JP2002176076A - 半導体検査装置 - Google Patents

半導体検査装置

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JP2002176076A
JP2002176076A JP2000371246A JP2000371246A JP2002176076A JP 2002176076 A JP2002176076 A JP 2002176076A JP 2000371246 A JP2000371246 A JP 2000371246A JP 2000371246 A JP2000371246 A JP 2000371246A JP 2002176076 A JP2002176076 A JP 2002176076A
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needle
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Isato Nakamura
勇人 中村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プローブ針に付着した異物を除去するクリー
ニング機構を用いてもプローブ針の寿命が短くなること
を抑制できる半導体検査装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る半導体検査装置は、プロー
ブ針13を用いて半導体ウエハの電気的特性を検査する
半導体検査装置であって、プローブ針13の先端にプラ
ズマを照射することにより、該先端に付着した異物を除
去するプラズマ照射装置7を具備するものである。この
プラズマ照射装置7は、プラズマを発生させるプラズマ
発生部と、このプラズマ発生部で発生させたプラズマを
照射する際の照射面積を調整する調整窓と、を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ針を備え
た半導体検査装置に係わり、特に、プローブ針に付着し
た異物を除去するクリーニング機構を備えた半導体検査
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下、従来の半導体検査装置の一例であ
るプローバ(プローブカード検査装置)について説明す
る。なお、半導体検査装置はプローブ針を用いて半導体
装置を検査する装置である。
【0003】ウエハ上に多数個形成された半導体ICの
電気的な特性試験を行うために、プローバが用いられて
いる。このプローバは、各半導体ICの電極パターンに
応じて配置された複数の導電体のプローブ針を備えたプ
ローブカードを有している。
【0004】図4は、プローブカードの一例を示す断面
図である。このプローブカードは、表面及び内部にプリ
ント配線が設けられたプローブカード基板10を有して
いる。このプローブカード基板10の中央部には円形開
口部12が設けられている。プローブカード基板10の
下面側には前記開口部12の周辺に合わせてセラミック
ス等からなる固定リング11が配置されている。プロー
ブカード基板10の下面側には、複数のプローブ針13
が固定リングの周囲に沿って樹脂11により固定されて
いる。プローブ針13の基端が前記プリント配線の端子
に接続されている。
【0005】上記プローブカードによって、実際に導通
検査あるいは機能測定を行う場合には、プローブ針13
の先端をウエハのICの各電極パッドに導き、プローブ
針のバネ性を利用して所定圧力で針先端を電極パッドに
押圧する。この結果、針先端と電極パッドとの接触が良
好に行われ、IC等の導通検査あるいは機能測定を効率
よくかつ安定して行うことが可能となる。
【0006】プローブカードのプローブ針13は、略L
字型に曲げられ、その先端部分が細いため、該プローブ
針13を電極パッドに押圧した時に、プローブ針13が
電極パッド上を滑り電極パッドの母材(例えば、アルミ
ニウムや金)や酸化膜等を削り取ってしまう。これと共
に、削り取った異物がプローブ針13に付着してしま
う。この場合、前記異物によりプローブ針13の接触抵
抗が大きくなり、以降のプローブカードによる正確な導
通検査あるいは機能測定ができなくなる。
【0007】このような事から、プローバはクリーニン
グ機構を有している。このクリーニング機構は、プロー
ブ針13を針先研磨平板に押し付ける(空打ちする)こ
とにより、針先に付着している異物を研磨除去するもの
である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したクリ
ーニング機構では、異物を研磨除去する際にプローブ針
13の先端を針先研磨平板に物理的に接触させるため、
均一にクリーニングすることや一定の異物を除去するこ
とが難しく、また針先を研磨してしまい磨耗する。従っ
て、クリーニング機構を用いてある程度の回数のクリー
ニングを行うと、プローブ針の先端形状の変形によって
プローブ針を交換しなければならなくなる。このように
針先を研磨してクリーニングする機構を用いた場合、針
先寿命が短くなってしまう。
【0009】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、プローブ針に付着した異
物を除去するクリーニング機構を用いてもプローブ針の
寿命が短くなることを抑制できる半導体検査装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体検査装置は、プローブ針を用い
て半導体装置の電気的特性を検査する半導体検査装置で
あって、プローブ針の先端にプラズマを照射することに
より、該先端に付着した異物を除去するプラズマ照射装
置を具備することを特徴とする。
【0011】上記半導体検査装置によれば、プローブ針
の先端にプラズマを照射するプラズマ照射装置を具備
し、これにより、プローブ針の先端に付着した異物を除
去することができる。このため、プローブ針の先端が磨
耗することを抑制することができ、針先端の減りを少な
くすることができる。従って、プローブ針の寿命を長く
することができる。
【0012】また、本発明に係る半導体検査装置におい
て、上記プラズマ照射装置は、プラズマを発生させるプ
ラズマ発生部と、このプラズマ発生部で発生させたプラ
ズマを照射する際の照射面積を調整する調整窓と、を具
備するものであることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は、本発明に係る第1
の実施の形態による半導体検査装置の一例としてのプロ
ーバ(プローブカード検査装置)の概略を示す斜視図で
ある。図2は、図1に示すプラズマ照射器のプラズマを
発生させ照射する部分の要部を拡大した構成図である。
【0014】図1に示すように、プローバ1はプローブ
カードを備えており、このプローブカードは表面及び内
部にプリント配線が設けられたプローブカード基板10
を有している。このプローブカード基板10の中央部に
は円形開口部12が設けられている。プローブカード基
板10の下面側には前記開口部12の周辺に合わせてセ
ラミックス等からなる固定リング(図示せず)が配置さ
れている。プローブカード基板10の下面側には、複数
の導電体のプローブ針13が固定リングの周囲に沿って
樹脂(図示せず)により固定されている。これらプロー
ブ針13の先端は各半導体ICの電極パターンに応じて
配置されており、プローブ針13の基端は前記プリント
配線の端子に接続されている。
【0015】プローバ1内には、プローブ試験を行うウ
エハを載置するウエハステージ4が配置されている。こ
のウエハステージ4はX−Y−Z−θ移動機構5に取り
付けられており、このX−Y−Z−θ移動機構5はロー
ダ・アンローダテーブル6に取り付けられている。ウエ
ハステージ4はX−Y−Z−θ移動機構5によってX−
Y−Z−θ方向に移動自在に構成されている。また、ロ
ーダ・アンローダテーブル6は、ウエハステージ4に被
処理ウエハを供給すると共に処理後のウエハをウエハス
テージ4から取り除くものである。
【0016】プローバ1内には、プローブカードのプロ
ーブ針13に付着した異物を除去するクリーニング機構
が設けられている。このクリーニング機構は、可動式の
プラズマ照射器7及びフィルター付きのバキューム装置
(図示せず)などから構成されている。
【0017】プラズマ照射器7は、プローブ針13の先
端に付着している異物を焼却並びにエッチング効果によ
り除去するために、プローブ針13の先端に照射するプ
ラズマを大気中で発生させる装置である。バキューム装
置は、プラズマ照射によって焼却等した異物をプローバ
1の外部に排出する装置である。
【0018】プラズマ照射器7は、図2に示すようにプ
ラズマ発生部7a及び調整窓(開口部)7bを備えてい
る。プラズマ発生部7aは、種々のエネルギー源(例え
ば高周波電力)を用いて大気雰囲気中にプラズマを発生
させるものである。調整窓(開口部)7bは、プラズマ
発生部7aにより発生させたプラズマをプローブ針13
の先端に照射する際、プラズマの照射面積を小さいもの
に調整するための調整用の窓である。この照射面積は、
プローブ針の全体の本数によって適宜適切な面積にして
実施することが好ましいが、例えば、1回の照射で数本
から数十本のプローブ針の先端にプラズマが当てられる
程度の面積(例えば数十μm2〜数mm2)とすることも
可能である。
【0019】次に、プローバ1を用いてプローブ試験を
行った後、プローブ針13のクリーニングを行う方法に
ついて説明する。
【0020】ローダ・アンローダテーブル6を用いてウ
エハステージ4上にウエハを載置し、このウエハの各I
Cチップにプローブ針13を当て、プローブ試験を行
う。次に、ローダ・アンローダテーブル6を用いてウエ
ハステージ4からウエハを取り外した後、ウエハステー
ジ4上に次のウエハを載置し、このウエハの各ICチッ
プにプローブ試験を行う。
【0021】このようにして所定枚数のウエハにプロー
ブ試験を行った後、プラズマ照射器7を用いてプローブ
針13の先端にプラズマを照射する。即ち、プローブカ
ードのプローブ針13の下方にプラズマ照射器7を移動
させ、プラズマ発生部7aから大気プラズマを発生させ
て調整窓7bから所定面積のプラズマをプローブ針13
の先端に所定時間照射する。これにより、プローブ針1
3の先端の異物を焼却並びにエッチング効果により除去
する。次に、プラズマ照射器7を他のプローブ針13の
下方に移動させ、同様の方法でプラズマを照射すること
により、プローブ針の先端の異物を焼却並びにエッチン
グ効果により除去する。これを複数回繰り返して全ての
プローブ針先端の異物を除去する。この際、異物を焼却
等したカスのようなものがプローバ1内に溜まらないよ
うに、バキューム装置を用いてプローバ1内のエアーを
引いて排気する。
【0022】このようにしてプローブ針13の先端をク
リーニングしてプローブ針の先端の異物を除去した後、
ウエハステージ4上にウエハを載置し、このウエハの各
ICチップにプローブ針13を当て、プローブ試験を再
開する。
【0023】上記第1の実施の形態によれば、プローバ
1内にクリーニング機構を設け、このクリーニング機構
を用いてプラズマをプローブ針に照射することにより、
プローブ針13の先端に付着した異物を焼却並びにエッ
チング効果により除去している。このため、従来のクリ
ーニング機構のようにプローブ針も研磨してしまい針先
端が磨耗することを抑制することができ、針先端の減り
を従来より少なくすることができる。従って、プローブ
針の交換時期を従来のそれより遅くすることができ、プ
ローブ針の寿命を長くすることができる。
【0024】また、本実施の形態では、プラズマ照射に
よるクリーニング方法を用いているため、従来のクリー
ニング機構に比べてクリーニング時間を短縮することが
できる。
【0025】また、本実施の形態では、プラズマ照射に
よるクリーニング方法を用いているため、プローブ針の
先端を粗面として濡れ性を改善することができ、電極パ
ッド等の被接触部とプローブ針先端との接触抵抗を向上
させることができる。
【0026】図3は、本発明に係る第2の実施の形態に
よる半導体検査装置の一例としての抵抗率測定器の概略
を示す斜視図である。この抵抗率測定器2は、半導体ウ
エハの比抵抗を直流四探針法を用いて測定するものであ
る。
【0027】抵抗率測定器2は、試料台14、プローブ
15、アーム機構16及び調整窓(開口部)7bを有す
るプラズマ照射器などから構成されている。試料台14
は、比抵抗を測定する試料である半導体ウエハを載置す
るものである。プローブ15は、比抵抗を測定する時に
半導体ウエハに針先を接触させるものである。アーム機
構16は、その先端にプローブ15が取り付けられてお
り、プローブ15を所定位置に移動させる機構である。
調整窓7bは図示せぬプラズマ照射器に備えられてお
り、プラズマ照射器は抵抗率測定器2に内蔵されてい
る。プラズマ照射器の構造は、図2に示すものと同様で
ある。
【0028】次に、抵抗率測定器2を用いて半導体ウエ
ハの比抵抗を測定した後、プローブ15のクリーニング
を行う方法について説明する。
【0029】試料台14上にウエハを載置し、このウエ
ハの比抵抗を測定する部分にプローブ15を当てて、そ
の部分の比抵抗を測定する。この比抵抗測定部分が複数
ある場合は、アーム機構16によりプローブ15を移動
させ、他の部分の比抵抗を測定する。次に、試料台14
からウエハを取り外した後、試料台14上に次のウエハ
を載置し、このウエハの比抵抗測定部分にプローブ15
を移動させて比抵抗を測定する。
【0030】このようにして所定枚数のウエハに比抵抗
の測定を行った後、プラズマ照射器を用いてプローブ1
5の針先端にプラズマを照射する。即ち、アーム機構1
6によってプローブ15をプラズマ照射器の調整窓7b
の上方に移動させ、プラズマ発生部から大気プラズマを
発生させて調整窓7bから所定面積のプラズマをプロー
ブ15の針先端に所定時間照射する。これにより、プロ
ーブ15の針先端に付着した異物を焼却並びにエッチン
グ効果により除去する。
【0031】このようにしてプローブ15の針先端をク
リーニングして該針先端の異物を除去した後、試料台1
4上にウエハを載置し、このウエハの比抵抗を測定する
部分にプローブ15を当てて比抵抗の測定を再開する。
【0032】上記第2の実施の形態においても第1の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0033】すなわち、抵抗率測定器2内にクリーニン
グ機構であるプラズマ照射器を設け、これを用いてプラ
ズマをプローブ15の針先端に照射することにより、プ
ローブ15の針先端に付着した異物を焼却並びにエッチ
ング効果により除去している。このため、従来のクリー
ニング機構のようにプローブ針も研磨してしまい針先端
が磨耗することを抑制することができ、針先端の減りを
従来より少なくすることができる。従って、プローブ針
の交換時期を従来のそれより遅くすることができ、プロ
ーブ針の寿命を長くすることができる。
【0034】また、本実施の形態では、プラズマ照射に
よるクリーニング方法を用いているため、従来のクリー
ニング機構に比べてクリーニング時間を短縮することが
できる。また、プローブの針先端を粗面として濡れ性を
改善することができ、ウエハの被接触部とプローブの針
先端との接触抵抗を向上させることができる。
【0035】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
上記実施の形態では、半導体検査装置の一例としてプロ
ーバ及び抵抗率測定器を挙げて説明しているが、プロー
ブを使用して半導体装置の電気的特性を検査する装置で
あれば、他の半導体検査装置に本発明を適用することも
可能であり、例えばプリント基板導通試験機などに本発
明を適用することも可能である。
【0036】また、上記第1及び第2の実施の形態で
は、大気雰囲気中でプラズマを発生させるプラズマ発生
装置を用いているが、真空中に所定のガスを導入してプ
ラズマを発生させるプラズマ発生装置を用いることも可
能である。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ローブ針の先端にプラズマを照射するプラズマ照射装置
を具備し、これにより、プローブ針の先端に付着した異
物を除去することができる。したがって、プローブ針に
付着した異物を除去するクリーニング機構を用いてもプ
ローブ針の寿命が短くなることを抑制できる半導体検査
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態による半導体検
査装置の一例としてのプローバ(プローブカード検査装
置)の概略を示す斜視図である。
【図2】図1に示すプラズマ照射器のプラズマを発生さ
せ照射する部分の要部を拡大した構成図である。
【図3】本発明に係る第2の実施の形態による半導体検
査装置の一例としての抵抗率測定器の概略を示す斜視図
である。
【図4】プローブカードの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1…プローバ 2…抵抗率測定器 4…ウエハステージ 5…X−Y−Z−θ移動機構 6…ローダ・アンローダテーブル 7…プラズマ照射器 7a…プラズマ発生部 7b…調整窓(開口部) 10…プローブカード基板 11…固定リング 12…円形開口部 13…プローブ針 14…試料台 15…プローブ 16…アーム機構

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プローブ針を用いて半導体装置の電気的
    特性を検査する半導体検査装置であって、 プローブ針の先端にプラズマを照射することにより、該
    先端に付着した異物を除去するプラズマ照射装置を具備
    することを特徴とする半導体検査装置。
  2. 【請求項2】 上記プラズマ照射装置は、プラズマを発
    生させるプラズマ発生部と、このプラズマ発生部で発生
    させたプラズマを照射する際の照射面積を調整する調整
    窓と、を具備するものであることを特徴とする請求項1
    に記載の半導体検査装置。
JP2000371246A 2000-12-06 2000-12-06 半導体検査装置 Pending JP2002176076A (ja)

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