JP2001326258A - プローブカードの触針のクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プローブカードの触針先端部のクリーニング
不足による電極パッドと接触不良の防止及びクリーニン
グのし過ぎによるプローブカード寿命短縮の防止を計
る。 【解決手段】 本発明のプローブカードの触針のクリー
ニング方法は、半導体デバイスの連続不良が発生した時
点でプローバの測定検査を停止し、既存の針合せ用ＣＣ
Ｄカメラで触針先端部を観察し、触針先端部の形状及び
先端部への異物の付着状況から判断して最適なクリーニ
ング用具を選択し、該用具でクリーニングを所定の時間
行った後に、再度該ＣＣＤカメラで触針先端部を観察
し、異物が除去されていたら、クリーニングを終了し、
除去が不十分であったら、再度前記工程を繰り返すこと
で触針のクリーニングを行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハ上に形成さ
れた複数の半導体デバイスの電気的特性を測定するため
のプローバに使用されるプローブカードの触針（プロー
ブニードル）のクリーニング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの電気的特性を検査する
プローバにおいては、テスタに接続されるプローブカー
ドの触針をウェハ上に形成された各半導体デバイスの電
極パッドに順次接触させて検査を行っている。この場
合、触針はタングステン又はベリリウム等のような硬い
材質から形成されているのに対し、電極パッドはアルミ
ニウム等の軟い材質から形成されている。そのため測定
回数を重ねると触針の先端部にアルミニウム等のカスが
付着し、測定が正確に行われなくなり、半導体デバイス
の不良が発生する。そこで従来においては、半導体デバ
イスの不良が連続した時点で、プローバからプローブカ
ードを外して顕微鏡で触針の先端部を観察し、サンドペ
ーパ、ブラシ等を使用して人手で触針のクリーニングを
行っていた。そのためこのクリーニング作業が手間がか
かり、非常に作業効率が悪かった。

【０００３】また、近年においては、プローバに触針の
クリーニング装置を設けて、触針と電極パッドとの接触
不良が起きたら自動的に触針のクリーニングを行うもの
がある。しかしながら、この従来のプローバにおいて
は、クリーニングのシーケンスは固定されたものであ
る。即ち、経験的に、例えば２０回の測定検査を行った
ら触針のクリーニングを行う、或いは触針の先端部の形
状が平らであったらサンドペーパを使用し、球状であっ
たらブラシを使用するというように、そのクリーニング
作業は固定されたものであった。更にこのクリーニング
の効果がない場合は、プローブカードをプローバから外
し、別の装置であるプローブカードチェッカで解析し、
修理後再度これを使用していた。

【０００４】そのため、この従来のプローバを使用した
触針のクリーニング方法では、触針のクリーニングの状
況をリアルタイムで判断することができないという欠点
があった。またクリーニングのし過ぎが発生し、プロー
ブカードの寿命を短くしていた。更には、別装置のカー
ドチェッカでプローブカードの良否を確認するため、プ
ローバの稼働率が低下する等の様々の不具合があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
に鑑みなされたもので、その目的は、プローブカードの
触針の先端部のクリーニング不足による電極パッドとの
接触不良を防止すると同時にクリーニングのし過ぎによ
るプローブカードの寿命短縮の防止を計ることである。
また本発明の別の目的は、プローブカードの最適な状況
で半導体デバイスの電気的特性検査を行うことによっ
て、半導体デバイスの歩留まりの向上を計ると共に、プ
ローバの稼働率の向上を計ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に
記載の触針のクリーニング方法を提供する。請求項１に
記載の方法は、プローブカードの触針の先端部を既存の
針合せ用ＣＣＤカメラで観察し、触針先端部の形状及び
触針先端部への異物の付着状況から最適なクリーニング
用具を選択して、触針のクリーニングを行いながら異物
の除去状態を監視するようにしたものである。これによ
り、クリーニングの状況をリアルタイムで判断できると
共に、クリーニングのし過ぎ及びそれに伴うプローブカ
ードの寿命の短縮が防止できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面に従って本発明の実施の
形態のプローブカードの触針のクリーニング方法につい
て説明する。一般にプローバは、例えば真空チャック等
によりウェハを吸着保持するチャック機構を備えてお
り、このチャック機構の上方にはウェハに形成された半
導体デバイスの電極パッドに対応した多数の触針をもつ
プローブカードが固定されている。そして駆動機構によ
りこのチャック機構をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に移動させ、
チャック機構に保持されたウェハの半導体デバイスの電
極にプローブカードの触針を接触させ、この触針を介し
てテスタにより試験測定を行うように構成されている。

【０００８】図２に触針１とウェハＷの電極パッド２の
拡大図が示されている。上述したように触針１はタング
ステン、ベリリウム等のような硬い素材で形成されてお
る一方で、電極パッド２はアルミニウム等の軟い素材で
形成されている。また触針１は、かなりの接触圧で電極
パッド２に接触する。そのため試験測定を繰り返すと触
針１の先端部にアルミニウムのカス等の異物３が付着す
る。この異物の付着の状態は、触針１の先端部の形状等
により、いろいろの付き方がある。この異物３の付着状
況が図３に示され、図３（ａ）は、触針先端部の形状が
球状である場合を示しており、この場合は先端よりやや
引っ込んだ部分にリング状又は傘状に異物３が付着す
る。図３（ｂ）は、触針先端部が平らな形状をしている
場合を示しており、この場合は触針の平坦部から側面に
渡るように異物３が付着する。

【０００９】これらの異物の付着状況に応じて、図４の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるクリーニング用具が
採用されている。図４（ａ）は、ブラシ４であり、これ
を回転することで付着した異物を除去する。これは、図
３（ａ）に示されるように異物が先端部近辺にリング状
又は傘状に付着した場合の除去に好適である。なお、ブ
ラシ４は、山羊の毛又は導電性針金等から作られる。図
４（ｂ）は、サンドペーパ５であり、ペーパ５１の表面
に砥粒５２が付着したもので、この場合は、図３（ｂ）
のように触針先端部が平らな形状をしたものに対して好
適であり、サンドペーパ５を前後に動かすことでクリー
ニングが行われる。図４（ｃ）は、スポンジ６であり、
これはスポンジの中に砥粒５２が入れられたもので、触
針先端部がやや尖った形状のものに対して好適であり、
スポンジ６を上下に動かすことでクリーニングが行われ
る。このように、触針先端部の形状及び異物の付着状況
に応じて、好適なクリーニング用具を選択することが、
触針のクリーニングにとって重要である。本発明におい
ては、これらのクリーニング用具がプローバに付属して
設けられている。

【００１０】図１は、本発明の触針のクリーニング方法
のシーケンスプログラムを示している。ステップＳ１に
おいては、半導体デバイスの電気的特性の測定が行われ
る。ステップＳ２において、半導体デバイスの連続不良
が発生したかどうかが監視される。連続不良が発生して
いない場合には、ステップＳ１の測定が繰り返される。
連続不良が発生した場合は、ステップＳ３に移り、半導
体デバイスの電気的特性の測定を中止する。

【００１１】次にステップＳ４において、プローブカー
ドの触針１の先端部をＣＣＤカメラを使用して観察す
る。この場合、ＣＣＤカメラとして従来よりプローバに
備え付けられていた既存の針合せ用ＣＣＤカメラを流用
すると、新たにＣＣＤカメラを設置する必要がなく便利
である。この針合せ用ＣＣＤカメラは、触針１と電極パ
ッド２との位置合せを行うのに使用するものである。観
察の結果、触針先端部に異物３が付着しておらず、正常
な状態の場合はステップＳ１に戻り、また測定を始め
る。異物３の付着が観察された場合は、次のステップＳ
５に移る。異物３は、ＣＣＤカメラの焦点の違いから異
物の付着を判断するものである。

【００１２】ステップＳ５において、予め記憶されてい
た基準のパターンデータとステップＳ４において観察さ
れた異物の付着状況及び触針先端部形状とを比較し、最
適なクリーニング用具を選択する。次いでステップＳ６
において、選択されたクリーニング用具を用いて所定の
時間だけ触針先端部のクリーニングを実施する。この場
合、所定の時間はクリーニングのし過ぎを防止するた
め、それぞれのクリーニング用具に応じて最適のクリー
ニング時間を決めておくものであるが、時間ではなく、
クリーニングの回数で最適なクリーニングを決めてもよ
い。

【００１３】ステップＳ６でのクリーニングが終ると、
ステップＳ７において、先のＣＣＤカメラを使用して再
度触針の先端部を観察し、異物の除去具合を検査する。
異物の除去が確認され、触針先端部が正常な状態にクリ
ーニングされていた場合は、ステップＳ８でクリーニン
グ作業を終了する。しかしながら、異物が完全に除去さ
れておらず、触針先端部に異物が残っている場合には、
前記ステップＳ５に戻り、以下ステップＳ６，Ｓ７を繰
り返す。

【００１４】このように、本発明の触針のクリーニング
方法においては、プローブカードの触針の先端部の異物
の付着状況から判断してクリーニングの方法を決定し、
クリーニングしながら異物の除去状態を監視できるの
で、クリーニングのし過ぎが発生してプローブカードの
寿命を短かくするようなことはない。またプローバに既
存の針合せ用ＣＣＤカメラを使用できるので、設備費の
負担がかからない。更には別マシンであるカッドチェッ
カでの確認が不要となり、プローバの稼働率が向上する
等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のプローブカードの触針の
クリーニング方法のシーケンスプログラムを示す。

【図２】プローブカードの触針先端部と半導体デバイス
の電極パッドとの関係を説明する拡大図である。

【図３】触針先端部への異物の付着を説明する図で、
（ａ）は触針先端部が球状の場合、（ｂ）は触針先端部
が平坦面を有する場合である。

【図４】各種のクリーニング用具を説明する図で、
（ａ）はブラシ、（ｂ）はサンドペーパ、（ｃ）はスポ
ンジである。

【符号の説明】

１…触針 ２…電極パッド ３…異物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローバにおけるプローブカードの触針
   のクリーニング方法において、この方法が以下の手順、 （１）ウェハ上に形成された半導体デバイスの電極パッ
   ドに、プローブカードの触針を接触させて半導体デバイ
   スの電気的特性の測定検査を繰り返し行う段階と、 （２）半導体デバイスが連続して不良とされた時点で、
   該測定検査を停止し、プローバに付属して設置されてい
   る既存の針合せ用ＣＣＤカメラを使用して該触針の先端
   部を観察し、該触針先端部の形状及び該触針先端部の異
   物の付着状況から最適なクリーニング用具を選択する段
   階と、 （３）選択されたクリーニング用具によって該触針の先
   端部を所定の時間だけクリーニングする段階と、 （４）前記クリーニング後の触針先端部を該ＣＣＤカメ
   ラを使用して観察し、正常にクリーニングされていたら
   クリーニング作業を終了とする段階と、 （５）前記（４）の段階の観察により、クリーニングが
   不十分であったら、再度前記（２）、（３）、（４）の
   段階を繰り返し、正常にクリーニングされるまで実行す
   る段階と、を具備していることを特徴とする触針のクリ
   ーニング方法。