JP2000039467A - How to clean the probe card - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

(57)【要約】【解決手段】反応性イオンエッチング等の技術を用い、
アルミニウムとタングステンの選択比を高め、プローブ
カードのニードル部の先端に付着した酸化アルミニウム
等の不純物を選択的にエッチングすることを特徴とす
る。また、異方性エッチング技術を用い、プローブカー
ドのプローブニードル部以外を遮蔽板により遮蔽し、前
記プローブニードル部のみにエッチングを行う。【効果】アルミニウムまたはアルミナのみを選択的にエ
ッチング除去できるため、プローブニードルの摩耗が少
なく、寿命の向上が図れる。また、従来の方法と比べ、
ウエット処理、及び乾燥工程が不要であるため、作業が
短時間で済み、プローブニードル間の漏れ電流の発生も
無い。さらに、遮蔽板により、プローブカードのプロー
ブニードル部以外のダメージを最小化することができ
る。(57) [Summary] [Technical solution] Using a technique such as reactive ion etching,
It is characterized in that the selectivity between aluminum and tungsten is increased and impurities such as aluminum oxide attached to the tip of the needle portion of the probe card are selectively etched. Further, by using an anisotropic etching technique, a portion other than the probe needle portion of the probe card is shielded by a shielding plate, and only the probe needle portion is etched. [Effect] Since only aluminum or alumina can be selectively removed by etching, the wear of the probe needle is small and the life can be improved. Also, compared to the conventional method,
Since a wet process and a drying process are not required, the operation can be performed in a short time, and no leakage current occurs between the probe needles. Further, the shield plate can minimize damage other than the probe needle portion of the probe card.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はドライエッチを用い
たプローブカードの洗浄方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a probe card using dry etching.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハ、または液晶表示体パネル
の電気的特性検査で用いるプローブカードは、電気的特
性検査を行うにつれ、プローブニードル先端に酸化アル
ミニウム等の不純物が堆積する。この不純物により電極
パッドとプローブカードのプローブニードル間に接触抵
抗が生じ、電気的特性検査の精度を下げ、良品を不良品
と判定してしまい、歩留まりを下げてしまう。2. Description of the Related Art In a probe card used for testing electrical characteristics of a semiconductor wafer or a liquid crystal display panel, impurities such as aluminum oxide are deposited on the tip of a probe needle as the electrical characteristics are tested. This impurity causes contact resistance between the electrode pad and the probe needle of the probe card, lowering the accuracy of the electrical characteristic test, determining a good product as a defective product, and lowering the yield.

【０００３】このため、このプローブカードのプローブ
ニードル先端に付着した不純物を除去する方法として、
特開平０４−１７７８４９、特開平０２−０４４７４６
の例がある。For this reason, as a method of removing impurities attached to the tip of the probe needle of the probe card,
JP-A-04-177849, JP-A-02-044746
There is an example.

【０００４】前者の例は、図３の様な構造となってい
る。The former example has a structure as shown in FIG.

【０００５】１cは半導体ウエハ、２cはプローブカー
ド、３cはプローブニードル、４cは研磨板、５cはステ
ージである。この例では、半導体ウエハ１ｃが真空吸着
されるステージ５ｃには、セラミック製の研磨板４ｃが
取り付けられている。電気的特性検査中、プローブニー
ドル３ｃは、半導体ウエハ１ｃ内全チツプと接触する
が、プローブカード２ｃとステージ５ｃとの相対移動に
際して、必ずプローブニードル３ｃの先端は半導体ウエ
ハ１ｃの外側にも接触するので、研磨板４ｃとも接触す
る事になる。このためプローブニードル３ｃの先に付着
したゴミは研磨板４ｃにより取り除かれる。これにより
ウエハ上に落下するゴミが減少し、集積回路領域である
固体撮像素子の収率を向上させる事ができる。[0005] 1c is a semiconductor wafer, 2c is a probe card, 3c is a probe needle, 4c is a polishing plate, and 5c is a stage. In this example, a ceramic polishing plate 4c is mounted on a stage 5c on which the semiconductor wafer 1c is vacuum-sucked. During the electrical characteristic test, the probe needle 3c contacts all the chips in the semiconductor wafer 1c, but the tip of the probe needle 3c always contacts the outside of the semiconductor wafer 1c when the probe card 2c and the stage 5c move relative to each other. Therefore, it comes into contact with the polishing plate 4c. Therefore, dust adhering to the tip of the probe needle 3c is removed by the polishing plate 4c. As a result, the amount of dust falling on the wafer is reduced, and the yield of the solid-state imaging device in the integrated circuit area can be improved.

【０００６】また、後者の例は、図４の様になってい
る。１ｄはテストヘッド部、２ｄは半導体ウエハ、３ｄ
はプローブカード、４ｄはプローブニードル部、５ｄは
ステージ、６ｄは研磨作業部、７ｄは通電回路、８ｄは
電源、９ｄは恒温装置、１０ｄはテスター部、１１ｄは
電極板、１２ｄは研磨浴槽、１３ｄは研磨溶液である。
この例では、研磨作業部６ｄにおいてプローブカード３
ｄは、研磨浴槽１２ｄに対して接近移動され、全プロー
ブニードル４ｄが電気的にそれぞれ接続される。続いて
通電回路７ｄを介して電源８ｄにより、所要の電圧、電
流がプローブニードル４ｄ群と研磨溶液１３ｄとの間
に、所要の処理時間だけ印加される。このとき研磨溶液
１３ｄの温度は恒温装置９ｄにより最適温度に維持され
る。これによりプローブニードル４ｄ群の先端部は極く
微細に化学研磨され、その腐食表面や異物等を除去され
て再生させることができる。FIG. 4 shows an example of the latter. 1d is a test head part, 2d is a semiconductor wafer, 3d
Is a probe card, 4d is a probe needle section, 5d is a stage, 6d is a polishing work section, 7d is an energizing circuit, 8d is a power supply, 9d is a thermostat, 10d is a tester section, 11d is an electrode plate, 12d is a polishing bath, and 13d. Is a polishing solution.
In this example, the probe card 3 is
d is moved closer to the polishing bath 12d, and all the probe needles 4d are electrically connected. Subsequently, a required voltage and current are applied between the probe needles 4d group and the polishing solution 13d for a required processing time by the power supply 8d via the energizing circuit 7d. At this time, the temperature of the polishing solution 13d is maintained at an optimum temperature by the thermostat 9d. As a result, the tip of the probe needle 4d group is extremely finely chemically polished, and its corroded surface, foreign matter and the like can be removed and regenerated.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】特開平０４−１７７８
４９の例では、電気的特性検査により、プローブカード
のプローブニードル先端部に付着した酸化アルミニウム
等の不純物を除去する方法として、セラミック等の研磨
板を用いている。この方法だと、不純物が付着していな
いニードルにおいても、研磨を行うことになり、結果と
してプローブニードルの平行度を損ね、プローブカード
の寿命を低下してしまうという問題があった。SUMMARY OF THE INVENTION Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-1778
In the example of 49, a polishing plate of ceramic or the like is used as a method of removing impurities such as aluminum oxide attached to the tip of the probe needle of the probe card by an electrical characteristic test. According to this method, polishing is performed even on a needle to which impurities are not attached, and as a result, there is a problem that the parallelism of the probe needle is impaired and the life of the probe card is shortened.

【０００８】また、特開平０２−０４４７４６では、プ
ローブニードル先端に付着する不純物を除去する方法と
して、ウエツトエツチングを用いている。この方法だ
と、十分に洗浄を行うことが困難であり、ニードル間の
漏れ電流が発生しやすく、乾燥時間も長いという問題が
あった。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-044746, wet etching is used as a method for removing impurities adhering to the tip of a probe needle. According to this method, there is a problem that it is difficult to sufficiently perform cleaning, a leakage current between needles is easily generated, and a drying time is long.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】（手段１）本発明による
プローブカードの洗浄方法は、反応性イオンエッチング
等の技術を用い、エッチングガスにＣｌ系，Ｂｒ系等の
選択性エッチングガスを用いることにより、アルミニウ
ムとタングステンのエッチング選択比を高め、プローブ
カードのニードル部の先端に付着した酸化アルミニウム
等の不純物を選択的にエッチングすることを特徴とす
る。[Means for Solving the Problems] (Means 1) A method for cleaning a probe card according to the present invention uses a technique such as reactive ion etching and the like, and uses a selective etching gas such as Cl-based or Br-based as an etching gas. Thus, the etching selectivity between aluminum and tungsten is increased, and impurities such as aluminum oxide attached to the tip of the needle portion of the probe card are selectively etched.

【００１０】（手段２）本発明によるプローブカードの
洗浄方法は、異方性ドライエッチング技術を用い、プロ
ーブカードのプローブニードル部以外を遮蔽板により遮
蔽し、前記プローブニードル部のみにエッチングを行う
ことを特徴とする。(Means 2) In the method for cleaning a probe card according to the present invention, an area other than the probe needle portion of the probe card is shielded by a shielding plate by using an anisotropic dry etching technique, and only the probe needle portion is etched. It is characterized by.

【００１１】[0011]

【作用】手段１による方法では、特開平０４−１７７８
４９の例のような、研磨によるプローブニードル先端の
洗浄方法と比べると、ニードル先端部に付着した酸化ア
ルミニウムのみを選択的にエッチング除去できるため、
プローブニードルの摩耗が少なく、プローブカードの寿
命の向上が図れる。また、特開平０２−０４４７４６の
例のような、化学的研磨をもちいたプローブニードル先
端部の酸化アルミニウムのエッチング除去方法と比べ
て、溶解剤をもちいたウエット処理、及び、乾燥工程が
不要であるため、作業が短時間で済み、また、洗浄不足
に起因するプローブニードル間の漏れ電流の発生も無
い。The method according to the means 1 is disclosed in JP-A-04-1778.
Compared with the method of cleaning the tip of the probe needle by polishing as in the example of 49, only aluminum oxide attached to the tip of the needle can be selectively removed by etching.
The wear of the probe needle is small, and the life of the probe card can be improved. Also, compared to the method of etching and removing the aluminum oxide at the tip of the probe needle using chemical polishing as in the example of JP-A-02-044746, a wet treatment using a dissolving agent and a drying step are unnecessary. Therefore, the work is completed in a short time, and there is no generation of leakage current between the probe needles due to insufficient cleaning.

【００１２】また、手段２による方法では、遮蔽板によ
りプローブカードのプローブニードル部への影響を最小
化することができる。In the method according to the second aspect, the influence on the probe needle portion of the probe card can be minimized by the shielding plate.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】図１は、手段１による実施例であ
る。図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は本発明の原理に
ついて詳細を表した図である。図１において、１ａは恒
温槽、２ａは、プローブカード、３ａは試料台、４ａは
プローブニードル、５ａは高周波電源、６ａは排気、７
ａは反応性エッチングガス、８ａはチャンバー、９ａは
加速されたイオン、１０ａはプローブニードル４ａの先
端に固着したアルミニウムまたはアルミナ、１１ａは加
速されたイオン９ａとプローブニードル先端に固着した
アルミニウムまたはアルミナ１０ａとの反応生成物とす
る。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1A is an overall view, and FIG. 1B is a view showing details of the principle of the present invention. In FIG. 1, 1a is a thermostat, 2a is a probe card, 3a is a sample table, 4a is a probe needle, 5a is a high-frequency power supply, 6a is exhaust, 7a
a is a reactive etching gas, 8a is a chamber, 9a is accelerated ions, 10a is aluminum or alumina fixed to the tip of the probe needle 4a, 11a is aluminum or alumina 10a fixed to the accelerated ions 9a and the tip of the probe needle. And the reaction product of

【００１４】手段１の方法では、図１（ａ）において反
応性エッチングガス７ａをチャンバー８a内に入れ、高
周波電源５ａをもちい、電極３ａ間にプラズマを発生さ
せる。このプラズマにより、反応性エッチングガス７ａ
は励起され、解離しイオン化し９ａとなる。さらに、電
極３ａ間に発生した電界により、イオン９ａは加速され
プローブカード２ａのプローブニードル４ａに衝突す
る。イオン９ａの衝突により、プローブニードル４ａ表
面の化学反応が促進され、プローブニードル４ａの先端
に付着したアルミニウムまたはアルミナ１０ａとイオン
９ａとの反応性生物１１ａが生成されプローブニードル
４ａより脱離する。脱離した反応性生物１１ａは、プロ
ーブニードル４ａへの再付着を防ぐため、排気６ａより
チャンバー８ａ外に脱気される。このとき、タングステ
ン材であるプローブニードル４ａもエッチングされる
が、エッチレートの差によりアルミニウムまたはアルミ
ナ１０ａのエッチングが律速となる。In the method of the means 1, a reactive etching gas 7a is introduced into a chamber 8a in FIG. 1A, and a plasma is generated between the electrodes 3a by using a high frequency power supply 5a. The reactive etching gas 7a is generated by this plasma.
Is excited, dissociated and ionized to 9a. Further, the ions 9a are accelerated by the electric field generated between the electrodes 3a and collide with the probe needles 4a of the probe card 2a. Due to the collision of the ions 9a, a chemical reaction on the surface of the probe needle 4a is promoted, and a reaction product 11a of the ions 9a with aluminum or alumina 10a attached to the tip of the probe needle 4a is generated and desorbed from the probe needle 4a. The desorbed reactive product 11a is degassed from the exhaust 6a to the outside of the chamber 8a in order to prevent reattachment to the probe needle 4a. At this time, the probe needle 4a, which is a tungsten material, is also etched, but the etching of aluminum or alumina 10a is rate-determined by the difference in etch rate.

【００１５】また、このとき、プローブカード２ａの温
度上昇を避けるため、試料台３ａの温度を循環恒温剤に
より一定に保つ。At this time, in order to avoid a rise in the temperature of the probe card 2a, the temperature of the sample table 3a is kept constant by the circulating thermostat.

【００１６】よって、手段１によりプローブカード２ａ
のプローブニードル４ａ先端に固着したアルミニウムま
たはアルミナ１０ａを選択的にエッチングし除去するこ
とが可能となる。Therefore, the probe card 2a
Of the probe needle 4a can be selectively etched and removed.

【００１７】また、図２は、手段２による実施例であ
る。図２において、１ｂはプローブカード、２ｂはプロ
ーブニードル、３ｂは正に帯電した電極、４ｂは負に帯
電した電極、５ｂは導電性の試料台、６ｂは遮蔽板、７
ｂは正の電荷、８ｂは負の電荷、９ｂはイオン化された
反応性エッチングガス、１０ｂは遮蔽板６ｂと電極４ｂ
に挟まれた空間にあるイオン化された反応性エッチング
ガスとする。手段２により、電極３ｂと電極４ｂの間に
遮蔽板６ｂをもうけ、電極４ｂと遮蔽板６ｂを通電させ
る。遮蔽板６ｂは、プローブカード１ｂのプローブニー
ドル２ｂを露出させるような形状とする。遮蔽板６ｂに
より、遮蔽板６ｂと電極４ｂに挟まれた空間にあるイオ
ン化された反応性エッチングガス１０ｂは、電界の影響
を受けないため加速しない。このため、プローブニード
ル２ｂ以外のプローブカード１ｂの部分は、保護され
る。また、遮蔽板６ｂに覆われていないプローブニード
ル２ｂは、電極３ｂと電極４ｂの間で発生した電界によ
り加速された反応性エッチングガス９ｂにより、選択的
にエッチングされる。FIG. 2 shows an embodiment using the means 2. In FIG. 2, 1b is a probe card, 2b is a probe needle, 3b is a positively charged electrode, 4b is a negatively charged electrode, 5b is a conductive sample stage, 6b is a shielding plate, 7
b is a positive charge, 8b is a negative charge, 9b is an ionized reactive etching gas, 10b is a shielding plate 6b and an electrode 4b
And the ionized reactive etching gas in the space sandwiched between the two. The shield plate 6b is provided between the electrode 3b and the electrode 4b by the means 2, and the electrode 4b and the shield plate 6b are energized. The shielding plate 6b is shaped so as to expose the probe needle 2b of the probe card 1b. Due to the shield plate 6b, the ionized reactive etching gas 10b in the space between the shield plate 6b and the electrode 4b is not accelerated because it is not affected by the electric field. Therefore, portions of the probe card 1b other than the probe needles 2b are protected. Further, the probe needle 2b not covered by the shielding plate 6b is selectively etched by the reactive etching gas 9b accelerated by the electric field generated between the electrode 3b and the electrode 4b.

【００１８】よって、手段２により、遮蔽板６ｂを用い
ることによりプローブカード１ｂのプローブニードル２
ｂ以外について、チャンバー内で発生したプラズマによ
りイオン化されたエッチングガス９ｂの衝突を防ぎ、プ
ローブニードル２ｂ以外のダメージを最小限にとどめる
ことが可能となる。Therefore, the means 2 allows the probe needle 2 of the probe card 1b by using the shielding plate 6b.
For other than b, collision of the etching gas 9b ionized by the plasma generated in the chamber can be prevented, and damage other than the probe needle 2b can be minimized.

【００１９】[0019]

【発明の効果】手段１により、プローブニードル先端部
に付着したアルミニウムまたはアルミナのみを選択的に
エッチング除去できるため、プローブニードルの摩耗が
少なく、プローブカードの寿命の向上が図れる。また手
段１による方法では、化学的研磨をもちいたプローブニ
ードル先端部の酸化アルミニウムのエッチング除去方法
と比べて、溶剤等をもちいたウエット処理、及び、乾燥
工程が不要であるため、作業が短時間で済み、また、洗
浄不足に起因するプローブニードル間の漏れ電流の発生
も無い。According to the means 1, since only aluminum or alumina adhering to the tip of the probe needle can be selectively removed by etching, the wear of the probe needle is reduced and the life of the probe card can be improved. In addition, the method according to the method 1 does not require a wet process using a solvent or the like and a drying process as compared with the method of etching and removing aluminum oxide at the tip of the probe needle using chemical polishing. In addition, there is no generation of leakage current between the probe needles due to insufficient cleaning.

【００２０】また、手段２により、遮蔽板によりプロー
ブカードのプローブニードル部以外を保護することで、
手段１を用いる事で懸念されるプローブカードのニード
ル部以外のダメージを最小化することができる。In addition, by means 2 of the present invention, a portion other than the probe needle portion of the probe card is protected by a shielding plate,
By using the means 1, it is possible to minimize the damage of the probe card other than the needle portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明における手段１による実施例の図。FIG. 1 is a diagram of an embodiment by means 1 in the present invention.

【図２】本発明における手段２による実施例の図。FIG. 2 is a diagram of an embodiment by means 2 in the present invention.

【図３】従来の実施例の図。FIG. 3 is a diagram of a conventional embodiment.

【図４】従来の実施例の図。FIG. 4 is a diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ａ・・・・恒温槽 ２ａ・・・・プローブカード ３ａ・・・・試料台 ４ａ・・・・プローブニードル ５ａ・・・・高周波電源 ６ａ・・・・排気 ７ａ・・・・反応性エッチングガス ８ａ・・・・チャンバー ９ａ・・・・加速されたイオン １０ａ・・・プローブニードル４ａの先端に固着したア
ルミニウムまたはアルナ １１ａ・・・加速されたイオン９ａとプローブニードル
先端に固着したアルミニウムまたはアルミナ１０ａとの
反応生成物 １ｂ・・・・プローブカード ２ｂ・・・・プローブニードル ３ｂ・・・・正に帯電した電極 ４ｂ・・・・負に帯電した電極 ５ｂ・・・・導電性の試料台 ６ｂ・・・・遮蔽板 ７ｂ・・・・正の電荷 ８ｂ・・・・負の電荷 ９ｂ・・・・イオン化された反応性エッチングガス １０ｂ・・・遮蔽板６と電極４に挟まれた空間にあるイ
オン化された反応性エッチングガス １c・・・・半導体ウエハ ２c・・・・プローブカード ３c・・・・プローブニードル ４c・・・・研磨板 ５c・・・・ステージ １ｄ・・・・テストヘッド部 ２ｄ・・・・半導体ウエハ ３ｄ・・・・プローブカード ４ｄ・・・・プローブニードル部 ５ｄ・・・・ステージ ６ｄ・・・・研磨作業部 ７ｄ・・・・通電回路 ８ｄ・・・・電源 ９ｄ・・・・恒温装置 １０ｄ・・・テスター部 １１ｄ・・・電極板 １２ｄ・・・研磨浴槽 １３ｄ・・・研磨溶液1a ··· constant temperature chamber 2a ··· probe card 3a ··· sample table 4a ··· probe needle 5a ··· high frequency power supply 6a ··· exhaust 7a ··· reactive etching gas 8a ··· Chamber 9a ··· Accelerated ions 10a · · · Aluminum or alumina fixed to the tip of the probe needle 4a 11a · · · Aluminum or alumina 10a fixed to the accelerated ions 9a and the probe needle tip ··· Probe card 2b ··· Probe needle 3b ··· Positively charged electrode 4b ··· Negatively charged electrode 5b ··· Conductive sample stage 6b ··· Shielding plate 7b ··· Positive charge 8b ··· Negative charge 9b ··· Ionized reactive etching gas 10b ··· Shielding plate 6 Ionized reactive etching gas in the space between the electrodes 4 1c ··· Semiconductor wafer 2c ··· Probe card 3c ··· Probe needle 4c ··· Polishing plate 5c ··· Stage 1d ··· Test head section 2d ··· Semiconductor wafer 3d ··· Probe card 4d ··· Probe needle section 5d ··· Stage 6d ··· Polishing work section 7d ··· Electrification Circuit 8d Power supply 9d Constant temperature device 10d Tester section 11d Electrode plate 12d Polishing bath 13d Polishing solution

Claims (2)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]【請求項１】異方性低温ドライエッチング技術により、
半導体あるいは液晶表示体パネルの電気的特性検査工程
で用いるプローブカードのプローブニードル先端に付着
したアルミニウムまたはアルミナの不純物を選択的に除
去することを特徴とするプローブカードの洗浄方法。1. An anisotropic low-temperature dry etching technique,
A method of cleaning a probe card, comprising selectively removing impurities of aluminum or alumina attached to the tip of a probe needle of a probe card used in an electrical characteristic inspection process of a semiconductor or liquid crystal display panel.【請求項２】異方性ドライエッチング技術を用い、プロ
ーブカードのプローブニードル部以外を遮蔽し、前記プ
ローブニードル部のみにエッチングを行うことを特徴と
するプローブカードの洗浄方法。2. A method of cleaning a probe card, wherein an anisotropic dry etching technique is used to shield a portion of the probe card other than the probe needle portion, and etching is performed only on the probe needle portion.