用于清洁探针卡的方法和设备的制作方法

专利名称：用于清洁探针卡的方法和设备的制作方法
用于清洁探针卡的方法和设备技术领域总体上，本发明涉及半导体工艺，更具体地涉及探针卡系统和清洁用于 测试形成在例如晶片的基片上的半导体器件的探针卡。
背景技术：
集成电路通常制造在半导体基片上，例如硅晶片。典型地，硅晶片是直径150或200毫米并且大约0.025寸厚的硅的薄圆盘。单个晶片具有多个器 件，这些器件是集成电路且这些集成电路被刻印在包括器件栅格的晶片上。 每一个器件包括多个电路层和多个焊盘。焊盘是较小的部位，典型地为0.003 寸的平方，通常以铝(或其他导电材料)制造，最终作为器件与引脚导线的 连接。除了焊盘，晶片的其余部分被例如氮化硅的绝缘材料的最终层所覆盖， 该最终层称为钝化层，其在很多方面表现得像玻璃。铝本身形成很薄的氧化 铝的不导电层，该不导电层必须被除去或者突破以便能建立良好的电接触。 由于器件的封装比较贵，因此期望在封装之前测试器件以避免封装坏的 器件。这种在封装之前测试器件的处理被称为拣选处理。这个处理涉及将称 作探针卡的装置连接到特别的测试装置。探针卡具有用于被封装器件的正常 引脚和金属线导线的多个电接触端或者引脚(也被称为探针元件)。然后，晶片被安置以便在探针卡上的接触端或者引脚与给定器件的焊盘相接触，并 且测试装置在该器件上启动一系列电测试。称为晶片探测器的特殊机器被用 于参照探针卡来安置晶片上的每一个器件。高精确性是必需的，因为焊盘很 小并且如果探针卡引脚连接在焊盘以外的区域，则结果可能是钝化层的损 坏，这通常导致器件被损坏。同样地，探针卡引脚需要被清洁以保证这种接 触的精确性。除了建立用于测试的接触，探针卡的尖端或引脚还可以执行擦洗动作， 当为了擦洗掉焊盘上的氧化物或任何其他可能抑制探针和焊盘之间电接触 的材料而使探针卡接触焊盘时，在该动作中探针卡的尖端水平地移动。虽然 擦洗动作改善了探针尖端和焊盘之间的电接触，但不幸的是擦洗动作也产生 了一些同样阻止探针尖端与焊盘建立良好电接触的碎片(残余的氧化物或者 其他碎片)。作为选择地，探针尖端可垂直地压到焊盘内，焯料或金凸块以 足够的压力刺入任何表面材料并且建立良好的电接触。探针尖端可能被如 铝、铜、铅、锡或金的污染物所污染。典型地，由探针元件产生的碎片需要周期性地从探针元件上移除以防止 堆积，这种堆积会导致接触电阻的增加、连续性故障和错误测试指示，这依 次导致人为的不良品和并发的产品成本的增加。典型地，具有多个探针的完 整探针卡必须从探测器中移除并且被清洁或者在探测器中被研磨清洁。在典 型的探测器中，探针卡在一小时中被多次清洁。当前，清洁探针卡的方法是将其从探测器中移除并且手工地清洁来自探 针尖端的碎片。因为碎片降低了由探针尖端到晶元上任意表面的接触所完成 的电路的质量，所以探针尖端需要被清洁以从其上移除碎片。完成的电路被 测试装置用于估计晶元的电特性。即使晶元的功能正确，但由探针尖端碎片 导致的电路质量的降级可能被测试装置解释为正在被测试的晶元的故障。这 种晶元的错误故障导致了良好的晶元的弃用或者返工，从而增加了最终产品 销售的成本。当前，探针尖端可使用研磨盘或者擦洗盘来清洁。碎片也可通过酒精和 棉签或气枪的方法来手工移除。污染物，例如铅和锡，可以通过研磨清洁/ 抛光或者通过典型地例如酸的溶液来清洁探针来移除。大部分方法都可以清 洁探针尖端，但是需要停止探测器以及执行清洁功能的人员。期望的是提供一种探针卡清洁装置和方法，该清洁装置和方法可克服常规清洁装置和方法的上述局限和缺点，以便可以更迅速和有效地清洁所述探 针卡。所述清洁装置和方法也可与其他装置一起使用。发明内容本发明的实施方式提供了在晶片探测器中用于清洁和更换探针卡的改 进的方法和设备。在一个方面，本发明关于一种在半导体工艺中使用的清洁设备。该设备 包括用于支撑待清洁的基片的基片支持物；擦洗盘安装板；以及与所述基片 支持物和所述擦洗盘安装板连接的卡盘。该卡盘被配置用于移动所述基片支 持物和所述擦洗盘安装板。所述设备还包括可安装到所述擦洗盘安装板并且 可从该擦洗盘安装板上移除的擦洗盘。当擦洗盘被安装到所述擦洗盘安装板 时，该擦洗盘高于被安装在所述基片支持物上的基片。例如，所述擦洗盘具 有预定的厚度或者高度从而当其被放置在所述擦洗盘安装板上时，所述擦洗 盘相对所述基片来说比较高。所述擦洗盘安装板和所述基片支持物均可被连 接到所述卡盘，以便该卡盘可以通过一个动作来移动所述擦洗盘安装板和所 述基片支持物。在另一方面，本发明关于一种方法，该方法包括在擦洗盘安装板上放置 擦洗盘，该擦洗盘安装板与卡盘连接，该卡盘还与用于支撑基片的基片支持 物连接。所述卡盘还被配置以用于移动所述基片支持物和所述擦洗盘安装 板。当擦洗盘被安装到所述擦洗盘安装板上时，该擦洗盘高于放置在所述基 片支持物上的基片。例如，所述擦洗盘具有预定的厚度或者高度从而当其被 放置在所述擦洗盘安装板上时，该擦洗盘相对所述基片来说比较高。该方法 还包括参照探针卡来安置所述擦洗盘，该探针卡具有至少一个待清洁的探针 元件，以及清洁所述探针元件。另外，该方法可包括接收信号以停止清洁所 述探针元件，且之后将所述擦洗盘移出所述探针卡。另外，该方法也可包括移动所述擦洗盘安装板到装载/卸载台以及在清洁操作过程之后在所述装载/ 卸载台上卸载所述擦洗盘。另外，该方法也可包括为了另一个清洁操作过程 而将另一个具有至少一个探针元件的擦洗盘装载到所述擦洗盘安装板上。另 外，该方法还可包括在将存储在装载/卸载台的所述擦洗盘或其他擦洗盘装载 到所述擦洗盘安装板上之前，分析该存储在装载/卸载台的所述擦洗盘或其他 擦洗盘的至少一个特征。另外，该方法还可包括基于所述分析来编程或更改 用于所述探针卡的清洁操作过程的至少一个参数。在另一方面，本发明关于一种方法，该方法包括在提供于清洁室中的基 片支持物上放置基片；在提供于所述清洁室中的擦洗盘安装板上放置擦洗 盘；以及在所述基片上提供探针卡，该探针卡具有至少一个被配置以执行测 试过程的探针元件。所述擦洗盘安装板和所述基片支持物与提供在所述清洁 室中的卡盘相连接，其中所述卡盘被配置以用于移动所述基片支持物和所述 擦洗盘安装板。所述擦洗盘安装板和所述基片支持物可以相互连接以便所述 卡盘可以通过一个动作来移动擦洗盘安装板和基片支持物两者。当擦洗盘被 安装到所述擦洗盘安装板时，该擦洗盘高于放置在所述基片支持物上的基 片。例如，所述擦洗盘具有预定的厚度或者高度从而当其被放置在所述擦洗 盘安装板上时，所述擦洗盘相对所述基片来说比较高。另外，该方法还包括 为了在所述擦洗盘安装板上放置所述擦洗盘的步骤而将所述擦洗盘从被配 置以存储该擦洗盘的装载/卸载台装载到所述擦洗盘安装板上。另外，该方法 还包括将所述擦洗盘安装板移动到所述装载/卸载台，以便将所述擦洗盘装载 到所述擦洗盘安装板上。可选择地，该方法还包括移动所述装载/卸载台到所 述擦洗盘安装板，以便将所述擦洗盘装载到所述擦洗盘安装板上。另外，该方法还包括参照所述探针卡来安置所述基片；以及使用所述探针卡对形成在 所述基片内或基片上的器件执行测试过程。另外，该方法还包括接收信号以 停止所述测试过程；接收信号以清洁所述至少一个探针元件；为了所述至少一个探针元件的清洁而关于所述探针卡来安置所述擦洗盘；以及使用所述擦 洗盘来清洁所述至少一个探针元件。另外，该方法还包括接收信号以停止清 洁所述至少一个探针元件；以及将所述擦洗盘移出所述探针卡。另外，该方 法还包括移动所述擦洗盘安装板到装载/卸载台；以及在所述装载/卸载台卸 载所述擦洗盘。另外，该方法还包括将具有至少一个探针元件的另一个擦洗 盘装载到所述擦洗盘安装板。另外，该方法还包括在所述装载/卸载台分析所 述擦洗盘的至少一个特征；以及基于所述分析来编程或更改用于清洁所述至 少一个探针元件的清洁操作过程的至少一个参数。这些示例性的方法中的任意一个均可以通过被计算机或者可编程机器 的控制器处理的命令来执行。例如，处理单元可以与清洁室连接并且该处理 单元被配置以能够执行实现所述方法的特定步骤的一组指令。当使用术语 "清洁"时，其可以包^擦洗、清洁、保养、维修、改形、削尖和更改所述 探针元件中的至少一种操作。


本发明将通过下面给出的具体实施方式
以及本发明的不同实施方式的 附图的详细描述而被更全面地理解，但是，不应将本发明限制于所述特定的 实施方式，而仅是为了解释和理解。在附图中图1示出了需要上下移动擦洗盘的晶片探测器系统的一个实施例； 图2示出了根据本发明的实施方式的晶片探测器的示例性实施方式； 图3-4示出了可用于本发明的不同实施方式的擦洗盘的示例性实施方式；图5-7示出了根据本发明的实施方式的用于擦洗盘的装载/卸载台的示 例性实施方式的不同的视图；以及图8示出了根据本发明的实施方式的示例性的方法。
具体实施方式
在以下描述中，为了说明的目的，多个特定的细节被提出以便提供对本 发明的彻底理解。但是，对于本领域技术人员，本发明显然可在没有这些特 定细节的情况下实施，在其他示例中，结构和装置被以框图形式示出以避免 使本发明不够清楚。附图的图l示出了根据本发明的实施方式的用于具有多个接线端的基片 (例如，硅晶片)的电测试的探测器设备100。设备100包括框架101、探针卡130、基片支持物102、擦洗装置152和平移装置110。框架101包括开口 116，通过该开口探针卡130被引入到框架101中。 框架101也可以定义用于设备100的测试和清洁室103。室103可被设置为 适宜的条件(例如，适宜的温度和压力)以用于测试和清洁晶片。探针卡130被安装到探针卡支撑结构140上，该探针卡支撑结构140还 被安装到探针卡卡盘142或者从探针卡卡盘142伸出。卡盘142驱动、操纵、 安置或者控制探针卡130的位置。卡盘142可连接到臂143,该臂143与用 于移动、驱动、操纵、安置或者对准探针卡130的电机连接或者作为该电机 的一部分。探针卡盘142可被配置以用于提供探针卡130在任意X、 Y、 Z 或者6方向199上的移动。另外，探针卡130的移动也可由与设备100连接 的处理单元或者控制器120来控制。典型地，控制器120是具有处理器(未 示出)的计算机，该处理器能够执行控制与设备100相关的所有组件和步骤 的程序(一组指令)。在一种实施方式中，计算机程序产品存储在连接到控 制器120的机器可读介质中并且由处理器执行。在此实施方式中，所述程序 控制测试操作过程、清洁操作过程和与设备IOO相关的其他步骤。用户交互 设备例如键盘、鼠标和显示器也可连接到控制器120以允许设备100的控制。 探针卡130包括从探针卡130的底部表面伸出的多个探针元件、引脚或 者栅栏132。元件132是可包括金属引脚的接触电极。探针元件132也固定到探针卡130。探针卡130用于与基片上的接线端建立电接触。探针元件132 形成与接线端的接触。电测试装置(未示出)连接到探针元件132和探针卡 130。电信号可被从电测试装置通过探针元件和接线端传送到电路，或者信 号可被从电路通过所述接线端和探针元件发送到电测试装置。探针卡130可 以是任意不同种类的探针卡，包括例如薄膜探针卡。基片支持物102被安装到与基座104连接的晶片卡盘106上或者由晶片 卡盘106支撑。在一种实施方式中，基座104位于框架103的水平表面上。 基座104被配置用于传递力到晶片卡盘106以允许晶片卡盘106在垂直和/ 或水平方向上移动。在一种实施方式中，晶片卡盘106被可移动地连接在基 座104上从而允许晶片卡盘106在X、 Y、 Z和6方向199上移动。基座104 可包括电机或者驱动机械装置(现有技术中已知)以在所述方向上移动晶片 卡盘。晶片卡盘106也通过基片支持物102接受基片112的附件。基片112是 具有在其内或其上构建或形成的一个或多个电元件(未示出)的半导体晶片。 在一种实施方式中，为了测试目的，在基片112上提供有接触焊盘114。类似于先前描述的探针卡支撑结构140和探针卡卡盘142，晶片卡盘106 和基座104也可以连接到控制器120。另外，晶片卡盘106、基座104和基 片支持物102的移动也可由连接到设备100的控制器120来控制。对于测试操作过程来说，探针卡130与基片112形成接触从而使探针元 件132与基片上的接触焊盘114建立接触，由此可以开始特定的电测试。例 如，当探针卡130和基片通过设备100，例如通过操作者和/或控制器120的 帮助而恰好对准时，元件132与基片112的焊盘114建立接触。焊盘114可 以包括任意接触电极表面，该接触电极表面包括但不局限于平坦表面或者焊 料块或者引脚或者柱状物。所述对准也可使用组合在设备100中并且安置在 室103中的视觉子系统(未示出)来完成。本实施方式的设备100的视觉子系统可使用两个照相机， 一个晶片对准照相机(未示出)和一个传感器照相 机(未示出)。包括同轴和倾斜入射源的晶片对准照相机被配置以用于观察 晶片卡盘102上的基片112。所述视觉子系统还被配置以用于观察附着在探针卡盘140上的探针卡130。当图1所示的系统水平地探测晶片时，值得重视的是本发明的不同方面 均可与垂直探测器系统一起使用，在该垂直探测器系统中晶片的平坦表面被从图1所示的位置旋转90度。同样地，虽然在该图中示出的设备IOO仅仅 示出了一个探针卡130和一个基片112，但应当理解的是设备IOO也可以包 括多于一个的此类组件。在某个测试操作过程之后，探针元件132可能需要被清洁或者处理。为 了清洁或处理的目的，提供了擦洗装置152。在本实施方式中，擦洗装置152 包括在室103内。在一种实施方式中，擦洗装置152被放置在擦洗支持物150 上，该擦洗支持物150可以在X、 Y和Z方向199上移动。擦洗装置152包 括放置在擦洗装置152顶部的擦洗基片或焊盘154。在一种实施方式中，擦 洗支持物150通过基座104以类似于晶片卡盘106的移动来移动。在一种实施方式中，为了清洁或处理探针元件132，基座104移动擦洗 支持物150以将擦洗装置152与探针卡130对准。例如，基座104将晶片卡 盘106水平地移出探针卡130并且移动并参照(如向下)探针卡130来对准 擦洗装置152。然后，基座104在Du)。方向上垂直向上移动擦洗支持物150 以使擦洗盘154处于相对基片112来说更高的位置。在一种实施方式中，擦 洗装置152被抬高距离156以使擦洗装置152放置得高于基片112。在一种 实施方式中，电机(未示出)被连接到擦洗装置152以在垂直方向(Z方向) 上移动擦洗装置152以便擦洗盘154能够更接近探针元件132。为了特定的 清洁处理，电机也可被配置成能够旋转擦洗装置152。作为选择地，为了类 似的清洁处理，用于控制探针卡130的电机也可被配置成旋转探针卡130。擦洗盘154可由能够清洁探针卡130的探针元件132的不同材料制成。 在清洁探针元件132时，擦洗盘154能够依据期望的清洁处理擦洗、清洁、 维修、改形、削尖、甚至更改探针元件132。擦洗盘154由具有预定特征的 一种或多种材料制成，该擦洗盘154清洁来自探针元件132的碎片或残余物， 当探针元件132接触或者刺入或穿透擦洗盘154时，该擦洗盘154维持或更 改探针元件132的形状。擦洗盘154也可具有预定的机械或化学特征，例如 磨损性、密度、弹性、粘性、平坦度、化学性质(酸性的或者碱性的)。被 选择的特征是为了当探针元件132接触或者刺入到擦洗盘154并且关于擦洗 盘154随意旋转时，探针元件132被清洁、处理或者更改，或者碎片、污染 物或者残余物被从探针元件132上移除。另外，选择预定的特征从而使探针 元件132能够刺入或穿透擦洗盘以便清洁而不导致对探针元件132的损坏或 不必要的更改。在一种实施方式中，擦洗盘154包括用于特定清洁处理的一个或多个化 学层或者胶状材料。例如，擦洗盘154包括阱，该阱包括用于清洁处理的化 学层。图3-4示出了可被用于擦洗盘154的示例性的擦洗盘300。在本实施方式中，擦洗盘300包括围绕清洁 叠层304的框架302。清洁叠层304包括一个或多个可以是酸性的或者碱性 的化学层或网格，该化学层或网格可氧化、减少或者清洁污染物，或者可引 起移除污染物的化学反应和/或机械动作。图4更详细地示出了示例性的清洁 叠层304。叠层304包括基片306、布置在层309上的层310和布置在层310 上的层312。在每层之间，可以具有密封层314和316。 309、 310和312中 的每一层可以是具有用于特定清洁的特定特征的化学层。叠层304可以包括 执行用于探针元件的化学和机械清洁的组合层。擦洗盘300可包括例如钨、陶瓷、铝、不锈钢、胶垫、砂纸等材料。在例如当擦洗装置需要在一个方向移动，例如被垂直地抬起以接近探针卡时，支撑并驱动擦洗装置的平台可能受到偏移力，这可能导致对擦洗装置 或探针元件的损坏或变形。同样地，得到用于擦洗装置的可重复的高度、可 重复的垂直高度、可重复的平面和/或可重复的驱动也是困难的。同样地，在 清洁探针卡的探针元件时，元件可能对擦洗装置施加很大的力并且由此很难 维持对准。擦洗装置移动中的不可重复性可能导致探针卡和/或探针元件的不必要 的损坏或变形。而且，除了用于移动基片支持物的机械装置外，可能还需要 更复杂的驱动机械装置。例如，用以移动基片支持物的机械装置可能需要额 外的驱动机械装置，该额外的驱动机械装置能够独立地将擦洗装置抬高或移 动得更接近探针卡以便清洁。在许多示例中，擦洗装置需要比基片移动得更 接近探针卡。由此，两个不同的或者独立的机械装置可能是必需的。图2示出了根据本发明的探测设备200的示例性的实施方式。设备200 解决了用以移动擦洗装置与探针卡对准并且充分接近的分离且独立的驱动 机械装置的问题。设备200利用了与用以移动基片与用于测试的探针卡对准 的同一机械装置来移动擦洗装置与用于清洁探针元件的探针卡对准。在此构 造中，设备不需要额外的机械装置去移动擦洗装置。设备200包括框架220、探针卡230、基片支持物或支撑物202、擦洗盘 安装板/平台210和平移装置201 。框架220包括开口 203，通过该开口 203探针卡230被引入到设备200 的室205中。如以前一样，室205可被设置为用于晶片测试和清洁操作过程 的适宜条件。探针卡230被安装到探针卡支撑结构240上，该探针卡支撑结构240还 被安装到探针卡卡盘242或者从探针卡卡盘242伸出。卡盘242驱动、操纵、 安置或者控制探针卡230的位置。卡盘242可连接到臂，该臂连接到电机或 者作为电机的一部分，该电机用于移动、驱动、操纵、安置或者对准探针卡230。探针卡盘242可被配置用于提供探针卡230在任意X、 Y、 Z或者e方 向299上的移动。另外，探针卡230的移动也可由与设备200连接的处理单 元或者控制器221来控制。典型地，控制器120是具有处理器(未示出)的 计算机，该处理器能够执行控制与设备IOO相关的所有组件和步骤的程序(一 组指令)。在一种实施方式中，计算机程序产品存储在连接到控制器221的 机器可读介质中并且该计算机程序产品由处理器执行。在此实施方式中，所 述程序控制测试操作过程、清洁操作过程和与设备100相关的其他步骤。用 户交互装置例如键盘、鼠标和显示器也可连接到控制器221以允许设备200 的控制。探针卡230包括从探针卡230的底部表面伸出的多个探针元件、引脚或 栅栏232。元件232是可包括金属引脚的接触电极。探针元件232也固定到 探针卡230。探针卡230用于与基片上的接线端建立电接触。探针元件232 形成与接线端的接触。电测试装置(未示出)连接到探针元件232和探针卡 230。电信号可被从电测试装置通过探针元件和接线端传送到电路，或者信 号可被从电路通过接线端和探针元件发送到电测试装置。探针卡230可以是 任意不同种类的探针卡，包括例如薄膜探针卡。基片支持物212由平移装置201控制。在一种实施方式中，基片支持物 212被安装到平台202，该平台202进一步由与基座204连接的晶片卡盘206 支撑。在一种实施方式中，基座204位于框架220的水平表面上。基座204 被配置用于传递力到晶片卡盘206以允许晶片卡盘206在垂直和/或水平方向 上移动。在一种实施方式中，晶片卡盘206以被允许在X、 Y、 z和e方向 299上移动的方式可移动地连接到基座204。基座204可包括电机或者驱动 机械装置(现有技术中已知)以在所述方向上移动晶片卡盘。晶片卡盘206 的移动分别平移了到平台202和基片支持物212的移动。晶片卡盘206也通过基片支持物212接受基片208的附件。基片208是具有在其内或其上构建或形成的一个或多个电元件(未示出)的半导体晶片。在一种实施方式中，为了测试目的，在基片208上提供有接触焊盘209。晶片卡盘206和基座204也可以类似于先前描述的探针卡支撑结构240 和探针卡卡盘242而连接到控制器221。另外，晶片卡盘206、基座204、平 台202和基片支持物202的移动也可由连接到设备200的控制器220来控制。对于测试操作过程来说，探针卡230与基片208形成接触从而使探针元 件232与基片208上的接触焊盘209建立接触，由此可以开始特定的电测试。 例如，当探针卡230和基片208通过设备200，例如通过操作者和/或控制器 221的帮助而恰当对准时，元件232与基片208的焊盘209建立接触。焊盘 209可以包括任意接触电极表面，该接触电极表面包括但不局限于平坦表面 或者焊料块或者引脚或者柱状物。所述对准也可使用组合在设备200中并且 安置在室220中的视觉子系统(未示出)来完成。本实施方式的设备200的 视觉子系统可使用两个照相机， 一个晶片对准照相机(未示出)和一个传感 器照相机(未示出)。包括同轴和倾斜入射源的晶片对准照相机被配置用于 观察基片支持物212上的基片208。视觉子系统还被配置用于观察附着在探 针卡盘240上的探针卡230。擦洗盘安装板210也可由平移装置201控制。擦洗盘安装板210被安装 在平台202上。在一种实施方式中，擦洗盘安装板210与晶片卡盘206 (通 过平台202)连接，以便卡盘206可以用与晶片卡盘206移动基片支持物212 相同的方式来移动擦洗盘安装板210。在一种实施方式中，擦洗盘安装板210 被附着并临近基片支持物212。因此，被用于移动基片支持物212的相同动 作被用于移动擦洗盘安装板210。在本实施方式中，仅使用一种驱动机械装 置来移动基片支持物212和擦洗盘安装板210。擦洗盘安装板210包括一个或多个用于将擦洗盘216A固定到擦洗盘安 装板210上的连接构件或者安装构件214。安装构件214可以具有轨道的形式，擦洗盘216A上的附加轨道可以被安装并固定到该安装构件214的轨道 上。擦洗盘216A和擦洗盘安装板210被设定尺寸以便当擦洗盘216A被安 装到擦洗盘安装板210上时，擦洗盘216A高于装载到基片支持物212上的 基片208。当安装时，擦洗盘216A比安装到基片支持物212上的基片208 高出距离D2Q。。晶片卡盘206使用相同的机械装置来移动擦洗盘安装板210 和擦洗盘216A，但是由于擦洗盘216A被设定的足够厚，当装载时，擦洗盘 216A高于基片208。因此，相同的机械装置被用于同时抬起基片支持物212 和擦洗盘安装板210，但是由于擦洗盘216A的厚度和尺寸，该擦洗盘216A 竖起时高于所述基片。擦洗盘216A因此能够更接近用于清洁探针元件的探 针卡而不需要额外的驱动机械装置。在一种实施方式中，擦洗盘安装板210被配置为允许新的擦洗盘的装载 /卸载。在一种实施方式中，设备200包括支撑一个或多个擦洗盘216A-216G 的装载/卸载台230。装载/卸载台230也可以是盒式系统，该盒式系统被配 置用于存储多个擦洗盘。装载/卸载台230也可以是系泊部位，该系泊部位具 有被配置用于支撑多个擦洗盘的间隔间或狭槽。装载/卸载台230还可被配置 为将擦洗盘装载到擦洗盘安装板210上。在一种实施方式中，装载/卸载台 230从擦洗盘安装板210移除一个擦洗盘并旦在擦洗盘安装板210上放置另 一个擦洗盘(例如，用新的擦洗盘更换使用过的擦洗盘)。在一种实施方式中，装载/卸载台230被配置用于存储不同类型或相同 类型的多种擦洗盘材料的一组擦洗盘216A-216G。在装载/卸载台上，使用 过的擦洗盘可以更换为未使用过的擦洗盘。设备200也可以基于特定的清洁 处理装载不同的擦洗盘，而不必因为更换而关闭设备200。在一种实施方式 中，装载/卸载台230被配置用于存储不同尺寸的擦洗盘，因此，设备200 也可因此便利地装载不同尺寸的探针卡和不同尺寸的擦洗盘，而不必关闭设备200来更换擦洗盘。在一种实施方式中，装载/卸载台230被配置用于识别被存储在装载/卸 载台230的擦洗盘的类型。这种能力使得清洁操作过程方法或参数能够根据 特定擦洗盘的已识别的特征而改变。在台230上可安装合适的传感器以识别 储存在台230中的擦洗盘。每一个擦洗盘可包括标识标签、印迹、条码或者 其他由特定传感器感测或检测的适合的要素，以便擦洗盘的特征能够被识 别。可用的传感器的实施例包括电容传感器、红外(IR)传感器、射频(RF) 传感器、条码传感器或类似物。可被确定的特征包括厚度、高度、材料等等。 这些特征可指示用于特定的清洁操作过程的设置，如将擦洗盘安装板210抬 起多高或者需要多长时间更换一次擦洗盘。确定擦洗盘特征的能力可允许对 装载到擦洗盘安装板210上的擦洗盘的厚度的精确测量。在一种实施方式中，装载/卸载台230被安装在轨道218上，该轨道218 允许台230环绕移动。电机(未示出)可与设备200连接以控制台230的移 动。控制器221也可与电机、台230或者轨道218连接以执行台230的移动。 在一种实施方式中，为了擦洗盘的装载和卸载，台230被移动以接近擦洗盘 安装板210。在另一种实施方式中，为了擦洗盘的装载和卸载，基座204移 动平台202和擦洗盘安装板210到台230。在一种实施方式中，设备200包括具有柄232的机器人配件234。机器 人配件234可与台230连接并且被配置成与台230 —起移动。基于命令，机 器人配件234 (通过柄232)从台230上移动擦洗盘并且将该擦洗盘装载到 擦洗盘安装板210上。类似地，机器人配件234也可以从擦洗盘安装板210 上移动擦洗盘，将该擦洗盘放置到台230上，并且任意地将另一个擦洗盘装 载到擦洗盘安装板210上。在一种实施方式中，所述机器人配件包括电机(未 示出)，该电机允许该机器人配件移动以接近擦洗盘安装板210,从而装载 和卸载擦洗盘。因此，擦洗盘安装板210和装载/卸载台230都不需要为了装载和卸载擦洗盘而被移动，且只有所述机器人配件234需要为了该装载和卸 载而移动。擦洗盘216A-216G中的每一个都可与先前描述的擦洗盘300相类似。 在一种实施方式中，每一个擦洗盘均可包括用于特定的清洁处理的一个或多 个化学层或胶状材料。例如，所述擦洗盘包括阱，该阱包括用于清洁处理的 化学层。图3-4示出了可被用于此类擦洗盘216A-216G的示例性的擦洗盘 300。该擦洗盘也可包括一个或多个可以是酸性或碱性的化学层或网格，该 化学层或网格可氧化、减少或者清洁污染物，或者可引起移除污染物的化学 反应和/或机械动作。图5-7示出了擦洗盘安装板210、擦洗盘216和装载/卸载台230的一部 分的示例性构造。应当理解的是台230能以行、列以及任何其他合适形式存 储比擦洗盘216A-216B更多的擦洗盘。在图5中，示出了擦洗盘216在装载 /卸载台230被安装到柄502上。柄502被配置以能够在垂直方向和水平方向 上往复移动。为了擦洗盘216的装载和卸载，电机504被连接到柄502以控 制柄502的移动。柄502包括一组夹子506，该夹子506用于将擦洗盘固定 在那里直到该擦洗盘需要被卸载时。擦洗盘216被配置为包括附加零件508， 零件508允许擦洗盘216与夹子506钩住或接合。如图5所示，柄502与将 要安装擦洗盘216的擦洗盘安装板210的安装部分510对准。在安装台510 上，如前所述，为了将擦洗盘216固定到擦洗盘安装板210上，引入了连接 构件214。在图5中，柄502与擦洗盘安装板210的安装部分510对准，但 是擦洗盘216仍然附着于柄502上并且仍未装载到擦洗盘安装板210上。然后，在图6中，柄502被垂直向下地向着安装部分510移动以便擦洗 盘216处于安装部分510上。在一种实施方式中，擦洗盘安装板210在方向 D，(向上)上移动，以举起零件508或擦洗盘从而使它们脱离夹子506。 然后，为了完全地举起擦洗盘216以使其离开柄502 (图7)，擦洗盘安装板210移动以从柄502偏离，从而允许夹子506完全地从零件508上脱离。 在此处，擦洗盘216被装载到擦洗盘安装板210上。在可选择的实施方式中，柄502被以方向D4。o向下移动以使得夹子506 脱离零件508，而不是使擦洗盘安装板210以方向D，向上移动以使擦洗盘 216从柄502上脱离。在此应当注意的是虽然先前描述的设备100没有示出装载/卸载台和机 器人配件，应当理解的是为设备200所描述的类似装置可被组合到设备100 中。因此，设备100也可包括类似于所述的台230的装载/卸载台和先前描述 的机器人配件234。图8示出了根据本发明的实施方式的清洁探针元件或者探针卡的探针元 件的示例性方法800。在框802中，晶片探测器系统接收信号以停止探测并 且开始清洁探针元件。所述晶片探测器系统可以是上述设备之一。所述晶片 探测系统包括根据本发明的实施方式的擦洗盘清洁装置。在框804中，在接收到所述信号并且开始清洁操作过程之后，如前所述 擦洗盘安装板移动到装载/卸载台。作为选择地，装载/卸载台移动到该擦洗 盘安装板。在框806中，确定擦洗盘是否已经在擦洗盘安装板上。可以检查 该擦洗盘以了解是否需要更换。另外，装载/卸载台还执行对将要装载到擦洗 盘安装板上的擦洗盘的特征的检査(特征的确定)。如果需要更换擦洗盘， 则该擦洗盘被从擦洗盘安装板移除或卸载。适当的擦洗盘被安装到擦洗盘安 装板上。在框808中，擦洗盘安装板移动到清洁位置并且与探针卡对准。在一种 实施方式中，擦洗盘被安置为低于探针卡。在框810中，探针元件被清洁。 在框812中，探针元件清洁完成。在一种实施方式中，擦洗盘安装板移动到 装载/卸载台以更换擦洗盘。如所描述的，另一个清洁操作过程将开始。在一种实施方式中，本发明的示例性设备执行的方法包括在擦洗盘安装板上放置擦洗盘；参照探针卡来安置所述擦洗盘，该探针卡具有至少一个待清洁的探针元件；以及清洁所述探针元件。接下来，该方法还包括接收信号 以停止清洁所述探针元件；将所述擦洗盘移出所述探针卡；以及移动所述擦 洗盘安装板到装载/卸载台。然后，该擦洗盘在装载/卸载台上被卸载。该方 法还可以包括将另一个擦洗盘装载到所述擦洗盘安装板上。在装载擦洗盘之 前，分析存储在所述装载/卸载台中的所述擦洗盘或其他擦洗盘的至少一个特 征。基于己确定的特征，该方法还包括基于所述分析来编程或更改用于所述 探针卡的清洁操作过程的至少一个参数。在一种实施方式中，本发明的示例性设备执行的方法包括在提供在清洁 室中的基片支持物上放置基片(例如，硅晶片)以及在提供在所述清洁室中 的擦洗盘安装板上放置擦洗盘。所述擦洗盘安装板和所述基片支持物与提供 在所述清洁室中的卡盘连接，其中所述卡盘被配置以用于移动所述基片支持 物和所述擦洗盘安装板，并且其中当将擦洗盘安装到所述擦洗盘安装板上 时，该擦洗盘高于放置在所述基片支持物上的基片。该方法还包括提供具有 至少一个探针元件的探针卡，该探针元件被配置为用于在所述基片上执行测 试过程。然后，该探针卡执行基片所期望的特定的测试。接下来，擦洗盘被从装载/卸载台装载到所述擦洗盘安装板上，该装载/ 卸载台被配置为用于存储所述擦洗盘。为了将擦洗盘装载到擦洗盘安装板， 该擦洗盘安装板可被移动到所述装载/卸载台。作为选择地，为了将擦洗盘装 载到擦洗盘安装板，移动所述装载/卸载台到所述擦洗盘安装板。在开始清洁 探针卡之前，参照用于一个或多个探针元件的清洁的探针卡来放置所述擦洗 盘。当完成清洁时，所述擦洗盘和擦洗盘安装板被从探针卡处移开。所述擦 洗盘安装板被移动到装载/卸载台以在该装载/卸载台上卸载所述擦洗盘。在 一种实施方式中，另一个擦洗盘被装载到擦洗盘安装板上。在一种实施方式中，在清洁之前，在所述装载/卸载台分析所述擦洗盘的至少一个特征。用于清洁所述探针元件的清洁操作过程的至少一个参数被 基于所述分析而更改或编程。可被分析的特征包括擦洗盘厚度、擦洗盘化学 成分、擦洗盘材料和擦洗盘标识中的至少一者。在一种实施方式中，被配置为用于执行可实现所述方法的一组指令的处 理单元或控制器被连接到用于清洁探针卡的设备。如前所述的，清洁所述探 针元件包括擦洗、清洁、保养、维修、改形、削尖和更改所述探针元件中的 至少一者。虽然本发明按照几个实施方式来描述，但本领域普通技术人员将认识到 本发明并不局限于所述的实施方式。本发明的方法和设备可通过在所附权利 要求的精神和范围内的更改和改造来实施。由此，上述内容被视为示例而不 是限制。己经公开了示例性的实施方式，可以在由所附的权利要求所定义的本发 明的精神和范围内对公开的实施方式做出更改和变化。
权利要求
1、一种清洁设备，包括用于支撑待清洁的基片的基片支持物；擦洗盘安装板；与所述基片支持物和所述擦洗盘安装板连接的卡盘，所述卡盘被配置为用于移动所述基片支持物和所述擦洗盘安装板；以及可安装到所述擦洗盘安装板并且可从该擦洗盘安装板移开的擦洗盘，其中当所述擦洗盘被安装到所述擦洗盘安装板时，该擦洗盘高于被安装在所述基片支持物上的所述基片。
2、 根据权利要求1所述的清洁设备，其中所述擦洗盘安装板与所述基 片支持物连接。
3、 根据权利要求1所述的清洁设备，其中所述擦洗盘安装板与所述基 片支持物连接，从而使所述卡盘在同一动作中移动所述擦洗盘安装板和所述 基片支持物。
4、 根据权利要求1所述的清洁设备，其中所述擦洗盘安装板还包括至 少一个固定构件，该固定构件用于固定装载到所述擦洗盘安装板上的所述擦洗盘。
5、 根据权利要求1所述的清洁设备，其中所述擦洗盘被配置为用于清 洁提供在探针卡上的至少一个探针元件，并且其中所述擦洗盘包括基片，该 基片执行擦洗、清洁、保养、维修、改形、削尖和更改所述探针元件中的至 少一者。
6、 根据权利要求1所述的清洁设备，该清洁设备还包括探针卡，该探 针卡具有多个从探针卡上延伸出的探针元件，其中所述探针元件被配置为用 于测试所述基片的至少一个方面。
7、 根据权利要求1所述的清洁设备，该清洁设备还包括被配置为用于 支撑所述擦洗盘的擦洗盘装载/卸载台。
8、 根据权利要求7所述的清洁设备，其中所述擦洗盘装载/卸载台还包括机器人配件，该机器人配件被配置为用于执行支撑所述擦洗盘、支撑多个 所述擦洗盘、将所述擦洗盘移到和移出所述装载/卸载台、将所述擦洗盘从所 述擦洗盘安装板卸载、将所述擦洗盘装载到所述擦洗盘安装板、处理所述擦 洗盘以及识别所述擦洗盘的一个或多个特征中的至少一者。
9、 根据权利要求7所述的清洁设备，其中所述擦洗盘装载/卸载台被配 置为用于执行支撑所述擦洗盘、支撑多个所述擦洗盘、将所述擦洗盘移到和 移出所述装载/卸载台、将所述擦洗盘从所述擦洗盘安装板卸载、将所述擦洗 盘装载到所述擦洗盘安装板、处理所述擦洗盘以及识别所述擦洗盘的一个或 多个特征中的至少一者。
10、 根据权利要求7所述的清洁设备，其中所述擦洗盘装载/卸载台被 配置为向着所述擦洗盘安装板移近。
11、 根据权利要求6所述的清洁设备，该清洁设备还包括照相机，该照 相机被配置为用于参照所述探针卡将所述基片支持物和所述擦洗盘安装板 对准。
12、 根据权利要求1所述的清洁设备，其中当所述擦洗盘被安装到所述 擦洗盘安装板上时，该擦洗盘被安置得高于安装到所述基片支持物上的所述 基片而不需要在垂直方向上独立于所述基片支持物来移动所述擦洗盘安装 板。
13、 一种方法，包括在擦洗盘安装板上放置擦洗盘，所述擦洗盘安装板与卡盘连接，该卡盘还与用于支撑基片的基片支持物连接，其中所述卡盘被配置为用于移动所述基片支持物和所述擦洗盘安装板，并且其中当所述擦洗盘被安装到所述擦洗盘安装板上时，该擦洗盘高于放置在所述基片支持物上的基片；参照具有至少一个待清洁的探针元件的探针卡来安置所述擦洗盘；以及清洁所述至少一个探针元件。
14、 根据权利要求13所述的方法，该方法还包括接收信号以停止清洁所述探针元件；以及将所述擦洗盘移出所述探针卡。
15、 根据权利要求14所述的方法，该方法还包括 将所述擦洗盘安装板移到装载/卸载台；以及 在所述装载/卸载台卸载所述擦洗盘。
16、 根据权利要求15所述的方法，该方法还包括将另一个擦洗盘装载到所述擦洗盘安装板上。
17、 根据权利要求15所述的方法，该方法还包括分析存储在所述装载/卸载台的所述擦洗盘或其他擦洗盘的至少一个特征。
18、 根据权利要求17所述的方法，该方法还包括基于所述分析来编程或更改用于所述探针卡的清洁操作过程的至少一 个参数。
19、 一种方法，该方法包括在提供于清洁室中的基片支持物上放置基片；以及 在提供于所述清洁室中的擦洗盘安装板上放置擦洗盘； 其中所述擦洗盘安装板和所述基片支持物与提供在所述清洁室中的卡盘连接，其中所述卡盘被配置为用于移动所述基片支持物和所述擦洗盘安装板，其中当所述擦洗盘被安装到所述擦洗盘安装板时，该擦洗盘高于放置在 所述基片支持物上的基片；以及提供具有至少一个探针元件的探针卡，该探针元件被配置为用于在所述 基片上执行测试过程。
20、 根据权利要求19所述的方法，其中在所述擦洗盘安装板上放置所 述擦洗盘还包括从被配置为用于存储所述擦洗盘的装载/卸载台将所述擦洗盘装载到所 述擦洗盘安装板上。
21、 根据权利要求20所述的方法，该方法还包括 为了将所述擦洗盘装载到所述擦洗盘安装板，移动所述擦洗盘安装板到所述装载/卸载台。
22、 根据权利要求20所述的方法，该方法还包括为了将所述擦洗盘装载到所述擦洗盘安装板，移动所述装载/卸载台到 所述擦洗盘安装板。
23、 根据权利要求19所述的方法，该方法还包括 参照所述探针卡来安置所述基片；以及使用所述探针卡对形成在所述基片内或形成在该基片上的器件执行测试过程。
24、根据权利要求23所述的方法，该方法还包括接收信号以停止所述测试过程；接收信号以清洁所述至少一个探针元件；为了所述至少一个探针元件的清洁而参照所述探针卡来安置所述擦洗 盘；以及使用所述擦洗盘来清洁所述至少一个探针元件。
25、根据权利要求24所述的方法，该方法还包括: 接收信号以停止清洁所述至少一个探针元件；以及 将所述擦洗盘移出所述探针卡。
26、 根据权利要求25所述的方法，该方法还包括: 将所述擦洗盘安装板移到装载/卸载台；以及 在所述装载/卸载台卸载所述擦洗盘。
27、 根据权利要求26所述的方法，该方法还包括: 将另一个擦洗盘装载到所述擦洗盘安装板。
28、 根据权利要求24所述的方法，其中使用所述擦洗盘清洁所述至少 一个探针元件还包括在所述装载/卸载台分析所述擦洗盘的至少一个特征；以及基于所述分析来编程或更改用于清洁所述至少一个探针元件的清洁操 作过程的至少一个参数。
29、 根据权利要求28所述的方法，其中所述至少一个特征包括擦洗盘 厚度、擦洗盘化学成分、擦洗盘材料和擦洗盘标识中的任一者。
30、 根据权利要求19所述的方法，该方法还包括 连接被配置为用于执行实现所述方法的一组指令的处理单元。
31、 根据权利要求30所述的方法，其中清洁所述至少一个探针元件包 括所述擦洗盘被配置为执行擦洗、清洁、保养、维修、改形、削尖和更改所 述探针元件中的至少一者。
全文摘要
一种在半导体工艺中使用的清洁设备。该设备包括用于支撑待清洁的基片的基片支持物、擦洗盘安装板以及与所述基片支持物和所述擦洗盘安装板连接的卡盘。该卡盘被配置为用于移动所述基片支持物和擦洗盘安装板。所述设备还包括可安装到所述擦洗盘安装板并且可从该擦洗盘安装板移开的擦洗盘。当擦洗盘被安装到所述擦洗盘安装板时，该擦洗盘高于被安装在所述基片支持物上的基片。所述擦洗盘安装板和所述基片支持物均可被连接到所述卡盘，以便该卡盘可以通过一个动作来移动所述擦洗盘安装板和所述基片支持物。
文档编号G01R1/073GK101238380SQ200680028475
公开日2008年8月6日 申请日期2006年8月1日 优先权日2005年8月2日
发明者M·福格特曼, R·哈根洛赫, U·纳亚克 申请人:伊智科技公司