TWI333679B - - Google Patents

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九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 =發明係關於-種使探針與形成於半導體晶圓之半導體 、置等檢查對象物之電極接 沐 琨仃電性檢查之檢查方 去、檢查裝置及控制程式。 【先前技術】 =以來，在半導體裝置之製造步驟中，已知有使探 :與形成於半導體晶圓之半導體裝置等檢查對象物之電極 2進行電性檢查h在此陳❹，與料制之電極 右藉由紹、銅、錫等易氧化材料形成，則在檢查階段，於 電極表面會形成氧化膜等絕緣膜。因&，t使探針接觸電 極時’其等之間之電阻增高’無法得到良好之電性接觸狀 態。因此，已知有將探針與電極抵接之荷重（針壓）提高到 例如3 g以上，刺破絕緣膜使電阻降低者。 但是，上述之方法中，存在對電極基底造成損傷等問 ，。因此’提出有藉由熔結（fritting)現象，以較低之針壓 得到良好電性接觸狀態之檢查方法（例如參照專利文獻〇。 利用上述之熔結現象之檢查方法中，使2個探針靠近並 接觸1個電極。然後，藉由於此等探針之間施加電壓，產 生熔！。現象’電性破壞絕緣膜而得到良好之電性接觸。但 是，在此種檢查方法中，已判明由於針壓低而使探針前端 在電極上打滑，以致有時無法得到充分的電性接觸之狀態 進行熔結，即使進行熔結亦有無法得到檢查所必須之電性 接觸狀態之情形。因此，即使在此種檢查方法中，亦有必 118548-990604.doc

Jw〇/9 f進而4實得到良好之電性接觸狀態，以進行更正確且確 只之檢查。 [專利文獻1]曰本特開2002-139542號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 本發明係針對上述以往之狀況而進行者，以提供與以往 相比可更確實地得到良好之電性接觸狀態，可正確且確實 地進行檢查之檢查方法、檢查裝置及控制程式。 [解決問題之技術手段] 本發明之第1態樣，係使探針與檢查對象物之電極接觸 進行電性檢查之檢查方法，具備使前述探針以預定荷重與 月’J述電極接觸’以機械性地對前述電極上之絕緣膜造成損 傷’使該電極與探針之間的電阻降到第1預定值以下之步 驟’藉由溶結現象’電性地對前述電極上之絕緣膜造成損 傷’使該電極與探針之間的電阻降到比前述第1預定值低 之第2預定值以下之熔結步驟。 本發明之第2態樣’係使探針與檢查對象物之電極接觸 進行電性檢查之檢查裝置，其使前述探針以預定荷重與前 述電極接觸，以機械性地對前述電極上之絕緣膜造成損 傷’使該電極與探針之間的電阻降到第1預定值以下；其 次藉由熔結現象，電性地對前述電極上之絕緣膜造成損 傷，使該電極與探針之間的電阻降到比前述第1預定值低 之第2預定值以下。 本發明之第3態樣，係對使探針與檢查對象物之電極接 118548-990604.doc 觸以進行電性檢查之檢查裝置進行控制之控制程式，具有 使則述探針以預定荷重與前述電極抵接，以機械性地對前 述電極上之絕緣膜造成損傷，使該電極與探針之間的電阻 降到第1預定值以下之步驟；藉由熔結現象，電性地對前 述宅極上之絕緣膜造成損傷，使該電極與探針之間的電阻 降到比前述第1預定值低之第2預定值以下之熔結步驟；進 行前述檢查對象物之電性檢查之步驟。 上述本發明之態樣中，進而宜於每進行預定次數之前述 檢查對象物之電性檢查時，進行在前述探針的前端部形成 凹凸之探針前端成形步驟。此探針前端成形步驟可藉由使 前述探針前端部與研磨構件抵接、研磨來進行。此外，前 述探針前端成形步驟可藉由使前述探針前端部與前述研磨 構件抵接並使其等相對水平移動來進行。 上述本發明之態樣中，可使前述探針和熔結用探針與前 述電極接觸，於前述探針和前述熔結用探針之間施加電壓 進行前述熔結步驟。 上述本發明之態樣中，前述第1預定值宜為1 ΜΩ，前述 預定荷重宜為1 g以下。 【實施方式】 以下’參照圖式對本發明之實施形態進行説明。 圖1係模式顯示本實施形態相關之檢查裝置之概略構成 者。如同圖所示’檢查裝置具備可沿Χ_γ_Ζ方向移動之驅 動台1。於此驅動台1上設有可載置作為被檢查物之半導體 μ圓W的載置台2。此外，於載置台2之上方配設有探針卡 118548-990604.doc 1333679 於此探針卡3上設有複數之探針4。進而，於驅動台 載置台2的側面例如配設有設置了研磨墊等研磨構件之研 磨部5。此研磨部5係研磨、清理探針4之前端部，同時進 打於探針4之前端部形成凹凸之探針前端成形步驟者。 上述探針卡3之探針4經由開關12與測試電路（所謂測試 器）11和熔結用電路10連接。而且藉由切換開關12，可選 擇探針4與測試電路U電性連接之狀態和與熔結用電路 電性連接之狀態。 上述之驅動台1、開關12、熔結用電路丨〇及測試電路i】 與控制部丨3連接。而且，驅動台丨之驅動、開關i2之切 換、藉由熔結用電路10開始熔結、及藉由測試電路n開始 電性測試（檢查）等，係藉由來自控制部13之信號執行。藉 由此控制部丨3對檢查裝置的控制係基於控制程式（軟體 行。此控制程式可利用於電腦可讀取之電腦記錄媒體（例 如硬碟、CD、軟性磁碟、半導體記憶體等）等保存之狀態 者，或亦可從其它裝置例#經由專用導線隨時傳送而於線 上利用。 、’

、電流感測電阻23及施加電流限制器24 成者。如同圖所示，熔 、電壓施加緩衝放大器 制盗24 ’其構成可從可 118548-990604.doc 1333679 私式電壓源21向探針卡3的探針4a、4b施加電壓。 探針4a介以電流感測電阻23與電壓施加緩衝放大器22連 接。此外，探針4b與電壓施加緩衝放大器22之輸入端子側 連接，同時接地。此等探針4a、4b係藉由例如鎢（w)、鈹_ 鋼合金（BeCu)及鈀（Pb)等導電性金屬構成。此外，雖可根 據檢查對象物之電極大小選擇此等探針4a、仆的針尖直 徑，但在檢查對象物為半導體裝置之情形則例如為2〇 左右。 上述探針4a、4b中之一方，例如探針牦為檢查用，不僅 用於藉由㈣用電路1G進行熔結時，㈣於藉由測試電路 U進行電性檢查。此外’另一方之探針朴為藉由熔結用電 路1〇之㈣用，於藉由職電㈣進行電性檢查時處於電 性浮游狀態。

於此等探針4a、4b之前端部藉由與前述研磨部$抵接研 磨而形成凹凸。即’驅動驅動台〗使探針43、仏之前端部 以預定荷重與研磨部5接觸，藉由在此狀態使研磨部5水平 移動來研磨前端部使其成形，而形成凹凸。此探針43、仆 之凹凸造成的表面粗糙度(算術平均粗糙度㈣)例如宜為 0.5 _以上程度。此外，在此種情形研磨部$之粒徑宜為2 μιη以上程度。 · 使如此於前端部形成凹凸之探針4a' 4b以低針塵（例如 lg以下)與檢查對象物之半導體裝置D的電極p接觸，則藉 2針4a、4b在電極PJl不打滑地咬人絕緣膜機械性地 對電極p上的絕緣膜0造成損傷，可使電極P與探針4a、4b 118548-990604.doc 1333679 之間的電阻值降低到第！預定值以下、例如ιμω以下（數百 繼右）。此時之電阻值用於進行裝置D之電性檢查，則過 门不充刀 <旦用於進行熔結則足夠，在此狀態藉由炼結 用電路1G進行熔結，可藉由熔結現象電性地對電極Ρ上的 絕緣膜〇造成損傷，從而將電極p和探針4a、朴之間的電阻 值降低到比第1預定值低之第2預定值以下，例如降低到第 1預定值的1/10以下1，藉由進行此種絕緣膜〇之機械性 破壞和溶結造成之電性破壞之2階段的破壞，即使以小針 壓亦可比先前更確實地得到良好之電性接觸狀態，從而可 正確並且確實地進行檢查。 其次，參照圖3就上述構成之檢查裝置的動作進行説 明。如同圖所示，控制部13首先判斷到此為止所執行的檢 查次數η是否未達預先設定的預定次數N(例如1〇〇 次）（101)。其次，在達到預定次數之情形，進行探針前端 的成形（102) ’將檢查次數n歸零（103)。探針前端之成形步 驟中，驅動驅動台1，使探針4a、4b之前端部以預定荷重 與研磨部5抵接’並在此狀態使驅動台1水平移動。藉此在 與研磨部5抵接之狀態使探針4a、4b之前端部滑動而研 磨’藉由粗化其表面狀態而形成凸。 在上述探針前端之成形步驟之後、或上述檢查次數11未 達N之情形’不進行探針前端之成形步驟，而使探針卡4之 前端部形成了凹凸之探針4a、4b以預定針壓（例如lg以下） 與檢查對象物之裝置D的電極P接觸（1〇4)。如此，藉由使 月’J端部形成凹凸之探針4a、4b以低針壓（例如1 g以下）盘檢 1 lS548-990604.doc -10- 丄 查對象物之半導體裝置D的 P上之絕緣膜0造成損傷， 的電阻值減小到第1預定值

其次，在如上述地使電極P與探針4a、4b之間的電阻值 在第1預定值以下的狀態進行溶結，電性地對電極P上的絕 緣膜〇造成損傷，從而使電極p與探針4a、4b之間之電阻值 在比第！預定值低之第2預定值以下⑽）。此溶結步驟中， 使圖1所示之開關12處於切換到熔結電路顧之狀態，使 圖2所示之可程式電愿源21動作 '然後，介以電壓施加放 大器22及電㈣測電阻23向探針4a施加㈣，則在絕緣膜 〇極薄之情形始有極微小之穿隨電流流過。從此狀態開始 徐徐增加可程式電壓源21之電壓，則探針仏、仆之間之電 位梯度徐徐變大，當達到預定之電位梯度（1〇5〜l〇6 v/cm&

電極P接觸，可機械性地對電極 從而使電極p與探針4a、4b之間 以下’例如1 ΜΩ以下。 右）時發生熔結現象，電極P之絕緣膜〇破壞’探針私、仆 與電極P之金屬面接觸，探針4a和探針仆之間之電流急劇 變大。施加電流限制器24檢測此電流，為了防止更大之電 流流過而使電壓施加放大器22停止施加電壓。其結果可 使探針4a、4b與電壓p之電阻值在比前述第i預定值低之第 2預定值（例如第1預定值之1/1〇)以下。 其後’將圖1所示之開關12切換到測試電路11側，藉由 測試電路11進行半導體裝置D之電性檢查（1 〇6)。此後，將 執行之檢查次數η加1(107) ’判斷是否結束（108)，重複執 行上述步驟至所有的檢查對象之半導體裝置D之檢查結束 為止，此後結束處理。 118548-990604.doc 1333679 圖4(a)、（b)係以縱軸為電阻值（對數刻度），以橫軸為計 數（測I次數），對於多個針，對上述步驟中機械性接觸時 探針4a、4b與電極p之電阻值的實測值（圖4(a))、與熔結後 探針4a、4b與電極p之電阻值的實測值（圖4(b))進行比較而 表不者。如該圖所示，熔結前電阻值高，且電阻值標準偏 差大，但藉由以此狀態進行熔結降低了電阻值，亦減小了 電阻值之標準偏差。 如上所述，若藉由本實施形態，與先前相比可更確實地 知到良好之電性接觸狀態，從而可正確且確實地進行檢 查。再者，本發明並非限定於上述實施形態者，當然可作 各種變形。例如，上述實施形態中，係於驅動台丨上設置 研磨部5，使探針4之前端部與此研磨部5抵接之狀態，使 研磨部5側向水平方向移動進行研磨，從而於探針4之前端 部形成凹凸地成形，但研磨材料亦可以其他方法搬入。此 外，亦可使探針4側移動。此外，此種探針4之前端部成形 步驟，亦可非在預定檢查次數每次進行，而在每檢查預定 片數之半導體晶圓W等其他時機進行。 [產業上之可利用性] 本發明之檢查方法、檢查裝置及控制程式可用於半導體 裝置之製造領域等。因此具有產業上之可利用性。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明一實施形態相關之探針裝置之重要部分概 略構成之圖式。 圖2係表示圖1之探針裝置的熔結用電路之構成的圖式。 118548-990604.doc 12 1333679

圖3係説明藉由圖丨之探針裝置的檢查方法之流程圖。 圖4(a)、4(b)係表示機械性接觸時和熔結後之電阻值之 測量結果的圖表。 【主要元件符號之說明】 1 驅動台 2 載置台 3 探針卡 4 探針 4a 探針 4b 探針 5 研磨部 10 炼結用電路 11 測試電路 12 開關 13 控制部 21 可程式電壓源 22 電壓施加緩衝放大器 23 電流感測電阻 24 施加電流限制器 D 半導體裝置 0 絕緣膜 P 電極 w 晶圓 118548-990604.doc

Claims (1)

1333679 、申請專利範圍： —種檢查方法’其特徵在於： 其係使探針與檢查對象物之電極接觸以進行電性檢 查，且具備： &使前述探針以職荷重與前述電極抵接、機械性地對 别述電極上之絕緣膜造絲傷，使該電極與探針之間之 電阻值降低到第1預定值以下之步驟； 智藉由炼結現象’電性地對前述電極上之絕緣膜造成損 傷，使該電極與探針之m且值降低到比第丨預定值 低之第2預定值以下的熔結步驟；及 2. 進行檢查對象物之電性檢查之步驟。 如請求項1之檢查方法，其中备 具中母進仃預疋次數之前述檢 查對象物之電性檢查，進行於前 ^ 進订於則4探針之前端部形成凹 凸之探針前端成形步驟。 3. t請求項2之檢查枝，其中藉^前述探針之前端部 4㈣接而研磨來進行前述探針前端成形步驟。 :二=之檢查方法’其中在前述探針前端 中使則述探針之前端部與前述 對水平移動。 _抵接，使其等相 I :::項1之檢查方法，其中使前述探針和溶結用探針 二‘電極Ϊ接，於前述探針和前述溶結用探針之間施 加電壓進行前述溶結步驟。 6.如請求項丨之檢查方法兑 7 , ^ . Ε 、丨这第1預定值為1ΜΩ。 7·如明求項1之檢查方法，盆中前 '、中别述預定荷重為丨 118548.990604.doc 1333679 δ· ~種檢查裝置，其特徵在於： 其係使探針與檢查對象物之電極接觸進行電性檢查， 且包含： 使則述探針以預定街重與前述電極抵接，機械性地對 前述電極上之絕緣膜造成損傷，使該電極和探針之間之 電阻值降低到第1預定值以下之驅動機構；及 藉由熔結現象，電性地對前述電極上之絕緣膜造成損 傷，使該電極和探針之間之電阻值降低到比前述第1預 定值低之第2預定值以下之熔結用機構。 9. 如請求項8之檢查裝置，其中每進行預定次數之前述檢 查對象物之電性檢查，於前述探針之前端部成形凹凸。 10. 如請求項9之檢查裝置，Λ中藉由使前述探針之前端部 與研磨構件抵接而研磨，於前述探針之前端部形成凹 凸。 ⑴如請求項1G之檢查裝置，其中使前述探針之前端部與前 述研磨構件抵接並使其等相對水平移動。 12·如請求項8之檢查裝置，#中使前述探針和炼結用探針 與前述電極抵接’於前述探針和前述炫結用探針之間施 加電壓以產生前述熔結現象。 13. 如請求項8之檢查裝置，其中前述第丨預定值為以〇。 14. 如請求項8之檢查裝置，其中前述預定荷重在。以下。 Η. 一種記錄控制程式之電腦可讀取記錄媒體，其係記錄 使探針與檢查對象物<電極接觸以進#電性&查之檢杳 裝置進行控制之控制程式的電腦可讀取記錄媒體，^ I18548-990604.doc ^33679 制程式之特徵在於：具備 使前述探針以預定荷重與前述電極抵接’以機械性地 對則述電極上之絕緣膜造成損傷，使該電極和探針之間 之電阻值降低到第1預定值以下之步驟； 藉由熔結現象，電性地對前述電極上之絕緣膜造成損 傷，使該電極和探針之間之電阻值降低到比前述第J預 疋值低之第2預定值以下之步驟；及 進行前述檢查對象物之電性檢查之步驟。 16.種5己錄控制程式之電腦可讀取記錄媒體，其係記錄以 如請求項15之控制程式為特徵之控制程式的電腦圩讀取 記錄媒體，該控制程式之特徵在於：具備 每進打預定次數之前述檢查對象物之電性檢查，於前 述探針之前端部形成凹凸之步驟。

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