TWI779070B - 探針裝置 - Google Patents

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TWI779070B
TWI779070B TW107126433A TW107126433A TWI779070B TW I779070 B TWI779070 B TW I779070B TW 107126433 A TW107126433 A TW 107126433A TW 107126433 A TW107126433 A TW 107126433A TW I779070 B TWI779070 B TW I779070B
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秋山直樹
中山博之
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

提供一種使用在大氣中所產生之電漿來實施探針之清潔時，可藉由探針之配置位置來調整電漿之影響的探針裝置。
在使探針接觸於基板所形成之被檢查元件以進行電氣特性之檢查的探針裝置中，於探針卡保持在使複數探針之前端突出的狀態下，來載置有檢查對象之基板的載置台係具備有使基板相對於被保持在探針卡的探針來相對性地移動的移動機構。電漿供給部為了去除異物，係會朝向探針來供給清潔用電漿，電位調節構件從朝向探針來供給電漿之位置看來，係被設置於探針之背面側，以調節該探針之電位。

Description

探針裝置
本發明係關於一種進行基板表面所形成之被檢查元件的電氣特性檢查的探針之清潔技術。
在半導體裝置之製造工序中，係在基板之半導體晶圓(以下，稱為「晶圓」)之表面形成IC(積體電路)後，便保持在將IC晶片切開前的晶圓之狀態下，進行調查各IC之電氣特性的探針測試。
探針測試係使用例如設置有多數探針之探針卡來加以進行，而相對於探針卡來壓觸晶圓，以使檢查對象之IC的電極接點與探針接觸，並藉由輸出入檢查用電氣訊號來加以進行。
如此般，在探針重複與電極接點之接觸動作的前端部會附著有被削除之構成電極接點的鋁合金等，故會有使探針與電極接點之間的接觸阻抗加大而阻礙穩定之檢查的情況。
於是，以往便會藉由研磨構件來研磨探針之前端部，以去除附著物而進行探針的重生(例如專利文獻1)。
然而，在使用研磨構件來物理性地去除附著物的重生法中，為了確實地去除附著物，會有使探針前端部之一部分因研磨而削除的情況(過度研磨)，便成為促使探針耗損的原因。特別是，由於研磨所致之重生會將多數探針壓觸到研磨構件之研磨面並同時進行研磨，故即便是附著物之附著量並不太多的探針亦會進行研磨所致之耗損，而會有使高價的探針卡的替換週期變短之虞。
又，亦會產生有因為研磨而被削除的附著物及探針的構成構件成為顆粒，而成為晶圓之污染源的問題。
在此，專利文獻2係記載有一種半導體檢查裝置，係具備有藉由將在大氣中所產生之電漿供給至探針，來燒除、蝕刻附著於該探針之異物而去除的機能。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2008-14758號公報：段落0005
專利文獻2：日本特開2002-176076號公報：段落0017、圖1
然而，專利文獻2只有將以往的半導體檢查裝置以及僅記載使用高頻電力等來產生電漿之電漿照射機器結合的記載，而完全沒有揭露實際上使用大氣中所產生之電漿來從探針去除後的實驗結果。
因此，在使用大氣中所產生之電漿來實現探針之清潔的前提下，並無法從專利文獻2之記載來導出在半導體檢查裝置側所需要的新機器構成。
本發明係基於此般情事而完成者，其目的在於提供一種使用在大氣中所產生之電漿來實施探針之清潔時，可藉由探針之配置位置來調整電漿之影響的探針裝置。
本發明之探針裝置，係使複數探針接觸於基板表面所形成的被檢查元件，以進行該被檢查元件的電氣特性之檢查的探針裝置，具備有：探針卡，係在使該探針之前端部突出之狀態下來保持該等複數探針；載置台，係具備載置有檢查對象之基板的基板載置面，而連接於會使被載置於該載置面之基板相對於該探針卡所保持之探針來相對性地移動的移動機構；電漿供給部，係為了去除附著於該探針之異物，而用以朝向該探針來供給清潔用電漿；以及電位調節構件，從朝向該探針來供給電漿之位置觀之，係被設置於該探針之背面側，而用以調節該探針之電位。
根據本發明，便會在對被保持於探針卡，而用以進行被檢查元件的電氣特性檢查之複數探針使用電漿來進行清潔時，從供給有電漿之位置觀 之，由於會在探針之背面側設置有電位調節構件，故可形成適於清潔的電場。
W‧‧‧晶圓
2‧‧‧晶圓夾具
3、3a‧‧‧探針卡
31、31a‧‧‧探針
5‧‧‧金屬板
6‧‧‧電漿噴嘴
7‧‧‧電力供給部
9‧‧‧控制部
圖1係實施形態相關之探針裝置的縱剖側面圖。
圖2係該探針裝置所設置之探針卡的縱剖側面圖。
圖3係該探針卡之立體圖。
圖4係將清潔用電漿供給至該探針卡所設置之探針的電漿供給部之縱剖側面圖。
圖5係將電力朝該電漿供給部供給之電力供給部的塊狀圖。
圖6係使用FT-IR來掌握探針之清潔進行狀態的方法之說明圖。
圖7係顯示該清潔之進行所伴隨的FT-IR分析結果變化的說明圖。
圖8係該探針之清潔時的探針裝置之縱剖側面圖。
圖9係顯示清潔時之探針與電漿供給部的放大立體圖。
圖10係顯示該探針卡之其他構成例的縱剖側面圖。
圖11係顯示該探針卡之另一構成例的縱剖側面圖。
圖12係顯示實驗裝置之構成的說明圖。
圖13係將使用實驗裝置來進行清潔前後的探針之前端部拍攝後的電子顯微鏡影像。
圖14係在該實驗裝置中，改變配置於台座與樣品之間的支撐構件之構成材料的各實施例之說明圖。
圖15係顯示在該各實施例中，供給至電漿供給部的電壓之波形的示波器影像。
圖16係從該電漿供給部來供給電漿後之樣品表面的拍攝結果。
首先，便參照圖1等就實施形態相關之探針裝置的整體構成來加以說明。
如圖1所示，探針裝置係具備構成裝置本體的框體1。在此框體1底部的 基台11上係從下段側依序設置有：Y台座21，係構成為會沿著延伸於Y方向(與圖1交叉之方向)的Y軌道211來自由移動；X台座22，係構成為會沿著延伸於X方向(朝圖1的左右方向)的X軌道221來自由移動。
例如Y台座21及X台座22係一併設置有未圖示之滾珠螺桿機構，而藉由使用結合有傳感器的馬達來調節滾珠螺桿之旋轉量，便可正確地調整Y台座21之Y方向停止位置以及X台座22之X方向停止位置。
X台座22上係設置有會被構成為自由伸縮的伸縮軸231所支撐，且構成為會在Z方向(上下方向)自由升降的Z移動部23。進一步地，此Z移動部23之上面側係設置有構成為會在Z移動部23上繞Z軸來自由旋轉(於θ方向自由移動)的晶圓夾具2。
被上述Y台座21、X台座22、伸縮軸231所支撐的Z移動部23會構成本實施形態的移動機構，而可使晶圓夾具2移動於X、Y、Z、θ各方向。
晶圓夾具2上面會成為載置形成有檢查對象之IC的晶圓W之載置面，而將晶圓W吸附保持。晶圓夾具2係相當於本實施形態之載置台。
在將因Y台座21、X台座22、Z移動部23的作用而使晶圓夾具2(載置面所載置的晶圓W)移動的區域稱為移動區域時，該移動區域上方係設置有探針卡3。探針卡3係可裝卸自如地被安裝在為框體1頂板的頂部板12。
探針卡3係構成為PCB(Printed circuit board)，其上面側係形成有未圖示之電極群。又，頂部板12上方所配置的測試頭4與探針卡3之間係介設有用以在測試頭4側的端子與上述電極群之間取得電氣導通的中間環41。
中間環41係構成為會以對應於探針卡3之電極群的配置位置之方式來多數配置有為電極部的彈簧銷411的彈簧銷單元。中間環41會被固定於例如測試頭4側。
又，測試頭4係藉由框體1之橫邊所設置的未圖示之絞鏈機構，來構成為會繞水平的旋轉軸來自由地旋轉。藉由此構成，測試頭4便可在將中間環41水平地保持而使各彈簧銷411接觸於探針卡3的電極群之狀態下的測量位置(圖1)，以及從探針卡3來遠離中間環41，並在將其底面朝向上的狀態下來保持的退離位置(未圖示)之間來旋轉移動。
又，測試頭4係具備有：資訊記憶部(未圖示)，係將透過探針卡3所取得 而表示電氣特性的電氣訊號作為檢查資訊來加以記憶；以及判斷部(未圖示)，係基於檢查資訊來判斷檢查對象之IC有無電氣缺陷。
探針卡3下面側係設置有為相對於上面側之電極群而各別電性連接之探針，即多數探針31。如圖2、3等所示，各探針31係由稱為針頭及懸臂等的導電性金屬所構成。探針31係以將前端部朝向形成在探針卡3中央部的矩形開口部32，並朝向斜下方來突出之方式來設置於探針卡3之下面側。
另外，探針係可由從探針卡3下面朝向垂直下方來延伸之垂直針(下述圖11所示之探針31a)或是形成於可彎曲薄膜之下面的金凸塊電極等來加以構成。
進一步地，此探針裝置係具備有：第1拍攝機構，係為了進行晶圓W與探針31之對位而拍攝探針31之針部前端；以及第2拍攝機構，係拍攝晶圓W上之電極接點(皆未圖示)。
具備有上述所說明之構成的本範例探針裝置係具備有藉由朝向探針31而在大氣壓下供給電漿，來將探針31之前端部所附著的附著物去除用之電漿供給部。
以下，亦參照圖4、5，就電漿供給部之構成來加以說明。
圖4係顯示為本範例電漿供給部之1個構成例的電漿噴嘴6之縱剖側面圖。
本範例之電漿噴嘴6係具備：介電體製之管狀構件61；被插入至此管狀構件61內的電極棒62；以及沿著管狀構件61外周面來設置之箔狀電極63，藉由將高頻電力(例如從下述電力供給部7所供給之脈衝狀高頻電力)施加至電極棒62與箔狀電極63之間，便可藉由介電體屏障放電來將被供給至管狀構件61內之電漿形成用氣體電漿化。
管狀構件61係藉由玻璃或石英等的介電體來構成，且外徑為數釐米到數公分，長度為數公分到數十公分左右大小的直圓管。又，管狀構件61之管壁厚度為亞釐米到數釐米左右。
電極棒62係由鋁或銅等的金屬所構成的例如圓棒狀之電極。電極棒62之直徑係可在電極棒62外周面與管狀構件61內壁面之間形成亞釐米到數釐米左右的間隙之尺寸。電極棒62之長度係可將電極棒62收納在安裝有下述 噴嘴頭64、蓋構件67的狀態下的管狀構件61內部之尺寸。
例如電極棒62係藉由以阻塞管狀構件61一端(以下，稱為「基端」)側的開口之方式來設置的金屬製蓋構件67以及沿著管狀構件61內周面來互相隔有間隔地複數設置的小片狀之支撐構件66來支撐兩端部。
支撐構件66係使用介電損失較小(電氣損失較小)的聚醯亞胺樹脂等。
例如蓋構件67及支撐構件66係以使電極棒62之中心軸會相對於管狀構件61之中心軸來對齊的方式來保持電極棒62。其結果，便會在電極棒62外周面與管狀構件61內壁面之間形成有由橫剖面為圓環狀之間隙來形成的流道。
箔狀電極63係藉由鋁箔或銅箔等的金屬箔來構成，並會以橫跨整周而覆蓋管狀構件61外周面的方式來加以配置。箔狀電極63會透過導電性潤滑脂等來貼附於管狀構件61外周面。
例如箔狀電極63會藉由改變沿著管狀構件61之長度方向的箔狀電極63之長度尺寸，來改變箔狀電極63之面積，而可在管狀構件61內改變形成電漿之區域。
又，在設置具有較管狀構件61要短的長度尺寸之箔狀電極63的情況，亦可改變箔狀電極63覆蓋管狀構件61外周面之位置，來改變從形成電漿之區域到電漿噴嘴6之出口(在設置噴嘴頭64之情況下為噴出口641)的距離。
藉由改變該等箔狀電極63之面積或箔狀電極63之配置位置的至少一者，便可調整從電漿噴嘴6所供給之電漿的密度等。
如上述，管狀構件61之基端側係設置有會阻塞管狀構件61與電極棒62之間的間隙，並保持電極棒62之基端部的蓋構件67。管狀構件61與蓋構件67係可藉由將螺絲穿過管狀構件61之基端部與蓋構件67之開口面而螺合該等螺絲來加以連接，亦可使用黏著劑來加以連接。
進一步地，蓋構件67側面係連接有供給氬氣(Ar)或乾淨乾空氣(CDA)等的電漿形成用氣體的氣體供給配管65。
管狀構件61基端側之相反側的端部(以下，稱為「前端」)係設置有將在管狀構件61內所生成的電漿朝探針31噴出之噴嘴頭64。例如噴嘴頭64係形成為圓錐形狀且內部為空洞的金屬製構件。然後，藉由將管狀構件61之前 端部插入至噴嘴頭64之圓錐底面側的開口內，便會透過O型環642來將噴嘴頭64連接、固定在管狀構件61。
噴嘴頭64之圓錐前端側係形成有用以噴出電漿之噴出口641。噴出口641之開口面積係形成為會較管狀構件61與電極棒62之間的間隙之橫剖面積要小。藉由此構成，亦能藉由來自氣體供給配管65之電漿形成用氣體的供給壓力，便可使電漿噴嘴6之內壓成為在0.05~1MPa(絕對壓力)範圍內的例如1MPa(約10大氣壓)的高壓狀態。
藉由提高電漿噴嘴6之內壓，便可將自由基或離子密度高之電漿強勢地朝向探針31來加以供給。
在將高頻電力施加至具備有上述構成的電漿噴嘴6之電極棒62與箔狀電極63之間時，便會藉由夾置介電體製的管狀構件61之介電體屏障放電，來將流通於管狀構件61內的氣體電漿化。
在電漿噴嘴中，相較於在集中區域產生電漿的電弧放電狀態，維持橫跨電極棒62與箔狀電極63所對向的區域而產生電漿的輝光放電狀態，係可將更多的氣體有效率地電漿化。
另一方面，由於在電極棒62與箔狀電極63之間，相較於輝光放電狀態，電弧放電狀態會顯示出負阻抗，故只靠施加通常的高頻電力，便會易於使電漿噴嘴6內之放電轉換至電弧狀態。
於是，供給至本範例電漿噴嘴6的電力供給部7係構成為會將高頻電力作為脈衝波，並藉由調整脈衝之峰值功率及佔空比，來形成離子衝撞會較高(藉由峰值功率來加以調整)，氣體溫度會較低，且難以移轉至電弧狀態(藉由佔空比來加以調整)的電漿。
以下，便參照圖5，就電力供給部7之構成例來加以說明。
如圖5所示，電力供給部7係具備從交流電源71來得到脈衝狀之高頻電力的脈衝產生部72。脈衝產生部72係具備有：功率改善電路721，係改善供給至負載側的高頻電力之功率；整流平滑電路722，係從交流電力來得到直流電力；高壓截波電路723，係進行直流電力的電壓調整；H橋電路724，係從直流電力來產生所欲佔空比之脈衝；以及升壓用變壓電路725。
交流電源71係使用例如商用交流電源，來供給50/60Hz、200V的交流電 力。
例如會從與習知主動濾波器方式的功率改善電路721結合而設置的整流平滑電路722來輸出例如400V之直流電力。
高壓截波電路723係將從整流平滑電路722所供給之直流電流調整為具有例如10V~400V之範圍的電壓之直流電力，而藉此來進行脈衝之峰值功率的設定。
H橋電路724係藉由相轉移方式的PWM(Pulse Width Modulation)來從高壓截波電路723所供給之直流電力，生成所欲的佔空比之脈衝。
然後藉由變壓電路725來進行脈衝狀之高頻電力的升壓，而將例如具有最大20kV的峰值功率之脈衝狀高頻電力施加至電漿噴嘴6。
在使用離子衝撞的觀點下，高頻電力之頻率最好是5MHz以下。又，在例如使用肥粒鐵來作為變壓電路725之核芯的情況下，該頻率便會被調整到100kHz以下。
另一方面，在以電漿噴嘴6持續放電的觀點下，得知若是脈衝間隔為10毫秒以下的話，便無需再點火能源，而可持續放電。
由該等觀點看來，便掌握到藉由供給在例如10~20kHz左右的頻率範圍內，且佔空比為10~90%左右的範圍內之脈衝狀高頻電力，便可在電漿噴嘴6內維持輝光放電狀態，並可形成離子衝撞較大的電漿。
功率改善電路721內之主動濾波器的佔空控制、高壓截波電路723的PWM控制、H橋電路724之相轉移控制係使用例如單片微電腦73來在脈衝產生部72內局部地被加以控制。
上述所說明之電漿噴嘴6及電力供給部7係構成本範例之電漿供給部。
回到圖1之說明，電漿噴嘴6係將噴嘴頭64朝向上方側(朝向探針31側)，而透過噴嘴支撐部232來連接於Z移動部23。
如此般，一併設置於晶圓夾具2的電漿噴嘴6便會使用移動機構(Y台座21、X台座22、Z移動部23)來在X、Y、Z各方向移動，而可從載置面之側邊位置來朝向探針31側噴出電漿。
如上述說明，本範例之探針裝置係具備有將離子衝撞會較大，且離子或自由基密度較高之清潔用電漿供給至處於大氣壓下的框體1內，來進行探 針31之清潔的機能。
進一步地，本範例之探針裝置即便在探針31側，仍具備有能有效果地使用從電漿噴嘴6所供給之電漿，來進行清潔用的構成。
亦即，如圖1、2所示，從朝向探針31來供給電漿之位置(參照圖8所示之電漿噴嘴6的配置位置)觀之，為探針31之背面側的探針卡3上面側(從電漿噴嘴6觀之，為探針卡3的內面側)係設置有用以調節在從電漿噴嘴6所供給之電漿所到達位置中的探針31之電位的電位調節構件，即金屬板5。
例如金屬板5係由銅板或鋁板、不鏽鋼板等所構成，且透過會調節該金屬板5之電位的可變直流電源53來連接於接地端。
圖2所示之範例中，金屬板5會透過例如介電體製的保持構件51，來被保持在從探針卡3內面上浮數釐米左右的高度位置。又，保持構件51會透過連接線52來與探針卡3內面電性連接，以達成電漿電位控制之目的。
藉由在從電漿噴嘴6來供給電漿的探針31之背面側設置電位調整後的金屬板5，便可改變探針31周圍所形成的電場狀態。其結果，便可調整作用於電漿中之離子的加速電壓，而改變在進行附著物之去除時的電漿作用(參照下述實施例2-1~2-3所示的實驗結果)。
從直流電源53來施加至金屬板5的電壓係可使用從電漿噴嘴6所供給之電漿來去除附著於探針31之附著物，且可藉由事前的預備實驗等來決定電漿對於探針31本體所給予之損傷會較小的電壓。
在圖2所示之範例中，雖將直流電源53之負極側連接於金屬板5，但亦可依需要來連接於正極側(參照下述圖11)。
圖6係顯示使用電漿之清潔的終點檢出方法一範例。該範例中係使用FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)檢測器8，而基於檢測出電漿P之光線的結果，來進行附著物之去除是否完成的判斷。
在就例如使探針31接觸之IC側的電極接點為鋁鎂合金的情況來加以考量時，從電極接點所被削除而附著於探針31的合金之一部分會氧化而成為氧化鋁或氧化鎂。
此時，如圖6所示，在以FT-IR檢測器8來將供給至探針31之電漿的光線感光，而加以分析時，便會如圖7所示，觀察到氧化鋁或氧化鎂所對應之吸 光度峰(圖7之實線)。
於是，便進行使用電漿之清潔，並以既定間隔，而藉由FT-IR檢測器8來確認該電漿光線的吸光度變化。藉由在附著物所對應之物質的吸光度峰成為預設閾值以下的時機點，來結束清潔，便可確實地去除附著物，並特定出能將電漿對於探針31所給予的損傷抑制在最小限度之時機點。
具備有上述說明之構成的探針裝置係設置有控制部9。此控制部9係具備由程式、記憶體、CPU所構成之資訊處理部等，程式係從控制部9來將控制訊號傳送至探針裝置之各部，而組設出用以實行晶圓W之檢查動作及探針31之清潔動作用的命令。此程式係被儲存於電腦記憶媒體，例如軟碟、光碟、MO(磁光碟)等的未圖示記憶部，而被安裝於控制部9。
另外，測試頭4所設置之上述資訊記憶部及判斷部亦會構成控制部9之一部分。
就具備上述所說明之構成的探針裝置之作用來加以說明。
首先，就通常時之晶圓W的檢查動作來加以說明。
一開始先藉由未圖示之外部搬送臂來將晶圓W搬入至框體1內，而載置於晶圓夾具2上。接著，便使用上述拍攝機構，來設定接觸位置。
之後，便使晶圓夾具2上升，而讓探針31接觸於晶圓W上之IC所形成的電極接點，並從測試頭4透過中間環41、探針卡3以及探針31來對IC供給電氣訊號，以進行電氣特性的檢查。然後，使用移動機構，而讓晶圓夾具2(晶圓W)相對於探針卡3來依序移動，以對晶圓W上所多數形成之各IC的電極接點重複相同動作來進行檢查。
如此一來，在就晶圓W上的所有IC的檢查結束時，便使晶圓夾具2移動至初始位置，而藉由外部搬送臂來搬出檢查後之晶圓W，另一方面，會將下個晶圓W載置於晶圓夾具2上。
接著，便就探針31之清潔動作來加以說明。
在對多數晶圓W實行上述檢查動作時，探針31便會附著有起因於與IC之電極接點接觸所致的附著物。於是，便以例如預設之時機點(預設期間的經過時機點，或是進行預設片數之晶圓W的檢查後的時機點等)來暫時停止下個晶圓W之搬入，而實行探針31之清潔動作。
在清潔動作中，係在未將晶圓W搬入至晶圓夾具2之狀態下，使用移動機構來使一併設置於晶圓夾具2側邊之電漿噴嘴6移動至與清潔對象之探針31對向的位置(圖8、9)。電漿噴嘴6係被配置於清潔對象之探針31與前端之噴嘴頭64的距離為分離例如數釐米到數公分左右的狀態之位置。
然後，便會從氣體供給配管65來將電漿形成用氣體供給至電漿噴嘴6內，並從電力供給部7來將脈衝狀之高頻電力供給至電漿噴嘴6。其結果，便會在電漿噴嘴6內產生介電體屏障放電，而使氣體電漿化。此時，藉由使用脈衝狀之高頻電力來產生電漿，便可維持輝光放電之狀態，並形成離子衝撞較大的電漿。
電漿化後之氣體會透過噴嘴頭64之噴出口641來朝向探針31噴出，而藉由使該電漿與探針31之附著物接觸，來去除附著物。清潔係可將電漿供給至一根根的探針31，亦可從1根電漿噴嘴6來將電漿供給至複數根的探針31。
由於使用電漿之清潔相較於使用研磨構件的附著物去除，係幾乎沒有粒子的產生，故可將框體1內之機器保持在乾淨狀態。另外，包含清潔時所產生之附著物成分的氣體會使用未圖示之排氣機構來被排出於框體1外部。
在此，於探針卡3中從電漿噴嘴6來觀之，係在探針31之背面側設置有藉由直流電源53來電位調整後之金屬板5。金屬板5會在配置於其下方側的探針31周圍形成電場，而可調整電漿到達至探針31之位置的電位。其結果，便可調整作用在電漿中之離子的加速電壓，而在適於附著物去除的狀態下來將電漿供給至探針31。
由於電漿所致之清潔的進行狀況係可基於藉由FT-IR檢測器8來分析電漿之光線後的結果來加以掌握，故會在附著物所對應之吸光度峰為預設閾值以下的時間點，便結束針對該探針31之清潔動作(圖6、7)。
藉由使用FT-IR檢測器8來掌握附著物之去除狀態，並實行清潔，便可將電漿所致之探針31的損傷抑制在所需的最小限度。又，亦可藉由使用FT-IR檢測器8，來掌握附著物所致之污染程度並不大的探針31。關於此般探針31係可在短時間來判斷清潔作業結束。
如此一來，在使用移動機構來移動電漿噴嘴6，並對需要清潔的所有探針31實施上述清潔動作時，便停止氣體朝電漿噴嘴6之供給以及電力之供 給，並結束來自噴嘴頭64之電漿的噴出。
然後，讓晶圓夾具2移動至初始位置，而等待檢查對象之晶圓W的搬入。
根據本實施形態相關之探針裝置，便會有下述效果。在針對被保持於探針卡3，且用以進行為被檢查元件之IC的電氣特性之檢查的複數探針31使用電漿，以進行清潔時，從供給電漿之位置觀之，係在探針31之背面側設置有電位調節構件。
其結果，便可使用探針31周圍所形成之電場，並調整作用在電漿中之離子的加速電壓，來有效果地去除附著於探針31之附著物。
在此，調整探針31之電位的金屬板5之構成並不限於使用圖2來表示的範例。
例如圖10所示，亦可使用能改變保持金屬板5之高度位置(保持位置)的保持構件51a，並藉由改變從探針卡3內面到金屬板5的距離(亦即，從探針31到金屬板5的距離)，來改變探針31周圍所形成的電場之狀態。另外，圖10係顯示不設置直流電源53而直接地將金屬板5連接於接地端的範例，但當然亦可與圖2所示之範例相同，而在該等之間設置可變直流電源53。
又，圖11係顯示取代針頭型(針頭型)之探針31，而具備有彈簧型之探針31a的探針卡3a之範例。此類型之探針卡3a會有未設置有開口部32之情況。於是，便可構成為會在探針31之上方側的探針卡3a內埋設金屬板5。
又，如本圖中所一併記載般，進行金屬板5之電位調整的直流電源53係可將其正極側連接於金屬板5。
其他電漿供給部之構成例並不限於使用圖4、5所說明之電漿噴嘴6。例如，亦可構成為使電漿形成用氣體流通於平行平板電極之間，並將高頻電力施加至該等電極間，以產生電漿，而透過噴嘴等來將電漿供給至探針31。
【實施例】
(實驗1)
使用在電漿噴嘴6所產生之電漿，來進行探針31之清潔實驗。
A.實驗條件
(實施例1)
如圖12所示，透過不鏽鋼製之支撐構件502來將樣品301(本實驗中係探 針31)配置於接地的金屬製(銅製)之金屬台座501。然後，便針對該探針31來供給使用圖4、5所說明之電漿噴嘴6、電力供給部7而產生之電漿，來進行清潔實驗。
電漿產生用氣體係供給流量為0.5升/分鐘的氬氣，並供給電壓為10kV，頻率為20kHz，佔空比20%，平均300W的脈衝狀之高頻電力。電漿供給位置係設定在較探針31要高2mm的上方位置。
B.實驗結果
將以電子顯微鏡來拍攝清潔前後之探針31前端部的放大影像顯示於圖13(a)、(b)。
如圖13(a)所示，確認到可藉由使用電漿之清潔來去除附著於探針31前端部的附著物(圖13(b))。
(實驗2)
將配置於樣品301與金屬台座501之間的支撐構件502材質進行各種改變，而調查對供給電漿之樣品301表面所給予之影響的差異。
A.實驗條件
(實施例2-1)
將厚度為10mm的海綿作為支撐構件502a來配置於金屬台座501上，而將樣品301配置於該支撐構件502a上，並以與實施例1相同條件來產生電漿，而供給至樣品301表面(圖14(a))。樣品301係使用在矽基板上層積有氮化鈦膜、鎢膜、氧化鎢膜的層積膜。又，如圖12所示，藉由示波器70來測量施加至電極棒62與箔狀電極63之間的脈衝狀之高頻電力的電流、電壓波形。又，亦會測量金屬台座501與樣品301之間的阻抗值。
(實施例2-2)
除了在依序層積了厚度為0.5~2mm的不鏽鋼板(支撐構件502b)以及厚度為0.5mm的銅板(支撐構件502c)來構成支撐構件502的點以外，係在與實施例2-1相同的條件下來進行對樣品301供給電漿(圖14(b))。
(實施例2-3)
除了在將厚度為3~10mm的鋁板作為支撐構件502d的點以外，係在與實施例2-1相同的條件下來進行對樣品301供給電漿(圖14(c))。
B.實驗結果
將以示波器70所測量之實施例2-1~2-3中的電流、電壓波形顯示於圖15(a)~(c)，將實施例2-1、2-3相關之樣品301表面的放大影像顯示於圖16(a)、(b)。
在實施例2-1的實驗結果中，金屬台座501與樣品301之間的阻抗值為數十MΩ。在將脈衝狀之高頻電力施加至電漿噴嘴6時，如圖15(a)所示，雖會流通電流、電壓，而產生電漿，但在樣品301表面卻幾乎沒有出現伴隨著照射電漿後而可目測的痕跡。
在實施例2-2的實驗結果中，金屬台座501與樣品301之間的阻抗值為數Ω到數十Ω。在將脈衝狀之高頻電力施加至電漿噴嘴6時，如圖15(b)所示，會流通電流、電壓，而產生電漿。然後，在樣品301表面係如圖16(a)所示，形成有0.5mm×1.0mm左右的電漿痕跡。
在實施例2-3的實驗結果中，金屬台座501與樣品301之間的阻抗值為數百kΩ。在將脈衝狀之高頻電力施加至電漿噴嘴6時，如圖15(c)所示，電壓相較於實施例2-1、2-2並未上升。另一方面，在樣品301表面係如圖16(b)所示，形成有直徑為2.0mm左右的圓形電漿痕跡。
根據該等實施例2-1~2-3的結果，應可藉由改變載置有樣品301(藉由氮化鈦而相對於下面側來被加以絕緣)的支撐構件502材質，來使樣品301表面周圍的電場改變，而可調整作用在電漿中之離子的加速電壓。其結果，便可使電漿所致之處理結果產生各種改變。
1‧‧‧框體
2‧‧‧晶圓夾具
3‧‧‧探針卡
4‧‧‧測試頭
5‧‧‧金屬板
6‧‧‧電漿噴嘴
9‧‧‧控制部
11‧‧‧基台
12‧‧‧頂部板
21‧‧‧Y台座
211‧‧‧Y軌道
22‧‧‧X台座
221‧‧‧X軌道
23‧‧‧Z移動部
231‧‧‧伸縮軸
232‧‧‧噴嘴支撐部
41‧‧‧中間環
411‧‧‧彈簧銷4
31‧‧‧探針
51‧‧‧保持構件
64‧‧‧噴嘴頭
W‧‧‧晶圓

Claims (10)

  1. 一種探針裝置，係使複數探針接觸於基板表面所形成的被檢查元件，以進行該被檢查元件的電氣特性之檢查的探針裝置，具備有：探針卡，係在使該探針之前端部突出之狀態下來保持該等複數探針；載置台，係具備載置有檢查對象之基板的基板載置面，而連接於會使被載置於該載置面之基板相對於該探針卡所保持之探針來相對性地移動的移動機構；電漿供給部，係為了去除附著於該探針之異物，而用以朝向該探針來供給清潔用電漿；以及電位調節構件，從朝向該探針來供給電漿之位置觀之，係被設置於該探針之背面側，而用以調節該探針之電位；該電位調節構件係連接於接地端的金屬板；從供給有該電漿之位置觀之，該探針卡之內面側係設置有保持該金屬板，並可改變該金屬板之保持位置的保持構件；使用該保持構件，並藉由改變從該探針卡之內面到金屬板的距離，來調節該探針之電位。
  2. 一種探針裝置，係使複數探針接觸於基板表面所形成的被檢查元件，以進行該被檢查元件的電氣特性之檢查的探針裝置，具備有：探針卡，係在使該探針之前端部突出之狀態下來保持該等複數探針；載置台，係具備載置有檢查對象之基板的基板載置面，而連接於會使被載置於該載置面之基板相對於該探針卡所保持之探針來相對性地移動的移動機構；電漿供給部，係為了去除附著於該探針之異物，而用以朝向該探針來供給清潔用電漿；以及電位調節構件，從朝向該探針來供給電漿之位置觀之，係被設置於該探針之背面側，而用以調節該探針之電位；該電位調節構件係連接於接地端的金屬板；該金屬板係被埋設於該探針卡內。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之探針裝置，其中在該接地端與金屬板之 間係設置有調節該金屬板之電位的直流電源。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之探針裝置，其中該電漿供給部係具備使用在0.5~1MPa之範圍內的內壓來噴出電漿的電漿噴嘴。
  5. 如申請專利範圍第4項之探針裝置，其中該電漿噴嘴係具備有：介電體製之管狀構件；被插入至該管狀構件內，且會在與該管狀構件之內壁面之間形成間隙的電極棒；從該管狀構件之基端側朝向該間隙內來供給電漿形成用之氣體的氣體供給配管；以及以覆蓋該管狀構件之外面的方式來設置之箔狀電極；在將高頻電力施加至該電極棒與箔狀電極之間時，便會藉由介電體屏障放電來將該氣體電漿化。
  6. 如申請專利範圍第5項之探針裝置，其中從該電漿噴嘴朝向該探針來噴出電漿之該管狀構件的前端設置噴嘴頭，係具備開口面積會較該間隙之橫剖面積要小的噴出口。
  7. 如申請專利範圍第5項之探針裝置，其中該電漿噴嘴係藉由改變以該箔狀電極來覆蓋管狀構件之外面的位置，以及使該電極面會覆蓋管狀構件之外面的面積之至少一者，便可改變朝向該探針來供給之電漿的狀態。
  8. 如申請專利範圍第5項之探針裝置，其中該電漿供給部係具備有將脈衝狀之高頻電力施加至該電極棒與箔狀電極之間的電力供給部。
  9. 如申請專利範圍第4項之探針裝置，其中該電漿噴嘴係以從該載置面之側邊位置來噴出電漿的方式來合併設置於該載置台，而使用該移動機構來移動至會與清潔對象之探針對向的位置。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之探針裝置，其係從將該清潔用電漿之光線感光的結果，藉由檢測出該探針之表面組成的改變，來特定出該清潔之進行狀態。
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