JP2007096190A - プローブカードの針先研磨方法、及びプローブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プローブ装置に取り付けられていた針先研磨材を不要としたプローブカードの針先研磨方法、及びプローブ装置を提供する。
【解決手段】 ウエーハＷの製品領域に作り込まれたＩＣチップ１の電気的特性を測定するために使用されるプローブカード３０の、プローブピン３２の先端を研磨する方法であって、ウエーハＷの非製品領域にプローブピン３２の先端を押し付けて研磨する。従来の技術と比べて、プローブ装置に取り付けられていた研磨板や研磨紙が不要であり、これらの調達及びその交換作業にかかるコストや手間を無くすことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プローブカードの針先研磨方法、及びプローブ装置に関する。

この種の従来技術としては、例えば特許文献１がある。即ち、この特許文献１には、プローブカードの針先を研磨するための研磨機構を備えたプローブ装置が開示されている。
かかるプローブ装置にあっては、半導体ウエーハ（以下、端に「ウエーハ」という。）の検査によりプローブカードの針先に酸化アルミニウム等の不純物が付着すると、ウエーハを支持するメインチャックがＸ、Ｙ方向に移動することによって研磨機構がプローブカードの真下に移動する。そして、研磨機構の研磨板がプローブカードの真下にくると、メインチャックがＺ方向に沿って上昇することによって研磨板にプローブカードの針先が接触し、さらに、メインチャックがオーバドライブと下降とを繰り返すことによって、針先が研磨板で研磨されるようになっている。

つまり、プローブ装置に研磨板が取り付けられており、この研磨板でプローブカードの針先を研磨するようになっている。通常、研磨板の表面は研磨紙で覆われており、針先に付着した酸化アルミニウム等は研磨紙によって針先から削り取られるので、その後の検査を支障なく行うことができる。
特開２００１−３３５２４号公報

しかしながら、プローブカードの針先研磨を研磨紙上で繰り返し行うと、研磨紙には酸化アルミニウム等が付着して目詰まりするので、その研磨機能は劣化する。そのため、実際の現場では、作業者が研磨紙の表面状態をときどき確認し、その表面に劣化が見られた場合には作業者が研磨紙（以下、「針先研磨材」ともいう。）を取り替えなければならなかった（問題点）。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、プローブ装置に取り付けられていた針先研磨材を不要としたプローブカードの針先研磨方法、及びプローブ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、発明１のプローブカードの針先研磨方法は、基板の製品領域に作り込まれたＩＣチップの電気的特性を測定するために使用されるプローブカードの針先を研磨する方法であって、前記基板の電極パッド以外の所定領域に前記プローブカードの針先を押し付けて研磨することを特徴とするものである。
また、発明２のプローブカードの針先研磨方法は、発明１の針先研磨方法において、前記所定領域は、前記ＩＣチップが作り込まれていない非製品領域であることを特徴とするものである。ここで、「基板」とは例えばウエーハのことである。また、基板がウエーハの場合、「非製品領域」はウエーハの例えば周縁部領域である。

発明３のプローブカードの針先研磨方法は、発明１の針先研磨方法において、前記所定領域は、前記電気的特性の検査の結果、不良品と判定されたＩＣチップのパッシベーション膜で覆われた部分であることを特徴とするものである。
発明１〜３によれば、従来の技術と比べて、プローバの針先を研磨するためにプローブ装置に取り付けられていた針先研磨材が不要である。それゆえ、針先研磨材の調達及びその交換作業にかかるコストや手間を無くすことができる。

発明４のプローブ装置は、基板の製品領域に作り込まれたＩＣチップの電気的特性を測定するプローブ装置であって、基板を載置するためのステージと、前記ステージの基板載置面に対して鉛直方向に離れた位置でプローブカードを支持する支持手段と、前記基板が載置された前記ステージを水平方向及び前記鉛直方向に移動させることによって、前記支持手段によって支持されている前記プローブカードの針先を当該基板の電極パッド以外の所定領域に押し付けて研磨する研磨手段と、を備えたことを特徴とするものである。

このような構成であれば、従来の技術と比べて、プローバの針先を研磨するためにプローブ装置に取り付けられていた針先研磨材が不要である。それゆえ、針先研磨材の調達及びその交換作業にかかるコストや手間を無くすことができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係るプローブカードの針先研磨方法、及びプローブ装置について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るプローブ装置１００の構成例を示すブロック図である。このプローブ装置１００は、ウエーハＷに作り込まれた複数個のＩＣチップの電気的特性を個々に検査するための検査装置である。図１に示すように、このプローブ装置１００は、ウエーハＷを載置するためのチャックステージ１０と、プローブカード３０と、プローブカード３０を保持するためのカードホルダー４０と、このプローブカード３０に接続するテストヘッド５０と、ステージ移動機構７０と、アライメント機構８０と、コントローラ９０と、データ格納部９５等から構成されている。

図１に示すチャックステージ１０は例えば金属製であり、そのウエーハ載置面１２には吸着用の孔部が複数個設けられている。また、プローブカード３０は、その基体がプリント基板からなるものである。図１に示すように、このプローブカード３０は、複数本のプローブピン３２を備えている。これらのプローブピン３２の配置は、検査対象であるＩＣチップの電極パッドの配置に対応している。これらのプローブピン３２は、例えばタングステン等の金属製である。

さらに、カードホルダー４０はプローブ装置１００の筐体に固定されている。このカードホルダー４０によって、プローブカード３０は、チャックステージ１０のウエーハ載置面に対して鉛直方向に離れた位置（即ち、図１ではチャックステージ１０の上方）で固定される。また、この固定状態で、プローブカード３０のプローブピン３２はチャックステージ１０側に向けられている。

テストヘッド５０は、所定の検査プログラムに従ってプローブカード３０に所定の電気信号を出力し、又は戻りの電気信号を受けることによって、ウエーハＷに作り込まれたＩＣチップの電気的特性を測定するものである。
ステージ移動機構７０は、必要に応じて、チャックステージ１０を水平方向（Ｘ，Ｙ方向）や垂直方向（Ｚ方向）に移動させ、θ方向（即ち、鉛直線回り）に回転させる装置である。アライメント機構８０は、ウエーハＷに作り込まれた複数個のＩＣチップのうちの任意のＩＣチップ又はウエーハＷ面内の所定領域と、プローブピン３２とを位置合わせするためのものである。アライメント機構８０は、例えばチャックステージ１０に載置されたウエーハＷのＩＣチップ側の面内を撮像可能なカメラ（図示せず）を１台又は複数台有し、これらのカメラでウエーハＷ面内のアライメントマークを撮像することによって、上記ＩＣチップや所定領域を認識し、その位置情報を取得するようになっている。

コントローラ９０は例えばＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）からなる。このコントローラ９０は、テストヘッド５０と、ステージ移動機構７０と、アライメント機構８０と、データ格納部９５等に接続し、プローブ装置１００のステータスを管理すると共に、その動作全般を制御する機能を有している。
データ格納部９５は例えばＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク等で構成されている。このデータ格納部９５には、所定の検査プログラムと、プローブピン３２の先端を研磨処理するためのプログラム（以下、「研磨処理プログラム」という。）とが格納されている。また、このデータ格納部９５には、プローブ装置１００によって検査されたＩＣチップの良品、不良品に関する情報（即ち、検査結果に関する情報）も格納されるようになっている。

次に、このプローブ装置１００における、プローブピン３２の先端の研磨方法について説明する。図１に示したプローブ装置１００では、ウエーハＷに作り込まれたＩＣチップの電気的特性を検査する際に、ＩＣチップの電極パッド（例えばアルミニウムによって形成されている）表面に形成された酸化アルミニウム等をプローブピン３２によって削り取り、プローブピン３２と電極パッドとを電気的に導通させて検査を行うが、このような検査を繰り返し行うとプローブピン３２の先端に絶縁性の酸化アルミニウムが付着して、プローブピン３２と電極パッドとの間の導通が悪くなる場合がある。そこで、このプローブ装置１００では、一定の検査回数ごとに、または一定期間ごとに、プローブピン３２の先端を研磨して、その先端から酸化アルミニウム等を除去する。

図１において、まず始めに、研磨処理プログラムを読み込んだコントローラ９０の制御下で、アライメント機構８０が非製品領域を認識し、その位置情報を取得する。次に、アライメント機構８０によって取得された位置情報がコントローラ９０に送信される。そして、この送信された位置情報に基づいて、コントローラ９０はステージ移動機構７０を制御してチャックステージ１０を移動させ、ウエーハＷの非製品領域にプローブピン３２の先端を押し付ける。

即ち、コントローラ９０の制御下で、ステージ移動機構７０はチャックステージ１０をＸ方向、Ｙ方向に移動させ、又はθ方向に回転させる。これにより、チャックステージ１０に載置されたウエーハＷの非製品領域が、プロープピン３２の直下に配置される。次に、コントローラ９０の制御下で、ステージ移動機構７０はチャックステージ１０をＺ方向に上昇させ、ウエーハＷの非製品領域をプローブピン３２の先端に接触させる。そして、チャックステージ１０の上昇下降を複数回繰り返して、プローブピン３２の先端を非製品領域に複数回押し付ける。

図２は、ウエーハＷにおける非製品領域３の一例を示す平面図である。図２に示すように、非製品領域３とは、ＩＣチップ１が形成される領域（即ち、製品領域）以外の領域のことであり、ＩＣチップ１が形成される領域を取り囲むようにしてウエーハＷの周縁部に画定されている。プローブ検査時には、この非製品領域３は、パッシベーション膜（例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜等からなる。）で覆われていたり、半導体基板がむき出しとなっていたりする。

つまり、非製品領域３の表面は、酸化アルミニウム等よりも硬い材質で構成されている。従って、プローブピン３２の先端は非製品領域３に押し付けられることによって研磨され、酸化アルミニウム等の不純物が取り除かれる。図１に示したプローブ装置１００では、このようなプローブピン３２先端の研磨処理を行った後で、例えば、プローブ検査を再開する。

このように、本発明の実施の形態によれば、従来の技術と比べて、プローブ装置に取り付けられていた研磨板や研磨紙が不要である。それゆえ、研磨板や研磨紙の調達及びその交換処理にかかるコストを無くすことができる。
この実施の形態では、ウエーハＷが本発明の「基板」に対応し、チャックステージ１０が本発明の「ステージ」に対応している。また、カードホルダー４０が本発明の「支持手段」に対応し、ステージ移動機構７０、アライメント機構８０及びコントローラ９０が本発明の「研磨手段」に対応している。さらに、プローブピン３２の先端が本発明の「プローブカードの針先」に対応している。

なお、この実施の形態では、本発明の「所定領域」が非製品領域３である場合について説明した。しかしながら、本発明の「所定領域」はこれに限られることはない。本発明の「所定領域」は、例えば、プローブ装置１００による電気的特性の検査の結果、不良品と判定されたＩＣチップのパッシベーション膜でも良い。即ち、図３に示すように、ウエーハＷに作り込まれた複数のＩＣチップのなかで、不良品と判定されたＩＣチップ（以下、「不良チップ」という。）１ｂが存在する場合には、データ格納部９５に格納された検査結果に関する情報に基づいて不良チップ１ｂを特定し、その不良チップ１ｂのパッシベーション膜上にプローブピン３２を押し付けて、その先端を研磨する。不良チップ１ｂは製品として出荷されず、ダイシング後に廃棄されるので、プローブピン３２との接触によってパッシベーション膜にスクラッチやクラックが生じても何ら問題はない。

図４は、不良チップ１ｂにおけるプローブピン３２先端の研磨方法を示す概念図である。図４に示すように、プローブピン３２先端の研磨処理に不良チップ１ｂを用いる場合には、プローブピン３２と不良チップ１ｂとの位置関係を半ピッチずらして、プローブピン３２の先端がパッシベーション膜５と接触し、且つ電極パッド２とは接触しないようにする。このような構成であれば、プローブピン３２の先端は不良チップ１ｂのパッシベーション膜５によって研磨されるので、酸化アルミニウム等の不純物が取り除かれる。

図１は本発明の実施の形態に係るプローブ装置１００の構成例を示す図。 ウエーハＷにおける非製品領域３の一例を示す図。 ウエーハＷ面内でのプローブ検査の結果の一例を示す図。 不良チップ１ｂにおけるプローブピン３２先端の研磨方法を示す図。

符号の説明

１ ＩＣチップ、１ａ ＩＣチップ（良品）、１ｂ 不良チップ、２ 電極パッド、５ パッシベーション膜、１０ チャックステージ、３０ プローブカード、３２ プローブピン、４０ カードホルダー、５０ テストヘッド、７０ ステージ移動機構、８０ アライメント機構、９０ コントローラ、９５ データ格納部、１００ プローブ装置、Ｗ ウエーハ

Claims (4)

1. 基板の製品領域に作り込まれたＩＣチップの電気的特性を測定するために使用されるプローブカードの針先を研磨する方法であって、
   前記基板の電極パッド以外の所定領域に前記プローブカードの針先を押し付けて研磨することを特徴とするプローブカードの針先研磨方法。
2. 前記所定領域は、前記ＩＣチップが作り込まれていない非製品領域であることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの針先研磨方法。
3. 前記所定領域は、前記電気的特性の検査の結果、不良品と判定されたＩＣチップのパッシベーション膜で覆われた部分であることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードの針先研磨方法。
4. 基板の製品領域に作り込まれたＩＣチップの電気的特性を測定するプローブ装置であって、
   基板を載置するためのステージと、
   前記ステージの基板載置面に対して鉛直方向に離れた位置でプローブカードを支持する支持手段と、
   前記基板が載置された前記ステージを水平方向及び前記鉛直方向に移動させることによって、前記支持手段によって支持されている前記プローブカードの針先を当該基板の電極パッド以外の所定領域に押し付けて研磨する研磨手段と、を備えたことを特徴とするプローブ装置。

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