JPH0244746A - ウエハプローバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）
の製造工程において、半導体ウェハ（以下、ウェハとい
う、）に作り込まれた半導体集積回路についての電気的
特性試験を行うための装置であるウエハプローバに関し
、特に、プローブニードル先端部の異物付着による接触
不良、および形状不良等による接触抵抗増大が起因して
発生するブロービングの歩留り低下を防止する技術に係
り、例えば、電気的特性試験時に大電流が使用されるバ
イポーラＩＣ等の電気的特性を測定することにより、良
品、不良品を選別するのに利用して有効なものに関する
。

〔従来の技術〕

従来のウエハプローバとして、例えば、株式会社工業調
査会発行「電子材料１９８３年１１月号別面」昭和５８
年１１月１５日発行　Ｐ１９５〜Ｐ１９Ｂに記載されて
いるように、複数本のプロ−ブニードルがウェハ上の電
極パッドに接触されることにより、テスタと集積回路と
の間の電気的接続が確保され、このプローブニードル群
を介してテスタと集積回路との間でテスト信号が交わさ
れることにより、電気的特性試験が実行されるように構
成されているものがある。

ところが、このようなウエハプローバにおいては、使用
に伴ってプローブニードルの先端に異物や酸化物が付着
すると、プローブニードルの接触抵抗が変動するため、
試験結果に悪影響が発生する。そこで、このようなプロ
ーブニードルの接触抵抗による問題に対処するため、ウ
エハプローバには検査中に不良品が連続して発生した時
に検査作業の中断、並びにその警報を自動的に告げる警
報装置が設けられることがある。

そして、不良品連続発生の警報があった場合、作業者は
検査を中断し、プローブニードルを交換するか、プロー
ブニードルの先端を研摩具等により研摩することにより
、付着した異物等を取り去り、再び歩留りを確認しなが
ら、検査を開始することが行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなウエハプローバにおいては、プローブニード
ルの接触抵抗増加による特性試験上の問題が発生する時
期（すなわち、使用頻度）を子豚あるいは、トラブル（
歩留り低下等）が発生した場合の原因をニードルの接触
抵抗の増加であると予想した上での対策であるため、不
必要なプローブニードルの交換、または不要なりリーニ
ングによるニードルの寿命低下が発生するばかりでなく
、プローブニードルを研摩して再生する場合、Ｗ１練を
要し、研摩作業の信頼性、しいては検査の信頼性が低下
する。

本発明の目的は、プローブニードルを適正に再生させる
ことができるものを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、プローブニードルの先端部を化学的に研摩す
るようにしたものである。

〔作用］ 前記した手段によれば、プローブニードルの先端部は化
学的に研摩されるため、作業者の熟練度に顛ることなく
、所望の研摩が適正に実行されることになる。それによ
って、接触抵抗の異常増加による電気的特性試験の誤測
定、歩留り低下を未然に防止することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるウエハプローバを示す
模式図、第２図はそのブロック図、第３図はその電気的
特性試験が実行されている状態を示す縦断面図、第４図
は研摩作業が実行されている状態を示す縦断面図、第５
図は洗浄作業が実行されている状態を示す縦断面図、第
６図は乾燥作業が実行されている状態を示す縦断面図、
第７はこのウエハプローバの作業方法を示すフローチャ
ート図である。

本実施例において、このウエハプローバ２はウェハ１に
作り込まれた集積回路の電気的特性を測定するように構
成されており、機械的作業部として、ブロービング作業
部１０、プローブニードル化学研摩作業部２０、洗浄作
業部３０、乾燥作業部４０、ハンドラ５０を備えている
とともに、制御部ないし電気的作業部として、メインコ
ントローラ３、テスタ４、ブロービング作業回数監視部
５、研摩条件設定部６およびサブコントローラ７を備え
ている。

このウエハプローバのブロービング作業部１０は被測定
物としてのウェハ１を保持するためのテーブル１１を備
えており、テーブル１１はメインコントローラ３に制御
される駆動装置（図示せず）により、ｘＹＺおよびθ方
向に移動し得るように構成されている。テーブル１１の
真上にはパフォーマンスボード１２がテーブル１１と平
行になるように水平に配されて架設されており、このボ
ード１２はプローブカード１３を交換可能に装着されて
支持するように構成されている。通例、１０−プカード
１３は測定すべきウェハ１の規格品種にそれぞれ対応す
るように、複数規格のものが用意されているが、いずれ
のプローブカードもプローブニードル１４を複数本備え
ている。プローブニードル１４は一端においてプローブ
カード１３に機械的に支持されており、それらプローブ
ニードル１４の自由端がウェハ１の各電極パッドにそれ
ぞれ機械的に接触することにより、電気的に接続される
ようになっている。また、パフオーマントボード１２に
はテスタ４がケーブル１５を介して電気的に接続されて
おり、テスタ４はケーブル１５、パフォーマンスポード
１２、プローブカード１３、プローブニードル１４、お
よび電極パッドを介してウェハｌに作り込まれた集積回
路に電気的に接続されるようになっている。そして、テ
スタ４はメインコントローラ３に制御されて、ウェハｌ
の集積回路との間においてテスト信号を交わすことによ
り、所定の電気的特性試験を実行するようになっている
。

プローブニードル化学研摩作業部２０はプロービング作
業部１０の片膝に配備されており、研摩浴槽２１を備え
ている。研摩浴槽２１は後記する研摩溶液２２が貯留さ
れるようになっており、この溶液２２に対して耐蝕性を
有する材料が用いられて形成されているとともに、プロ
ーブニードル１４群の先端部を浸漬し得るように形成さ
れている。また、研摩浴槽２１には恒温装置２３が装備
されており、恒温装置２３は研摩浴槽２１に貯留された
研摩溶液２２の処理温度を一定に維持し得るように構成
されている。研摩浴槽２１の真上に。

は電極板２４が水平に配されて上下動するように設備さ
れており、電極板２４はプローブカード１３に取り付け
られた全プローブニードル１４に機械的に接触すること
により、電気的に接続し得るように構成されている。電
極板２４と研摩浴槽の研磨溶液２２との間には電源２６
を有する通電回路２５が研磨溶液中に浸漬された電極板
２７を介して接続されており、この回路２５により研摩
時に、プローブニードル１４群と研磨溶液２２との間に
所要の電圧、電流が印加されるようになっている。

プローブニードル洗浄作業部３０は化学研摩作業部２０
０片脇片脇備されており、洗浄槽３１を備えている。洗
浄槽３１は純水等のような洗浄液３２が貯留されるよう
になっており、石英ガラス等が用いられてプローブニー
ドル１４群の先端部を浸漬し得るように形成されている
。また、洗浄槽３１には洗浄液３２を流通させるための
給排液装置３３が接続されており、洗浄液３２は所要の
鮮度を維持し得るようになっている。洗浄槽３１には超
音波発生装置３４が周波数８０Ｈｚ以上の超音波を５０
〜２５０Ｗの出力をもって洗浄液中に発振し得るように
設備されており、これにより、プローブニードル１４の
先端部に付着した研摩溶液２２やエツチング残渣のよう
な異物等を洗い落とすようになっている。− プローブニードル乾燥作業部４０は洗浄作業部３０の片
膝に配備されており、乾燥室４１を備えている。乾燥室
４Ｉは石英ガラスが用いられてプローブニードル１４群
の先端部を封入し得るように構成されている。乾燥室４
１には温風給排装置４２が装着されており、温風給排装
置は乾燥室４１に封入されたプローブニードル１４に清
浄な温風を吹き付けることにより、洗浄液によって湿潤
されたプローブニードル１４の先端部を乾燥し得るよう
になっている。

ハンドラ５０はブロービング作業部１０、研摩作業部２
０、洗浄作業部３０、および乾燥作業部４０の関係位置
に配備されており、ロータリーアーム５１を備えている
。ロータリーアーム５１はサーボモータおよびシリンダ
装置等からなる駆動装置５２により、所定の角度で間欠
回転、かつ、上下動されるように構成されており、ロー
タリーアーム５１の自由端部にはプローブカード保持装
置５３が装備されている。この保持装置５３はプローブ
カード１３を保持し得るように構成されているとともに
、パフォーマンスポード１２に対してプローブカード１
３を着脱し得るように構成されている。ロータリーアー
ム５１は保持装置５３によって保持したプローブカード
１３を、プローピング作業部１０、研摩作業部２０、洗
浄作業部３０、乾燥作業部４０およびプロービング作業
部１０に移送し得るように構成されている。

そして、サブコントローラ７は前記研摩作業部２０、洗
浄作業部３０、乾燥作業部４０およびノーンドラ５０の
各構成要素を制御することにより、後述するような作業
を適正に実行させるように構成されている。

次に作用を説明する。

ウェハ１についての電気特性試験を実施する際、ブロー
ビング作業部１０において、ウェハテーブル１１がパフ
ォーマンスボード１２の真下に位置されており、所要の
プローブニードル１４群を有するプローブカード１３が
このボード１２に装着されている。このボード１２は試
験時にテーブル１１に対して相対的に下降され、プロー
ブニードル１４群がウェハテーブル１１に保持されてい
るウェハｌにおけるペレットの電極パッドに機械的に接
触される。これにより、ボード１２に接続されているテ
スタとペレットに作り込まれた集積回路とが、テスタ→
ボード→プローブニードル→ベレットの電極パッド→集
積回路の経路で電気的に接続され、テスタと集積回路と
の間で交信されることにより、電気特性試験が実施され
る。

以降、前記作動が繰り返されることにより、ウェハＩに
おける全ペレットについて電気的特性試験が実施されて
行く。

次に、前記構成に係るウエハプローバにおけるプローブ
ニードルの再生作用を、第７図に示されているフローチ
ャート図について説明する。

前述したウェハについての電気的特性試験の実行回数は
、プロービング作業回数監視部５により監視され、メイ
ンコントローラ３にインプットされている。その実行回
数が研磨条件設定部６に予め設定された回数に達すると
、メインコントローラ３はウェハについての前記試験作
業を中断させるとともに、サブコントローラ７に対して
プローブニードル研磨作業を実行させる指令を与える。

サブコントローラ７はこの指令に基づき、プローブニー
ドル研磨作業部１０等をして次のような作業を実行させ
る。

まず、ハンドラ５０はロータリーアーム５１を駆動装置
５２により回動させて、保持装置５３をプロービング作
動部１０に移動させる。保持装置５３はパフォーマンス
ポード１２からプローブカード１３を抜き取って、これ
を保持する。続いて、ロータリーアーム５１が駆動装置
５２により回動されて、保持されたプローブカード１３
が研磨作業部２０に移送される。

研磨作業部２０において、プローブカード１３は研磨浴
槽２１に対して相対的に接近移動され、プローブカード
１３に装着されたプローブニードル１４群の先端部が研
磨浴槽２１の研磨溶液２２中に浸漬される。一方、電極
板２４がプローブカード１３に相対的に接近移動され、
全プローブニードル１４が電気的にそれぞれ接続される
。

続いて、通電回路２５を介して電ａ２６により所要の電
圧、電流が、プローブニードル１４群と研Ｒ？９液２２
との間に、所要の処理時間だけ印加される。このとき、
研磨溶液２２の温度は恒温装置２３により最適温度に維
持される。

これにより、プローブニードル１４群の先端部は極く微
細に化学研磨されて、その腐蝕表面や異物等を除去され
ることにより、再生されることになる。

プローブニードルがタングステンを使用されて構成され
ている場合についての化学研磨処理条件は次の通りであ
る。

研磨溶液 溶質　水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ） 溶媒　純水 濃度　０．５〜ＩＮ（規定） 処理温度　２５°Ｃ 電圧値　５■、電流値　１ｍＡ　〜１０ｍＡ、処理時間
　１分〜５分 サブコントローラ７に予め設定された化学研磨作業が終
了すると、プローブニードル１４は研磨浴槽２１の研磨
溶液２２中から上げられ、ハンドラ５０により洗浄作業
部３０に移送される。

洗浄作業部３０において、ブローブカードエ３は洗浄槽
３１に対して相対的に接近移動され、プローブカード１
３に装着されたプローブニードル１４群の先端部が純水
等のような洗浄液３２中に浸漬される。

続いて、超音波発生装置３４により、所要の超音波３５
が洗浄液３２中に発振されて、プローブニードル１４群
の先端部に照射される。これにより、プローブニードル
１４群の洗浄部表面に付着している研磨溶液や、エツチ
ング残渣等が洗い落とされることになる。

サブコントローラ７に予め設定されたプローブニードル
洗浄作業が終了すると、プローブニードル１４は洗浄槽
３１の洗浄液・３２中から上げら扱ハンドラ５０により
、乾燥作業部４０に移送される。

乾燥作業部４０において、プローブカード１３は乾燥室
４１に対して相対的に接近移動され、プローブカード１
３に装着されたプローブニードル１４群が封入される。

続いて、温風給排装置４２により所要の温度に制御され
た清浄空気がプローブニードル１４群に吹き付けられる
。これにより、プローブニードル１４群に付着している
洗浄液が乾燥されることになる。

サブコントローラ７に予め設定された洗浄作業が終了す
ると、プローブカード１３は乾燥室４１から取り出され
、ハンドラ５０により、ブロービング作業部ｌＯに移送
される。

ブロービング作業部１０に戻されたプローブカード１３
はハンドラ５０の保持装置５３からパフォーマンスポー
ド１２に移載される。

その後、メインコントローラ３において、プローブニー
ドル１４の再生実積が記録されるとともに、必要に応じ
てプリンタ等のような周辺機器（図示せず）により外部
に表示される。また、ブロービング作業中断警報が解除
された後、ブロービング作業が続行される。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）　　ウエハプローバに化学的研磨によるプローブ
ニードル研磨作業部を設けることにより、プローブニー
ドルの再生を化学的研磨作用によって自動的に実行させ
ることができるため、プローブニードルの再生について
、作業者の熟練度に頼らずに、精度および借問性の高い
研磨を実行することができる。

（２）　　プローブニードル群の接触抵抗を適正に管理
することにより、ウエハプローバによる電気特性試験を
正確に実施することができるため、製品の品質および信
頬性を高めることができ、また、プローブニードルのク
リーニング作業等を適正化することができるため、ウエ
ハプローバの稼働効率を高めるこ七ができるとともに、
不必要なりリーニング作業を回避することができるため
、プローブニードルの寿命を実質的に延長させることが
できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、プローブニードル化学研磨作業部の具体的構造
としては、前記実施例に示された構成を使用するに限ら
ず、プローブニードルの化学的研磨条件に対応して最適
の構造を設定することが望ましい。

また、化学的研磨の処理条件も同様であり、実験やコン
ピュータシュミレーションのような経験的な分析手法等
により、各処理対象に対応して個々に最適値を求めるこ
とが望ましい。

プローブニードル洗浄作業部および乾燥作業部は場合に
よっては省略することも可能である。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

ウエハプローバに化学的研磨によるプローブニードル研
磨作業部を設けることにより、プローブニードル−の再
生を化学的研磨作用によって自動的に実行させることが
できるため、プローブニードルの再生について、作業者
の熟練度に頼らずに、精度および信顛性の高い研磨を実
行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるウエハプローバを示す
模式図、 第２図はそのブロック図、 第３図はその電気的特性試験が実行されている状態を示
す縦断面図、 第４図は研摩作業が実行されている状態を示す縦断面図
、 第５図は洗浄作業が実行されている状態を示す縦断面図
、 第６図は乾燥作業が実行されている状態を示す縦断面図
、 第７はこのウエハプローハの作業方法を示すフローチャ
ート図である。 １・・・ウェハ、２・・・ウエハプローバ、３・・・メ
インコントローラ、４・・・テスタ、５・・・プロービ
ング作業回数監視部、６・・・研磨条件設定部、７・・
・サブコントローラ、１０・・・ブロービング作業部、
１１・・・テーブル、１２・・・パフォーマンスポード
、１３・・・プローブカード、１４・・・プローブニー
ドル、２０・・・プローブニードル化学研磨作業部、２
１・・・研磨浴槽、２２・・・研磨溶液、２３・・・恒
温装置、２４・・・電極板、２５・・・通電回路、２６
・・・電源、２７・・・電極板、３０・・・プローブニ
ードル洗浄作業部、３１・・・洗浄槽、３２・・・洗浄
液、３３・・・給排液装置、３４・・・超音波発生装置
、４０・・・プローブニードル乾燥作業部、４１・・・
乾燥室、４２・・・温風給徘装置、５０・・・ハンドラ
、５１・・・ロータリーアーム、５２・・・駆動装置、
５３・・・プローブカード保持装置。 代理人　弁理士　梶　　原　　辰　　也第２図 １１５図 第６図 第３図 第４図 第７図 手続補正口（方式） 昭和６３年１２月２７日 昭和６３年特許願第１９５５７７号 発明の名称　　　　ウエハプローバ 補正をするもの 事件との関係　　特許出願人 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社　日立
製作所 代理人◎１６０　Ｔａ３６１−３６１５東京都新宿区西
新宿８丁目９番５号 セントラル西新宿１−２０１号 ７゜ 補正の内容 本願添付明細書中、第１９頁第１５行目に、「第１Ｊ、
とあるのを、「第７図ｊ、と１字挿入する。 （以上） 昭和６３年１１月２日付

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プローブニードル群をウェハの電極パッドに機械的
   にそれぞれ接触させることにより電気的接続を行うよう
   に構成されているウエハプローバであって、前記プロー
   ブニードル群の先端部を研摩溶液に浸漬させることによ
   り、その先端部の表面を化学的に研摩するように構成さ
   れているプローブニードル化学研摩作業部を備えている
   ことを特徴とするウエハプローバ。 ２、研摩溶液が、溶質として水酸化ナトリウムを使用さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ウエハプローバ。 ３、化学研摩作業後にプローブニードルを洗浄液により
   洗浄するように構成されている洗浄作業部、および、さ
   らに洗浄液で湿潤されたプローブニードルを乾燥するよ
   うに構成されている乾燥作業部を備えていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のウエハプローバ。