CN103878150B - 探针的清洁方法及探针清洁装置 - Google Patents

Abstract

一种探针清洁装置以及探针的清洁方法，其中，探针的清洁方法包括：提供待清洁的探针；采用清针片对所述待清洁的探针进行第一清洁处理；采用毛刷对所述待清洁的探针进行第二清洁处理；对所述待清洁的探针进行第三清洁处理，所述第三清洁处理为对所述待清洁的探针进行抽气处理；所述第一清洁处理、第二清洁处理和第三清洁处理为同时进行。本发明提高了探针清洁的效率，增强去除杂质的能力，缩短了探针清洁的时间，从而改善了晶圆测试结果的准确性和可靠性，缩短晶圆测试的时间，提高了生产效率。

Description

探针的清洁方法及探针清洁装置

技术领域

本发明涉及半导体制造领域技术，特别涉及探针的清洁方法及探针清洁装置。

背景技术

半导体器件的整个制造流程可以分为晶圆制造、晶圆测试、晶圆封装及最后测试等分步骤。

所述晶圆制造指的是在晶圆上制造半导体器件，在完成半导体器件的制造之后，晶圆上会形成多个重复的管芯（die）。在晶圆测试步骤中，需要对所述管芯进行电性测试，以确保在封装之前，晶圆上的管芯是合格的产品，因此晶圆测试是提高半导体器件良率的关键步骤之一。

通常测试设备包括探针台（probe），所述探针台上具有探针卡（probecard），所述探针卡包括至少一根探针（probeneedle），所述探针触碰到晶圆上的管芯以进行电性测试，具体的，所述管芯上通常设置有一个或多个测试焊点（pad），所述探针与所述测试焊点需要相互接触，才能完成电性测试。

然而，现有技术晶圆测试结果的准确性和可靠性有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种探针的清洁方法及其装置，更加有效的清洁探针，提高晶圆测试结果的准确性和可靠性，避免晶圆被破坏，且提高清洁探针的效率，从而提高了晶圆测试的效率，缩短了生产周期。

为解决上述问题，本发明提供一种探针清洁装置，包括：腔体；所述腔体的底部设有清针片；所述清针片以外的腔体侧壁设有毛刷；所述清针片以外的腔体侧壁设有一个或多个吸孔，所述吸孔通过管道与吸气阀连接，并连接至集尘装置中。

可选的，所述腔体的两个相对的侧壁具有毛刷。

可选的，所述毛刷具有硬质刷毛和软质刷毛；硬质刷毛位于腔体的一侧壁，软质刷毛位于腔体的另一侧壁，且硬质刷毛和软质刷毛交错间隔的设置于腔体的侧壁。

可选的，所述多个吸孔设置于所述腔体的同一侧壁。

可选的，可移动的托架，将所述腔体的底部固定在托架表面，通过托架的移动来移动所述腔体。

本发明还提供一种探针的清洁方法，包括：提供待清洁的探针；采用清针片对所述待清洁的探针进行第一清洁处理；采用毛刷对所述待清洁的探针进行第二清洁处理；对所述待清洁的探针进行第三清洁处理，所述第三清洁处理为对所述待清洁的探针进行抽气处理；所述第一清洁处理、第二清洁处理和第三清洁处理为同时进行的。

可选的，所述清针片具有粘附性或研磨性。

可选的，在进行所述第二清洁处理时，使所述毛刷与所述待清洁的探针相对移动。

可选的，所述毛刷的刷毛表面涂覆有异丙醇。

可选的，所述毛刷具有硬质刷毛和软质刷毛，且硬质刷毛和软质刷毛同时对所述待清洁的探针进行擦拭处理。

与现有技术相比，本发明提供的探针清洁装置的技术方案具有以下优点：

本发明的技术方案中，将清针片以及毛刷设置在同一腔体中，且所述腔体还与吸气阀连接；在使用本发明提供的探针清洁装置清洁探针时，可同时去除探针的针尖尖端区域的杂质以及针尖其他区域的杂质，提高了清洁效率；同时，所述腔体与吸气阀连接，进行探针清洁时，对探针进行抽气处理，将探针上附着的杂质抽离，所述抽气处理还可以将附着在清针纸和毛刷上的杂质抽离，防止因时间的推移，探针表面的杂质附着在清针纸上和毛刷上，造成清针纸和毛刷清除杂质的能力降低。因此，本实施例进一步提高了清针纸和毛刷清除杂质的能力，能够快速有效的清洁探针，提高晶圆测试结果的可靠性和准确性，缩短生产周期。

同时，在腔体的侧壁设有吸孔，所述吸孔通过管道与吸气阀连接，并最终连接至集尘装置中；当采用探针清洁装置清洁探针时，打开吸气阀，对腔体进行抽气处理，腔体中的杂质会被抽离出，进入集尘装置中，防止从探针表面脱落的杂质依然在腔体内，避免二次污染的发生。

进一步地，本发明实施例中，所述探针清洁装置还包括：能够在水平方向与垂直方向移动的托架，将所述腔体的底部固定在托架底部，通过托架的移动来移动所述腔体；采用本实施提供的探针清洁装置，通过托架移动来移动腔体的方式，来进行探针的清洁，避免手动清洁探针带来的不便。

与现有技术相比，本发明提供的探针清洁装置的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案中，采用第一清洁处理、第二清洁处理和第三清洁处理同时进行的方法，对探针进行清洁，使得清洁探针的能力得到提高，去除杂质的能力强，防止出现探针清洁不彻底的问题，从而提高了晶圆测试结果的可靠性和精确性；且减少了探针的清洁时间，进而提高了清洁探针的效率，缩短了晶圆的生产周期，节约生产成本。

同时，所述第三清洁处理为对所述待清洁的探针进行抽气处理，使杂质脱离并远离探针表面，避免已脱落的杂质对探针造成二次污染。

进一步，本发明实施例中，所述第二清洁处理采用的刷毛为软质刷毛和硬质刷毛，由于软质刷毛的形变能力和弹性好，使得软质刷毛能够触及硬质刷毛无法触及的探针针尖区域，而硬质刷毛可以弥补软质刷毛形变过大造成软质刷毛无法触及探针针尖某些区域的缺陷，使得第二清洁处理对探针的清洁能力更好，进一步提高清除探针杂质的能力。

附图说明

图1为采用清针纸去除探针表面杂质的示意图；

图2为本实施例提供的探针清洁方法的流程示意图；

图3为本实施例提供的探针清洁装置的立体示意图；

图4为本实施例提供的探针清洁装置的俯视示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术晶圆测试的准确性和真实性有待提高。

为解决上述问题，针对晶圆测试进行分析。晶圆测试对管芯的电性检测具有高的准确性，攸关该晶圆的生产良率、成本与品质好坏。由于被检测的管芯的表面经常形成因氧化或污染形成的氧化膜，或者为避免待测管芯损伤，通常也会在管芯上形成隔离膜加以保护，所述隔离膜通常为不良导体；在测试时若管芯处的隔离膜未加去除或去除不干净，所述隔离膜会阻碍探针与待测晶圆管芯的接触通电效果，进而影响电性检测的精准度和可靠性。

因此，在使用探针进行电性测试时，会施以较大的接触压力令探针的针尖以刮除方式破坏所述隔离膜，以便使探针的针尖能确实地与隔离膜下方的管芯接触通电，据以进行电性检测。然而，上述探针既为刮除工具，又为一测试信号传输结构，随着测试时间增加，其针尖部位将堆积所述被刮除的隔离膜碎屑，即探针针尖表面附着有杂质，且由于隔离膜具有一定的厚度，导致较长长度的探针针尖表面均附着有杂质。所述杂质造成探针与待测晶圆间的接触阻抗发生改变，严重的更因高电阻通电发热导致碎屑烧熔(fritting)固着于探针针尖，造成不同的探针之间发生短路，使得测试结果与预定结果之间相比具有极大误差，降低了晶圆测试结果的真实率和准确率，严重时甚至会将芯片烧坏。

因此，在进行一定次数的测试后，需要对探针进行清洁，去除粘附在探针表面的杂质。通常采用在清针片清洁探针的方式，对探针进行清洁；然而，采用在清针片清洁探针的方式对探针进行清洁之后，使用探针对晶圆进行测试结果的准确性仍有待提高。

针对采用在清针片清洁探针的方法进行进一步研究发现，采用在清针片清洁探针后，难以完全去除探针针尖表面的杂质。

请参考图1，图1为采用清针片去除探针表面杂质的示意图：其中，100为清针片，110为探针，所述探针110的具有悬臂部111和针尖部112，在进行多次测试后，由于探针110要划破管芯表面的隔离膜，因此针尖部112的表面会出现杂质。在清针片100上打磨探针110针尖时，只有针尖部112的尖头部位的杂质被打磨去除，而针尖部112其他区域的杂质仍未被去除。

在采用清针片100打磨探针110针尖后，使用清洁后的探针110对待测管芯进行电性测试时，由于针尖部112表面仍具有杂质，所述杂质仍会影响测试结果的准确性和可靠性；且在测试过程中，针尖部112的杂质可能会掉落在待测晶圆表面，进一步造成测试结果的准确性和可靠性降低，影响晶圆的电学性能，导致对晶圆造成破坏。

同样的，当所述待清洁的探针为直针时，由上述分析可知，所述探针的较长长度的针尖表面也均有杂质，采用清针片清洁探针后，清针片也只能去除探针针尖尖端部位的杂质。

为此，本发明提供一种新的探针的清洁方法及探针清洁装置，能够有效的清洁探针，完全去除附着在探针针尖表面的杂质，从而提高晶圆测试结果的可靠性和精确性，避免对晶圆造成破坏，本发明还提高了探针的清洁效率，缩短了探针的清洁时间，从而缩短了晶圆生产周期，提高晶圆生产效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2为本实施例提供的探针清洁方法的流程示意图。

本发明实施例提供一种探针的清洁方法。

提供待清洁的探针。所述待清洁的探针可以为直针，也可以为具有悬臂部和针尖部的弯针，不应过分限制待清洁的探针的形状。

所述探针的清洁方法包括以下步骤，请参考图2：

步骤S1：采用清针片对所述待清洁的探针进行第一清洁处理。

本实施例中，所述清针片具有粘附性或研磨性。

通过将清针片与待清洁的探针的针尖尖端相接触的方式，所述清针片粘附或研磨去掉探针针尖尖端附着的杂质。

步骤S2：采用毛刷对所述待清洁的探针进行第二清洁处理。

本实施例中，所述毛刷的刷毛为硬质刷毛和软质刷毛，且所述毛刷的刷毛表面涂覆有异丙醇（IPA），异丙醇可以加速探针表面的杂质脱落。

在进行所述第二清洁处理时，使所述毛刷与所述待清洁的探针相对移动，使得毛刷擦拭待清洁探针，以达到清洁探针的效果；所述第二清洁处理去除探针针尖尖端以外区域的杂质。

作为一个实施例，采用将所述待清洁的探针在毛刷中移动的方式，使得毛刷擦拭待清洁的探针，达到清洁探针的效果。

作为另一实施例，所述待清洁的探针静止不动，通过移动毛刷的方式，使得毛刷擦拭待清洁的探针，达到清洁探针的效果。

在本实施例中，所述毛刷的刷毛为硬质刷毛和软质刷毛。在进行第二清洁处理时，所述硬质刷毛和软质刷毛同时对所述待清洁的探针进行擦拭处理，提高第二清洁处理去除探针杂质的能力。这是因为：

由于软质刷毛的形变能力以及弹性佳，因此，软质刷毛发生形变后与探针针尖接触的面积较大，可以刷到硬质刷毛无法触及的探针针尖区域，同时，硬质刷毛的使用可以防止由于软质刷毛的形变过大，造成探针某些区域不能被软质刷毛触及；采用硬质刷毛和软质刷毛形成的毛刷对待清洁探针进行擦拭，能进一步增强第二清洁处理的效果，位于探针各区域的杂质均能被去除。

在本发明其他实施例中，所述毛刷的刷毛也可以为硬质刷毛或软质刷毛中的一种。

在本实施例中，进行所述第二清洁处理时，可以手动或自动移动探针，使得探针与毛刷相对移动；也可以手动或自动移动刷毛，使得毛刷和探针相对移动。当探针的移动方向与毛刷的刷毛延伸方向相垂直时，能进一步增加待清洁探针被毛刷擦拭的面积，从而进一步提高第二清洁处理的效果。

在本发明其他实施例中，可以手动或自动探针，或者手动或自动移动探针清洁装置，使得探针与毛刷的刷毛相对移动即可，不应过分限制探针与毛刷的刷毛相对移动的方向。

自动移动探针或自动移动探针清洁装置，可以免去人工清洁带来的不便，提高清洁探针的效率。

步骤S3：对所述待清洁的探针进行第三清洁处理，所述第三清洁处理为对所述待清洁的探针进行抽气处理。

当需要清洁探针时，使探针经历一抽气处理，使得附着在探针针尖部的杂质脱落，在一定程度上去除探针的杂质，同时还能避免脱落的杂质对探针造成二次污染。

所述抽气处理可以由一抽气装置提供，使得探针表面的杂质随着气流的方向移动，达到清洁探针的目的。

特别的，本实施例中，所述第一清洁处理、第二清洁处理和第三清洁处理为同时进行的。

采用第一清洁处理、第二清洁处理和第三清洁处理同时进行的方法，具有以下好处：

首先，在采用清针片对探针进行清洁处理时，清针片去除探针针尖尖端的杂质后，所述杂质附着在清针片上；本发明提供的实施方式，在探针与清针片接触的同时，对探针和清针片进行抽气处理，使得附着清针片上的杂质被立即抽离，从而避免由于杂质附着在清针片表面，造成清针片对探针针尖尖端的杂质去除能力降低，因此，本实施例清针片对探针的清洁能力得到提高；且抽气处理和清针片同时对探针针尖尖端的杂质起到去除作用，进一步提高了清针片对杂质的去除能力。

其次，在采用毛刷对探针进行清洁处理时，毛刷去除探针针尖尖端以外区域的杂质后，所述被去除的杂质附着在毛刷上；而本实施例中，所述杂质一附着在毛刷上，就立即经由抽气处理抽离毛刷，从而避免由于杂质附着在毛刷上造成毛刷对探针针尖尖端以外区域杂质的去除能力降低，因此，本实施例毛刷对探针的清洁能力得到提高；且抽气处理和清针片同时对探针针尖尖端以外区域的杂质起到去除作用，从而进一步提高了毛刷对杂质的去除能力。

综上，本发明提供的技术方案具有以下优点：

首先，本发明实施例中，采用第一清洁处理、第二清洁处理和第三清洁处理同时进行的方法，对探针进行清洁，使得清洁探针的能力得到提高，去除杂质的能力强，防止出现探针清洁不彻底的问题，从而提高了晶圆测试结果的可靠性和精确性；且减少了探针的清洁时间，从而提高了清洁探针的效率，缩短了晶圆的生产周期，节约生产成本。

其次，本发明实施例中，所述第二清洁处理采用的刷毛为软质刷毛和硬质刷毛，由于软质刷毛的形变能力和弹性好，使得软质刷毛能够触及硬质刷毛无法触及的探针针尖区域，而硬质刷毛可以弥补软质刷毛形变过大造成软质刷毛无法触及探针针尖某些区域的缺陷，使得第二清洁处理对探针的清洁能力更好，进一步提高清除探针杂质的能力。

本发明实施例还提供一种探针清洁装置。

请参考图3及图4，图3为本发明探针清洁装置的立体结构示意图，图4为本发明探针清洁装置的俯视示意图，本发明提供的探针清洁装置包括：

腔体300；

所述腔体300的底部设有清针片301；

所述清针片301以外的腔体300侧壁设有毛刷；

所述清针片301以外的腔体300侧壁设有一个或多个吸孔304，所述吸孔304通过管道305与吸气阀连接，并连接至集尘装置中。

本实施例中，所述腔体300为长方体，在本发明其他实施例中，所述腔体的形状也可以为立方体、椎体或柱体，不应过分限制本发明腔体的形状。

在所述腔体300的底部设有清针片301。

所述清针片301可以覆盖腔体300的所有底部表面，所述清针片301也可以只覆盖腔体300底部的部分表面。具体的，可以根据一次性需要清洁的探针数量来确定清针片301需要覆盖腔体300底部的面积。

本实施例中，所述腔体300的两个相对的侧壁具有毛刷，所述毛刷具有硬质刷毛302和软质刷毛303。其中，硬质刷毛302位于腔体300的一侧壁，软质刷毛303位于腔体300的另一侧壁，且硬质刷毛302和软质刷毛303交替间隔的设置于腔体300的两侧壁。

本实施例毛刷采用硬质刷毛302和软质刷毛303交替间隔的设置与腔体300的两侧壁，主要有以下好处：

当毛刷对待清洁的探针进行擦拭时，交替间隔的设置于腔体300相对两个侧壁的硬质刷毛302和软质刷毛303同时对待清洁探针进行擦拭；在擦拭过程中，由于硬质刷毛303的形变能力和弹性很差，导致硬质刷毛303只能擦拭探针里硬质刷毛303较近的表面；而软质刷毛303具有较强的形变能力和弹性，在擦拭过程中，软质刷毛303发生形变，可以擦拭硬质刷毛302未能触及的探针表面；因此，本实施例中，将硬质刷毛302和软质刷毛303交替间隔的设置于腔体300相对的两侧壁，在硬质刷毛302和软质刷毛303的共同作用下，使得探针被清洁的更彻底，提高了清洁探针的能力。

本实施例中，为保证完全去除探针针尖的杂质，腔体300侧壁被毛刷覆盖的高度应大于待清洁探针的针尖的长度。具体的，可以根据实际需要清洁的探针的针尖的长度，来设置腔体300侧壁被毛刷覆盖的高度。

在本发明其他实施例中，所述毛刷也可以只具有硬质刷毛或软质刷毛其中的一种。所述毛刷也可以设置于清针纸以外的腔体的一个侧壁或多个侧壁。

本实施例中，所述探针清洁装置具有多个吸孔304，所述多个吸孔304设置于所述腔体300的同一侧壁。

将多个吸孔304设置在所述腔体300的同一侧壁的好处为：打开吸气阀时，对腔体300进行抽气处理，当多个吸孔304设置在腔体300的同一侧壁时，所述抽气处理的方向一致性强，进而提高抽气处理吸取杂质的能力。

在本发明其他实施例中，所述吸孔的数量可以为1个，也可以为多个；当所述吸孔的数量为多个时，所述多个吸孔可以设置在清针片以外的腔体的一个侧壁或多个侧壁。

所述吸气阀和集尘装置的作用为：当需要采用探针清洁装置清洁探针时，打开吸气阀，对所述腔体300进行抽气处理，将脱落在清针片301和毛刷上的杂质抽离腔体300，同时所述抽气处理也可以将待清洁探针表面的杂质抽离腔体300；所述抽离的杂质经由管道305进行集尘装置中，避免杂质仍残留在腔体300内对探针造成二次污染，且进一步优化探针清洁装置清洁探针的效果；并且，所述抽气处理将脱落在清针片301和毛刷上的杂质抽离，防止因清针片301和毛刷上的杂质堆积而造成清针片301和毛刷清洁能力的降低，因此，本实施例进一步提高了清针片301和毛刷清洁探针的能力。

所述探针清洁装置还包括：可移动的托架，将所述腔体300的底部固定在托架表面，通过托架的移动来移动所述腔体300。

包括托架的探针清洁装置，具有以下优点：

可以通过移动托架，使得腔体300移动至待清洁的探针下方，继续移动托架，从而使得待清洁的探针针尖尖端与清针纸301相接触，去除位于探针针尖尖端的杂质；进一步移动托架，使得待清洁的探针与刷毛相对移动，刷毛对探针针尖尖端以外的趋势进行擦拭处理，从而达到清洁待清洁的探针针尖尖端以外区域的杂质；通过移动腔体300来完成探针的清洁，简单易行，避免将待清洁探针从探针台上取下并手动清理探针带来的不便。

在本发明其他实施例中，所述探针清洁装置也可以不包括托架，当需要进行清洁探针时，通过手动从探针台上取下探针，并手动进行探针清洁处理；或者手动移动探针清洁装置至探针台，并手动进行探针清洁处理。

综上，本发明提供的探针清洁装置的技术方案具有以下优点：

首先，本实施例中，将清针片以及毛刷设置在同一腔体中，在使用本发明提供的探针清洁装置清洁探针时，可同时去除探针的针尖尖端的杂质以及针尖尖端以外区域的杂质，提高了清洁效率；且所述腔体与吸气阀连接，在进行探针清洁时，对探针进行抽气处理，将探针上附着的杂质抽离，所述抽气处理还可以将附着在清针纸和毛刷上的杂质抽离，防止因时间的推移，探针表面的杂质附着在清针纸上和毛刷上，造成清针纸和毛刷清除杂质的能力降低，因此，本实施例进一步提高了清针纸和毛刷清除杂质的能力。本发明提供的探针清洁装置，能够快速有效的清洁探针，提高晶圆测试结果的可靠性和准确性，缩短生产周期。

其次，本发明实施例中，所述探针清洁装置还包括：能够在水平方向与垂直方向移动的托架，将所述腔体的底部固定在托架底部，通过托架的移动来移动所述腔体；采用本实施提供的探针清洁装置，通过托架移动来移动腔体的方式，来进行探针的清洁，避免手动清洁探针带来的不便。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种探针清洁装置，其特征在于，包括：

腔体；

所述腔体的底部设有清针片，所述清针片用于去除探针针尖尖端的杂质；

所述清针片以外的腔体侧壁设有毛刷，所述毛刷用于去除探针针尖尖端以外区域的杂质，其中，所述清针片和毛刷适于同时对探针进行清洁；

所述清针片以外的腔体侧壁设有一个或多个吸孔，所述吸孔通过管道与吸气阀连接，并连接至集尘装置中。

2.根据权利要求1所述的探针清洁装置，其特征在于，所述腔体的两个相对的侧壁具有毛刷。

3.根据权利要求1所述的探针清洁装置，其特征在于，所述毛刷具有硬质刷毛和软质刷毛；硬质刷毛位于腔体的一侧壁，软质刷毛位于腔体的另一侧壁，且硬质刷毛和软质刷毛交错间隔的设置于腔体的侧壁。

4.根据权利要求1所述的探针清洁装置，其特征在于，所述多个吸孔设置于所述腔体的同一侧壁。

5.根据权利要求1所述的探针清洁装置，其特征在于，还包括：可移动的托架，将所述腔体的底部固定在托架表面，通过托架的移动来移动所述腔体。

6.一种探针的清洁方法，其特征在于，包括：

提供待清洁的探针；

采用清针片对所述待清洁的探针进行第一清洁处理，所述第一清洁处理适于去除探针针尖尖端的杂质；

采用毛刷对所述待清洁的探针进行第二清洁处理，所述第二清洁处理适于去除探针针尖尖端以外区域的杂质；

对所述待清洁的探针进行第三清洁处理，所述第三清洁处理为对所述待清洁的探针进行抽气处理；

所述第一清洁处理、第二清洁处理和第三清洁处理为同时进行的。

7.根据权利要求6所述的探针的清洁方法，其特征在于，所述清针片具有粘附性或研磨性。

8.根据权利要求6所述的探针的清洁方法，其特征在于，在进行所述第二清洁处理时，使所述毛刷与所述待清洁的探针相对移动。

9.根据权利要求6所述的探针的清洁方法，其特征在于，所述毛刷的刷毛表面涂覆有异丙醇。

10.根据权利要求6所述的探针的清洁方法，其特征在于，所述毛刷具有硬质刷毛和软质刷毛，且硬质刷毛和软质刷毛同时对所述待清洁的探针进行擦拭处理。