TWI770344B - 試驗裝置 - Google Patents

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TWI770344B
TWI770344B TW108102026A TW108102026A TWI770344B TW I770344 B TWI770344 B TW I770344B TW 108102026 A TW108102026 A TW 108102026A TW 108102026 A TW108102026 A TW 108102026A TW I770344 B TWI770344 B TW I770344B
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test
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藤原友子
末山敬雄
金田圭子
津村路子
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日商鎧俠股份有限公司
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Abstract

實施形態之試驗裝置具備：腔室；探針卡，其具有於腔室內露出之探針；支持台，其於腔室內支持試驗對象物；移動機構，其使支持台於試驗對象物與探針接觸之試驗位置和試驗對象物於水平方向上與探針分離之清潔位置之間移動；及空氣管，其係當支持台配置於清潔位置時，通過探針卡將第1乾空氣導入至腔室內。

Description

試驗裝置
本發明之實施形態係關於一種試驗裝置。
已知使探針卡之探針(針)接觸於形成於半導體晶圓上之金屬墊，試驗電氣特性。若重複進行如此之試驗，則存在金屬屑附著於探針之情形。於此情形時，因存在試驗精度下降之可能性，故探針被定期地利用清潔片清潔。
若以清潔片進行清潔，則探針被研磨而磨耗。因此，存在探針壽命下降之可能性。
實施形態提供一種可一面維持試驗精度一面避免探針壽命下降之試驗裝置。
本實施形態之試驗裝置具備：腔室；探針卡，其具有於腔室內露出之探針；支持台，其於腔室內支持試驗對象物；移動機構，其係使支持台於試驗對象物與探針接觸之試驗位置和試驗對象物於水平方向上與探針分離之清潔位置之間移動；及空氣管，其係當支持台配置於清潔位置時，通過探針卡將第1乾空氣導入至腔室內。
1a、1b、2a:試驗裝置
10:腔室
20:探針卡
21、31:開口部
22:探針
30:試驗頭
40:空氣管
50:支持台
60、62:收屑構件
61:黏著片
70、71、72、73:移動機構
80:靜電產生器
81a、81b:一對伸縮構件
82a、82b:一對板狀構件
90:容器
91:超音波產生器
92:蓋構件
100:試驗對象物
200:乾空氣(第1乾空氣)
201:乾空氣(第2乾空氣)
300:金屬屑
400:液體
Q:靜電
圖1係表示第1實施形態之試驗裝置之概略構成之模式圖。
圖2係探針卡之概略俯視圖。
圖3(a)係表示使用第1實施形態之試驗裝置之試驗狀態之模式圖。
圖3(b)係表示使用圖3(a)之試驗裝置之清潔狀態之模式圖。
圖4(a)係表示使用變化例1之試驗裝置之試驗狀態之模式圖。
圖4(b)係表示使用圖4(a)之試驗裝置之清潔狀態之模式圖。
圖5(a)係表示使用變化例2之試驗裝置之試驗狀態之模式圖。
圖5(b)係表示使用圖5(a)之試驗裝置之清潔狀態之模式圖。
圖6係簡略地表示變化例3之收屑構件之構造之模式圖。
圖7(a)係表示第2實施形態之試驗裝置之概略構成之模式圖。
圖7(b)係圖7(a)所示之虛線區域之放大圖。
圖8(a)係表示使用變化例4之試驗裝置之試驗狀態之模式圖。
圖8(b)係表示使用圖8(a)之試驗裝置之清潔之準備狀態之模式圖。
圖9(a)係表示使用變化例2之試驗裝置之清潔狀態之模式圖。
圖9(b)係圖9(a)所示之虛線區域之放大圖。
圖10(a)係表示使用第3實施形態之試驗裝置之試驗狀態之模式圖。
圖10(b)係表示使用圖10(a)之試驗裝置之清潔狀態之模式圖。
圖11係圖10(b)所示之虛線區域之放大圖。
[相關申請案]
本申請案享有以日本專利申請2018-141446號(申請日：2018年7月27日)為基礎申請案之優先權。本申請案藉由參照該基礎申請案而包含基礎申請案之全部內容。
以下，對於實施形態，一面參照圖式，一面進行說明。再 者，本發明不限於這些實施形態。
(第1實施形態)
圖1係表示第1實施形態之試驗裝置之概略構成之模式圖。圖1所示之試驗裝置1具備：腔室10、探針卡20、試驗頭30、空氣管40、支持台50、收屑構件60、及移動機構70。
腔室10收容探針卡20、支持台50、及收屑構件60。本實施形態中，試驗對象物100係於腔室10內以各種溫度條件進行試驗。試驗對象物100係例如半導體晶圓。於該半導體晶圓表面，形成有金屬墊(未圖示)。金屬墊係使用例如鋁而形成。
探針卡20固定於腔室10之內面上部。於探針卡20，形成有開口部21。又，如圖2所示，複數個探針22以沿著開口部21排列之方式設置。從上方觀察時，探針22之前端配置於開口部21。探針22於腔室10內露出，以便可與上述金屬墊接觸。
試驗頭30於腔室10之外表面上部，與探針卡20電性連接。試驗頭30根據與試驗對象物100之試驗相關之電氣條件，對探針進行信號收發。又，於試驗頭30形成有開口部31。開口部31係與形成於探針卡20之開口部21連通。
空氣管40通過試驗頭30之開口部31及探針卡20之開口部21，將乾空氣200(第1乾空氣)導入至腔室10內。乾空氣200之露點係例如-60~-70℃。乾空氣200係用於將附著於探針22上之金屬屑(本實施形態中為鋁屑)吹落。
支持台50係支持試驗對象物100。支持台50可藉由移動機構70而於水平方向及鉛直方向上移動。
收屑構件60係與支持台50一體地設置。具體而言，收屑構件60係從支持台50之外周部水平方向地突出。收屑構件60形成為凹狀。於收屑構件60內，回收被乾空氣200從探針22吹落之金屬屑。
移動機構70根據試驗對象物100之試驗時及探針22之清潔時，調整支持台50及收屑構件60之位置。移動機構70具有用以將支持台50及收屑構件60驅動之馬達、或該馬達之驅動電路等。
圖3(a)係表示試驗對象物100之試驗狀態之模式圖。圖3(b)係表示探針22之清潔狀態之模式圖。
於對試驗對象物100進行試驗時，如圖3(a)所示，移動機構70使支持台50於鉛直方向上移動至試驗位置。於試驗位置上，由支持台50支持之試驗對象物100之金屬墊(未圖示)接觸探針22。於金屬墊與探針22接觸之狀態下，試驗頭30通過探針22，對試驗對象物100進行通電。藉此，對試驗對象物100之電氣特性進行試驗。
若重複進行如上所述之試驗，則金屬墊之金屬可能以金屬屑附著於探針22上。因此，於本實施形態中，當試驗對象物100之試驗結束後，移動機構70每次或定期地使支持台50以水平方向移動至清潔位置。於清潔位置上，由支持台50支持之試驗對象物100於水平方向上與探針22分離，另一方面，收屑構件60被配置於探針22之下方。
繼而，乾空氣200從空氣管40通過試驗頭30之開口部31。進而，乾空氣200從探針卡20之開口部21流入腔室10內。因沿著開口部21設置探針22，故而，附著於探針22上之金屬屑被乾空氣200吹落。吹落之金屬屑被回收至配置於探針22之正下方之收屑構件60。
根據以上說明之本實施形態，利用乾空氣200將附著於探 針22上之金屬屑去除。因此，即便不使清潔片等清潔構件接觸探針，亦可將金屬屑去除，從而可維持試驗對象物100之試驗精度。
又，因亦可防止清潔時探針22之磨耗，故可避免探針22壽命下降。
(變化例1)
對變化例1進行說明。對於與上述第1實施形態同樣之構成要素，標註相同符號，將詳細說明省略。
圖4(a)係表示使用變化例1之試驗裝置1a之試驗對象物100之試驗狀態之模式圖。圖4(b)係表示使用試驗裝置1a之探針22之清潔狀態之模式圖。
如圖4(a)及圖4(b)所示，於本變化例之試驗裝置1a中，將收屑構件60與支持台50分離地設置。又，移動機構70單獨地使支持台50移動，移動機構71單獨地使收屑構件60移動。即，支持台50及收屑構件60可分別獨立地移動。
本變化例中，於試驗試驗對象物100時，如圖4(a)所示，以試驗對象物100接觸探針22之方式，移動機構70使支持台50上升移動。
另一方面，於清潔探針22時，如圖4(b)所示，以試驗對象物100於水平方向上與探針22分離之方式，移動機構70使支持台50水平移動。又，移動機構71使收屑構件60移動至探針22之下方。此後，將乾空氣200從空氣管40導入至腔室10內後，將附著於探針22上之金屬屑吹落。
根據以上說明之本變化例，與第1實施形態同樣地，可利用乾空氣200，將附著於探針22上之金屬屑去除。因此，可一面維持試驗對象物100之試驗精度，一面避免探針22壽命下降。
而且，於本變化例中，支持試驗對象物100之支持台50與收屑構件60可分別獨立地移動。因此，試驗對象物100及收屑構件60各自之位置調整變得容易。
(變化例2)
圖5(a)係表示使用變化例2之試驗裝置1b之試驗對象物100之試驗狀態之模式圖。圖5(b)係表示使用試驗裝置1b之探針22之清潔狀態之模式圖。
如圖5(a)及圖5(b)所示，本變化例之試驗裝置1b之構成與上述第1實施形態相同，但亦可與上述變化例1同樣地具備移動機構70及移動機構71。於此情形時，可使支持試驗對象物100之支持台50與收屑構件60分別獨立地移動。
本變化例中，於試驗對象物100之試驗中如圖5(a)所示，將乾空氣201(第2乾空氣)從空氣管40通過試驗頭30及探針卡20導入至腔室10內。換言之，乾空氣201藉由與乾空氣200相同之流路導入至腔室10內。
於試驗對象物100之試驗溫度、即腔室10之內部溫度為例如-40℃之類低溫之情形時，存在探針卡20之上表面上所存在之濕氣引起凝結之可能性。又，於腔室10之內部溫度為例如150~200℃之類高溫之情形時，探針22膨脹，可能造成相對試驗對象物100之位置偏移。
然而，若如本變化例所述地於低溫試驗中將乾空氣201導入至腔室10內，則可避免凝結。又，若於高溫試驗中將乾空氣201導入至腔室10內，則可抑制探針22溫度上升，減輕上述位置偏移。又，可藉由將試驗中之乾空氣201之流量設定為小於清潔時使用之乾空氣200之流 量，而設置成於試驗中不掉落金屬屑而於清潔時掉落金屬屑之構成。
(變化例3)
圖6係簡略地表示變化例3之收屑構件60之構造之模式圖。對於收屑構件60以外之構成，因與第1實施形態或變化例1、2相同而將詳細說明省略。
本變化例中，如圖6所示，黏著片61係設置於收屑構件60之表面。黏著片61含有可與金屬黏合之黏合劑。當收屑構件60配置於清潔位置時，黏著片61與探針22對向。
因此，於探針22之清潔中，將乾空氣200從空氣管40導入至腔室10內之後，從探針22吹落之金屬屑300被固定於黏著片61。藉此，便可防止金屬屑300於腔室10內擴散。
(第2實施形態)
圖7(a)係表示第2實施形態之試驗裝置之概略構成之模式圖。圖7(b)係圖7(a)所示之虛線區域之放大圖。再者，對於與上述第1實施形態相同之構成要素標註相同符號，省略詳細說明。
本實施形態之試驗裝置2於具備移動機構72及靜電產生器80之方面不同於第1實施形態之試驗裝置1。移動機構72可使靜電產生器80於水平方向及鉛直方向上移動。
當對試驗對象物100進行試驗時，移動機構70使支持台50朝向試驗對象物100接觸探針22之試驗位置上升移動。另一方面，於清潔探針22時，如圖7(a)所示，移動機構70以試驗對象物100於水平方向上與探針22分離之方式使支持台50水平移動。又，移動機構72使靜電產生器80水平移動至探針22之下方。
靜電產生器80於不與探針22接觸之狀態下配置於探針22之下方時輸出高電壓。藉此，於靜電產生器80與探針22之間產生靜電Q。其結果，如圖7(b)所示，附著於探針22上之金屬屑300被吸附至靜電產生器80。清潔後，試驗頭30對探針22施加0V之電壓。藉此，將探針22放電。
根據以上說明之本實施形態，藉由利用靜電產生器80產生之靜電Q，將附著於探針22之金屬屑300去除。因此，可不使清潔片等清潔構件接觸探針22便將金屬屑300去除。藉此，因可於清潔中防止探針22磨耗，故可一面維持試驗對象物100之試驗精度，一面避免探針22壽命下降。
再者，於本實施形態中，當清潔探針22時，不僅可使用靜電產生器80之靜電Q，而且可使用第1實施形態中說明之乾空氣200，將金屬屑300去除。於此情形時，可提昇金屬屑300之去除效果。
(變化例4)
圖8(a)係表示使用變化例4之試驗裝置2a之試驗對象物100之試驗狀態之模式圖。圖8(b)係表示使用試驗裝置2a清潔探針22之前之準備狀態之模式圖。
本變化例之試驗裝置2a如圖8(a)及圖8(b)所示，與第2實施形態之試驗裝置2不同之處係具備收屑構件62及靜電產生器80之構成。收屑構件62係與支持台50一體地設置。再者，於收屑構件62之上表面，亦可貼附圖6所示之黏著片61。
本變化例之靜電產生器80具有一對伸縮構件81a、81b、及一對板狀構件82a、82b。一對伸縮構件81a、81b之後端固定於腔室10內部之側面，且於前端安裝有一對板狀構件82a、82b。一對板狀構件82a、 82b係由例如丙烯酸樹脂等絕緣構件形成。
當使用本變化例之試驗裝置2a對試驗對象物100進行試驗時，如圖8(a)所示，一對伸縮構件81a、81b成為縮短狀態。另一方面，於清潔探針22時，如圖8(b)所示，被支持台50支持之試驗對象物100於水平方向上與探針22分離，將收屑構件62配置於探針22之下方。
進而，一對伸縮構件81a、81b於被支持台50支持之試驗對象物100與探針卡20之間，自動地於水平方向上延伸。進而，以使一對板狀構件82a、82b彼此摩擦之方式，一對伸縮構件81a、81b於鉛直方向上振動。
圖9(a)係表示使用試驗裝置2a之探針22之清潔狀態之模式圖。圖9(b)係圖9(a)所示之虛線區域之放大圖。若以一對板狀構件82a、82b夾隔著探針22之下方空間相互於水平方向上對向之方式，一對伸縮構件81a、81b自動地縮短，則如圖9(a)所示，於上述下方空間產生靜電Q。其結果，如圖9(b)所示，附著於探針22上之金屬屑300被靜電產生器80吸附、或被收屑構件62回收。
根據以上說明之本變化例，可與第2實施形態同樣地，利用靜電Q將附著於探針22上之金屬屑300去除。因此，可一面維持試驗對象物100之試驗精度，一面避免探針22壽命下降。進而，根據本變化例，藉由使一對板狀構件82a、82b彼此摩擦而產生靜電Q。藉此，不再需要高電壓輸出，故可抑制裝置耗電。
(第3實施形態)
圖10(a)係表示使用第3實施形態之試驗裝置3之試驗對象物100之試驗狀態之模式圖。圖10(b)係表示使用試驗裝置3之探針22之清潔 狀態之模式圖。圖11係圖10(b)所示之虛線區域之放大圖。再者，對於與上述第1實施形態相同之構成要素標註相同符號，省略詳細說明。
本實施形態之試驗裝置3於具備移動機構73、容器90、超音波產生器91、及蓋構件92方面不同於第1實施形態之試驗裝置1。移動機構73可使容器90於水平方向及鉛直方向上移動。容器90儲存液體400。液體400係例如醇等揮發性液體。超音波產生器91係設置於容器90。超音波產生器91包含使液體400進行超音波振動之振盪器等。蓋構件92係與支持台50一體地設置。
於使用本實施形態之試驗裝置3，對試驗對象物100進行試驗時，如圖10(a)所示，容器90之上端開口被蓋構件92覆蓋。因此，於試驗對象物100之試驗中，可防止容器90中儲存之液體400擴散至腔室10內。
另一方面，當清潔探針22時，如圖10(b)所示，以蓋構件92將容器90之上端開口打開之方式，移動機構70使支持台50水平移動。繼而，以探針22浸漬於液體400中之方式，移動機構73使容器90移動。
繼而，藉由超音波產生器91進行振盪，液體400進行超音波振動。將液體400之振動傳遞至探針22。藉此，探針22以超音波進行清潔。其結果，如圖11所示，將附著於探針22上之金屬屑300去除，沈澱至液體400內。
探針22之清潔結束後，移動機構73使容器90下降移動，因此，探針22與液體400分離。此時，因液體400為揮發性液體，故殘留於探針22上之液體400容易蒸發。因此，可縮短探針22之清潔時間。再者，於移動機構73使容器90下降移動後，可使用第1實施形態中說明之乾空氣 200，使探針22乾燥。於此情形時，可將殘留於探針22上之液體400迅速地蒸發，故可更進一步縮短清潔時間。
根據以上說明之本實施形態，藉由超音波，將附著於探針22上之金屬屑300去除。因此，可不使清潔片等清潔構件接觸探針22便將金屬屑300去除。藉此，可於清潔中防止探針22磨耗，因此，可一面維持試驗對象物100之試驗精度，一面避免探針22壽命下降。
已說明了本發明之若干個實施形態，但該等實施形態係作為示例而提示，並無意圖限定發明範圍。該等新穎之實施形態可以其他各種形態實施，且於不脫離發明主旨之範圍內可進行各種省略、置換、及變更。該等實施形態或其變化包含於發明之範圍或主旨中，並且包含於申請專利範圍中記載之發明及其均等之範圍內。
1a‧‧‧試驗裝置
10‧‧‧腔室
20‧‧‧探針卡
21、31‧‧‧開口部
22‧‧‧探針
30‧‧‧試驗頭
40‧‧‧空氣管
50‧‧‧支持台
60‧‧‧收屑構件
70‧‧‧移動機構
100‧‧‧試驗對象物
200‧‧‧乾空氣(第1乾空氣)

Claims (11)

  1. 一種試驗裝置，其具備：腔室；探針卡，其具有於上述腔室內露出之探針；支持台，其係於上述腔室內支持試驗對象物；移動機構，其使上述支持台於上述試驗對象物與上述探針接觸之試驗位置和上述試驗對象物於水平方向上與上述探針分離之清潔位置之間移動；及空氣管，其係當上述支持台配置於上述清潔位置時，通過上述探針卡將第1乾空氣導入至上述腔室內；且於上述支持台配置於上述試驗位置時，上述空氣管通過上述探針卡，將第2乾空氣導入至上述腔室內，且上述第2乾空氣之流量小於上述第1乾空氣之流量。
  2. 如請求項1之試驗裝置，其更具備與上述支持台一體地或與上述支持台分離地設置之收屑構件，上述移動機構於上述支持台配置於上述清潔位置時，使上述收屑構件配置於上述探針之下方。
  3. 如請求項2之試驗裝置，其中上述收屑構件於當上述支持台配置於上述清潔位置時與上述探針對向之表面上具有黏著片。
  4. 如請求項1之試驗裝置，其更具備於上述支持台配置於上述清潔位置時，於上述探針之下方產生靜電之靜電產生器。
  5. 如請求項1之試驗裝置，其更具備：容器，其儲存上述支持台配置於上述清潔位置時供浸漬上述探針之液體；及超音波產生器，其使上述液體進行超音波振動。
  6. 如請求項1之試驗裝置，其更具備：靜電產生器，其係於上述支持台配置於上述清潔位置時，於上述探針之下方產生靜電；且上述靜電產生器具有於由上述支持台支持之上述試驗對象物與上述探針卡之間可於上述水平方向上延伸及縮短之一對伸縮構件、及分別設置於上述一對伸縮構件之前端之一對板狀構件，當上述試驗對象物配置於上述清潔位置時，藉由使上述一對板狀構件彼此摩擦而產生上述靜電。
  7. 如請求項6之試驗裝置，其中上述靜電產生器於上述水平方向上與上述支持台分離地配置。
  8. 如請求項6之試驗裝置，其更具備上述靜電產生器產生上述靜電後使上述探針放電之試驗頭。
  9. 如請求項6之試驗裝置，其更具備與上述支持台一體地設置之收屑構件，且上述移動機構於上述支持台配置於上述清潔位置時使上述收屑構件配置於上述探針之下方。
  10. 一種試驗裝置，其具備：腔室；探針卡，其具有於上述腔室內露出之探針；支持台，其於上述腔室內支持試驗對象物；移動機構，其使上述支持台於上述試驗對象物接觸上述探針之試驗位置和上述試驗對象物於水平方向上與上述探針分離之清潔位置之間移動；容器，其儲存上述支持台配置於上述清潔位置時供浸漬上述探針之液體；及超音波產生器，其使上述液體進行超音波振動；且上述液體係揮發性液體。
  11. 如請求項10之試驗裝置，其更具備與上述支持台一體地設置之蓋構件，且上述蓋構件於上述支持台配置於上述試驗位置時將上述容器之上端開口蓋住，且於上述支持台配置於上述清潔位置時將上述上端開口打開。
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