JP2006237413A

JP2006237413A - プローブ針のクリーニング方法、これに用いるウエハおよびウエハプローバ装置

Info

Publication number: JP2006237413A
Application number: JP2005052192A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Matsumoto; 康伸松本
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】ウエハプローバ装置に使われるプローブカードのプローブ針の研磨またはクリーニングの実行時間が短く、かつ任意の時間に実行可能な方法を提供する。
【解決手段】ウエハにプローブ針の研磨またはクリーニング領域を設けることにより、ＩＰチップのテスト中においても最適な時期にステージの移動が少なく研磨またはクリーニングすることが可能となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体ＩＣのウエハテスト工程において使用されるウエハプローバ装置に関するものであり、特にプローブ針の先端を再生する研磨またはクリーニングの方法およびこれに用いるウエハに関するものである。

図２は、ウエハプローバ装置の断面図である。ウエハプローバ装置は、プローバ本体５に設けられたステージ４と、プローブカード１に取付けられたプローブ針２とで構成されている。そしてウエハプローバ装置は、ステージ４の上にウエハ３を設置して、プローブ針２の先端をウエハ３に形成されたＩＣチップの入出力端子である金属膜、例えばアルミパッドに電気的に接触してＩＣチップの電気特性を測定し、ＩＣチップの良否を判定することでウエハテストを行っている。

このウエハテストによって、プローブ針２の先端にはアルミパッドから剥離したアルミニウムや、金バンプから剥離した金などが付着する。更に、プローブ針に付着した物質の酸化によって形成された物質によって接触抵抗が増大し、ウエハテストにおいて、良品を不良品と誤判定する不具合が発生していた。この不具合を解決するために、プローブ針２の研磨またはクリーニングを実施する必要があった。

ウエハプローバ装置のプローブ針の研磨またはクリーニングは、研磨またはクリーニング機能を有するクリーニング専用ウエハを用いて行なう。

図２において、プローブ針２はプローブカード１に固定してある。ステージ４はプローバ本体５に設置してあり、ステージ４はウエハ３、この場合はクリーニング専用ウエハをバキューム等の機能で固定している。ステージ４はクリーニング専用ウエハを上下前後左右に移動させて、プローブ針２の針先を研磨・クリーニングする（特許文献１参照）。

また、図３は研磨またはクリーニング機能を有するクリーニング手段６を備えているウエハプローバ装置の断面図である。図３において、クリーニング手段６はその支え７によりプローバ本体５に設置してあり、上下前後左右に移動が可能である。プローブ針２の研磨またはクリーニングを行う場合、ステージ４を移動させることによってクリーニング手段６がプローブ針２に接触し、研磨またはクリーニングを行なう。
特開２００１−３５１９５４号公報

従来のクリーニング専用ウエハを用いて研磨またはクリーニングを行なうウエハプローバ装置においては、ステージ４の上には同時に１枚しかウエハしか設置できない為、少なくともウエハ１枚分のテストを終了した後でないと、クリーニング専用ウエハを用いる事ができない。

従って、研磨またはクリーニングを適当な時間に実施することができず、徐々にプローブ針に付着した物質の酸化によって形成された物質によって接触抵抗が増大し、ウエハテストの後半になるに従って歩留り低下が発生した。また、クリーニングウエハをステージへ設置または取外しする時間もウエハテスト時間増大によりテスト費用のアップにつながっていた。

また、クリーニング手段６を備えたウエハプローバ装置の場合、ウエハのテスト中に研磨またはクリーニングを行なうことが出来るが、研磨またはクリーニング毎にステージが大きく移動する必要があり、ウエハテスト時間増大とウエハプローバ装置の構造が複雑になることによりテスト費用のアップにつながっていた。また、研磨機能部は使用を重ねると研磨・クリーニング時に発生する異物（プローブ針の先に付着していたゴミ・異物など）が溜まり、プローブ針の汚染を防ぐ為、定期的な交換やメンテナンスを必要とした。

更に、最近では、大規模なＩＣチップサイズのＩＣチップや多数個同時測定を行うケースが頻繁であるが、それにより研磨機能部に入りきれないプローブ針の配列を持つプローブカードも多数存在する。この場合、クリーニング専用ウエハでしか研磨・クリーニングできない。

また、プローブ針の材質・大きさ・形状によりクリーニング専用ウエハやクリーニング手段６の研磨条件（例えば研磨の粗さ等）を最適化するのが必須になってきているが、それらの条件を管理し、数種類のクリーニング専用ウエハやクリーニング手段６を備える事は、量産時の段取り替えが長引き、生産性に影響していた。

本発明は、ウエハにプローブ針２の研磨またはクリーニングを可能とする研磨領域を設け、更にウエハプローバ装置はプローブ針を研磨領域で研磨またはクリーニングする機能を有するウエハプローバ装置とした。

より具体的には、ＩＣチップの電気特性測定用プローブ針のクリーニング方法において、ウエハ上に被測定用ＩＣチップとプローブ針をクリーニングするクリーニング領域とを設け、前記被測定用ＩＣチップの電気特性を測定し、かつ、前記プローブ針を前記クリーニング領域に接触させて前記プローブ針をクリーニングするプローブ針のクリーニング方法とした。

また、ＩＣチップが形成されたウエハにおいて、被測定用ＩＣチップが形成された領域と、電気特性測定用プローブ針を接触させて前記プローブをクリーニングする領域とが形成されたウエハとした。

また、ウエハを載置するステージと、プローブ針と、前記プローブ針を保持するプローブカード、前記ステージおよびプローブカードを制御する制御部からなるウエハプローバ装置において、前記プローブ針は、ウエハ上に形成されたＩＣチップの電気特性の測定動作と前記プローブ針のクリーニング動作とを同一ウエハ上で行うウエハプローバ装置とした。

本発明により、プローブ針の研磨またはクリーニングの時間が大幅に軽減され、テスト時間の短縮ができる。

また、ウエハが入れ替わる毎に新しい研磨またはクリーニング領域が確保出来ることになり、常に良好な研磨またはクリーニングのコンディションを維持でき、その交換やメンテナンスの手間も不要になる。

更に、ウエハに研磨領域を確保するため、量産で使用しているプローブ針の配列に必ず適用することができる。

図１に、本発明のウエハプローバ装置のプローブ針のクリーニング方法に用いられるウエハの一例の平面図を示す。本発明のクリーニング方法に用いられるウエハは、ＩＣチップが形成されるべきエリアの一部に、研磨またはクリーニング用の領域を任意のパターンで形成したものであり、複数のＩＣチップ８と研磨またはクリーニング領域９とからなる。クリーニング領域９は、アルミニウム等の金属膜で任意のパターンを形成したものである。

本発明のクリーニング方法に用いられるウエハは、図２のウエハプローバ装置のステージ４に設置してバキューム等の機能で固定する。ウエハ３はステージ４によって上下前後左右に移動が可能であり、プローブ針２と任意の場所で接触可能である。図２においては省略しているが、ステージ４の移動およびプローブカード１の動作は制御部により制御されている。

プローバ本体５は、通常はステージ４を移動させてＩＣチップ８とプローブ針２のコンタクトを繰り返しながらウエハテストを実行し、プローブ針２の研磨またはクリーニングを行う場合は、ステージ４を移動させてクリーニング領域９にプローブ針２を接触させて研磨またはクリーニングを実行する。

さらに本発明のクリーニング方法においては、ＩＣチップを連続してテストした数をカウントする計数手段と、ＩＣチップ８とクリーニング領域９の位置の位置を記憶する記憶手段とを制御部が備えており、所定の数のＩＣチップを連続してテストしたことを計数手段がカウントすると、記録手段で測定の終了したＩＣチップの位置を記憶し、ステージ４を移動してプローブ針２をクリーニング領域９に接触させて研磨またはクリーニングする。プローブ針２の研磨またはクリーニングの終了後は、記憶手段に記憶しておいたＩＣチップの位置より次のテストを開始する。

以上説明したように、本発明のウエハプローバ装置のプローブ針のクリーニング方法によれば、ＩＰチップのテスト中においても最適な時期にステージの移動が少なく研磨またはクリーニングすることが可能となる。

本発明の実施例のウエハの一例を示す平面図である。ウエハプローバ装置の構成図である。ウエハプローバ装置の構成図である。

符号の説明

1 プローブカード
2 プローブ針
3 ウエハ
4 ステージ
5 プローバ本体
6 クリーニング手段
8 ＩＣチップ
9 クリーニング領域

Claims

ＩＣチップの電気特性測定用プローブ針のクリーニング方法において、ウエハ上に被測定用ＩＣチップとプローブ針をクリーニングするクリーニング領域とを設け、前記被測定用ＩＣチップの電気特性を測定し、かつ、前記プローブ針を前記クリーニング領域に接触させて前記プローブ針をクリーニングすることを特徴とするプローブ針のクリーニング方法。
前記被測定用ＩＣチップの電気測定を所定回数連続して測定し、次に、前記クリーニング領域において前記プローブ針をクリーニングし、前記測定および前記クリーニングする工程を繰り返して行うことを特徴とする請求項１に記載のプローブ針のクリーニング方法。
ＩＣチップが形成されたウエハにおいて、被測定用ＩＣチップが形成された領域と、電気特性測定用プローブ針を接触させて前記プローブをクリーニングする領域とが形成されたウエハ。
ウエハを載置するステージと、プローブ針と、前記プローブ針を保持するプローブカード、前記ステージおよびプローブカードを制御する制御部からなるウエハプローバ装置において、前記プローブ針は、ウエハ上に形成されたＩＣチップの電気特性の測定動作と前記プローブ針のクリーニング動作とを同一ウエハ上で行うことを特徴とするウエハプローバ装置。
前記制御部は、前記ステージに載置されたウエハのＩＣチップの位置を記憶する記憶手段と、前記ＩＣチップの電気測定を連続して測定した数をカウントする計数手段とを含み、所定数のＩＣチップを連続して測定した後に、前記プローブ針のクリーニング動作を行うことを特徴とする請求項４に記載のウエハプローバ装置。