CN101275985A - 探测方法、探测装置和存储介质 - Google Patents

探测方法、探测装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种探测方法、探测装置和存储介质。使按照相对于配置有电极片的基板垂直的方式形成的探针与电极片接触，之后作为过驱动工序，使探针陷入电极片内，获得电极片和探针的接触，在测定该基板的电特性时，探针的针尖可靠地纳入电极片内，进一步加大在过驱动工序中形成的电极片的针迹。使基板上升以使电极片和探针接触，接着以探针的针尖陷入电极片内的方式，使基板在垂直方向上升并同时在水平方向移动，削去电极片的表面的氧化膜，使电极片和探针导通。

Description

探测方法、探测装置和存储介质
技术领域
本发明涉及使探针与被检查体的电极片(pad)电接触从而测定该被检查体的电特性的技术。
背景技术
在半导体器件的制造工序中，在IC芯片完成后，通过各种电特性的检查，判定在晶片状态下各个IC芯片是否良好。进行该检查的探测装置采用在载置台上载置晶片，在进行探测卡的探针与晶片的对位之后，使载置台上升，使晶片上的IC芯片的电极片和探针依次接触的结构。作为探针，现有技术中所谓的横针为主流，但是伴随IC芯片的高集成化、微细化，能够使探针的排列密度高的垂直针正被广泛采用。
但是，在使探针与电极片接触的接触动作中，探针必须刺破电极片表面的自然氧化膜以确保可靠的电接触。此外，在接触动作结束后，以摄相机对电极片上的针迹进行摄像，进行确认是否正确进行接触的操作，为了容易确认，也要求留下一定程度的大小的针迹。图7(a)表示从探测卡102向斜下方延伸的探针(横针)101，图7(b)表示使用该探针101时的接触的状态。在该情况下，使载置台上升，在使探针101与晶片上的电极片103接触之后，当再使载置台稍为上升，施加所谓过驱动时，探针101弯曲，其针尖向旁边滑动并削去电极片103表面的自然氧化膜105。因此，探针101与电极片103可靠地接触，且容易进行针迹的确认操作。
另一方面，如图8(a)所示，在探针104从探测卡102垂直地延伸的垂直针中，当过驱动时的晶片的上升速度过快时，探针104的针尖刺破电极片103，有可能破坏IC芯片，而且由于探针104与电极片103接触时的冲击，探针104有可能破损。因此，在过驱动时必须使晶片缓慢上升，但因为探针104垂直，且全部的探针104的针尖的高度并非完全对齐，所以探针104有可能无法刺破自然氧化膜105，导致导通不良，此外对电极片103和探针104施加垂直方向的较大的力，有可能损伤探针104或IC芯片。而且由于电极片103上的针迹是点，还存在不能容易地进行图像识别的问题。
另一方面，在专利文献1中，公开有利用垂直针的探针104施加过驱动之后，使晶片在水平方向移动的技术。但是，如图8(b)所示，在过驱动时，因为探针104陷入电极片103，所以即使电极片103在水平方向移动，探针104也只是弯曲，不能削去自然氧化膜105，探针104更有可能破损。
【专利文献1】日本专利特开平6-124985((0011))
发明内容
本发明鉴于上述情况提出，其目的在于提供一种相对被检查体上的电极片，能够通过作为垂直针的探针确保良好的导通，还能够留下适当大小的针迹的技术。
本发明的探测方法，其使按照与被检查体相对且垂直的方式形成的探针与上述被检查体的电极片电接触，对该被检查体的电特性进行测定，其特征在于，包括：
将上述被检查体载置于载置台上的工序(a)；
接着进行上述被检查体与上述探针的对位的工序(b)；
之后，使上述载置台上升，从而使上述电极片与上述探针接触的工序(c)；和
接着为了使上述探针的针尖陷入上述电极片内，使上述载置台在铅直方向上升并同时在水平方向移动，削去上述电极片的表面的氧化膜，使上述电极片和上述探针导通的工序(d)。
优选上述进行接触的工序(c)是以在上述电极片内，上述探针与从上述电极片的中心位置偏离的偏移位置接触的方式，使上述载置台上升的工序，
上述进行导通的工序(d)是以上述探针的针尖从上述偏移位置接近上述电极片的中心位置的方式，使上述载置台直线状地在水平方向上移动上述偏移位置和上述中心位置之间的距离的成倍距离的工序。
优选上述进行接触的工序(c)中的上述载置台的上升速度，比上述进行导通的工序(d)中的上述载置台的上升速度快。
本发明的探测装置，其在进行载置于载置台上的检查体与按照与上述被检查体相对且垂直的方式设置的探针的对位之后，使该探针与上述被检查体的电极片电接触，对该被检查体的电特性进行测定，其特征在于，包括：
用于使上述载置台在水平方向和铅直方向移动的驱动机构；和
控制部，其输出控制信号，使得：上述载置台上升，使上述探针与上述载置台上的被检查体的电极片接触，接着为了使上述探针的针尖陷入上述电极片内，使上述载置台在铅直方向上升并同时在水平方向移动，削去上述电极片的表面的氧化膜，使上述电极片和上述探针导通。
优选上述控制部输出控制信号，使得：在使上述探针与上述电极片接触时，以在上述电极片内，上述探针与从上述电极片的中心位置偏离的偏移位置接触的方式，使上述载置台上升，
在使上述探针的针尖陷入上述电极片内时，以上述探针的针尖从上述偏移位置接近上述电极片的中心位置的方式，使上述载置台直线状地在水平方向上移动上述偏移位置和上述中心位置之间的距离的成倍距离。
优选上述控制部输出控制信号，使得使上述探针的针尖陷入上述电极片内时的上述载置台的上升速度，比使上述探针与上述电极片接触时之前的上述载置台的上升速度慢。
本发明的存储介质，其存储有在使探针与被检查体的电极片电接触并对该被检查体的电特性进行测定的探测方法中所使用的计算机程序，其特征在于：
上述计算机程序以实施上述探测方法的方式安排步骤。
本发明在使用以相对被检查体垂直的方式形成的探针进行探测时，在使被检查体上升并使探针与电极片接触之后，使被检查体在铅直方向上升并同时在水平方向移动，因此探针的针尖陷入电极片内，并向侧边削去其表面部。从而，由于能够平滑地刮去电极片的表面的氧化膜，所以能够可靠地得到电极片和探针的导通，此外能够抑制相对探针和被检查体在垂直方向施加大的力，而且能够通过探针在电极片上留下大的针迹。
附图说明
图1是表示用于实施本发明的探测方法的探测装置的一个例子的立体图。
图2是上述探测装置的纵截面图。
图3是表示应用于上述探测方法的基板的一个例子的纵截面图。
图4是表示在上述探测方法中，电极片的移动轨迹的示意图。
图5是表示假设固定上述电极片时的探针的移动轨迹的示意图。
图6是从上面观察上述探测方法的过驱动工序后的电极片的水平俯视图。
图7是现有的相对电极片倾斜形成的探针的说明图。
图8是现有的相对电极片垂直形成的探针的说明图。
符号说明
2探针
3载置台
20探测装置
23探测卡
25电极
40电极片
41氧化膜
42针迹
具体实施方式
参照图1和图2对用于实施本发明的探测方法的装置进行说明。该探测装置20具有成为装置的外装部的框体21，在该框体21内的底面上设置有作为驱动机构的XYZ工作台30。该XYZ工作台30由包括滚珠丝杠(ball screw)、引导机构和脉冲电动机的X方向移动部31、Y方向移动部32和Z方向移动部33构成，在Z方向移动部33的上部设置有用于载置作为被检查体的晶片W的载置台3。
在框体21的上面部，水平地安装有作为安装有探针2的安装部件的探测卡23。该探测卡23包括排列有电极25的印刷基板26，和设置于该印刷基板26的下方侧的块体27，电极25与多个垂直型的探针2分别电连接。在块体27的下方侧，以上下重叠的方式设置有多块，例如两块用于引导探针2的引导板28。探针2通过树脂件29固定于块体27内的上方侧，包括各探针2的针尖的面以与载置台3的载置面(晶片W的表面)平行的方式设定。
在该探测装置20上设置有例如由计算机构成的控制部5，该控制部5具备由程序、存储器、CPU构成的数据处理部等。以从控制部5向探测装置20的各部输送控制信号，进行晶片W的电特性的测定和晶片W的搬送的方式，在该程序中编入有命令。此外，例如在存储器中，具有写入XYZ工作台30的移动速度、移动量或从电极25向探针2流过的电流值等检查信号等的处理参数的值的区域，在CPU执行程序的各命令时，读出这些处理参数，将对应于该参数值的控制信号发送到该探测装置20的各部位。该程序(也包括涉及处理参数的输入操作和显示的程序)存储于计算机存储介质例如软盘、光盘、MO(光磁盘)、硬盘等存储部6中，并安装于控制部5。
此处，参照图3对作为通过该探测方法检查电特性的被检查体的晶片W进行说明。在形成于该晶片W的表面的IC芯片上，形成有金属例如铝等构成的角型的电极片40，在该电极片40的表面上形成有厚度极薄的氧化膜41。该氧化膜41是在IC芯片完成之后，通过将晶片W曝露于大气中与大气中的氧等接触而生成的自然氧化膜。
接着，说明本发明的探测方法。首先，进行晶片W的位置对准。即，通过未图示的搬送单元将晶片W载置于载置台3，通过未图示的摄像单元例如CCD摄像头等，检测形成于晶片W上的未图示的对准标志和探针2的位置，并通过XYZ工作台30设定载置台3的初始位置，使得探针2与晶片W的水平方向(X、Y方向和铅直方向轴旋转的旋转方向)的位置一致，并且为仅低于探针2的针尖规定的距离的位置。而且，也考虑XYZ工作台30的变形等，基于预先取得的信息，极为正确地进行该对准动作。
接着，通过XYZ工作台30使载置台3移动，使得探针2与电极片40接触。具体而言，以探针2的针尖接触从电极片40的中心位置偏移规定距离的位置的方式使载置台3移动。图4是表示该状态的图，晶片W的表面(也包括氧化膜41的电极片40的表面)从高度等极L1上升至L2，探针2的针尖与电极片40的表面(氧化膜41的表面)接触。在例如使形成于电极片40的针迹42的长度为a时，该接触位置是从电极片40的中心移位该长度a的一半的距离(a/2)的位置，以这样进行接触的方式控制XYZ工作台30。此时，在探针2与电极片40(氧化膜41)之前，载置台3例如以现有已知的方式高速移动进行调整，在使探针2和电极片40(氧化膜41)接触之后，作为过驱动工序，按以下方式移动。即，在使载置台3上升的同时，以从已述的接触位置，接近电极片40的中心位置形成探针2的针迹42的方式，使载置台3直线状地在水平方向移动距离a。此处，通过已述的对准动作，以IC芯片的电极片40的纵的一边与横的一边分别沿着作为XYZ工作台30的移动方向的X方向和Y方向的方式调整晶片W的方向，所以，此处所说的水平方向是例如X方向或Y方向。通过该过驱动工序，如图4所示，电极片40移动至高度等级L3的导通位置，探针2的针尖相对电极片40平滑地移动至相对倾斜的下方，从而探针2削去电极片40的表面的氧化膜41，并且陷入电极片40内，能获得探针2和电极片40之间的导通(电接触)。
如上所述，图4表示在通过载置台3移动电极片40(晶片W)时的某一个电极片40的位置的推移，图5是例如假设固定电极片40的位置，对同一图重新进行描绘的示意图。从该图4和图5可知，相对电极片40，探针2陷入电极片40并同时在水平方向移动。图6表示从上面(探针2侧)观察过驱动工序后的电极片40的状态，通过该过驱动工序，配合探针2的直径在电极片40的表面(电极片40和氧化膜41)上形成宽度逐渐变大的长度为a的针迹42。
此时的载置台3的移动速度设定为相比探针2和电极片40接触之前的速度足够慢的低速。
之后，规定的检查信号从电极25通过探针2流至电极片40，进行电特性的检查。此外，在规定的块数的晶片W的每次处理，通过未图示的图像处理装置，对形成于电极片40的针迹42进行摄像，进行探针2和电极片40是否接触的图像检查。
根据上述实施方式，在通过垂直延伸的探针2进行探测时，在使晶片W上升，使探针2和电极片40接触之后，作为过驱动工序，使晶片W在铅直方向上升并同时使晶片W在水平方向移动，所以探针2的针尖从旁边开始刮动电极片40的表面的氧化膜41，从而氧化膜41的剥离变得容易，能够可靠地得到电极片40和探针2的导通，能够良好地进行形成于晶片W的IC芯片的电特性的评价。
此外，在本发明中，使载置台3的移动速度缓慢，使探针2的针尖一点点地陷入电极片40内，同时使电极片40在水平方向移动，因为不是如上述图8(b)所示，在使探针2深深陷入后再开始移动，所以能够在纵横方向上分散施加于探针2和电极片40的冲击，不会在垂直方向施加过大的力，抑制探针2的弯曲、探针2或IC芯片的破损，能够可靠地将探针2的针尖纳入电极片40内。
这样相对电极片40垂直形成的探针2，如图5和图7所示，也能够描绘作为横针的已述探针101相同的轨迹，因为能够较大地形成针迹42，所以在进行之后的图像检查的情况下，也能够高精度地判别探针2与电极片40的接触(针迹42)的有无。
而且，虽然在上述例子中，使从初始位置到接触位置的载置台3的水平方向的移动距离与过驱动工序中的载置台3的水平方向的移动距离为相同长度(a/2)，但是只要使探针2的针尖以不从电极片40露出的方式移动，则可以是分别不同的长度。此外，虽然在初始位置使探针2和电极片40的中心位置吻合，之后使载置台3上升，使其在偏移位置接触，但也可以例如在初始位置使载置台3预先移动至偏移的位置，之后在铅直方向上使载置台3垂直上升。而且，为了较长地形成针迹42，在偏移位置使探针2和电极片40接触，但也可以例如在不进行上述图像检查等的情况下，使载置台3从初始位置垂直上升，使探针2与电极片40接触，之后进行过驱动工序。
此外，如上所述，在探针2和电极片40接触之前使载置台3快速移动，但也可以在接触后以相同速度移动。

Claims (7)

1.一种探测方法，其使按照与被检查体相对且垂直的方式形成的探针与所述被检查体的电极片电接触，对该被检查体的电特性进行测定，其特征在于，包括：
将所述被检查体载置于载置台上的工序(a)；
接着进行所述被检查体与所述探针的对位的工序(b)；
之后，使所述载置台上升，从而使所述电极片与所述探针接触的工序(c)；和
接着为了使所述探针的针尖陷入所述电极片内，使所述载置台在铅直方向上升并同时在水平方向移动，削去所述电极片的表面的氧化膜，使所述电极片和所述探针导通的工序(d)。
2.如权利要求1所述的探测方法，其特征在于：
所述进行接触的工序(c)是以在所述电极片内，所述探针与从所述电极片的中心位置偏离的偏移位置接触的方式，使所述载置台上升的工序，
所述进行导通的工序(d)是以所述探针的针尖从所述偏移位置接近所述电极片的中心位置的方式，使所述载置台直线状地在水平方向上移动所述偏移位置和所述中心位置之间的距离的成倍距离的工序。
3.如权利要求1或2所述的探测方法，其特征在于：
所述进行接触的工序(c)中的所述载置台的上升速度，比所述进行导通的工序(d)中的所述载置台的上升速度快。
4.一种探测装置，其在进行载置于载置台上的被检查体与按照与所述被检查体相对且垂直的方式设置的探针的对位之后，使该探针与所述被检查体的电极片电接触，对该被检查体的电特性进行测定，其特征在于，包括：
用于使所述载置台在水平方向和铅直方向移动的驱动机构；和
控制部，其输出控制信号，使得：所述载置台上升，使所述探针与所述载置台上的被检查体的电极片接触，接着为了使所述探针的针尖陷入所述电极片内，使所述载置台在铅直方向上升并同时在水平方向移动，削去所述电极片的表面的氧化膜，使所述电极片和所述探针导通。
5.如权利要求4所述的探测装置，其特征在于：
所述控制部输出控制信号，使得：
在使所述探针与所述电极片接触时，以在所述电极片内，所述探针与从所述电极片的中心位置偏离的偏移位置接触的方式，使所述载置台上升，
在使所述探针的针尖陷入所述电极片内时，以所述探针的针尖从所述偏移位置接近所述电极片的中心位置的方式，使所述载置台直线状地在水平方向上移动所述偏移位置和所述中心位置之间的距离的成倍距离。
6.如权利要求4或5所述的探测装置，其特征在于：
所述控制部输出控制信号，使得使所述探针的针尖陷入所述电极片内时的所述载置台的上升速度，比使所述探针与所述电极片接触时之前的所述载置台的上升速度慢。
7.一种存储介质，其存储有在使探针与被检查体的电极片电接触并对该被检查体的电特性进行测定的探测方法中所使用的计算机程序，其特征在于：
所述计算机程序以实施权利要求1～3中任一项所述的探测方法的方式安排步骤。
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