CN1986152A

CN1986152A - 探针的研磨方法和研磨部件

Info

Publication number: CN1986152A
Application number: CNA2006101687399A
Authority: CN
Inventors: 小林将人
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2026-12-19
Also published as: US20070141956A1; US20080182483A1; TWI404594B; KR20070065218A; US7465218B2; JP4745814B2; JP2007170835A; TW200730297A; KR100806398B1; CN1986152B

Abstract

本发明提供一种探针的研磨方法和研磨部件，使得即使随着探针板的大型化，探针增加，探针的排列区域超出研磨部件范围，使用该研磨部件，也能确实地研磨探针，并能提高检测的处理能力。本发明的探针的研磨方法，使用研磨片(10)研磨实施晶片电性能检测的排列在探针板(20)上的多枚探针(21)，利用载置台(30)使外周缘部具有倾斜面(10A)的研磨片(10)移动，分多次研磨探针区域(21)。

Description

探针的研磨方法和研磨部件

技术领域

本发明涉及适用于探测装置的探针的研磨方法和研磨部件，更具体而言，涉及能缩短探针的研磨作业时间、提高检测处理能力的探针的研磨方法和研磨部件。

背景技术

现有的探测装置，例如，如图7所示，在探测室内，包括：载置被检测体(例如晶片)W并内置有升降驱动机构和旋转驱动机构的载置台1、支承载置台1并向X方向移动的X载物台2、支承X载物台2并向Y方向移动的Y载物台3、配置在载置台1上方的探针板4、实施校准探针板4的探针4A和晶片W的校准机构5。在探测室内，利用校准机构5对晶片W和探针4A进行校准后，利用X、Y载物台2、3和升降机构，使载置台1在基台6上沿X、Y和Z方向移动，使晶片W和探针4A电接触，检测晶片W的电性能。利用分别连接着滚珠丝杠的驱动机构，使X、Y载物台2、3分别向X、Y方向独立移动。另外，图7表示了构成X载物台2的驱动机构的滚珠丝杠2B和构成Y载物台3的驱动机构的电动机3A。

另外，如图7所示，上述校准机构5具有下部CCD照相机5A和上部CCD照相机5B，在控制装置的控制下驱动。下部CCD照相机5A设置在载置台1上，从下方摄制探针板4的探针4A的影像。上部CCD照相机5B配置在校准桥(alignment bridge)5C的中央，从上方摄制载置台1上的晶片W的影像。该校准桥5C遵循沿Y方向(前后方向)配置的一对导轨(未图示)，按照箭头方向，从探测室内的最深处移动至探针中心。

而且，在实施晶片W的检测时，利用校准机构5校准晶片W的电极垫和探针板4的探针4A之后，使载置台1沿X、Y和Z方向移动，使晶片W的电极垫和探针4A发生电接触，进行电性能检测。如果反复实施该检测，电极垫表而的金属氧化物将会作为切屑附着在探针4A的针尖上，妨碍此后的检测。因此，使用例如图7所示的研磨部件7，研磨探针4A的针尖，除去切屑。

但是，如果探针板4向大型化方向发展，利用探针4A同时测量的元件数目增加，探针板4中的探针4A所占据的区域(下文简称为“探针区域”)将会大于研磨部件7的面积，用现有的研磨部件7不再能研磨探针4A。在这种情况下，可将探针板4从探测装置上卸下，研磨探针4A，但由于探针板4的装卸作业需要很多时间，研磨效率就会因此而下降。

为此，在专利文献1中，提出了无需卸下探针板，而是将晶片尺寸的研磨部件载置于载置台1上，利用该研磨部件研磨探针的方法。而在专利文献2中，提出了使用具有与探针区域相应面积的研磨部件，与根据探针板种类改变的探针区域的朝向匹配，旋转研磨部件的探测装置。

专利文献1：日本特开2000-164649

专利文献2：日本特开2000-183119

发明内容

尽管在专利文献1的技术的情况下，能够根据探针板的种类自动更换研磨部件，但每次研磨探针时，必须重新将研磨部件设置在载置台上，不得不在设置作业上花费大量时间，研磨作业效率差，需要用于设置研磨部件的装置，导致成本增高。而且，在探针板与晶片一并接触的大型探针板的情况下，尽管能一并研磨探针，但不能分度(index)进给研磨部件，因此不得不反复使用同一部位，以致不能有效地利用研磨部件。而且，研磨部件大，额外需要其储存空间，从而导致探测装置大型化。

在专利文献2的技术的情况下，由于大小与探针区域相应的研磨部件对应于探针区域改变朝向，因此，在改变研磨部件朝向时，根据探针区域的朝向，提升研磨部件，使其高于载置台的载置面，再进行使用，所以需要研磨部件的旋转驱动机构和升降驱动机构，结构复杂。另外，由于在与专利文献1同样的情况下，利用同一部位进行研磨，所以，研磨部件的利用效率差，并且额外需要收容大小与探针区域相当的研磨部件的空间和用于研磨部件方法转换的空间，从而导致探测装置大型化。

本发明是为了解决上述问题而做出的技术方案，其目的在于提供一种探针的研磨方法和研磨部件，使得即使随着探针板的大型化，探针增加，探针的排列区域超出研磨部件范围，使用该研磨部件，也能确实且高效地研磨探针，并能提高检测的处理能力。

本发明的发明方面1的所述探针的研磨方法，使用研磨部件研磨实施被检测体电性能检测的排列在探针板上的多枚探针，其特征在于：使上述研磨部件与上述探针板的位置发生相对变化，分多次对上述多枚探针进行研磨。

本发明的发明方面2所述的探针的研磨方法，其特征在于：在发明方面1所述发明中，使上述研磨部件与上述探针板的位置发生相对变化，用上述研磨部件的不同部位对上述探针板的同一探针进行多次研磨。

此外，本发明的发明方面3所述的探针的研磨方法，其特征在于：在发明方面1或发明方面2所述发明中，上述研磨部件设置在载置上述被检测体的可移动的载置台上，利用上述载置台，使上述研磨部件移动。

此外，本发明的发明方面4所述的探针的研磨方法，其特征在于：在发明方面1～发明方面3中任一项所述的发明中，使用研磨片作为上述研磨部件，在上述研磨片的外周缘部，形成有从内侧向外侧降低的倾斜面。

本发明的发明方面5所述的探针的研磨方法，其特征在于：在发明方面4所述的发明中，上述研磨片包括研磨层和形成于研磨层下侧的缓冲层。

本发明的发明方面6所述的研磨部件，配置在支承台上使用，用于研磨实施被检测体电性能检测的探针，其特征在于：在上述研磨部件的外周缘部，形成有从内侧向外侧降低的倾斜面。

本发明的发明方面7所述的研磨部件，其特征在于：在发明方面6所述的发明中，上述支承台设置在载置被检测体的载置台上，在上述支承台的外周缘部，形成有从内侧向外侧降低的倾斜面。

本发明的发明方面8所述的研磨部件，其特征在于：在发明方面6或发明方面7所述的发明中，上述研磨部件由包括研磨层和形成于研磨层下侧的缓冲层的研磨片构成。

根据本发明的发明方面1～发明方面8所述的发明，能够提供一种探针的研磨方法和研磨部件，即使随着探针板的大型化，探针增加，探针的排列区域超出研磨部件的范围，使用该研磨部件，也能够确实且高效地研磨探针，并能提高检测的处理能力。

附图说明

图1为本发明的探针的研磨方法的简要侧面示意图。

图2为设置有图1所示研磨部件的探测装置的载置台的平面图。

图3为图1所示研磨部件的截面图。

图4为图1所示研磨部件的移动区域的平面图。

图5(a)、(b)分别为本发明的探针的研磨方法的某种实施方式的平面图。

图6(a)、(b)分别为本发明的探针的研磨方法的另一种实施方式的平面图。

图7为现有探测装置的主要部分的立体图。

符号说明

10：研磨片(研磨部件)；10A：倾斜面；11：研磨层；13：缓冲层；20：探针板；21：探针；30：载置台；31：支承台；31A：倾斜面

具体实施方式

下面，根据图1～图6所示的实施方式说明本发明。另外，图1为本发明的探针的研磨方法的简要侧面示意图，图2为设置有图1所示研磨部件的探测装置的载置台的平面图，图3为图1所示研磨部件的截面图，图4为图1所示研磨部件的移动区域的平面图，图5(a)、(b)分别为本发明的探针的研磨方法的某种实施方式的平面图，图6(a)、(b)分别为本发明的探针的研磨方法的另一种实施方式的平面图。

例如如图1简要所示，本实施方式的研磨部件10比安装在探针板20上的多枚探针21的排列区域(下文简称为“探针区域”)的面积小，探针区域形成超出研磨片10的大小。例如如图2所示，该研磨部件10配置在设置于载置作为被检测体的晶片(未图示)的载置台30的外周面的支承台31上。载置台30与现有技术一样，为可沿X、Y、Z方向和θ方向移动的结构。支承台31从载置台30外围面的局部水平外伸，以研磨部件10的表面略高于载置台30的载置面的方式支承。

由于研磨部件10不能在一次研磨作业中对探针区域的所有探针21进行研磨，因此，利用载置台30分度进给研磨部件10，如图1所示，分多次(在该图中，以点划线为界，分3次)对探针区域的探针21进行研磨。

另外，研磨部件10的平面形状可根据需要酌情设定。在本实施方式中，研磨部件10例如如图2所示，形成为矩形，可自由装卸地安装在支承台21的上表面，作为一种消耗品，能够酌情更换。该研磨部件10既可以形成为具有挠性的研磨片，也可以如氧化铝陶瓷等形成为研磨板。在本实施方式中，研磨部件10由具有挠性的研磨片形成。为此，在下文中，将研磨部件10作为研磨片10进行说明。本实施方式在研磨部件10的研磨材料较硬、用研磨材料表面研磨探针的情况下，特别有效。即，在研磨部件10的表面硬度大于探针21的材料的硬度时，特别有效。例如，在探针21的材质为钨的情况下，其莫氏硬度为7.5，因此，在使用莫氏硬度为8以上、例如莫氏硬度为9的研磨材料的情况下，可以使用粒径为0.5～10μm的氧化铝作为研磨材料。

而且，在支承台31的外周缘部，如图1所示，形成有从内侧向外侧降低的倾斜面31A。研磨片10如该图所示，形成为覆盖支承台31的倾斜面31A的大小，在其外周缘部，形成有从内侧向外侧降低的倾斜面10A。研磨片10既可以是完全覆盖支承台31的倾斜面31A的大小，也可以如该图所示，余下一部分倾斜面31A而覆盖的大小。研磨片10的倾斜面10A在倾斜方向的长度为例如5mm(优选为5mm以上)，倾斜度为例如10％(优选为10％以下)。通过这样在研磨片10的外周缘部设置倾斜面10A，随着探针21从探针区域的研磨区域的分界(该图中用点划线表示)向研磨区域之外远离，探针21的前端从研磨片10脱离，就不会受到因研磨时的分度进给造成的与研磨区域邻接的探针21从研磨片10A的外周缘部脱落弯曲等损伤，从而避免打乱探针21的排列状态。

另外，例如如图3所示，研磨片10的结构包括：研磨层11、支承研磨层11的薄膜层12和支承薄膜层12的缓冲层13。将例如作为研磨材料的氧化铝等微粉涂敷在薄膜层12上，形成研磨层11。薄膜层12可利用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂等形成。缓冲层13利用富有弹性的发泡树脂(例如丙烯酸泡沫材料)形成，其上下两面形成有例如由丙烯酸系树脂材料构成的粘合剂层14。另外，15为衬纸，在将研磨片10粘贴在支承台31上之时剥离。研磨片10的厚度可根据需要酌情设定，例如，除去衬纸15之后的厚度为500μm左右。而包括研磨层11和薄膜层12的厚度为例如200μm，包括缓冲层13和上下粘合剂层14的厚度为例如300μm。氧化铝等研磨材料微粉优选形成为小于探针21的前端直径的小的粒径。探针21的前端直径例如为10～20μm、针尖长度为200μm左右，探针21的间隔为50～200μm。

然后，参照图4～图6说明本发明探针的研磨方法的一种实施方式。另外，图5、图6表示分两次对探针区域进行研磨的方法。

首先，在进行晶片检测时，将晶片载置于载置台30上，利用校准机构(未图示)校准晶片和探针板20的探针21之后，利用载置台30，使晶片沿水平方向起始检测位置移动，在该位置，利用载置台30的升降机构，使晶片从与探针21接触的位置仅过移动(over drive)规定的尺寸，使晶片的电极垫与探针21带电接触，检测晶片的电性能。然后，在降下载置台30之后，利用载置台30分度进给晶片，在下一个检测位置，重复进行同样的检测。由于在检测晶片时，用探针21削取电极垫的氧化膜，造成电导通，所以一旦反复进行检测，就会在探针21的前端部附着氧化物等，妨碍此后的检测。

因此，实施本实施方式的探针检测方法，从探针21的前端部除去附着物。在研磨探针21时，如上所述，一面通过载置台30进行研磨片10的分度进给，一面研磨探针区域的探针21。载置台30的分度进给所能覆盖的研磨片10的研磨区域是例如图4斜线所示的区域。探针板20以探针区域的中心为探测装置E的探针中心C的方式配置。这样，探针区域就处于研磨区域内，能够利用载置台30的分度进给，研磨所有的探针21。

探针21的研磨作业如下所述进行实施。首先，在研磨之前，分别在探测装置的控制装置中登记探针板20的探针区域和研磨片10的大小。这样，控制装置就可以根据探针区域和研磨片10的大小选择一次性对探针区域进行研磨或分多次进行研磨。当探针区域大于研磨片10时，根据各登记内容，控制装置可自动求得分几次进行研磨。另外，也可由操作人员设定研磨次数。在图5和图6所示情况下，判断在控制装置中分两次进行研磨。另外，下文根据需要将探针区域为例对探针区域21进行说明。

如图5(a)、(b)所示，在探针区域21为纵向的情况下，探针区域21分成上下两部分，利用载置台(未图示)，如该图(a)所示，以探针区域21的上半部分位于研磨片10下方的左下侧的方式配置。在这种状态下，利用载置台，使研磨片10上升，与探针区域的探针21接触，并使其过移动50～100μm，例如50μm。于是，探针21的前端与研磨层(参照图3)相撞。此时，用研磨层中包含的研磨材料研磨探针21，削取探针前端部的附着物。然后，利用载置台使研磨片10下降至下降端，从探针区域21分开。这样，就从探针21的前端部除去附着物，附着物残留在研磨层上。根据过移动量和研磨片10的倾斜度计算出的倾斜部中的探针21的接触区域设定在倾斜的水平方向的1/2以下，则能够确实地避免探针的损伤。

有时利用一次研磨作业能够完全除去探针21的附着物，但有时根据附着物也不能利用一次操作完全除去。在这种情况下，如图5(a)所示，利用载置台将研磨片10仅分度送给规定的距离δ，向该图中箭头所示的横向(Y方向)移动研磨片10后，如上所述，使研磨片10过移动，用研磨片10的其它部位除去附着物之后，使研磨片10下降。这样，通过改变研磨片10的研磨位置，能够提高附着物的除去效率。使研磨片10向Y方向仅移动必要的次数，对探针区域21的同一部分进行多次研磨，确实地从探针21上除去附着物。

在研磨了探针区域21的上半部分之后，如该图(b)所示，利用载置台，在X方向上向下移动，以探针区域21的下半部分位于研磨片10的上方的方式配置。然后，按照与研磨探针区域21的上半部分时同样的要领，根据需要将探针区域下半部分的探针21反复进行多次分度进给，进行研磨。

另外，如图6(a)、(b)所示，在探针区域21为横向的情况下，首先，例如如该图(a)所示，研磨右半部分的探针区域21，根据需要，利用载置台，使研磨片10按照箭头所示向下方每次变位送进距离δ，对同一探针21进行多次研磨后，利用载置台，使研磨片10如该图(b)所示移动，按照与研磨左半部分探针区域的探针21时同样的要领研磨右半部分。

如上所述，根据本实施方式，由于在研磨片10的外周缘部设有从内侧向外侧降低的倾斜面10A，因此，即使在探针区域21超出研磨片10的范围的情况下，研磨片10的外周缘部也难以与探针21接触，不会打乱探针21的排列状态，能够分多次顺畅且确实地研磨探针区域21。因此，即使探针板20呈大型化，探针区域21超出研磨片10的范围，使用该研磨片10也无需卸下探针板20，通过利用载置台30使研磨片10移动，能够分多次确实且在短时间内研磨探针区域21，并能够提高检测的处理能力。另外，因为研磨部件20在设置于载置台30上的支承台31的上面自由装卸，结构简单，成本低廉，且不需要独立的研磨作业空间，不会导致探测装置的大型化。

另外，根据本实施方式，利用载置台30将研磨片10分度进给，可利用研磨片10的不同部位对探针区域的同一探针21进行多次研磨，因此能够确实且高效地除去探针21的附着物。另外，由于研磨片10包括研磨层11、缓冲层13，探针21与研磨层11弹性碰撞，所以无需担心探针21受损。

另外，本发明不受上述实施方式的任何限制，只要不违背本发明的要点，可根据需要，适当改变各结构要件的设计。例如，在上述实施方式中，对利用支承台31的倾斜面31A形成研磨片10的倾斜面10A的情况进行了说明，但也可在研磨片10本身的外周设置倾斜面。在这种情况下，优选在缓冲层13上设置倾斜面。另外，即使探针区域不为超出研磨部件范围的大小，也能够适用本发明的探针的研磨方法。

产业上的可利用性

本发明可适用于进行晶片等被检测体的电性能检测的探测装置。

Claims

1.一种探针的研磨方法，使用研磨部件研磨实施被检测体电性能检测的排列在探针板上的多枚探针，其特征在于：

使所述研磨部件与所述探针板的位置发生相对变化，分多次对所述多枚探针进行研磨。

2.如权利要求1所述的探针的研磨方法，其特征在于：

使所述研磨部件与所述探针板的位置发生相对变化，用所述研磨部件的不同部位对所述探针板的同一探针进行多次研磨。

3.如权利要求1或2所述的探针的研磨方法，其特征在于：

所述研磨部件设置在载置所述被检测体的可移动的载置台上，利用所述载置台，使所述研磨部件移动。

4.如权利要求1～3中任一项所述的探针的研磨方法，其特征在于：

使用研磨片作为所述研磨部件，在所述研磨片的外周缘部，形成有从内侧向外侧降低的倾斜面。

5.如权利要求4所述的探针的研磨方法，其特征在于：

所述研磨片包括研磨层和形成于研磨层下侧的缓冲层。

6.一种研磨部件，配置在支承台上使用，用于研磨实施被检测体电性能检测的探针，其特征在于：

在所述研磨部件的外周缘部，形成有从内侧向外侧降低的倾斜面。

7.如权利要求6所述的研磨部件，其特征在于：

所述支承台设置在载置被检测体的载置台上，在所述支承台的外周缘部，形成有从内侧向外侧降低的倾斜面。

8.如权利要求6或7所述的研磨部件，其特征在于：所述研磨部件由包括研磨层和形成于研磨层下侧的缓冲层的研磨片构成。