結果が不正確になり、テストの精度及び品質に影響を及ぼすおそれがある。従って、プローブカードを一定期間使用した後は、探針の先端表面の残留物を除去する必要がある。
【０００３】
図１は従来技術によるプローブカードの探針クリーニング処理を示す説明図である。探針クリーニング処理は、主に、クリーニング用ウェーハ５を用いて行われる。探針クリーニング中には、探針１の先端表面３とクリーニング用ウェーハ５の表面とが接触することで先端表面３に付着した残留物が研磨され、除去される。
【０００４】
図２は従来技術による探針クリーニング処理の工程図である。各工程の右側に、プローブカード１０、探針の先端表面３およびウェーハ５の側方から見た状態を示した。
【０００５】
先ず、プローブカード１０が動かないように支持すると共に、クリーニング用ウェーハ５を持ち上げる（ステップＳ１）。クリーニング用ウェーハ５が上昇して先端表面３に接触すると、押圧効果によりクリーニング用ウェーハ５の表面及び先端表面３の間に滑動と研磨が生じる（ステップＳ２）。これによって、先端表面３上の残留物が除去される。その後、クリーニング用ウェーハ５を下におろす（ステップＳ３）。ステップＳ１〜Ｓ３を所定回数反復することで探針クリーニング処理は完了する。
【０００６】
従来、クリーニング用ウェーハ５が先端表面３に近付いたり離れたりする際の正負の加速度は比較的大きく約２６.７ｍｍ／ｓ2である。探針クリーニング処理は、クリーニング用ウェーハ５上の不規則な溝により研磨を行う。この溝の幅は通常約１０μｍである。探針クリーニング中、クリーニング用ウェーハ５は垂直方向にしか移動せず、水平方向への制御はなされない。これは、主に、先端表面を押圧及び摩擦することによって、研磨効果を得るためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術による探針クリーニング処理は、一定レベルのクリーニング効果を達成することができるものの、例えば合金等により黒色を呈する領域が形成されている場合など不純物のタイプによっては、十分な効果が得られないことがしばしばある。図３は従来技術による探針クリーニング処理の効果を示す写真である。先端表面について処理前の状態を図３（ａ）に示し、処理後の状態を図３（ｂ）に示した。図３における不純物領域は外観が黒色を呈しており、比較的除去し難い部類に属する。図３（ｂ）に示す通り、探針クリーニング処理を行った後でも、なお不純物領域が見られ、除去の効果は十分とは言えない。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、黒色の不純物領域など比較的除去し難い不純物に対して、優れたクリーニング効果を発揮するプローブカードの探針クリーニング方法を提供し、プローブカードによるテストの精度ならびに品質を確保可能とすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するため、本発明は、プローブカード上の探針の先端表面を処理する探針クリーニング方法を提供する。先ず、探針のクリーニング用ウェーハを準備し、このクリーニング用ウェーハ上の溝に探針の先端表面を接触させて押圧することにより、先端表面を研磨する。接触時は比較的低い加速度とすることで、探針に対してウエーハが接触する速度を相対的に緩める。この接触動作を、第１の設定回数（複数回）行う。これによって、更に良好な研磨効果が得られる。
【００１０】
比較的低い加速度の範囲は、除去すべき金属材料の種類によって設定することができる。例えば、アルミニウム合金を例とした場合には、加速度は約５〜６.７ｍｍ／ｓ2とすることが好ましい。
【００１１】
比較的低い加速度で探針クリーニングを行うと先端表面がやや粗くなる。これを緩和するため、比較的高い加速度で、クリーニング用ウェーハを移動させて探針の先端表面と接触させ、先端表面を平滑化し、先端表面に対して残留物が付着する度合いを少なくする。このときの加速度は、例えば約２６．７ｍｍ／ｓ2とすることができる。
【００１２】
クリーニング用ウェーハ上の溝の方向は、研磨効果と関連を有する。従って、探針クリーニング処理が終了する度に、クリーニング用ウェーハを所定の角度、例えば０度,９０度,１８０度或いは２７０度等に回転させると共に、上述の処理を繰り返して行う。このようにすることで、より高い探針クリーニングの効果が達成できる。
【００１３】
【発明の他の態様】
本発明は、探針クリーニング方法に限らず、種々の態様で構成することができる。例えば、次に示す通り、探針クリーニング装置として構成してもよい。
即ち、プローブカードの探針の先端表面を処理する探針クリーニング装置であって、
探針クリーニング用ウェーハを移動可能に保持する保持部と、
低い加速度で、前記探針クリーニング用ウェーハを移動し前記探針の先端表面に接触させる動作を第１の設定回数行って、該先端表面を研磨するよう前記保持部を制御する低速研磨制御部と、
高い加速度で、前記探針クリーニング用ウェーハを移動し前記探針の先端表面に接触させる動作を第２の設定回数行って、該先端表面を平滑化するよう前記保持部を制御する高速研磨制御部と
を備える探針クリーニング装置として構成してもよい。
【００１４】
また、探針クリーニング装置において上述の制御を実現するための制御方法、かかる制御をコンピュータにより実現するためのコンピュータプログラム、さらに、このコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの態様で構成してもよい。ここで、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。
【００１５】
例えば、プローブカードの探針の先端表面を処理する探針クリーニング装置の動作を制御するためのコンピュータプログラムであって、
前記探針クリーニング装置に備えられた保持部に、探針クリーニング用ウェーハを移動可能に保持させる機能と、
低い加速度で、前記探針クリーニング用ウェーハを移動し前記探針の先端表面に接触させる動作を第１の設定回数行って、該先端表面を研磨するよう前記保持部を制御する機能と、
高い加速度で、前記探針クリーニング用ウェーハを移動し前記探針の先端表面に接触させる動作を第２の設定回数行って、該先端表面を平滑化するよう前記保持部を制御する機能とをコンピュータによって実現させるコンピュータプログラムとして構成できる。
【００１６】
これら他の態様においても、先に説明した探針クリーニング方法における種々の特徴を適宜、適用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、主に、プローブ針をクリーニングするためのクリーニング用ウェーハの送り速度、方向および位置を調整することにより、良好な先端表面の研磨効果を達成するものである。クリーニング用ウェーハを切削具とし、プローブカード上の先端表面を工作物とすると、切削具と工作物とが相対的に接近する速度、例えば、工作物が固定されている場合には、切削具が工作物に向かって前進する速度が送り速度である。また、クリーニング用ウェーハ上の不規則な溝の方向は状況に応じて随時変化するため、溝の方向が研磨の効果に影響を及ぼすことが多い。そこで、本実施の形態においては、クリーニング用ウェーハの回転位置を制御することにより、良好な探針クリーニング効果を達成させている。
【００１８】
図４に示すのは、本実施の形態におけるプローブカードの探針クリーニング方法の工程図である。図示するように、本実施形態にて提案する探針クリーニング方法は、比較的低い加速度で、クリーニング用ウェーハを先端表面に複数回接触させて研磨を行い、良好な探針クリーニング効果を実現するものである（ステップＳ１０）。低加速度で接触および研磨を行うことで、先端表面の合金不純物を比較的容易に除去することができる。実際の操作時は、機器の設定によって、クリーニング用ウェーハが先端表面に接触する時（ステップＳ１０）の正の加速度及び先端表面から離れる時の負の加速度を変化させることができる。本実施の形態では、この加速度を金属材料に応じて変化させると、より好ましい研磨効果を得ることができる。例えば、アルミニウム合金の場合は加速度を約５〜６.７ｍｍ／ｓ2に設定することが好ましい。
【００１９】
比較的低い加速度で探針クリーニング処理を行うと、先端表面がやや粗くなる。これを緩和するため、次に、比較的高い加速度で探針クリーニングプロセスを行って、先端表面を平滑にする（ステップＳ２０）。その速度は一般の機器にて設定される数値と略同じであり、例えば、約２６.７ｍｍ／ｓ2とすることができる。比較的低い加速度の探針クリーニング（ステップＳ１０）と比較的高い加速度の探針クリーニング（ステップＳ２０）を交互に行えば、探針クリーニング効果を更に向上させることができる。
【００２０】
上述した探針クリーニングプロセスにおいて、８インチのＧｅｌ−Ｐａｋウェーハを用いて先端上の残留物を粘着除去してもよい（ステップＳ３０）。こうすることで、更に効果的な探針クリーニングを実現することができる。
【００２１】
クリーニング用ウェーハは異方性を有している。つまり、ウェーハ上における溝の分布方向がそれぞれ異なっている。従って、方向によって、研磨の効果は異なる。クリーニング用ウェーハ上の溝の方向は一定ではないため、本実施の形態においては、クリーニング用ウェーハを適時回転させて角度を変え（ステップＳ４０）、ステップＳ１０及びステップＳ２０の探針クリーニング操作を繰り返す。こうすることで、探針クリーニング効果を向上させることができる。
【００２２】
回転角度は、クリーニング用ウェーハ上の主フラット部位によって区別されるものである。図５はクリーニング用ウェーハの回転位置と溝断面との関係を示す説明図である。図５（ａ）には、クリーニング用ウェーハが回転しない時（角度は０度）の状態を示した。左側に上方から見た平面図、右側に側面図を示した。図に示されるように、クリーニング用ウェーハ５は、主フラット部分５ａの位置に基づいて回転角度を識別することができるもので、回転によってクリーニング用ウェーハ５上の溝の方向も変化する。クリーニング用ウェーハ５を回転させない時は、先端表面３が接触する溝断面５０の起伏が激しくなる。
【００２３】
図５（ｂ）には、クリーニング用ウェーハが回転した時（角度は９０度）の状態を示した。クリーニング用ウェーハ５を９０度回転させた時は、先端表面３が接触する溝断面５１は比較的平坦になる。図５（ａ）及び図５（ｂ）では、図示の便宜上、直線で溝を表しているが、実際のクリーニング用ウェーハ上の溝の方向は不規則であるため、角度に応じて図５（ａ）（ｂ）の右側に示したような溝断面の変化が生じる。従って、クリーニング用ウエーハを、異なる角度に回転させて探針クリーニングを行うことが望ましい。
【００２４】
図４に示す各ステップは、実行の順序はあるが、基本的に少々の変化は可能であり、これを以って本発明を限定するものではない。
【００２５】
図６は、本発明の実施形態にかかる探針クリーニング方法による効果を示す写真である。図６（ａ）は、処理前の先端表面を示している。図６（ｂ）は、処理後の先端表面を示している。クリーニング用ウェーハが先端表面と近付いたり、離れたりする際の正負の加速度を６.７ｍｍ／ｓ2に設定し、０度,９０度,１８０度,２７０度の回転角度で、それぞれ２００回接触・研磨を実行した。図６（ｂ）から分かるように、本実施例のクリーニング方法は、針先端表面上の黒色合金領域に対しても非常に効果的な除去が行えるため、産業価値の大変高いものである。
【００２６】
以上、好適な実施形態について開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当該技術分野の知識を有する者であれば、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいて、少々の変更ならびに修飾を加えることができるものであって、本発明の保護範囲は、上記の特許請求の範囲の記載が基準とされる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のプローブカードの探針クリーニング方法では、まず、比較的低い加速度により、異なる不純物の材料に応じて適した接触速度でクリーニング用ウェーハを移動しプローブカードの先端表面に接触させる、という動作を複数回行って針先端表面を研磨する。さらに、比較的高加速度でクリーニング用ウェーハを移動し先端表面に接触させる、という動作を複数回行うことで先端表面を平坦化する。本発明によれば、これらの処理により、先端表面上の比較的除去し難い黒色の不純物領域に対しても、優れたクリーニング効果を発揮できる。
【００２８】
本発明によれば、クリーニング用ウェーハを異なる角度に回転させて、探針クリーニング処理を繰り返すことにより、探針クリーニングの効果を更に向上させることができる。よって、産業上の利用価値を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるプローブカードの探針クリーニング処理を示す図である。
【図２】従来技術にかかる探針クリーニング処理の工程図である。
【図３】  従来技術による探針クリーニング処理針尖端表面処理の効果を示す写真である。
【図４】本発明の実施形態による探針クリーニング方法の工程図である。
【図５】  クリーニング用ウェーハの回転位置と溝断面との関係を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる探針クリーニング方法による効果を示す写真である。
【符号の説明】
１      探針
３      先端表面
５      クリーニング用ウェーハ
１０    プローブカード
５ａ    主フラット部分
５０    溝切断面
５１    溝切断面
【図１】
0003745300.tif 000002
【図２】
0003745300.tif 000003
【図３】
0003745300.tif 000004
【図４】
0003745300.tif 000005
【図５】
0003745300.tif 000006
【図６】
0003745300.tif 000007