CN101221212A - 检查方法、检查装置及存储了程序的计算机可读存储介质 - Google Patents

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CN101221212A CNA2007103023490A CN200710302349A CN101221212A CN 101221212 A CN101221212 A CN 101221212A CN A2007103023490 A CNA2007103023490 A CN A2007103023490A CN 200710302349 A CN200710302349 A CN 200710302349A CN 101221212 A CN101221212 A CN 101221212A
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陶夏
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Abstract

本发明的目的在于使得探针和极板的电导通更加稳定。本发明的检查装置的探针卡中设有：向与晶片(W)接触的两根一组的探针对(10a、10b)间施加电压产生熔结现象使探针和晶片(W)之间电导通的熔结电路(41)；和将探针对(10a、10b)与熔结电路(41)电连接，并将向探针对(10a、10b)施加的电压的极性自由切换的切换电路(43)。向与晶片(W)接触的探针对(10a、10b)施加两次电压执行两次熔结。在该两次熔结中改变向探针对(10a、10b)施加的电压的极性。

Description

检查方法、检查装置及存储了程序的计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及检查被检查物的电特性的检查方法，执行该检查方法的检查装置，以及存储了用于实现所述检查方法的程序的存储介质。
背景技术
例如，用检查装置检查形成在半导体晶片上的IC、LSI等电路的电特性。检查装置具有电连接于检验器上的探针卡，该探针卡下面装有多个探针。通过将探针与晶片上的电路的各电极接触、向电极输入电信号，来进行电路的检查。
但是，如果晶片的电极表面形成了氧化膜，就因为难以输入电信号而不能进行合适的检查。还有，如果为了电导通将探针用力压在电极表面上就有损坏探针和电路的危险。因此有人提出了检查前通过将两根一组的一对探针(探针对)以低压力与电极相接触并向探针对之间施加电压引起熔结(fritting)现象(以下称为“熔结”)，使电极表面产生绝缘破坏，从而使探针和电极之间有良好的电导通的方法(参照日本专利文献1、2)。而且熔结现象是指通过向形成氧化膜的金属表面施加高电位梯度使氧化膜产生绝缘破坏，从而使金属表面有电流流过的现象。
日本专利文献1：日本专利文献特开2002-139542号公报；
日本专利文献2：日本专利文献特开2004-191208号公报。
发明内容
(发明所要解决的问题)
根据上述使用熔结的检查方法，即使以较低的负荷使探针和晶片的电极相接触也可以得到探针和电极之间的良好电导通，但例如为了提高晶片的电特性的检查可靠性，要求更加稳定地获得探针和晶片间的良好导通。
本发明是鉴于此而作出的，其目的在于在晶片等被检查物的电特性检查中更加稳定地获得探针和被检查物间的电导通。
(解决问题的方法)
为了达到上述目的，本发明将探针与被检查物接触，进行被检查物的电特性的检查，其特征在于，具有：将两根一组的探针对与被检查物接触，向该探针对施加电压产生熔结现象，使探针和被检查物之间电导通的熔结工序，其中，在所述熔结工序中向所述探针对之间施加多次电压，并交替改变向该探针对施加的电压的极性。
由发明人确认到的情况是：熔结时在被施加电压的探针对的阳极侧和阴极侧会发生探针和被检查物之间的电导通偏倚。根据本发明，因交替改变向探针对施加的电压的极性，从而解除了探针对的阳极侧和阴极侧的电导通性的偏倚，并在探针对的两极得到了高导通性。其结果是，可稳定地得到探针对和被检查物之间的高导通性。
对于上述检查方法，也可以在熔结工序中包括：在完成向探针对一次电压施加后，测定探针和被检查物的电导通性的工序，当该测定的电导通性没有达到预先设定的基准时，执行改变极性向所述探针对下一次的电压施加。
向所述探针对多次的电压可以是按照使各探针中阳极和阴极的次数相同的方式来执行。
从别的观点出发，本发明提供了将探针接与被检查物接触，并进行被检查物的电特性检查的检查装置，其特征在于，具有：熔结电路，向与被检查物接触的两根一组的探针对之间施加电压，产生熔结现象使探针和被检查物之间电导通；切换电路，将所述探针对和熔结电路电连接，并自由切换向所述探针对施加的电压的极性。
(发明效果)
根据本发明，因能够稳定的得到探针和被检查物的高导通性，所以可提高电特性检查的可靠性。
附图说明
图1是示出检查装置的大体结构的侧视图；
图2是示出探针卡的电路结构的一例的示意图；
图3是示出检查过程的流程图；
图4是示出第一次熔结时探针对的极性的说明图；
图5是示出第二次熔结时探针对的极性的说明图；
图6的(a)是示出进行多次熔结的阳极侧的探针尖端的实验照片，(b)是示出进行多次熔结的阴极侧的探针尖端的实验照片；
图7是示出进行1次熔结时、不改变极性进行2次熔结时、改变极性进行2次熔结时的电导性好坏的样品个数的表；
图8是示出图7中各方法的累计导通成功率的图表；
图9是示出具有测定电路的探针卡的电路结构示意图；
图10是示处测定电阻时的检查程序的流程图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施方式进行说明。图1是示出本实施方式中的检查装置1结构的说明图。
检查装置1例如包括：探针卡2、保持吸住作为被检查物的晶片W的卡盘3、移动卡盘3的移动结构4、以及电路检验器5。
探针卡2例如包括将多个探针10支撑在下面的接触器11和被装在该接触器11上侧的印刷线路板12。各探针10通过接触器11的主体与印刷线路板12电连接。探针卡2上电连接着检验器5，可以通过从检验器5发出的电信号控制探针卡2的动作。关于探针卡2的电路结构将在后面叙述。
卡盘3为具有水平上表面的近似圆盘状。卡盘3上面设有图中未示出的吸引口，能够通过该吸引口的吸引将晶片W保持吸住在卡盘3上。
移动结构4例如具有升降卡盘3的汽缸等升降驱动部20和将升降驱动部20向水平方向上的垂直的两个方向(X方向和Y方向)移动的X-Y台21。由此可以将保持在卡盘3上的晶片W三维地移动，使晶片W的表面电极和探针10相接触。
如图2所示，探针2例如包括：检查电路40，针对两根一组的探针10a、10b收发用于进行电特性检查的电信号；熔结电路41，向探针对10a、10b施加电压而产生熔结现象；第一切换电路42，切换检查电路40和熔结电路41的探针对10a、10b的连接；第二切换电路43，切换由熔结电路41向探针对10a、10b施加电压的极性。
第一切换电路42例如具有切换端子A1与端子A2的连接和端子A1与端子A3的连接的切换元件42a，所述端子A1与探针10a相连，所述端子A2与检查电路40的阴极端子B1相连，所述端子A3与熔结电路41的任一极性端子D1、D2相连。此外，第一切换电路42例如具有切换端子A4与端子A5的连接和端子A4与端子A6的连接的切换元件42b，所述端子A4与探针10b相连，所述端子A5与检查电路40的阳极端子B2相连，所述端子A6与熔结电路41的任一极性端子D1、D2相连。
第二切换电路43例如具有切换端子C1与端子C2的连接和端子C1与端子C3的连接的切换元件43a，所述端子C1与第一切换电路42的端子A3相连，所述端子C2与熔结电路41的阳极端子D2相连，所述端子C3与熔结电路41的阴极端子D1相连。此外，第二切换电路43具有切换端子C4与端子C5的连接和端子C4与端子C6的连接的切换元件43b，所述端子C4与第一切换电路42的端子A6相连，所述端子C5与熔结电路41的阴极端子D1相连，所述端子C6与熔结电路41的阳极端子D2相连。
检验器5例如设有控制部50，该控制部50控制检查电路40、熔结电路41、第一切换电路42以及第二切换电路43等的动作。控制部50例如由具有CPU或存储器的计算机构成，例如通过执行存储在存储器里的程序来实现检查装置1的检查过程。且为了实现检查装置1的检查过程而使用的各种程序是例如存储在存储介质并从存储介质安装到控制部50的，该存储介质是计算机可读取的CD等存储介质。
下面对在如上构成的检查装置1中进行的晶片W的电特性检查过程进行说明。图3是本实施例中检查过程的流程图。
首先如图1所示，晶片W被卡盘3保持吸住。然后卡盘3上的晶片W被移动机构4提升，如图2所示将探针对10a、10b与晶片W上的各电极P接触。
这时由第一切换电路42将熔结电路41和探针对10a、10b电连接。由第二切换电路43例如将熔结电路41的阴极端子D1与探针10a相连、将熔结电路41的阳极端子D2与探针10b相连。
然后如图4所示由熔结电路41向探针对10a、10b之间施加例如105～106V/cm程度电位梯度的电压并使探针10a成为阴极、使探针10b成为阳极。由此产生熔结现象而破坏电极P表面的氧化膜的绝缘，使探针对10a、10b和电极P电导通来进行第一次熔结工序(图3的工序S1)。而且在熔结工序可以将向探针对10a、10b施加的电压逐渐提高，当达到预定的施加电压时结束熔结，也可以监视在探针对10a、10b之间流动的电流值或其电压值，当电流值或电压值达到目标值时结束熔结。
结束第一次熔结工序后由第二切换电路43将熔结电路41的阳极端子D2连接到探针10a、将熔结电路41的阴极端子D1连接到探针10b，将施加到探针对10a、10b的电压的极性改变(图3的工序S2)。
然后如图5所示由熔结电路41向探针对10a、10b之间施加与第一次熔结工序S1相反极性的电压并使探针10a成为阳极、使探针10b成为阴极。由此产生再次熔结现象，使探针对10a、10b和电极P电导通来进行第二次熔结工序(图3的工序S3)。
其后由第一切换电路42将检查电路40与探针对10a、10b电连接。从检查电路40向探针对10a、10b输出用于检查的电信号，检查晶片W上的电路的电特性(图3的工序S4)。
结束晶片W的电特性的检查后卡盘3下降，其后从卡盘3卸下晶片W，结束一系列的检查过程。
根据如上实施方式因改变向探针对10a、10b施加的电压的极性进行了2次熔结工序，所以能够稳定探针对10a、10b和晶片W的电极P的电导通。以下对此实施形式的效果进行验证。
图6示出了不改变极性进行多次熔结时阳极侧的探针顶端部的状态(图6中的(a))和阴极侧的探针顶端部的状态(图6中的(b))。在此实验中将铝制电极与Pd(钯)制探针相接触进行了2000次的熔结。如图6所示阴极侧的探针比阳极侧的探针附着了更多的铝熔结物。因可认为熔结物的附着越多，熔结时探针和电极的接合力就越强，并使其电导通，由此实验至少能确认被施加电压的探针对的阴极和阳极的电导通性有偏倚。且由于电极材料和探针材料的组合的缘故，熔结物的附着量多的电极会发生改变，阴极和阳极的导通性的大小会发生改变。
以此实验结果为基础进行了如下情况时的探针对和晶片W的电极的电导通比较实验，即：只进行一次熔结(以往的方法)的情况；不改变极性进行2次熔结的情况；改变极性进行2次熔结的情况。图7是示出此实验结果的表。此实验对上述情况以样品6000个为1组进行了3组(图7表中的I、II、III)检查过程，评价了探针对和电极的电导通性的好坏。图7中示出了进行第一次熔结后导通性不好，进行第二次熔结后导通性变好的样品数、以及即使第一次熔结和第二次熔结两者都进行了导通性也不好的样品数。另外，只进行一次熔结时示出了该一次熔结后成为不好的样品数。
看此实验结果，当不改变极性进行2次熔结时有最终得不到好导通性的时候，但当改变极性进行2次熔结时最终成为导通性不好的样品数为零，所有的样品都得到了好的导通性。可以认为，这是因改变极性进行熔结解除了上述探针对的阴极和阳极的导通性偏倚的缘故。
根据所述实验结果，能确认通过如本实施方式那样改变施加到探针对10a、10b的电压的极性，可使探针对10a、10b和电极P的电导通稳定。因此根据本实施方式，能使探针对10a、10b和电极P的电导通稳定，从而可提高电特性的检查可靠性。
此外，根据所述实施方式，可延长探针对10a、10b的使用寿命。例如图8是示出只进行一次熔结、不改变极性进行2次熔结、改变极性进行2次熔结时的累计导通成功率的图表。图表横轴是所述各情况的熔结过程的次数。根据此图表改变极性进行2次熔结时可维持高的导通成功率。作为此一个因素，例如电极P的熔结物没有集中附着在探针对的一个探针上，而是分散附着在探针对10a、10b的两个上，因此可想而知，可长期间地维持探针对的良好导通性。从此结果能够确认的是，通过改变施加到探针对10a、10b的电压的极性，可延长探针对10a、10b的使用寿命。
虽然在以上实施方式中熔结次数为2次，但不限于2次，只要是多次即可，也可以是3次以上。这时，通过使得施加到各探针对10a、10b上的电压的阴极和阳极的次数相同，探针10a和探针10b的劣化速度也相等，所以可进一步延长探针对10a、10b的使用寿命。
在以上实施方式中进行了2次熔结，但也可以例如进行第一次熔结后测定探针对10a、10b和电极P的电导通性，只有当其测定的电导通性没达到预定的基准时，才改变极性进行2次熔结。
在这种情况下，例如检查装置1的探针卡2中装有如图9所示测定电路60。测定电路60例如被电连接在熔结电路41和探针对10a、10b之间。测定电路60是例如通过向与电极P接触的探针对10a、10b施加规定的电压，并检测出此时在探针对10a、10b之间流动的电流，从而可测定出作为探针对10a、10b之间的电极P的电导通性的电阻。该电阻的测定结果例如输入到控制部50，控制部50判定该电阻是否小于预定的基准值，当该电阻不小于预定的基准时执行第二次熔结。
而且在进行检查过程时，如图10所示结束第一次熔结后由测定电路60测定探针对10a、10b之间的电极P的电阻(图10的工序S5)。在控制部50中比较电阻R和基准值E(图10的工序S6)。当电阻R大于等于基准值E时改变极性进行第二次熔结，其后检查晶片W的电特性。当测定的电阻R小于基准值E时不进行第二次熔结，直接进行晶片W的电特性检查。
根据此例，当第一次熔结后晶片W的电极P的电阻没有下降到基准值以下时，改变极性进行第二次熔结，因此，如在上述实施方式所叙述的那样，定能得到探针对10a、10b和电极P的高导通性。此外，如第一次熔结的结果导致在探针对10a、10b和电极P之间得到了希望的导通性，则一次熔结即可解决，从而可缩短检查过程时间。在这个例子中，还可以进行2次以上熔结，结束第二次以后的熔结后，进行电极P的电阻测定，根据测定结果进行下次的熔结。
在上述例子中，是结束第一次熔结后确认探针对10a、10b和电极P的电导通性，但也可以在进行第一次熔结时确认其导通性。此情况下也可以例如监控进行第一次熔结时探针对10a、10b之间流动的电流值或其电压值，确认探针对10a、10b和电极P的电导通性，然后例如当即使向探针对10a、10b之间施加预定的设定电压，测定电流或测定电压也达不到目标值时，进行第二次熔结。
以上，参照附图说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定于所述例子。对于本领域技术人员来说，显然可以在权利要求书所述的宗旨范围内得到各种改变例或更改例，这些理所当然应当属于本发明的技术范围。例如在以上的实施方式中叙述的检查装置1的切换电路43中也可以使用H电桥。此外，在以上实施方式中叙述的检查装置1中被检查的被检查物也可以是晶片W以外的FPD(平板显示)等其他基板。
(工业实用性)
本发明能够使得被检查物和探针的电导通性稳定，在提高检查可靠性时非常有用。

Claims (6)

1.一种检查方法，将探针与被检查物接触，进行被检查物的电特性的检查，其特征在于，具有：
将两根一组的探针对与被检查物接触，向该探针对施加电压产生熔结现象，使探针和被检查物之间电导通的熔结工序，
其中，在所述熔结工序中向所述探针对之间施加多次电压，并交替改变向该探针对施加的电压的极性。
2.如权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
在熔结工序中还具有：在完成向探针对一次电压施加后，测定探针和被检查物的电导通性的工序，
当该测定的电导通性没有达到预先设定的基准时，执行改变极性向所述探针对进行下一次电压施加。
3.如权利要求1所述的检查方法，其特征在于，
向所述探针对的多次电压施加按照使各探针中阳极和阴极的次数相同的方式来进行。
4.一种检查装置，将探针与被检查物接触，进行被检查物的电特性的检查，其特征在于，具有：
熔结电路，向与被检查物接触的两根一组的探针对之间施加电压，产生熔结现象，使探针和被检查物之间电导通；
切换电路，将所述探针对和熔结电路电连接，并可自由切换向所述探针对施加的电压的极性。
5.如权利要求4所述的检查装置，其特征在于，还具有：
测定电路，使用所述探针对测定探针与被检查物之间的电导通性。
6.一种计算机可读存储介质，存储有在控制检测装置的控制部的计算机上运行的程序，使得由检查装置执行权利要求1～3中任一所述的检查方法。
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