探测装置和探测方法

专利名称：探测装置和探测方法
技术领域：
本发明涉及使探测器与被检査体的电极垫电接触，从而进行该被 检査体的电特性测定的技术。
背景技术：
在半导体晶片(以下称为晶片)上形成作为被检查芯片的ic (集
成电路)芯片之后，为了调查IC芯片的电特性而在晶片的状态下通过
探测装置的探测进行试验。此外，该探测试验是为了判定在ic芯片的
制造工序过程中到此为止制成的电路部分是否适当而进行的。如图11
所示，这种探测装置构成为在X、 Y、 Z方向移动自由并且绕Z轴旋转 自由的晶片卡盘101上载置晶片W，以设置在晶片卡盘101的上方的 探测卡102的探测器例如探针103与晶片W的IC芯片的电极垫接触 的方式控制晶片卡盘101的位置。并且，使测试头105位于构成装置 的外装部的框体104的上方，该测试头105与探测卡102通过中间环 106电连接，通过在测试头105与晶片W之间进行信号的接收和发送 对晶片W上的电路的电特性进行调查。
但是，存在由晶片卡盘101由于在移动时与空气的摩擦或驱动部 的摩擦等而导致其带电的情况，此外即使就探测卡102而言，由于卡 主体通过绝缘体例如环氧玻璃等的树脂材料构成，所以存在带电的情 况。图12为在探测卡102带电的情况下，表示将要接触(使探针103 与晶片W侧的电极垫接触)之前的电荷的状态的模式图。如果在产生 这样的带电的情况下使晶片W上的电路的电极垫与探针103接触，则 对所述电路例如完成的IC芯片的电路造成静电破坏，此外静电成为测 定的干扰从而成为电测定的妨碍的主要原因。
据此，对晶片卡盘101在测定时以外接地的情况进行研究。如果 这样做则能够抑制晶片卡盘101的带电，此外即使探测卡102带电， 其电荷也能够通过探针103、晶片W和晶片卡盘101流入大地，因此
能够抑制晶片w上的电路的静电破坏和噪音的发生。
但是，即使通过该方法也无法完全消除探测卡102的电荷。并且 由于IC芯片的薄膜化、小型化等，电路的耐压变小，要求更加降低部 件的带电。此外，最近使用隔着绝缘层将两个晶片粘在一起的基板， 在这样的基板中，由于电荷不能从晶片W的表面侧流动到背面侧，所 以当探测卡102带电时，即使静电卡盘101接地，在接触时电荷也从 探测卡102流动到IC芯片，由此引起电路的静电破坏的可能性较大。
此外，在专利文献l中记载了在晶片卡盘的侧面设置导电性薄板， 该薄板接地，使晶片卡盘上升从而使探针与该导电性薄板接触的方法， 但是为了减少接触次数而使探针的数量增多，所以无法确保晶片卡盘 的侧面的广阔的空间。于是，为了求出晶片上的电极垫的位置，在对 晶片表面进行摄像时，晶片卡盘的移动半径增大，成为小型化的妨碍。 进一步，也存在不得不频繁更换导电性薄板的不良。
专利文献1日本特开2003-100821:段落0040、 004
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供一种能够抑 制基板上的被检查芯片(也包括作为目的的集成电路的制造中途阶段 的电路)的静电破坏，此外能够抑制由静电引起的电特性的检查的坏 影响的探测装置、探测方法以及存储程序的存储介质。
本发明的探测装置，其将排列有多个被检查芯片的基板载置在能 够移动的载置台上，使所述被检查芯片的电极垫与探测卡的探测器接 触，进行被检査芯片的检査，其特征在于，包括
用于使气体离子化的离子发生器；和
向探测卡供给被该离子发生器离子化的气体以用于除电的喷嘴部。
所述喷嘴部以例如从探测卡的上方供给被离子化的气体的方式设
置。作为这样的具体例举出了下面的构成。
所述探测卡，被设置在包围载置台的框体的顶部板上， 在所述顶部板的上方设置有与所述探测卡电接触并在中央具有上
下贯通的开口部的测试头，向所述喷嘴部供给气体的气体供给管为通过所述开口部引出到外 部的构成。在这种情况下，例如离子发生器被设置在所述测试头的外 部。
进一步地，能够举出如下构成，
所述探测卡，被设置在包围载置台的框体的顶部板上，
在所述顶部板的上方设置有与所述探测卡电接触的测试头，
向所述喷嘴部供给气体的气体供给管为通过所述探测卡和所述顶 部板之间引出到外部。在这种情况下，例如离子发生器被设置在从所 述测试头的下方区域偏离的位置。
此外，所述喷嘴部也可以以从探测卡的下方供给被离子化的气体 的方式设置。作为这样的具体例举出了下面的构成。
在所述探测卡的探针与载置台上的基板之间的高度位置上，设置 有具备用于对所述基板的被检査体芯片的电极垫进行摄像的摄像单元 的在水平方向移动自由的移动体，
所述喷嘴部设置在所述移动体上。这种情况下，所述离子发生器 设置载移动体上。
另一发明为探测方法，使排列有多个被检査芯片的基板载置在能 够移动的载置台上，通过探测卡进行检査，其特征在于，包括
向所述探测卡供给通过离子发生器被离子化的气体从而对该探测 卡进行除电的工序；接着，
使载置在所述载置台上的基板的被检查芯片的电极垫与探测卡的 探测器接触从而进行被检查芯片的检查的工序。此外，本发明即使在 对为了实施该探测方法的在计算机上动作的程序进行存储的存储介质 上也成立。
本发明，使排列有多个被检查芯片的基板载置在能够移动的载置 台上，通过探测卡进行检査，因为从喷嘴部向探测卡供给通过离子发 生器被离子化的气体，所以即使探测卡带电也能够被除电，能够降低 由探测卡的带电引起的基板的被检査芯片的电路的静电破坏的可能 性，此外因为也能够降低由带电引起的噪音，所以能够进行稳定的检 査。


图1是表示本发明的第一实施方式中的探测装置的整体的纵向截 面图。
图2是表示该装置的概略俯视图。 图3是表示离子发生器的概略构成的局部剖切侧视图。 图4模式地表示上述探测装置中的探测卡的带电、除电的样子的 说明图。
图5是表示本发明的第二实施方式中的探测装置的整体的纵向截 面图。
图6是表示本发明的第三实施方式中的探测装置的整体的纵向截 面图。
图7是表示上述的第三实施方式中的探测装置的整体的概略立体图。
图8是表示在不使用离子发生器的情况下的晶片卡盘电压的测定 结果的特性图。
图9是表示为了确认本发明的效果的晶片卡盘电压的测定结果的 特性图。
图IO是表示为了确认本发明的效果的晶片卡盘电压的测定结果的 特性图。
图11是表示现有的探测装置的概略侧视图。
图12是表示现有的探测装置中的探测卡与晶片的带电的样子的说明图。
符号说明 1框体 12顶板 2晶片卡盘 W晶片 3探测卡 31探针 4测试头 4a开口部5离子发生器 61喷嘴部 62空气供给管 7、 82缩微照相机
具体实施例方式
如图1和图2所示，本发明的实施方式涉及的探测装置具备作为 构成探测装置主体的外壳体的框体1。在该框体1的底部的基台11上， 从下开始以如下顺序设置有沿着在Y方向(纸面的表里方向)伸长 的导轨，通过例如滚珠丝杠等沿Y方向被驱动的Y工作台21;和沿着 在X方向伸长的导轨，通过例如滚珠丝杠沿X方向被驱动的X工作台 22。在该X工作台22和Y工作台21上分别设置搭配有编码器的电动 机，但这里予以省略。
在X工作台22上设置有利用搭配有编码器的未图示的电动机在Z 方向(上下方向)驱动的Z移动部23，在该Z移动部23上设置有绕Z 轴旋转自由的(在9方向移动自由的)作为载置台的晶片卡盘2。因此， 该晶片卡盘2能够在X、 Y、 Z、 e方向移动。
在晶片卡盘2的移动区域的上方，探测卡3装卸自由地安装在作 为框体1的顶部板的顶板12上。在探测卡3的上面侧形成有电极群， 在配置于顶板12的上方的测试头4与上述电极群之间为了取得电导 通，而插入有中间环41。在测试头4的中央部，上下贯通地形成有作 为窥孔的开口部4a，该开口部4a与中间环41的开口部41a重合。该 中间环41构成为以与探测卡3的电极群的配置位置对应的方式在下表 面上形成有多个作为电极部的所谓的放电针(水- t' ^普克尔针)41b 的放电针单元，例如固定在测试头4侧。测试头4构成为，通过例如 设置在框体1的侧面的图未示的铰链机构，在图1所示的水平的测定 位置与中间环41侧向上的退避位置之间可围绕水平的旋转轴旋转。
此外，在探测卡3的下表面侧对应晶片W的电极垫的配列而设置 有，与上表面侧的电极群分别电连接的由相对探测器例如晶片W的表 面沿斜下方伸长的金属线构成的被称为所谓的横针等的探针31。作为
探测器，也可以是相对晶片w的表面垂直伸长的垂直针或在柔软薄膜
上形成的金突起电极等。
进一步地，该探测装置具备为了进行晶片W与探针31的对位而 对探针31的针尖进行摄像的第一摄像单元和对晶片W上的电极垫进 行摄像的第二摄像单元。这些的摄像单元在第三实施方式中有图示， 在本实施方式中为了避免图面的繁杂而省略记载，但如果简单地叙述， 第一摄像单元被固定在晶片卡盘2的下面的Z移动部23上，第二摄像 单元以能够在探测卡3和晶片卡盘2之间水平移动的方式设置。
并且，该探测装置例如具备离子发生器5;用于将通过该离子发 生器5被离子化的气体例如干燥空气喷出到探测卡3的喷嘴部61;和 作为连接离子发生器5和喷嘴部61的供给管的空气供给管62。在该实 施方式中，离子发生器5被设置在框体1的上表面的边缘部，空气供 给管62以从上述测试头4的开口部4a的上面插入而从其下方突出的 方式设置。此外，为了方便在图l、图2中离子发生器5表示在离开框 体1的地方。
作为离子发生器5的安装位置，例如可以在测试头4的上面，或 者也可以在开口部4a内。喷嘴部61在该空气供给管62的前端部，以 从探测卡3的上表面喷出的方式构成为喇叭状。空气供给管62，以喷 嘴部61的位置设定在从探测卡3稍微向上方侧偏离之处的方式，例如 通过安装部件62a装卸自由地安装在测试头4的上表面。
作为该安装部件62a的安装结构，可以构成为在跨越开口部4a 大小的平板上使空气供给管62以贯通状态进行固定，并且在该平板的 两端部设置被卡合部，另一方面，在开口部4a的口边缘部上设置与上 述被卡合部卡合的卡合部。在这种情况下，在使测试头4旋转至退避 位置时，例如将上述安装部件62a从测试头4上卸下，将空气供给管 62和喷嘴部61从开口部4a拉出。
在离子发生器5的上游侧的空气供给管62上设置有成为空气供给 控制机构的一部分的阀63，并且在其上游侧设置有作为干燥空气的供 给源的例如空气高压储气瓶64。阀63设置在例如框体1上，空气高压 储气瓶64设置在例如离开框体1的地方。
如图3所示，离子发生器5构成为，电极52设置在形成有电场形
成空间的主体51内，该电极52与直流电源53连接。作为电极52的 形状，可以使用以与通过主体51内的大气有效地接触的方式例如将多 个棒状电极与空气的流路交叉配列的形状。当对该电极52施加高电压 时，在电极52的周围形成不均匀电场，如果在该状态下供给干燥空气， 则该干燥空气通过电场离子化，被输送到喷嘴部61。离子发生器5基 板上为使正离子与负离子等量发生的装置，具有与带电体同极性的离 子与该带电体相排斥，另一方面，具有反极性的离子吸引到该带电体 上，从而将该电荷中和除去。
此外，该探测装置具备包括计算机等的控制部10，该控制部10 具有输出用于根据存储器内的程序进行下述操作的控制信号的功能， 即，晶片卡盘2的移动，已经叙述的未图示的摄像单元的摄像操作， 基于该摄像结果的接触位置的计算，离子发生器5和阀63的动作等。 上述程序可以存储在硬盘、光盘、MO (磁光盘)等的存储介质中后安 装在控制部10上。
接着对上述实施方式的作用进行阐述。首先，利用未图示的搬送 臂将晶片W载置在晶片卡盘2上。接着，使用已经叙述的第一摄像单 元和第二摄像单元对接触位置进行计算(在第三实施方式中使用附图 对该方面进行说明)。另一方面，使离子发生器5和阀63动作，将被 离子化的空气从喷嘴部61向探测卡3供给例如20秒左右。图4 (a) 为探测卡3带电的状态，在该阶段中不进行接触。在此如上所述，当 将被离子化的气体供给到探测卡3时，如图4 (b)所示，在探测卡3 上带电的电荷被中和，从而被除去。
其后，使晶片卡盘2上升，使探针31依次与在晶片W上的被检 査芯片上形成的电极垫接触，通过借助中间环41、探测卡3和探针31 从测试头4向电极垫供给电信号，进行电特性检査。然后，使探针31 依次与晶片W上的电极垫接触，对各芯片进行检査。并且，也可以为 使探针同时与晶片的各被检查芯片的全部的电极垫接触的方式。此外， 在进行接触之前就晶片卡盘2而言，优选例如通过接地等进行除电。
如此，如果对晶片W上的全部的被检查芯片的检查完成，则晶片 卡盘2移动到初期位置，利用未图示的搬送臂搬出该晶片W，同时将 下一个晶片W载置在晶片卡盘2上。
通过离子发生器5进行的探测卡3的除电工序，每当检查晶片W 时可以在其检查之前进行，但也可以在对搬入到与例如框体1邻接的 晶片架的区域1个份(1批份)的晶片进行检査之前，其后不进行除电 工序就进行1批份的晶片的检査。
根据上述实施方式，因为将通过离子发生器5被离子化的气体从 喷嘴部61供给到探测卡3，所以即使探测卡3带电也能够除电，因此 能够降低由探测卡3的带电引起的基板的被检査晶片W的电路的静电 破坏的可能性，此外因为也能够降低由带电引起的噪音，所以能够进 行稳定的检查。
在该实施方式中，如图5所示，在用于安装探测卡3的顶板12的 开口部的口边缘部上以朝向探测卡3喷出被离子化的空气的方式设置 喷嘴部61，并且从喷嘴部61至离子发生器5的空气供给管62的设置 在测试头4和顶板12之间的间隙进行。这样的构成也具有同样的作用 效果。
如上所述，在先前的实施方式中，关于用于所谓的晶片对准的摄 像单元没有图示，但在该实施方式中在图6和图7中记载了整体构成， 同时记载了摄像单元。如图7所示，作为第一摄像单元的缩微照相机7 被固定在晶片卡盘2的下方的Z移动部23上。并且在晶片卡盘2与探 针31的针尖之间的高度位置上，设置有在与晶片卡盘2相对的同时能 够水平地移动的横长的角筒状的移动体8。该移动体8构成为，被安装 在顶板12的下面的导轨81导向，并通过未图示的驱动装置能够水平 移动的方式。
在上述移动体8上设置有对晶片W进行摄像的作为第二摄像单元 的縮微照相机82，使该移动体8预先移动至规定的对准位置，通过在 其下方侧使晶片卡盘2移动，能够通过縮微照相机82对晶片W上的 被捡査芯片的电极垫进行摄像。当这些的縮微照相机7和82的光轴合 在一起时，当利用缩微照相机7对探针31的针尖进行摄像时，当利用 縮微照相机82对晶片W侧的电极垫进行摄像时，通过分别预先求出 当时晶片卡盘2的坐标位置，能够计算接触时的晶片卡盘2的坐标位
置。
在此，在该实施方式中，在上述移动体8上设置有离子发生器5、 喷嘴部61和阀63。该例子中的喷嘴部61， 一端被堵塞，在探测卡3 的大致直径的长度的导管上，以朝上喷出空气的方式在长度方向隔着 间隔穿设多个喷出孔61a。离子发生器5的上游侧的空气供给管62在 框体l内引绕并引出到外部。
在这样的构成中，在探测卡3的下方侧，以使该探测卡3扫描的 方式使移动体8移动，并且从喷嘴部61如图6的虚线所示将被离子化 的空气朝向探测卡3喷出，如此进行探测卡3的除电。即使根据该实 施方式也能够具有同样的作用效果。
在图1所示的装置中，测量不使离子发生器5动作即不对探测卡3 进行除电就进行接触时的晶片卡盘2的电位，得到如图8所示的结果。 在图8中，所谓探针摄像，就是利用设置在晶片卡盘2的下方的Z移 动部23的照相机对探针31进行摄像的阶段，所谓晶片摄像，就是利 用在框体1内移动的照相机对晶片W上的被检査芯片的电极垫进行摄 像的阶段。
并且在该装置中，测量在进行接触之后使离子发生器5动作来进 行探测卡3的除电时的晶片卡盘2的电位，得到如图9所示的结果。 根据这些的结果，可以知道探测卡3带电时，如果利用离子发生器5 进行除电则使其带电量减少。
此外在该装置中，测量在进行接触之前使离子发生器5动作来进 行探测卡3的除电时的晶片卡盘2的电位，得到如图IO所示的结果。 从该结果根据本发明，可以知道，即使晶片W接近探测卡3，也能够 抑制晶片W的带电，降低静电破坏的可能性。
权利要求
1. 一种探测装置，其将排列有多个被检查芯片的基板载置在能够移动的载置台上，使所述被检查芯片的电极垫与探测卡的探针接触，进行被检查芯片的检查，其特征在于，包括用于使气体离子化的离子发生器；和向探测卡供给被该离子发生器离子化的气体以用于除电的喷嘴部。
2. 如权利要求1所述的探测装置，其特征在于 所述喷嘴部以从探测卡的上方供给被离子化的气体的方式设置。
3. 如权利要求2所述的探测装置，其特征在于 所述探测卡，被设置在包围载置台的框体的顶部板上， 在所述顶部板的上方设置有与所述探测卡电接触并在中央具有上下贯通的开口部的测试头，向所述喷嘴部供给气体的气体供给管通过所述开口部被引出到外
4. 如权利要求3所述的探测装置，其特征在于 所述离子发生器被设置在所述测试头的外部。
5. 如权利要求2所述的探测装置，其特征在于 所述探测卡，被设置在包围载置台的框体的顶部板上， 在所述顶部板的上方设置有与所述探测卡电接触的测试头， 向所述喷嘴部供给气体的气体供给管通过所述测试头和所述顶部板之间被引出到外部。
6. 如权利要求5所述的探测装置，其特征在于-所述离子发生器被设置在从所述测试头的下方区域偏离的位置。
7. 如权利要求1所述的探测装置，其特征在于 所述喷嘴部以从探测卡的下方供给被离子化的气体的方式设置。
8. 如权利要求7所述的探测装置，其特征在于在所述探测卡的探针与载置台上的基板之间的高度位置上，设置 有具备用于对所述基板的被检查体芯片的电极垫进行摄像的摄像单元 并在水平方向移动自由的移动体，所述喷嘴部设置在所述移动体上。
9. 如权利要求8所述的探测装置，其特征在于 所述离子发生器设置在所述移动体上。
10. —种探测方法，使排列有多个被检查芯片的基板载置在能够 移动的载置台上，通过探测卡进行检查，其特征在于，包括向所述探测卡供给通过离子发生器被离子化的气体从而对该探测 卡进行除电的工序；和接着，使载置在所述载置台上的基板的被检査芯片的电极垫与探 测卡的探针接触从而进行被检查芯片的检查的工序。
11. 如权利要求10所述的探测方法，其特征在于 所述探测卡，被设置在包围载置台的框体的顶部板上， 在所述顶部板的上方设置有与所述探测卡电接触并在中央具有上下贯通的开口部的测试头，对所述探测卡进行除电的工序为从设置在通过所述开口部从外部 引绕的气体供给管的前端部的喷嘴部，向所述探测卡供给所述被离子 化的气体的工序。
12. 如权利要求10所述的探测方法，其特征在于 所述探测卡设置在包围载置台的框体的顶部板上， 在所述顶板的上方设置有与所述探测卡电接触的测试头， 对所述探测卡进行除电的工序为从设置在从外部向所述测试头的下方侧引绕的气体供给管的前端部的喷嘴部，向所述探测卡供给所述被离子化的气体的工序。
13. 如权利要求10所述的探测方法，其特征在于 在所述探测卡的探针与载置台上的基板之间的高度位置上，设置有具备用于对所述基板的被检査体芯片的电极垫进行摄像的摄像单元 并在水平方向移动自由的移动体，对所述探测卡进行除电的工序为从设置在所述移动体上的喷嘴部 朝向所述探测卡向上方喷出所述被离子化的气体的工序。
14. 一种存储介质，其存储有用于探测装置的在计算机上运行的 程序，该探测装置将排列有多个被检査芯片的基板载置在能够在水平 方向和铅直方向移动的载置台上，利用探测卡进行检查，所述程序，组成步骤组以实施权利要求10 14任一项所述的探测 方法。
全文摘要
本发明提供一种探测装置和探测方法，在使用探测卡对晶片上的IC芯片的电特性进行调查的探测装置中，能够防止基于探测卡带电的IC芯片的静电破坏。将利用离子发生器被离子化的空气从探测卡的上方侧或下方侧供给到探测卡。例如在测试头的外部配置离子发生器的同时从此处通过测试头中央部的开口部至探测卡的上方附近引绕气体供给管，在其前端部设置喷嘴部。或者是搭载用于对晶片上的IC芯片的电极垫进行摄像的照相机，在探测卡与晶片载置台之间在能够水平移动的移动部件上设置喷嘴部，从此处向探测卡喷出被离子化的空气。
文档编号G01R31/28GK101393251SQ20081009885
公开日2009年3月25日 申请日期2008年5月19日 优先权日2007年9月21日
发明者河野功, 花轮一纪 申请人:东京毅力科创株式会社