JPH1019928A - クリーニング部材及びそれを用いたクリーニング方法 - Google Patents

クリーニング部材及びそれを用いたクリーニング方法

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JPH1019928A
JPH1019928A JP8173721A JP17372196A JPH1019928A JP H1019928 A JPH1019928 A JP H1019928A JP 8173721 A JP8173721 A JP 8173721A JP 17372196 A JP17372196 A JP 17372196A JP H1019928 A JPH1019928 A JP H1019928A
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JP
Japan
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cleaning
probe
semiconductor
adhesive
cleaning member
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JP8173721A
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English (en)
Inventor
Minoru Takano
実 高野
Noriaki Nakasaki
範昭 中崎
Kazuo Kato
和男 加藤
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーニングを繰り返しても半導体検査用プ
ローブの先端部にダメージを与えることのなく、異物を
効率的に除去できるクリーニング部材、クリーニング方
法を提供する。 【解決手段】 表面に粘着物質を有するクリーニング部
材、とりわけ、半導体ウエハ上に粘着性膜を形成したク
リーニング部材であり、更に、前記粘着物質の粘着力
(JIS Z 0237)が100〜250g/25m
mであるクリーニング部材である。また、前記クリニン
グ部材を用いて半導体計測用プローブの少なくとも先端
部をオーバードライブするクリーニング方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体計測用プロ
ーブの主に先端部に付着した異物を除去するためのクリ
ーニング部材とそれを用いたクリーニング方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の電気的諸特性をウエハー段
階で検査するすために使用されるプローブカードは、通
常、タングステン等の金属細線からなるプローブにより
構成され、これを半導体ウエハ上の評価用パッドに押圧
接触(以下オーバードライブという)させ検査される。
しかしながら、この検査を繰り返すとプローブ先端部及
びその近傍にパッドから削り取られた金属屑をはじめと
した異物が付着する。こうした異物を除去せずに放置す
るとプローブとパッド間に導通不良が発生し検査が不可
能になることがあるほか、プローブの種類によっては異
物を介して隣接するプローブ先端がブリッジしたり、或
いは塑性変形を生じて正確にパッドへ接触させることが
困難になることがある。
【0003】上記問題の防止のために、プローブ先端部
並びにその近傍のクリーニングを検査の所定回ごとに繰
り返して異物を除去する方法がこれまで行なわれ、通
常、プローバーの研磨ステージ(アルミナ製)上でプロ
ーブの先端部を研磨するか、或いはプローブカードをプ
ローバーから取り外し、溶剤中で筆等により洗浄し異物
を除去する方法がとられている。
【0004】しかしながら、研磨ステージを用いる方法
では、クリーニングを繰り返すとプローブ先端部に平坦
な研磨面ができるため、クリーニング前と比較して毎回
均一な接触をすることが困難になり接触抵抗が不安定に
なったり、研磨面のエッジでパッドから削り取られる金
属屑が増加する等の問題が生じる。特に、プローブがV
LS成長法による針状単結晶体の表面を金属化すること
により導電性を付与されている場合には、金属膜を削り
取られてしまうとプローブとしての寿命が大きく縮めら
れ致命的である。また、溶剤を使用する方法では、クリ
ーニングの度にプローブカードのセッティングをやり直
さねばならず、作業性に問題がある。
【0005】また、研磨による弊害を回避する目的で、
プローブ先端部の研磨量を低減する方法として、弾性の
母材に研磨材を混入させたクリーニング部材(特開平7
−244074号公報参照)が提案されている。しか
し、このクリーニング部材を用いてクリーニングすると
しても、研磨量を皆無にすることは不可能であり、前記
金属膜が薄い場合にはプローブの寿命を少なからず縮め
ることになる。更に、研磨された金属屑は、クリーニン
グ部材に固着されるわけではないので、再度プローブ先
端部に付着してしまうという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来技
術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、複
数回のクリーニングを繰り返してもプローブ先端部に全
くダメージを与えることなく、異物を効率的に除去する
ことができ、プローブの寿命を縮めることのない、クリ
ーニング部材とそれを用いたクリーニング方法を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体計測用
プローブ先端部に付着した異物を除去するクリーニング
部材であって、表面に粘着物質を有することを特徴とす
るクリーニング部材であり、とりわけ、半導体ウエハ上
に粘着性膜を形成したことを特徴とする前記のクリーニ
ング部材である。
【0008】また、本発明は、半導体計測用プローブに
より電気的特性の測定が行なわれる半導体ウエハと、同
一形状であること、前記粘着物質の粘着力(JIS Z
0237)が100g/25mm〜250g/25m
mであることを特徴とする前記のクリーニング材であ
る。
【0009】更に、本発明は、前記のクリーニング材を
用いて半導体計測用プローブの少なくとも先端部をクリ
ーニングすることを特徴とするクリーニング方法であっ
て、半導体計測用プローブの少なくとも先端部をオーバ
ードライブすること、半導体計測用プローブの少なくと
も先端部を複数回挿入すること、或いはオーバードライ
ブ時の荷重が0.1〜20gf/pinであることを特
徴とする前記のクリーニング方法である。
【0010】
【発明の実施形態】本発明のクリーニング部材は、その
表面に粘着物質を有するものである。その形状に関して
は、クリーニング材の使用する目的から、半導体計測用
プローブの先端部が形成する線或いは面が一度に触れる
ことができる表面形状を有していれば良いが、一般的に
は平面形状を有する。特に、半導体ウエハ上に粘着物質
を膜状に形成した形状のクリーニング材は、前記の平面
形状の表面を容易に高い平面度で得ることが出来るので
好ましい。とりわけ、電気的測定が行われる半導体ウエ
ハと同一形状としたものは、検査する多数の半導体ウエ
ハの群の中に混在させておくことによって、プローバ内
で所定回ごとに半導体計測用プローブをクリーニングす
ることができ、メンテナンスフリーで半導体ウエハの電
気特性評価を行えるという効果があり、好ましい。
【0011】本発明の粘着物質としては、粘着テープや
粘着シート、或いは半導体ウエハ等の基材上に粘着剤を
塗布したものなど、いろいろな形態の粘着剤を用いるこ
とができる。粘着剤の種類としては、アクリル系、ゴム
系、シリコーン系など各種粘着剤が使用できるが、クリ
ーニングという用途上、粘着剤に異物が固着してプロー
ブから除去される際に粘着剤がプローブに付着する、い
わゆる糊残りは避けなければならない。したがって、再
剥離性を有しかつ糊残りの少ない、例えば半導体製造用
のダイシングテープに使用されているようなアクリル系
粘着剤を利用することがより好ましい。尚、前記ダイシ
ングテープ以外にも、半導体製造用粘着テープにはこの
ほか用途により、研磨布固定用、ペリクル固定用、バッ
クグラインド用等があるがいずれも利用可能である。
【0012】本発明では、前記接着物質の粘着力(JI
S Z 0237)が100g/25mm以上250g
/25mm以下であることが好ましく、特に、120g
/25mm以上200g/25mm以下であることが一
層好ましい。粘着力が100g/25mm未満あると異
物が残り易くなり、250g/25mmを越えると半導
体計測用プローブの表面に糊残りを生じやすく、また、
時にはプローブに反りを生じたり酷い時には破損を招く
恐れがあるからであり、両者の兼ね合いから120g/
25mm以上200g/25mm以下が好適の範囲であ
る。尚、粘着物質の厚みはピン先端部が十分に挿入され
かつ糊残りを生じない範囲であることが好ましく、一般
には10〜50μm程度である。
【0013】本発明においては、半導体計測用プローブ
の材質は特に限定されるものではないが、VLS成長法
により作製された針状単結晶の表面を金属化したもので
ある場合には、プローブ先端部へのダメージがプローブ
寿命に及ぼす影響が大きいことから、本発明のクリーニ
ング部材及びそれを用いたクリーニング方法はより効果
的である。
【0014】以下、本発明のクリーニング方法につい
て、VLS(Vapor−Liquid−Solid)
成長法により作製された針状単結晶の表面を金属化した
半導体計測用プローブを例として詳細に説明する。半導
体計測用プローブの製造で用いられるVLS成長法は
R.S.Wagner and W.C.Ellis:
Appl.Phys.Letters,4(1964)
89に開示されている。表面に(111)面をもつSi
単結晶基板の所定の位置にAuバンプを配置し、これを
SiCl4、H2等のガス雰囲気中でAu−Si共晶点以
上に加熱すると、Au−Si合金中にSiがとりこまれ
て基板と垂直方向にエピタキシャル成長し、<111>
軸方向に針状単結晶体が形成される。
【0015】VLS成長法で作製した針状単結晶体は表
面を金属化(導電化)してはじめてプローブとして使用
できる。金属化するにあたっては、蒸着法、メッキ法及
びディップ法等の方法がとられる。具体的には、針状単
結晶体にNi−P、Cr等の下地メッキをし、次いでA
u、Cu等の良導電性金属で表層メッキを行ない、最後
にプローブ先端の耐久性を高める目的でPd、Rh等で
メッキが施される。
【0016】本発明のクリーニング方法では、前述のク
リーニング部材を用い、これに上記例示した半導体計測
用プローブの少なくとも先端部を触れさせることで、半
導体計測用プローブの先端部及びその近傍に存在する異
物を除去し、しかも該異物は一旦除去されたら粘着物質
に付着するので、再び半導体計測用プローブの先端部或
いはその近傍等に付着することはなく、異物を効率よく
除去できる。
【0017】クリーニング部材の粘着物質に半導体計測
用プローブの少なくとも先端部を接触させる方法に関し
て、前記半導体計測用プローブをオーバードライブさせ
れば良く、一般的には、通常の半導体の電気特性評価時
のプロービング操作と同じ動作となる垂直方向へのオー
バードライブで十分である。垂直方法のオーバードライ
ブを達成するには、上下動可能で平坦なテーブルに真空
チャック或いはクランプ等でクリーニング部材を固定
し、プローブピンが破損しない範囲のオーバードライブ
量が付加されるようにテーブルを上下動させる機構を有
する装置を用いることができる。このような装置の代わ
りに、通常のプローバーに本発明のクリーニング部材を
組み込むことで容易に達成でき、しかも再現性の高い、
簡便なクリーニング方法が達成できるという利点があ
る。
【0018】また、オーバードライブの回数は1度でも
十分であるが、異物の半導体計測用プローブへの固着状
況に応じて、複数回することが好ましく、上述の装置や
前記通常のプローバーに本発明のクリーニング部材を組
み込む方法により、容易に達成できる。オーバードライ
ブ量については、半導体計測用プローブが弾性的に座屈
し、しかも破損には至らない程度にすれば良く、通常こ
の範囲は20〜100μmである。尚、オーバードライ
ブ時のプローブピンにかかる荷重は0.1〜20gf/
pinであることが好ましい。荷重が0.1gf/pi
n未満であると異物を十分に除去することができない場
合があるし、20gf/pinを越えると理由は不明で
あるが、接着物質の一部がプローブピン側に移る糊残り
現象を生じることがある。
【0019】
【実施例】
〔実施例1〜6〕 <半導体計測用プローブの準備>半導体計測用プローブ
として、図2に示すとおり、VLS成長法によって得た
Si製の針状単結晶体2(直径15μm、長さ1600
μm)の表面にNiメッキ3(厚さ0.2μm)、Au
メッキ4(厚さ1.6μm)、更にPdメッキ5(厚さ
0.5μm)を施したものを13個準備した。このうち
6個については、糊残りの測定に供し、残り7個につい
ては、いずれもAuメッキしたSiウエハに30万回プ
ロービングして、該半導体計測用プローブの先端部に異
物が付着した状態にしてクリーニングテストの試片とし
た。
【0020】<クリーニング部材の準備>図1に示すと
おり、半導体ウエハを基材7とし、その上にいろいろな
種類の粘着剤層6を有する粘着テープを張り付けて、い
ろいろなクリーニング部材を作製した。実施例1〜4で
は、ダイシングテープに用いられているアクリル系粘着
剤について、いろいろな粘着力のものを使用し、実施例
5及び実施例6では、アルミ蒸着テープ、ラミネート用
テープ、メッキ用マスキングテープ等に使用されている
粘着剤の中から、合成ゴム系粘着剤とシリコーン系粘着
剤とを選択した。
【0021】<クリーニングテスト>図1に示したとお
り、クリーニング部材は粘着剤層6が上面になるよう
に、平坦なテーブル10に真空チャックで固定し、試片
をプローブピン9が前記クリーニング部材に対向して固
定する。この状態で、テーブル10を上下動させてプロ
ーブピン9を粘着剤層6にプロービングさせることで試
片のクリーニングを行う。プローブピン9と粘着剤層6
の接触は、プローブをオーバードライブさせて行なう
が、このときのオーバードライブ量は40μm、ピン荷
重は0.5gf/pinとした。なお、クリーニングテ
ストではプロービング回数は10回とした。クリーニン
グテスト前後の試片について、SEM観察し、その写真
からプローブピンの先端から50μm以内の領域に存在
する1μm以上の大きさの異物の数を数え、クリーング
テスト前後の前記異物数から、次式により異物除去率を
算出した。この結果を表1に示す。 異物除去率=(A−B)/A×100 ここで、A:クリーニングテスト前の異物数 B:クリーニングテスト後の異物数
【0022】<糊残りの測定>試片がAuメッキしたS
iウエハにプロービングされていないことを除いては、
前記クリーニングテストと同じ条件でプロービングし、
この処理後の試片についてSEMにて糊残りの有無を観
察した。この結果を表1に示す。
【0023】〔比較例〕比較例として、半導体計測用プ
ローブの先端部をイソプロピルアルコール中で筆により
洗浄する方法を用い、実施例1〜6と同じ方法で評価し
た。この結果を表1に実施例1〜6の結果と共に示す。
【0024】
【表1】 *1 JIS Z0237による。単位:g/25mm
【0025】
【発明の効果】本発明のプローブピン先端部のクリーニ
ング部材及びそれを用いたクリーニング方法によれば、
複数回のクリーニングを繰り返してもプローブピン先端
部に全くダメージを与えることなく、異物を効率的に除
去することができるので、プローブの寿命を縮めること
のない、簡易なクリーニングが可能になる。
【0026】また、クリーニング部材をウエハ上に粘着
性薄膜を形成したり、さらにはプローブにより電気的特
性の測定が行なわれる半導体ウエハと同一形状に形成し
たのち半導体ウエハに混在させておくことで、プローバ
ー動作時に所定回毎の自動的なクリーニングができるた
め、メンテナンスフリーでのプロービングが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のクリーニング部材、及びクリーニン
グ方法の一例を示す模式図。
【図2】 本発明の実施例に用いた、表面を金属化した
VLS成長法によるプローブピンの説明図。
【符号の説明】
1; 単結晶基板 2; 針状単結晶体 3; Niメッキ 4; Auメッキ 5; Pdメッキ 6; 粘着物質(粘着剤)層 7; 基材 8; プローブカード 9; プローブピン 10; テーブル

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体計測用プローブ先端部に付着した
    異物を除去するクリーニング部材であって、表面に粘着
    物質を有することを特徴とするクリーニング部材。
  2. 【請求項2】 半導体ウエハ上に粘着性膜を形成したこ
    とを特徴とする請求項1記載のクリーニング部材。
  3. 【請求項3】 半導体計測用プローブにより電気的特性
    の測定が行なわれる半導体ウエハと、同一形状であるこ
    とを特徴とする請求項2記載のクリーニング部材。
  4. 【請求項4】 前記粘着物質の粘着力(JIS Z 0
    237)が100g/25mm〜250g/25mmで
    あることを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3
    記載のクリーニング部材。
  5. 【請求項5】 請求項1、請求項2、請求項3又は請求
    項4記載のクリーニング部材を用いて半導体計測用プロ
    ーブの少なくとも先端部をクリーニングすることを特徴
    とするクリーニング方法。
  6. 【請求項6】 半導体計測用プローブの少なくとも先端
    部をオーバードライブすることを特徴とする請求項5記
    載のクリーニング方法。
  7. 【請求項7】 半導体計測用プローブの少なくとも先端
    部を複数回挿入することを特徴とする請求項6記載のク
    リーニング方法。
  8. 【請求項8】 オーバードライブ時の荷重が0.1〜2
    0gf/pinであることを特徴とする請求項6又は請
    求項7記載のクリーニング方法。
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