JP2004170263A

JP2004170263A - プローブカードの触針のクリーニング用具及びクリーニング方法

Info

Publication number: JP2004170263A
Application number: JP2002336850A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Takahashi; 将友高橋
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】プローブカードの触針のクリーニング不足及びクリーニング過多を防止でき、かつ短時間で触針のクリーニングを行うことができるクリーニング用具及びクリーニング方法を提供する。
【解決手段】プローバにおけるプローブカード４の触針４ａをクリーニングするクリーニング用具５が、それ自体又はその研摩面５ａが、導電性の研摩材料、例えばタングステンカーバイトで形成されている。したがって、このクリーニング用具５を使用することによって、触針のクリーニング作業と触針の電気導通をチェックするコンタクトチェック作業とを併行して行うことができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハ上に形成された複数の半導体デバイスの電気的特性を測定するためのプローバに使用されるプローブカードの触針（プローブニードル）のクリーニングに使用するクリーニング用具及びこの用具を利用したクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェハ上に形成された多数の半導体デバイスの電気的特性を検査するプローバにおいては、テスタに接続されるプローブカードの触針をウェハ上に形成された各半導体デバイスの電極パッドに順次接触させて検査を行っている。この場合、触針はタングステン又はベリリウム等のような硬い材質から形成されているのに対し、電極パッドはアルミニウム等の軟い材質から形成されている。そのため測定回数を重ねると触針の先端部にアルミニウム等のカスやゴミが付着し、測定が正確に行われなくなり、半導体デバイスの不良が発生する。このような半導体デバイスの不良が連続して発生すると触針をクリーニングする必要がある。
【０００３】
この場合、一般的には、セラミック板か、ゴム、スポンジシート、サンドペーパ等の研摩シートか、ブラシ等のクリーニング用具に触針を接触させて、触針先端のカスやゴミを取るようにして行っている。そして従来のように、プローブカードに配列された複数の触針の面積が小さい場合には、ウェハチャック機構の横に触針をクリーニングするための専用のクリーニング用具を備えたクリーニングステージを設けて、そこで触針をクリーニングしていた。
【０００４】
また、近年のメモリテスト等のように一度に多数の半導体デバイス（チップ）を検査する必要があることから、プローブカードの配列された複数の触針の面積が大きくなった場合においては、ウェハチャック機構の横にクリーニングステージを設けると装置の大型化を招くので、特開２０００−１６４６４９号公報に示されるように、ウェハが載置されているウェハチャック機構上に、クリーニング用具を備えたクリーニングステージを移載して、そこで触針をクリーニングしていた（図２参照）。
【０００５】
しかしながら、上述した従来のプローブカードの触針のクリーニングにおいては、そのクリーニングを行う時期及び回数等の条件は、経験上から実行間隔、回数、オーバードライブ（電極パッドへの触針の接触過多）等の条件を決めたり、或いは半導体デバイスの測定結果よりクリーニングを行うかどうかを判断していたり、或いは、定期的にクリーニングを行っていたりしたため、クリーニングの行う時期、回数がまちまちであり、触針の十分なクリーニングが行われなかったり、クリーニングのし過ぎによるプローブカード寿命が短かくなったりしていた。
【０００６】
このため、触針の十分なクリーニングが行われたかどうかをチェックするために、従来においては、図１（ｂ）に示されるように、クリーニング用具の外にコンタクトチェック部材を用意しておき、クリーニングを終った触針をコンタクトチェック部材に接触させて導通テストを行って、触針のクリーニングが十分に行われたかどうかをチェックしていた。また、必要に応じて、このクリーニング用具を用いた触針のクリーニングとコンタクトチェック部材を使用した触針の電気特性のチェックとを交互に繰り返し行うことで、触針のクリーニングを行っていた。
しかしながら、この従来のクリーニング方法では、クリーニング用具とコンタクトチェック部材とをプローブカードコンタクト位置へ随時移動する必要があり、クリーニング処理時間が増加するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、その目的は、プローブカードの触針のクリーニング不足或いはクリーニング過多を防止でき、かつ短時間で触針のクリーニングを行うことができる触針のクリーニング用具及びクリーニング方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の触針のクリーニング用具及び触針のクリーニング方法を提供する。
請求項１に記載の触針のクリーニング用具は、クリーニング用具自体又はクリーニング用具の研摩面を導電性の研摩材料で形成するようにしたものであり、これによって、触針に電気を導通させながらクリーニング作業を行うことができ、触針のクリーニングの触針のコンタクトチェックとを同時併行して行うことで、触針のクリーニング不足及びクリーニング過多を防止できると共に、触針を移動させることなく、両方作業を行えるので、短時間で触針のクリーニングを行える。
【０００９】
請求項２の該クリーニング用具は、導電性の研摩材料をタングステンカーバイトに特定したものである。
請求項３の触針のクリーニング方法は、上記したクリーニング用具を使用して、触針のクリーニング作業と触針の電気導通をチェックするコンタクトチェック作業とを併行して行うようにしたものであり、その作用効果は、実質的に請求項１の発明と同様である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の触針のクリーニング用具及びそれを使用した触針のクリーニング方法について説明する。図１は、本発明のクリーニング用具を使用した場合（ａ）と従来のクリーニング用具を使用した場合（ｂ）とのクリーニング作業の手順の相違を概略的に説明する図である。図２は、本発明のクリーニング用具をウェハチャック機構にセットした場合の一例を説明する図である。図３は、本発明の触針のクリーニング方法のフローチャートである。
【００１１】
一般にプローバは、例えば真空チャック等によりウェハ１を吸着保持するチャック機構２及びこれを支持するステージ３を備えており、このチャック機構２の上方にはウェハ１に形成された多数の半導体デバイスの電極パッドに対応した多数の触針４ａをもつプローブカード４が固定されている。そして駆動機構によってステージ３をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に移動させて、ステージ３のチャック機構２に保持されたウェハ１の半導体デバイスの電極パッドにプローブカード４の触針４ａを接触させ、この触針４ａを介してテスタにより試験測定を行うように構成されている。即ち、図２においてクリーニング用具５を取り除いた状態でプロービングを行っていた。
【００１２】
この測定が繰り返し行われると、プローブカード４の触針４ａに電極パッドのカスやゴミ等が付着し、測定が正確に行われなくなる。そこで、例えば、図２に示されるようにクリーニング用具５を、チャック機構２に保持されたウェハ１を微小な間隙をもって包囲するようにチャック機構２上に載置して、触針４ａと接触させることで触針４ａのクリーニングを行う。従来においては、このクリーニング用具５の上面には、セラミック板や、ゴム、スポンジ等の研摩シート又はブラシ等の研摩面５ａが設けられており、クリーニング作業のみしか行えなかった。そこで、触針４ａのクリーニング状態をチェックするために、図１（ｂ）に示すように、クリーニング用具５と同様の構造をした導電性のコンタクトチェック部材６を用意し、クリーニング用具５に代えてコンタクトチェック部材６をチャック機構２上に載置し、プローブカード４の触針４ａを接触させて電気の導通テストを行って、触針４ａのクリーニングが正しく行われたかをチェックしていた。そして必要に応じて、これを繰り返し行っていた。
【００１３】
本発明においては、このクリーニング用具５自体をタングステンカーバイト等の導電性のある研摩材料で形成している。或いは、クリーニング用具５の研摩面５ａが、この導電性の研摩材料で形成されている。したがって、図１（ａ）に示すように触針４ａの電気の導通を行って電気抵抗を常時測定しながら、触針４ａのクリーニングを行うことができる。そして、所定の電気抵抗が測定されたら、クリーニング作業を停止して、通常のプロービングを行う。
なお、クリーニング用具５は、上記説明ではウェハのチャック機構上に載置される場合を例にして説明しているが、ステージ上に別にクリーニングステージを設けて、このクリーニングステージにクリーニング用具を設けるようにしてもよい。要は、研摩面が導電性の研摩材料で形成されていればよい。
【００１４】
次に、図３のフローチャートに従って、本発明の触針のクリーニング方法について説明する。通常のプロービングにおける測定で不良が発生したら（ステップＳ１）、本発明のクリーニング用具を使用して、まずプローブカード４の触針４ａのコンタクトチェック（電気導通チェック）を行う（ステップＳ２）。ステップＳ２のコンタクトチェックの結果が不良であったら、ステップＳ３に移り、前回までの触針４ａのクリーニング実行回数が、プローブカード４のライフタイムで決められている許容回数に達しているかどうかが判断され、許容回数に達していたら、プローブカード４が交換される（ステップＳ４）。
【００１５】
許容回数に達していない場合は、ステップＳ５に移り、ここで本発明のクリーニング用具５を使用して、触針４ａのクリーニングと触針４ａの電気の導通をチェックするコンタクトチェックとが併行して行われる。コンタクトチェックの結果、所定の電気抵抗が測定されたら、触針４ａのクリーニングを終了してステップＳ６に移る。このステップＳ６には、ステップＳ２のコンタクトチェックの結果が良好であった場合においても、ここに移る。ステップＳ６では、クリーニングにより摩耗した触針４ａの変化量又は通常のプロービングにより摩耗した触針４ａの変化量を考慮して、ウェハ１の位置（高さ）を調整する。即ち、ステージ３のＺ方向の調整を行う。次に、ステップＳ７に移り、最後に測定した不良の半導体デバイスからプロービングによる再測定を行う。
【００１６】
以上説明したように、本発明では、触針のクリーニングとコンタクトチェックとを同時併行して行えるので、触針のクリーニング不足やクリーニング過多を生じることなく、クリーニングが適性に行われ、プローブカードの寿命を延ばすことができる。また、触針のクリーニングの作業時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の触針のクリーニング用具を使用した場合（ａ）と、従来のクリーニング用具を使用した場合（ｂ）とのクリーニング作業の手順の相違を概略的に説明する図である。
【図２】触針のクリーニング用具をセットした１例を説明する図である。
【図３】本発明のクリーニング用具を使用した触針のクリーニング方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…ウェハ
２…チャック機構
３…ステージ
４…プローブカード
４ａ…触針
５…クリーニング用具
５ａ…研摩面
６…コンタクトチェック部材

Claims

プローバにおけるプローブカードの触針をクリーニングするクリーニング用具において、
前記クリーニング用具自体又は前記クリーニング用具の研摩面が、導電性の研摩材料で形成されていることを特徴とする触針のクリーニング用具。
前記導電性の研摩材料がタングステンカーバイトであることを特徴とする請求項１に記載の触針のクリーニング用具。
請求項１又は２に記載の触針のクリーニング用具を使用する触針のクリーニング方法において、
触針のクリーニング作業と、触針の電気導通をチェックするコンタクトチェック作業とを併行して行うことを特徴とする触針のクリーニング方法。