專利名稱：探針針跡轉(zhuǎn)印部件及探針裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探針針跡轉(zhuǎn)印部件及探針裝置，更具體地說，本 發(fā)明涉及在使多個(gè)探針與被檢査體電接觸而對被檢査體進(jìn)行電氣性能 檢查時(shí)，為了進(jìn)行多個(gè)探針的調(diào)準(zhǔn)而轉(zhuǎn)印多個(gè)探針的針跡的探針的針 跡轉(zhuǎn)印部件和具有該針跡轉(zhuǎn)印部件的探針裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)使用多個(gè)探針對半導(dǎo)體晶片等被檢查體進(jìn)行電學(xué)性能檢查時(shí)， 例如在由照相機(jī)對探針片上多個(gè)探針的針頭進(jìn)行拍攝而測出探針的針 頭位置之后，使被檢查體的電極極板和多個(gè)探針接觸進(jìn)行檢査。使用 照相機(jī)檢測探針針頭位置時(shí)，由于相機(jī)的焦點(diǎn)聚合于探針針頭需要時(shí) 間，所以不得不騰出時(shí)間調(diào)準(zhǔn)被檢查體和探針片，因此，通常選擇有 代表性的幾根探針，而不是對所有探針進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)。
但是，在電極極板極小的情況下，有可能所有的探針都不能和各 自的電極極板相吻合，所以，在這種情況下，盡可能希望檢測出全部 探針針頭的位置。但是，對于探針片在制造上存在偏差等，即使是同 一樣式的探針片也難以避免制造上的偏差等，要求進(jìn)行更高精度的針 頭檢測。
另外，由于多個(gè)制造商開發(fā)了多種探針片，所以此時(shí)有必要開發(fā) 一種專業(yè)的計(jì)算機(jī)程序算法以便以立體方式對多個(gè)探針進(jìn)行圖像認(rèn) 知。由于這需要大量經(jīng)費(fèi)，所以如果能夠在二維薄膜上復(fù)制多個(gè)探針， 計(jì)算機(jī)程序算法的開發(fā)就會(huì)變得很容易。
例如專利文件1公開了一種使用轉(zhuǎn)印片檢測探針針頭狀態(tài)的方 法。采用這種方法，將熱膨脹之后的探針壓焊在轉(zhuǎn)印片上，并在該轉(zhuǎn) 印片上留下針跡，該轉(zhuǎn)印片位于載置臺(tái)橫向的支持臺(tái)上；檢測出轉(zhuǎn)印 片上的針跡之后，調(diào)準(zhǔn)熱膨脹后的探針。專利文件1特開2005-07925
發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文件1的技術(shù)中，在轉(zhuǎn)印片上留下多個(gè)探針的針跡 以便調(diào)準(zhǔn)多個(gè)探針，在進(jìn)行下一次調(diào)準(zhǔn)時(shí)，用加熱單元加熱轉(zhuǎn)印片使 樹脂熔融，由此消去針跡，但是，作為轉(zhuǎn)印片使用聚烯烴類樹脂或聚
氯乙烯類樹脂等熱塑性樹脂，因此，需將轉(zhuǎn)印片加熱至例如100 120 'C并保持該溫度規(guī)定時(shí)間(例如l分鐘左右)，才能使針跡消失，生產(chǎn) 率低下。另外，由于必須將轉(zhuǎn)印片的溫度調(diào)整到常溫附近，因此，在 超過IO(TC的高溫檢查中存在針跡消失的可能而難以使用，即使使用， 轉(zhuǎn)印片要比載置臺(tái)的溫度低很多，轉(zhuǎn)印片和載置臺(tái)的溫度差大，存在 該溫差對高溫檢查帶來不良影響的問題。
為了解決上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種探針的針跡轉(zhuǎn)印 部件和探針裝置，其能夠使其針跡在短時(shí)間內(nèi)消失從而提高檢査的生 產(chǎn)率，而且能夠減輕在高溫檢查時(shí)由針跡轉(zhuǎn)印部件對溫度造成的影響。
本發(fā)明權(quán)利要求1的針跡轉(zhuǎn)印部件，是在使可移動(dòng)的載置臺(tái)上的 被檢查體和多個(gè)探針電接觸而檢查所述被檢查體的電氣性能之前，進(jìn) 行所述多個(gè)探針的調(diào)準(zhǔn)時(shí)，為了進(jìn)行上述多個(gè)探針的調(diào)準(zhǔn)而轉(zhuǎn)印所述 多個(gè)探針的針跡的針跡轉(zhuǎn)印部件，其被附設(shè)于所述載置臺(tái)，其特征在 于具有形狀記憶聚合物，該形狀記憶聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下， 彈性率在彈性率高的玻璃狀態(tài)和彈性率低的橡膠狀態(tài)間可逆且快速地 變化。
另外，本發(fā)明權(quán)利要求2記載的探針的針跡轉(zhuǎn)印部件，如權(quán)利要
求1的發(fā)明，其特征在于所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度設(shè)為與所述載置臺(tái)的
設(shè)定溫度接近的溫度。
另外，本發(fā)明權(quán)利要求3記載的探針的針跡轉(zhuǎn)印部件，如權(quán)利要
求1或2的發(fā)明，其特征在于所述形狀記憶聚合物主要成分是聚氨
酯類樹脂。
另外，本發(fā)明權(quán)利要求4記載的探針裝置，是在使搭載于可移動(dòng)
的載置臺(tái)上的被檢查體和配置于所述載置臺(tái)上方的多個(gè)探針電接觸而 進(jìn)行所述被檢查體的電氣特性檢査時(shí)，將所述多個(gè)探針的針跡轉(zhuǎn)印在 附設(shè)有所述載置臺(tái)的支持臺(tái)的針跡轉(zhuǎn)印部件上，利用攝像單元對所述 針跡轉(zhuǎn)印部件的針跡攝像而進(jìn)行所述多個(gè)探針的調(diào)準(zhǔn)的探針裝置，其特征在于所述針跡轉(zhuǎn)印部件具有形狀記憶聚合物，該形狀記憶聚合 物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下，彈性率在彈性率高的玻璃狀態(tài)和彈性率低的 橡膠狀態(tài)間可逆且快速地變化。
另夕卜，本發(fā)明權(quán)利要求5記載的探針裝置，如權(quán)利要求4所述的 探針裝置，其特征在于所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度設(shè)為與所述載置臺(tái)的設(shè) 定溫度接近的溫度。
另外，本發(fā)明權(quán)利要求6記載的探針裝置，如權(quán)利要求4或5的 發(fā)明，其特征在于所述形狀記憶聚合物的主要成分是聚氨酯類樹脂。 另夕卜，本發(fā)明權(quán)利要求7記載的探針裝置，如權(quán)利要求4 6中任
一項(xiàng)的發(fā)明，其特征在于所述支持臺(tái)具有調(diào)整所述聚合物溫度的溫 度調(diào)整單元。
根據(jù)本發(fā)明，可以在極短時(shí)間內(nèi)消除針跡從而提高生產(chǎn)率，并且 可以提供一種探針針跡轉(zhuǎn)印部件和探針裝置，減輕在高溫檢査時(shí)對溫 度的影響。


圖1為表示本發(fā)明探針裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖2 (a) (c)為分別表示使用圖1的探針裝置的、利用探針在 針跡轉(zhuǎn)印部件上施加針跡、使針跡消失的過程的說明圖。
圖3為表示針跡轉(zhuǎn)印部件所使用的形狀記憶聚合物的溫度和彈性 率的關(guān)系的圖表。
圖4為表示設(shè)置有針跡轉(zhuǎn)印部件的針頭檢測裝置的側(cè)面圖。
圖5 (a) (c)分別為表示使用針跡轉(zhuǎn)印部件調(diào)準(zhǔn)探針工序的說 明圖。
圖6 (a) (d)分別為圖4 (a) (c)表示的工序的后續(xù)工序圖。
圖7為表示在調(diào)準(zhǔn)之后將探針和半導(dǎo)體晶片電接觸而進(jìn)行檢査工 序的說明圖。 符號說明
10 探針裝置
11 晶片卡盤12 探針片 12A探針
13A CCD相機(jī)(攝像單元)
16 針頭檢測裝置(支持臺(tái))
17 針跡轉(zhuǎn)印部件 17A針跡
W 半導(dǎo)體晶片
具體實(shí)施例方式
以下，以圖1 7所示的實(shí)施方式為例進(jìn)行具體說明。其中，圖l 為表示本發(fā)明探針裝置第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖2 (a) (c)為表 示用于圖1探針裝置的探針在針跡轉(zhuǎn)印部件上分別轉(zhuǎn)印針跡和消除針 跡的過程的說明圖。圖3為表示用于針跡轉(zhuǎn)印部件的形狀記憶聚合物 的溫度與彈性率關(guān)系的圖表。圖4為表示針跡轉(zhuǎn)印部件上針頭檢測裝 置的側(cè)面圖。圖5 (a) (c)分別為表示使用針跡轉(zhuǎn)印部件調(diào)準(zhǔn)探針 工序的說明圖。圖6 (a) (d)為圖4 (a) (c)所示工序的后續(xù) 工序圖。圖7為表示調(diào)準(zhǔn)后使探針與半導(dǎo)體晶片電接觸而進(jìn)行檢查工 序的說明圖。
首先，參照圖l對本實(shí)施方式的探針裝置進(jìn)行說明。如圖1所示， 本實(shí)施方式的探針裝置IO包括載置有被檢查體(半導(dǎo)體晶片)W的 可移動(dòng)的晶片卡盤11、位于晶片卡盤上方的探針片12、對探針片12 的多個(gè)探針12A和晶片卡盤11上的半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)的調(diào)準(zhǔn)機(jī) 構(gòu)13、控制晶片卡盤11和調(diào)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)13等的控制裝置14;在控制裝置 14的控制下驅(qū)動(dòng)調(diào)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)13,調(diào)準(zhǔn)晶片卡盤11上的半導(dǎo)體晶片W和 探針片12的多個(gè)探針12A之后，使多個(gè)探針12A和與其對應(yīng)的半導(dǎo) 體晶片W的電極極板電接觸，檢查半導(dǎo)體晶片W的電學(xué)性能。
晶片卡盤11通過在控制裝置14的控制下驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15，向 X、 Y、 Z以及e方向移動(dòng)。在晶片卡板11的一側(cè)配置有針頭檢測裝置 16。該針頭檢測裝置16構(gòu)成為通過在本實(shí)施方式的針跡轉(zhuǎn)印部件17 上進(jìn)行轉(zhuǎn)印而檢測多個(gè)探針12A的針頭位置，以便調(diào)準(zhǔn)多個(gè)探針12A。
如圖1所示，本實(shí)施方式的針跡轉(zhuǎn)印部件17配置于晶片卡盤11的一側(cè)，用于調(diào)準(zhǔn)多個(gè)探針12A。該針跡轉(zhuǎn)印部件17如圖所示利用附 設(shè)在晶片卡盤11 一側(cè)的支持體而被支持，在本實(shí)施例中可利用針頭檢 測裝置16進(jìn)行升降。針頭檢測裝置16，在調(diào)準(zhǔn)多個(gè)探針12A時(shí)，如 圖2 (a)所示，將針跡轉(zhuǎn)印部件17抬高到規(guī)定的高度以轉(zhuǎn)印針跡17A。 在多個(gè)探針12A離開針跡轉(zhuǎn)印部件17時(shí)，在針跡轉(zhuǎn)印部件17上形成 與多個(gè)探針12A的排列一致的針跡17A。如圖2 (b)所示，利用CCD 相機(jī)13A拍攝該針跡17A。利用該圖像可以得到多個(gè)探針12A的XY 坐標(biāo)。如圖2 (c)所示，對針跡轉(zhuǎn)印部件17進(jìn)行后述規(guī)定溫度的加熱 而使這些針跡17A消失，從而能夠反復(fù)使用。另外，在圖2中只表示 了針頭檢測裝置16中后述接觸體的一部分。
艮P，如圖2 (a) (c)所示，針跡轉(zhuǎn)印部件17配置在針頭檢測 裝置16上。針跡轉(zhuǎn)印部件17具有，在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(glass-transition temperature) TG下，在彈性率高的玻璃狀態(tài)和彈性率低的橡膠狀態(tài)之 間發(fā)生可逆且急劇的變化的形狀記憶聚合物。針跡轉(zhuǎn)印部件17處于玻 璃狀態(tài)的溫度區(qū)域時(shí)，如圖2的(a)所示，能夠在針跡轉(zhuǎn)印部件17 的上面留下了多個(gè)探針12A的針跡。由于在彈性率高的玻璃狀態(tài)下形 成針跡17A,因此只要針跡轉(zhuǎn)印部件17處于玻璃狀態(tài)下，就能夠保持 針跡17A的形態(tài)。當(dāng)該針跡轉(zhuǎn)印部件17被加熱到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG 以上而達(dá)到彈性率低的橡膠狀態(tài)時(shí)，針跡17A在短時(shí)間內(nèi)消失回復(fù)平 坦面。
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG能夠以例如rc為單位在寬泛的溫度范圍內(nèi)變
化，例如，能夠根據(jù)半導(dǎo)體晶片W的檢查溫度設(shè)定在25 150'C的范 圍內(nèi)。用于本實(shí)施例的針跡轉(zhuǎn)印部件17的形狀記憶聚合物并沒有受到 特殊限定，可以使用聚氨酯(polyurethane)類樹脂、聚降冰片烯 (polynorbomene)類樹脂、聚異戊二烯(polyisoprene)類樹脂等。本 實(shí)施例中，優(yōu)選聚氨酯類樹脂的形狀記憶聚合物。如圖3所示，當(dāng)針 跡轉(zhuǎn)印部件17采用聚氨酯類樹脂的形狀記憶聚合物時(shí)，在玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度TG的大致士7'C的溫度區(qū)域內(nèi)，在玻璃狀態(tài)和橡膠狀態(tài)之間發(fā)生 可逆且急劇的變化。
因此，高溫檢査時(shí)，要將玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG設(shè)定為與晶片卡盤 11的設(shè)定溫度接近的溫度。通過選擇合適的、具有上述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG的形狀記憶聚合物，針跡轉(zhuǎn)印部件17在比晶片卡盤11的溫度低 且接近晶片卡盤11的溫度下的玻璃狀態(tài)下，形成探針12A的針跡17A; 在比晶片卡盤溫度高且接近晶片卡盤11的溫度下的橡膠狀態(tài)下，探針 12A的針跡17A瞬間消失。也就是說，由于由形狀記憶聚合物形成針 跡轉(zhuǎn)印部件17，因此能夠在夾著玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG的狹小溫度區(qū)域 內(nèi)設(shè)定形成針跡17A的溫度和使針跡17A消失的溫度；能夠抑制對半 導(dǎo)體晶片W的高溫檢查帶來的溫度影響，同時(shí)，能夠在短時(shí)間內(nèi)從形 成針跡17A的溫度升高到使針跡17A消失的溫度，在極短的時(shí)間內(nèi)回 復(fù)平坦面，進(jìn)而大幅度地提高檢查的生產(chǎn)效率。
更具體來說，優(yōu)選在比形狀記憶聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低例如 15'C的溫度(T=TG-15°C)下，對形狀記憶聚合物轉(zhuǎn)印多個(gè)探針12A 的針跡17A。根據(jù)形狀記憶聚合物的種類適當(dāng)變更比玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 低的溫度?？梢栽O(shè)定為比15'C更接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。當(dāng)針跡 轉(zhuǎn)印溫度比玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低15'C以上時(shí)，因針頭檢測裝置16的溫度 的影響會(huì)破壞晶片卡盤11上的半導(dǎo)體晶片W的面內(nèi)溫度的均衡性， 從而有可能會(huì)降低檢査的可靠性。另外，根據(jù)探針12的種類調(diào)整形狀 聚合物的成分而適當(dāng)改變針跡17A的轉(zhuǎn)印溫度，由此能夠確保針跡轉(zhuǎn) 印部件17的最佳彈性率，容易根據(jù)探針12A的種類而形成針跡17A。
如圖1所示，針跡轉(zhuǎn)印部件17配置在晶片卡盤11的近旁，所以 形狀記憶聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG優(yōu)選如上所述盡可能接近晶片 卡盤ll溫度的溫度。當(dāng)在100'C以上高溫下檢查半導(dǎo)體晶片W時(shí)，優(yōu) 選具有作為此時(shí)的晶片卡盤11的溫度的IOO'C以上的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 TG的形狀記憶聚合物。如此，使針跡轉(zhuǎn)印部件17的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 TG接近晶片卡盤11的溫度，由此能夠抑制晶片卡盤17和轉(zhuǎn)印針跡17A 時(shí)針跡轉(zhuǎn)印部件17之間的溫差所引發(fā)的對半導(dǎo)體晶片W的高溫檢查 的影響。
在低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG的溫度下形狀記憶聚合物的彈性率較 高，能夠維持原樣地保持針跡17A，如圖2所示，利用CCD相機(jī)13A 能夠容易地檢測形成在針跡轉(zhuǎn)印部件17上的針跡17A，從而能夠準(zhǔn)確 且高精度地檢測出多個(gè)探針12A的XY坐標(biāo)。
形成在針跡轉(zhuǎn)印部件17上的針跡17A,如果通過針頭檢測裝置16的加熱器將形狀記憶聚合物加熱到比玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG高的溫度，則 如圖2的(c)所示，針跡17A會(huì)在短時(shí)間內(nèi)消失，恢復(fù)平坦面。如果 是以往的聚烯族碳化氫和聚氯化乙烯樹脂的話，從針跡轉(zhuǎn)印的常溫附 近的溫度加熱到100 120'C而使樹脂融解，如果不維持上述狀態(tài)1分 鐘以上則無法使針跡消失，從而阻礙檢查生產(chǎn)率的提高。與此相對， 如果從比晶片卡盤11的溫度低一些的溫度加熱到比玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 TG高一些的溫度，針跡17A就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)消失，所以能夠提高處理 生產(chǎn)率。
然而，通過板座(cardholder) 18將探針片12安裝在探測室的支 座頂板(head plate)上。在多個(gè)探針12A和與其相對應(yīng)的半導(dǎo)體晶片 W的電極極板相電接觸的狀態(tài)下，根據(jù)檢驗(yàn)器(未圖示)發(fā)送的信號 對半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行電學(xué)性能檢查。
另外，如圖1所示，調(diào)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)13包括攝像單元(CCD相機(jī))13A 和在支持CCD相機(jī)13A的能夠在一方向上往復(fù)移動(dòng)的調(diào)準(zhǔn)橋13B。在 控制裝置14的控制下，CCD相機(jī)13A通過調(diào)準(zhǔn)裝置13B從待機(jī)位置 移動(dòng)到探針片12中心的正下方(以下稱"探針中心")，并停留在該位 置。在調(diào)準(zhǔn)時(shí)，在晶片卡盤ll向X、 Y方向移動(dòng)的期間，位于探針中 心的CCD相機(jī)13A從上方對晶片卡盤11上的半導(dǎo)體晶片W的電極極 板進(jìn)行攝像，利用其圖像處理部14C進(jìn)行圖像處理，并將該攝像的圖 像顯示在顯示畫面(未圖示)上。另外，這個(gè)CCD相機(jī)13A如下所述 拍攝附設(shè)于晶片卡盤11的針頭檢測裝置16，并進(jìn)行圖像處理，將其顯 示在顯示畫面上。
另外，如圖1所示，控制裝置14包括運(yùn)算處理部14A、存儲(chǔ)部14B 和所述圖像處理部14C。利用保存在存儲(chǔ)部14B中的各種程序控制探 針裝置10。因此，在存儲(chǔ)部14B中存儲(chǔ)有執(zhí)行用于對半導(dǎo)體晶片W和 探針的調(diào)準(zhǔn)的檢查的程序。
如圖1、圖4所示，配置有針跡轉(zhuǎn)印部件17的針頭檢測裝置16 包括氣缸等升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)161和通過升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)161升降的傳感機(jī) 構(gòu)162。而且，檢測多個(gè)探針12A的針頭位置時(shí)，升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)161 將傳感機(jī)構(gòu)162從待機(jī)位置抬升到和晶片卡盤11上的半導(dǎo)體晶片W的 上面大概相等的高度上。傳感機(jī)構(gòu)162，例如圖4所示，包括，內(nèi)置有氣缸機(jī)構(gòu)且發(fā)揮位移 傳感器功能的傳感器部162A;安裝在構(gòu)成傳感器部162A的氣缸機(jī)構(gòu) 的活塞桿162B上端，且保持在從傳感器部162A上浮的位置上的接觸 體162C，其構(gòu)成為，利用壓縮空氣供給源等施壓單元(未圖示)向構(gòu) 成傳感器部162A的氣缸內(nèi)供給壓縮空氣，并通過氣缸內(nèi)的活塞(未圖 示)對接觸體162施加規(guī)定壓力。而且，在接觸體162的上面裝卸自 如地安裝有板狀的針跡轉(zhuǎn)印部件17，在針跡轉(zhuǎn)印部件17上如上所述轉(zhuǎn) 印多個(gè)探針12A的針跡17A。
另外，如圖4所示，在接觸體162C安裝有加熱器162D。該加熱 器162D將針跡轉(zhuǎn)印部件17加熱到比形狀聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG 高的溫度，使多個(gè)探針12A的針跡消失。所以，針跡轉(zhuǎn)印部件17可以 反復(fù)使用。
另外，在活塞桿162B的下端安裝有鎖定板(未圖示)。使接觸體 162C，在傳感器部162A中借助鎖定板總是彈性地保持在距傳感器部 162A規(guī)定距離的上浮位置上。在接觸體162C和傳感部162A之間形成 的間隙是162C升降的范圍。由傳感部162A檢測該間隙的距離，總是 利用該傳感部162A監(jiān)視接觸體162C的位置。
施壓單元作為規(guī)定的壓力在第一壓力和第二壓力之間切換。在檢 測多個(gè)探針12A的針頭高度時(shí)設(shè)定第一壓力，第一壓力設(shè)定為比第二 壓力低。調(diào)準(zhǔn)時(shí)，在針跡轉(zhuǎn)印部件17的上面轉(zhuǎn)印多個(gè)探針12A的針跡， 并在此時(shí)設(shè)定第二壓力。
傳感部162A具有定壓閥等壓力調(diào)整單元(未圖示)，該壓力調(diào)整 單元用于穩(wěn)定保持規(guī)定壓力。通過這些壓力調(diào)整單元，接觸體162C向 傳感部162A下降時(shí)，緩緩排出壓縮空氣，穩(wěn)定地保持第一壓力。
在接觸體162C保持第一壓力的狀態(tài)下，針頭檢測裝置16通過晶 片卡盤11上升，由此即使接觸體162C通過針跡轉(zhuǎn)印部件17與多個(gè)探 針12A接觸，多個(gè)探針12A也不會(huì)發(fā)生彈性變形，而是保持初始的針 頭高度，這種狀態(tài)下的接觸體162C向傳感部162A下降。在接觸體162C 保持第一壓力的狀態(tài)下，多個(gè)探針12A的每根探針會(huì)產(chǎn)生0.5gf的壓力 作用于針跡轉(zhuǎn)印部件17。針跡轉(zhuǎn)印部件17在第一壓力下與多個(gè)探針 12A接觸時(shí)，即使受到了來自多個(gè)探針12A的針頭壓力也不會(huì)形成針跡。
在接觸體162C保持在第二壓力下的狀態(tài)時(shí)，針跡轉(zhuǎn)印部件17即 使承受了來自多個(gè)探針12A的針頭壓力，接觸體162C不是向傳感部 162A側(cè)下降，而是保持初始的位置，利用多個(gè)探針12A在針跡轉(zhuǎn)印部 件17的上面轉(zhuǎn)印針跡。
下面，參照圖5 圖7說明使用針跡轉(zhuǎn)印部件17的探針裝置10 的工作原理。
首先，在晶片卡盤11上承載半導(dǎo)體晶片W之后，對半導(dǎo)體晶片 W進(jìn)行高溫檢査時(shí)，利用內(nèi)置于晶片卡盤11內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將半 導(dǎo)體晶片W加熱到規(guī)定溫度，同時(shí)晶片卡盤ll向XY方向移動(dòng)，使用 調(diào)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)13和針頭檢測裝置16檢測探針片12的多個(gè)探針12A的針頭 位置。而且，調(diào)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)13的CCD相機(jī)13A通過調(diào)準(zhǔn)橋13B向探針中 心、即探針片12中心的正下方移動(dòng)。接著，在晶片卡盤11在調(diào)準(zhǔn)橋 13B下方移動(dòng)期間內(nèi)，針頭檢測裝置16通過升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)161使傳感 機(jī)構(gòu)162從如圖5的(a)所示的待機(jī)狀態(tài)如該圖的(b)中箭頭所示 上升，將接觸體162C上針跡轉(zhuǎn)印部件17的上面設(shè)定為與晶片卡盤11 上的半導(dǎo)體晶片W的上面大概相同的高度(水平level)。此時(shí)，在 針頭檢測裝置16中，利用內(nèi)置于接觸體162的加熱器162D(參照圖2、 圖4)，將針跡轉(zhuǎn)印部件17加熱到比玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG低15'C的、接 近于晶片卡盤11的溫度。
然后，晶片卡盤11向X、 Y方向移動(dòng)，如圖5的(c)所示，接觸 體162C到達(dá)CCD相機(jī)13A的正下方，此時(shí)，CCD相機(jī)13A檢測針 跡轉(zhuǎn)印部件17的上表面的高度。在檢測針跡轉(zhuǎn)印部件17的上表面的 高度后，確認(rèn)傳感機(jī)構(gòu)162的動(dòng)作。在確認(rèn)了傳感機(jī)構(gòu)162工作正常 后，檢測多個(gè)探針12A的針頭位置。
在檢測多個(gè)探針12A的針頭位置中，暫時(shí)將調(diào)準(zhǔn)橋13B退避至待 機(jī)位置，然后，如圖6的(a)所示，晶片卡盤11從Z方向的基準(zhǔn)位 置上升，使配置于針頭檢測裝置16的針跡轉(zhuǎn)印部件17與多個(gè)探針12A 接近并接觸。晶片卡盤11進(jìn)一步上升，接觸體162C經(jīng)針跡轉(zhuǎn)印部件 17被多個(gè)探針12A擠壓，而向傳感主體162A側(cè)下降。此時(shí)，由于接 觸體162彈性地保持在第一壓力下，所以即使多個(gè)探針12A對針跡轉(zhuǎn)印部件17產(chǎn)生針頭壓力，不會(huì)發(fā)生彈性變形，不會(huì)對針跡轉(zhuǎn)印部件17 留下痕跡(不使多個(gè)探針12A的針頭轉(zhuǎn)印在針跡轉(zhuǎn)印部件17上)；隨 著晶片卡盤11的上升，接觸體162C原樣地保持在第一壓力的狀態(tài)下， 向傳感器162A側(cè)下降，與其上升量相對應(yīng)地接觸體162C在保持第一 壓力的狀態(tài)下向傳感器部162A側(cè)下降，使162A、 162C兩者間的距離 靠近，間隙變小。
此時(shí)，傳感部162A監(jiān)視與接觸體162C之間的距離，在因接觸體 162C的下降使得間隙產(chǎn)生變化，傳感部162A檢測間隙的距離，將檢 測信號發(fā)送給控制裝置14。由此，控制裝置14在運(yùn)算處理部14A中 對預(yù)先設(shè)定的間隙初始值和傳感部162A檢測出的檢測值進(jìn)行比較，根 據(jù)檢測值比初始值小的瞬間從晶片卡盤11的基準(zhǔn)位置開始的上升距 離，算出針跡轉(zhuǎn)印部件17上表面的高度，即算出多個(gè)探針12A的針頭 位置的高度。如此，多個(gè)探針12A不會(huì)產(chǎn)生彈性變化，也不會(huì)對針跡 轉(zhuǎn)印部件17留下痕跡，而使接觸體162C開始下降，因此能夠精確地 檢測出作為多個(gè)探針12A針頭高度的下降開始的位置。將依上述方法 檢測出的多個(gè)探針12A的針頭高度作為Z坐標(biāo)數(shù)據(jù)保持到控制裝置14 的存儲(chǔ)部14B中。
然后，晶片卡盤11返回Z方向的基準(zhǔn)位置之后，將施加到接觸體 162C上的壓力從第一壓力切換到第二壓力，再次如圖6 (b)的箭頭所 示上升，而針跡轉(zhuǎn)印部件17與多個(gè)探針12A接觸，晶片卡盤11過壓。 即使晶片卡盤11過壓，接觸體162C也保持在第二壓力下不向傳感器 部162A側(cè)下降而保持初始位置，因此，如圖2的(a)所示，多個(gè)探 針12A插入針跡轉(zhuǎn)印部件17，如該圖(b)所示，在針跡轉(zhuǎn)印部件17 的上表面轉(zhuǎn)印針跡162F。此時(shí)，形狀記憶聚合物為玻璃狀態(tài)保持這些 針跡17A (參照圖2的(b))。
另外，作為在針跡轉(zhuǎn)印部件17的上表面形成針跡17A的方法，除 上述方法以外，還可以通過在檢測出了多個(gè)探針12A的針頭高度的狀 態(tài)下，從第一壓力切換到第二壓力，使接觸體162C回到初始位置，從 而在針跡轉(zhuǎn)印部件17上形成針跡17A。
如上所述，在針跡轉(zhuǎn)印部件17上轉(zhuǎn)印針跡17A之后，在晶片卡盤 11下降到基準(zhǔn)位置時(shí)，CCD相機(jī)13A通過調(diào)準(zhǔn)橋13B行進(jìn)至探針中心，然后，晶片卡盤11從基準(zhǔn)位置上升，如圖6的(c)所示，CCD 相機(jī)13A分別檢測出針跡轉(zhuǎn)印部件17的多個(gè)針跡17A (參照圖2的 (b))。由此，能夠檢測多個(gè)探針12A的多個(gè)位置，或者根據(jù)需要檢測 他們?nèi)康腦Y位置，將各自的XY坐標(biāo)數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)部14B中。 通過上述一系列的操作，可以得到多個(gè)探針12A的針頭位置，即XYZ 坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以供半導(dǎo)體晶片W和多個(gè)探針12A的調(diào)準(zhǔn)。
在進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)時(shí)，晶片卡盤11向X、 Y方向移動(dòng)，如圖6的(d) 所示，CCD相機(jī)13A在半導(dǎo)體晶片W的多個(gè)位置檢測與多個(gè)探針12A 對應(yīng)的電極極板，將各個(gè)電極極板的XY坐標(biāo)數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)部14B 中。經(jīng)過上述一系列的操作，完成對多個(gè)探針12A和半導(dǎo)體晶片W的 電極極板的調(diào)準(zhǔn)。完成調(diào)準(zhǔn)之后，晶片卡盤11向檢査開始的位置移動(dòng)， 在該位置上升，如圖7所示，使最初的芯片的多個(gè)電極極板和與之對 應(yīng)的多個(gè)探針12A相接觸，進(jìn)行電學(xué)性能檢査。然后，利用晶片卡盤 11對半導(dǎo)體晶片W轉(zhuǎn)盤供給(index-feed),對半導(dǎo)體晶片W所有的 芯片進(jìn)行電學(xué)性能檢査。
在使針跡轉(zhuǎn)印部件17的針跡17A消失時(shí)，利用內(nèi)置于針頭檢測裝 置16的接觸體162C的加熱器162D對針跡轉(zhuǎn)印部件17進(jìn)行加熱，在 其溫度達(dá)到比玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG高的溫度時(shí)，形狀記憶聚合物從玻璃 狀態(tài)快速轉(zhuǎn)變成橡膠狀態(tài)，針跡17A在短時(shí)間內(nèi)全部消失，針跡轉(zhuǎn)印 部件17恢復(fù)平坦面。由此，能夠重新調(diào)準(zhǔn)探針片12的多個(gè)探針12A。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，在使能夠移動(dòng)的晶片卡盤ll上的半 導(dǎo)體晶片W與多個(gè)探針12A電接觸而進(jìn)行半導(dǎo)體晶片W的電氣特性 的檢查之前，對多個(gè)探針12A進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)，此時(shí)，為了進(jìn)行多個(gè)探針12A 的調(diào)準(zhǔn)而在晶片卡盤11上附設(shè)有能夠轉(zhuǎn)印多個(gè)探針12A的針跡17F的 針跡轉(zhuǎn)印部件17，該針跡轉(zhuǎn)印部件17具有形狀記憶聚合物，其能夠在 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TG上能夠在彈性率高的玻璃狀態(tài)和彈性率低的橡膠 狀態(tài)之間可逆且快速地變化，因此，在接近于晶片卡盤ll的溫度的玻 璃狀態(tài)的溫度區(qū)域?qū)︶樭E17A進(jìn)行轉(zhuǎn)印，在略高于晶片卡盤11的溫度 的橡膠狀態(tài)的溫度區(qū)域使針跡17A瞬時(shí)消失，由此，保持針跡17A的 溫度和使針跡17A小時(shí)的溫度的溫度差小，因而，能夠在短時(shí)間內(nèi)使 針跡17A消失，而提高生產(chǎn)率。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于形狀記憶聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 接近晶片卡盤ll的設(shè)定溫度，因此即使在高溫檢查時(shí)也能抑制因針跡
轉(zhuǎn)印部件17的溫度引發(fā)的半導(dǎo)體晶片W的溫度降低，保持半導(dǎo)體晶 片W面內(nèi)溫度的均勻性，提高檢查的可靠性。形狀記憶聚合物由聚氨 酯類樹脂形成，因此能夠優(yōu)選具有與半導(dǎo)體晶片W的檢查溫度一致的 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TF的形狀記憶聚合物。另外，能夠根據(jù)探針12A的 種類適當(dāng)改變針跡轉(zhuǎn)印部件17的針跡轉(zhuǎn)印溫度，使探針12A能夠以最 佳的彈性率與探針12A相接觸。
與此相對，以往作為針跡轉(zhuǎn)印部件使用聚烯烴(polyolefm)或聚 氯乙烯時(shí)，保持針跡17A的溫度和晶片卡盤溫度之間的溫差大，可能 會(huì)降低檢査的可靠性；同時(shí)，從保持針頭痕跡的溫度到使其消失溫度 的溫差大，加熱到針跡消失溫度需要時(shí)間，而且即使達(dá)到消失溫度也 要保持該溫度1分鐘以上，所以直到針跡消失需要大量時(shí)間，導(dǎo)致處 理生產(chǎn)率低下。
另外，本發(fā)明并沒有對所述實(shí)施方式進(jìn)行任何限制，能夠根據(jù)對 各種結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行適當(dāng)變更。例如，在上述實(shí)施方式中作為針跡轉(zhuǎn)印 部件使用由聚氨酯類樹脂構(gòu)成的形狀記憶聚合物，但也可根據(jù)需要適 當(dāng)選擇并使用其他的形狀記憶聚合物。另外，在上述實(shí)施方式中直接 將形狀記憶聚合物配置在接觸體162C上，但也可以在接觸體上配置層 疊在樹脂制基板上的形狀記憶聚合物。另外，還可以不使用針頭檢測 裝置，而是僅在支持臺(tái)上配置針跡轉(zhuǎn)印部件的裝置；進(jìn)一步，除形狀 記憶聚合物以外，只要是能夠在玻璃狀態(tài)和橡膠狀態(tài)間可逆且快速變 化的聚合物都能夠使用。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠適用于對半導(dǎo)體晶片等被檢査體進(jìn)行電氣性能進(jìn)行檢 査的探針裝置。
權(quán)利要求
1.一種針跡轉(zhuǎn)印部件，是在使可移動(dòng)的載置臺(tái)上的被檢查體和多個(gè)探針電接觸而檢查所述被檢查體的電氣性能之前，進(jìn)行所述多個(gè)探針的調(diào)準(zhǔn)時(shí)，為了進(jìn)行上述多個(gè)探針的調(diào)準(zhǔn)而轉(zhuǎn)印所述多個(gè)探針的針跡的針跡轉(zhuǎn)印部件，其被附設(shè)于所述載置臺(tái)，其特征在于具有形狀記憶聚合物，該形狀記憶聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下，彈性率在彈性率高的玻璃狀態(tài)和彈性率低的橡膠狀態(tài)間可逆且快速地變化。
2. 如權(quán)利要求1所述的探針針跡轉(zhuǎn)印部件，其特征在于 所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度設(shè)為與所述載置臺(tái)的設(shè)定溫度接近的溫度。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的探針針跡轉(zhuǎn)印部件，其特征在于-所述形狀記憶聚合物主要成分是聚氨酯類樹脂。
4. 一種探針裝置，是在使搭載于可移動(dòng)的載置臺(tái)上的被檢査體和 配置于所述載置臺(tái)上方的多個(gè)探針電接觸而進(jìn)行所述被檢查體的電氣 特性檢査時(shí)，將所述多個(gè)探針的針跡轉(zhuǎn)印在附設(shè)有所述載置臺(tái)的支持 臺(tái)的針跡轉(zhuǎn)印部件上，利用攝像單元對所述針跡轉(zhuǎn)印部件的針跡攝像 而進(jìn)行所述多個(gè)探針的調(diào)準(zhǔn)的探針裝置，其特征在于所述針跡轉(zhuǎn)印部件具有形狀記憶聚合物，該形狀記憶聚合物在玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度下，彈性率在彈性率高的玻璃狀態(tài)和彈性率低的橡膠狀 態(tài)間可逆且快速地變化。
5. 如權(quán)利要求4所述的探針裝置，其特征在于 所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度設(shè)為與所述載置臺(tái)的設(shè)定溫度接近的溫度。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的探針裝置，其特征在于 所述形狀記憶聚合物的主要成分是聚氨酯類樹脂。
7.如權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的探針裝置，其特征在于:所述支持臺(tái)具有調(diào)整所述聚合物溫度的溫度調(diào)整單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種探針的針跡轉(zhuǎn)印部件和探針裝置，能夠在極短時(shí)間內(nèi)消除針跡而提高生產(chǎn)率，并且能在高溫檢查時(shí)減少對溫度的影響。本發(fā)明的探針轉(zhuǎn)印部件(17)是在使可移動(dòng)的晶片卡盤(11)上的晶片(W)和多個(gè)探針(12A)電接觸而檢查晶片(W)的電氣性能之前，進(jìn)行多個(gè)探針(12A)的調(diào)準(zhǔn)時(shí)，為了進(jìn)行多個(gè)探針(12A)的調(diào)準(zhǔn)而轉(zhuǎn)印多個(gè)探針(12A)的針跡(17A)的針跡轉(zhuǎn)印部件(17)，其被附設(shè)于晶片卡盤(11)，并且，其具有形狀記憶聚合物，該形狀記憶聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(TG)下，彈性率在彈性率高的玻璃狀態(tài)和彈性率低的橡膠狀態(tài)間可逆且快速地變化。
文檔編號G01R35/00GK101515030SQ20091000941
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月23日
發(fā)明者山田浩史, 川路武司, 渡邊哲治, 片桐浩文 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社