專利名稱：探針的研磨方法和研磨部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于探測裝置的探針的研磨方法和研磨部件，更具體而言，涉及能縮短探針的研磨作業(yè)時間、提高檢測處理能力的探針的研磨方法和研磨部件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的探測裝置，例如，如圖7所示，在探測室內(nèi)，包括載置被檢測體(例如晶片)W并內(nèi)置有升降驅(qū)動機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的載置臺1、支承載置臺1并向X方向移動的X載物臺2、支承X載物臺2并向Y方向移動的Y載物臺3、配置在載置臺1上方的探針板4、實施校準(zhǔn)探針板4的探針4A和晶片W的校準(zhǔn)機構(gòu)5。在探測室內(nèi)，利用校準(zhǔn)機構(gòu)5對晶片W和探針4A進(jìn)行校準(zhǔn)后，利用X、Y載物臺2、3和升降機構(gòu)，使載置臺1在基臺6上沿X、Y和Z方向移動，使晶片W和探針4A電接觸，檢測晶片W的電性能。利用分別連接著滾珠絲杠的驅(qū)動機構(gòu)，使X、Y載物臺2、3分別向X、Y方向獨立移動。另外，圖7表示了構(gòu)成X載物臺2的驅(qū)動機構(gòu)的滾珠絲杠2B和構(gòu)成Y載物臺3的驅(qū)動機構(gòu)的電動機3A。
另外，如圖7所示，上述校準(zhǔn)機構(gòu)5具有下部CCD照相機5A和上部CCD照相機5B，在控制裝置的控制下驅(qū)動。下部CCD照相機5A設(shè)置在載置臺1上，從下方攝制探針板4的探針4A的影像。上部CCD照相機5B配置在校準(zhǔn)橋(alignment bridge)5C的中央，從上方攝制載置臺1上的晶片W的影像。該校準(zhǔn)橋5C遵循沿Y方向(前后方向)配置的一對導(dǎo)軌(未圖示)，按照箭頭方向，從探測室內(nèi)的最深處移動至探針中心。
而且，在實施晶片W的檢測時，利用校準(zhǔn)機構(gòu)5校準(zhǔn)晶片W的電極墊和探針板4的探針4A之后，使載置臺1沿X、Y和Z方向移動，使晶片W的電極墊和探針4A發(fā)生電接觸，進(jìn)行電性能檢測。如果反復(fù)實施該檢測，電極墊表而的金屬氧化物將會作為切屑附著在探針4A的針尖上，妨礙此后的檢測。因此，使用例如圖7所示的研磨部件7，研磨探針4A的針尖，除去切屑。
但是，如果探針板4向大型化方向發(fā)展，利用探針4A同時測量的元件數(shù)目增加，探針板4中的探針4A所占據(jù)的區(qū)域(下文簡稱為“探針區(qū)域”)將會大于研磨部件7的面積，用現(xiàn)有的研磨部件7不再能研磨探針4A。在這種情況下，可將探針板4從探測裝置上卸下，研磨探針4A，但由于探針板4的裝卸作業(yè)需要很多時間，研磨效率就會因此而下降。
為此，在專利文獻(xiàn)1中，提出了無需卸下探針板，而是將晶片尺寸的研磨部件載置于載置臺1上，利用該研磨部件研磨探針的方法。而在專利文獻(xiàn)2中，提出了使用具有與探針區(qū)域相應(yīng)面積的研磨部件，與根據(jù)探針板種類改變的探針區(qū)域的朝向匹配，旋轉(zhuǎn)研磨部件的探測裝置。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-164649專利文獻(xiàn)2日本特開2000-183119發(fā)明內(nèi)容盡管在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)的情況下，能夠根據(jù)探針板的種類自動更換研磨部件，但每次研磨探針時，必須重新將研磨部件設(shè)置在載置臺上，不得不在設(shè)置作業(yè)上花費大量時間，研磨作業(yè)效率差，需要用于設(shè)置研磨部件的裝置，導(dǎo)致成本增高。而且，在探針板與晶片一并接觸的大型探針板的情況下，盡管能一并研磨探針，但不能分度(index)進(jìn)給研磨部件，因此不得不反復(fù)使用同一部位，以致不能有效地利用研磨部件。而且，研磨部件大，額外需要其儲存空間，從而導(dǎo)致探測裝置大型化。
在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)的情況下，由于大小與探針區(qū)域相應(yīng)的研磨部件對應(yīng)于探針區(qū)域改變朝向，因此，在改變研磨部件朝向時，根據(jù)探針區(qū)域的朝向，提升研磨部件，使其高于載置臺的載置面，再進(jìn)行使用，所以需要研磨部件的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和升降驅(qū)動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。另外，由于在與專利文獻(xiàn)1同樣的情況下，利用同一部位進(jìn)行研磨，所以，研磨部件的利用效率差，并且額外需要收容大小與探針區(qū)域相當(dāng)?shù)难心ゲ考目臻g和用于研磨部件方法轉(zhuǎn)換的空間，從而導(dǎo)致探測裝置大型化。
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的技術(shù)方案，其目的在于提供一種探針的研磨方法和研磨部件，使得即使隨著探針板的大型化，探針增加，探針的排列區(qū)域超出研磨部件范圍，使用該研磨部件，也能確實且高效地研磨探針，并能提高檢測的處理能力。
本發(fā)明的發(fā)明方面1的所述探針的研磨方法，使用研磨部件研磨實施被檢測體電性能檢測的排列在探針板上的多枚探針，其特征在于使上述研磨部件與上述探針板的位置發(fā)生相對變化，分多次對上述多枚探針進(jìn)行研磨。
本發(fā)明的發(fā)明方面2所述的探針的研磨方法，其特征在于在發(fā)明方面1所述發(fā)明中，使上述研磨部件與上述探針板的位置發(fā)生相對變化，用上述研磨部件的不同部位對上述探針板的同一探針進(jìn)行多次研磨。
此外，本發(fā)明的發(fā)明方面3所述的探針的研磨方法，其特征在于在發(fā)明方面1或發(fā)明方面2所述發(fā)明中，上述研磨部件設(shè)置在載置上述被檢測體的可移動的載置臺上，利用上述載置臺，使上述研磨部件移動。
此外，本發(fā)明的發(fā)明方面4所述的探針的研磨方法，其特征在于在發(fā)明方面1～發(fā)明方面3中任一項所述的發(fā)明中，使用研磨片作為上述研磨部件，在上述研磨片的外周緣部，形成有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面。
本發(fā)明的發(fā)明方面5所述的探針的研磨方法，其特征在于在發(fā)明方面4所述的發(fā)明中，上述研磨片包括研磨層和形成于研磨層下側(cè)的緩沖層。
本發(fā)明的發(fā)明方面6所述的研磨部件，配置在支承臺上使用，用于研磨實施被檢測體電性能檢測的探針，其特征在于在上述研磨部件的外周緣部，形成有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面。
本發(fā)明的發(fā)明方面7所述的研磨部件，其特征在于在發(fā)明方面6所述的發(fā)明中，上述支承臺設(shè)置在載置被檢測體的載置臺上，在上述支承臺的外周緣部，形成有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面。
本發(fā)明的發(fā)明方面8所述的研磨部件，其特征在于在發(fā)明方面6或發(fā)明方面7所述的發(fā)明中，上述研磨部件由包括研磨層和形成于研磨層下側(cè)的緩沖層的研磨片構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明方面1～發(fā)明方面8所述的發(fā)明，能夠提供一種探針的研磨方法和研磨部件，即使隨著探針板的大型化，探針增加，探針的排列區(qū)域超出研磨部件的范圍，使用該研磨部件，也能夠確實且高效地研磨探針，并能提高檢測的處理能力。


圖1為本發(fā)明的探針的研磨方法的簡要側(cè)面示意圖。
圖2為設(shè)置有圖1所示研磨部件的探測裝置的載置臺的平面圖。
圖3為圖1所示研磨部件的截面圖。
圖4為圖1所示研磨部件的移動區(qū)域的平面圖。
圖5(a)、(b)分別為本發(fā)明的探針的研磨方法的某種實施方式的平面圖。
圖6(a)、(b)分別為本發(fā)明的探針的研磨方法的另一種實施方式的平面圖。
圖7為現(xiàn)有探測裝置的主要部分的立體圖。
符號說明10研磨片(研磨部件)；10A傾斜面；11研磨層；13緩沖層；20探針板；21探針；30載置臺；31支承臺；31A傾斜面具體實施方式
下面，根據(jù)圖1～圖6所示的實施方式說明本發(fā)明。另外，圖1為本發(fā)明的探針的研磨方法的簡要側(cè)面示意圖，圖2為設(shè)置有圖1所示研磨部件的探測裝置的載置臺的平面圖，圖3為圖1所示研磨部件的截面圖，圖4為圖1所示研磨部件的移動區(qū)域的平面圖，圖5(a)、(b)分別為本發(fā)明的探針的研磨方法的某種實施方式的平面圖，圖6(a)、(b)分別為本發(fā)明的探針的研磨方法的另一種實施方式的平面圖。
例如如圖1簡要所示，本實施方式的研磨部件10比安裝在探針板20上的多枚探針21的排列區(qū)域(下文簡稱為“探針區(qū)域”)的面積小，探針區(qū)域形成超出研磨片10的大小。例如如圖2所示，該研磨部件10配置在設(shè)置于載置作為被檢測體的晶片(未圖示)的載置臺30的外周面的支承臺31上。載置臺30與現(xiàn)有技術(shù)一樣，為可沿X、Y、Z方向和θ方向移動的結(jié)構(gòu)。支承臺31從載置臺30外圍面的局部水平外伸，以研磨部件10的表面略高于載置臺30的載置面的方式支承。
由于研磨部件10不能在一次研磨作業(yè)中對探針區(qū)域的所有探針21進(jìn)行研磨，因此，利用載置臺30分度進(jìn)給研磨部件10，如圖1所示，分多次(在該圖中，以點劃線為界，分3次)對探針區(qū)域的探針21進(jìn)行研磨。
另外，研磨部件10的平面形狀可根據(jù)需要酌情設(shè)定。在本實施方式中，研磨部件10例如如圖2所示，形成為矩形，可自由裝卸地安裝在支承臺21的上表面，作為一種消耗品，能夠酌情更換。該研磨部件10既可以形成為具有撓性的研磨片，也可以如氧化鋁陶瓷等形成為研磨板。在本實施方式中，研磨部件10由具有撓性的研磨片形成。為此，在下文中，將研磨部件10作為研磨片10進(jìn)行說明。本實施方式在研磨部件10的研磨材料較硬、用研磨材料表面研磨探針的情況下，特別有效。即，在研磨部件10的表面硬度大于探針21的材料的硬度時，特別有效。例如，在探針21的材質(zhì)為鎢的情況下，其莫氏硬度為7.5，因此，在使用莫氏硬度為8以上、例如莫氏硬度為9的研磨材料的情況下，可以使用粒徑為0.5～10μm的氧化鋁作為研磨材料。
而且，在支承臺31的外周緣部，如圖1所示，形成有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面31A。研磨片10如該圖所示，形成為覆蓋支承臺31的傾斜面31A的大小，在其外周緣部，形成有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面10A。研磨片10既可以是完全覆蓋支承臺31的傾斜面31A的大小，也可以如該圖所示，余下一部分傾斜面31A而覆蓋的大小。研磨片10的傾斜面10A在傾斜方向的長度為例如5mm(優(yōu)選為5mm以上)，傾斜度為例如10％(優(yōu)選為10％以下)。通過這樣在研磨片10的外周緣部設(shè)置傾斜面10A，隨著探針21從探針區(qū)域的研磨區(qū)域的分界(該圖中用點劃線表示)向研磨區(qū)域之外遠(yuǎn)離，探針21的前端從研磨片10脫離，就不會受到因研磨時的分度進(jìn)給造成的與研磨區(qū)域鄰接的探針21從研磨片10A的外周緣部脫落彎曲等損傷，從而避免打亂探針21的排列狀態(tài)。
另外，例如如圖3所示，研磨片10的結(jié)構(gòu)包括研磨層11、支承研磨層11的薄膜層12和支承薄膜層12的緩沖層13。將例如作為研磨材料的氧化鋁等微粉涂敷在薄膜層12上，形成研磨層11。薄膜層12可利用例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂等形成。緩沖層13利用富有彈性的發(fā)泡樹脂(例如丙烯酸泡沫材料)形成，其上下兩面形成有例如由丙烯酸系樹脂材料構(gòu)成的粘合劑層14。另外，15為襯紙，在將研磨片10粘貼在支承臺31上之時剝離。研磨片10的厚度可根據(jù)需要酌情設(shè)定，例如，除去襯紙15之后的厚度為500μm左右。而包括研磨層11和薄膜層12的厚度為例如200μm，包括緩沖層13和上下粘合劑層14的厚度為例如300μm。氧化鋁等研磨材料微粉優(yōu)選形成為小于探針21的前端直徑的小的粒徑。探針21的前端直徑例如為10～20μm、針尖長度為200μm左右，探針21的間隔為50～200μm。
然后，參照圖4～圖6說明本發(fā)明探針的研磨方法的一種實施方式。另外，圖5、圖6表示分兩次對探針區(qū)域進(jìn)行研磨的方法。
首先，在進(jìn)行晶片檢測時，將晶片載置于載置臺30上，利用校準(zhǔn)機構(gòu)(未圖示)校準(zhǔn)晶片和探針板20的探針21之后，利用載置臺30，使晶片沿水平方向起始檢測位置移動，在該位置，利用載置臺30的升降機構(gòu)，使晶片從與探針21接觸的位置僅過移動(over drive)規(guī)定的尺寸，使晶片的電極墊與探針21帶電接觸，檢測晶片的電性能。然后，在降下載置臺30之后，利用載置臺30分度進(jìn)給晶片，在下一個檢測位置，重復(fù)進(jìn)行同樣的檢測。由于在檢測晶片時，用探針21削取電極墊的氧化膜，造成電導(dǎo)通，所以一旦反復(fù)進(jìn)行檢測，就會在探針21的前端部附著氧化物等，妨礙此后的檢測。
因此，實施本實施方式的探針檢測方法，從探針21的前端部除去附著物。在研磨探針21時，如上所述，一面通過載置臺30進(jìn)行研磨片10的分度進(jìn)給，一面研磨探針區(qū)域的探針21。載置臺30的分度進(jìn)給所能覆蓋的研磨片10的研磨區(qū)域是例如圖4斜線所示的區(qū)域。探針板20以探針區(qū)域的中心為探測裝置E的探針中心C的方式配置。這樣，探針區(qū)域就處于研磨區(qū)域內(nèi)，能夠利用載置臺30的分度進(jìn)給，研磨所有的探針21。
探針21的研磨作業(yè)如下所述進(jìn)行實施。首先，在研磨之前，分別在探測裝置的控制裝置中登記探針板20的探針區(qū)域和研磨片10的大小。這樣，控制裝置就可以根據(jù)探針區(qū)域和研磨片10的大小選擇一次性對探針區(qū)域進(jìn)行研磨或分多次進(jìn)行研磨。當(dāng)探針區(qū)域大于研磨片10時，根據(jù)各登記內(nèi)容，控制裝置可自動求得分幾次進(jìn)行研磨。另外，也可由操作人員設(shè)定研磨次數(shù)。在圖5和圖6所示情況下，判斷在控制裝置中分兩次進(jìn)行研磨。另外，下文根據(jù)需要將探針區(qū)域為例對探針區(qū)域21進(jìn)行說明。
如圖5(a)、(b)所示，在探針區(qū)域21為縱向的情況下，探針區(qū)域21分成上下兩部分，利用載置臺(未圖示)，如該圖(a)所示，以探針區(qū)域21的上半部分位于研磨片10下方的左下側(cè)的方式配置。在這種狀態(tài)下，利用載置臺，使研磨片10上升，與探針區(qū)域的探針21接觸，并使其過移動50～100μm，例如50μm。于是，探針21的前端與研磨層(參照圖3)相撞。此時，用研磨層中包含的研磨材料研磨探針21，削取探針前端部的附著物。然后，利用載置臺使研磨片10下降至下降端，從探針區(qū)域21分開。這樣，就從探針21的前端部除去附著物，附著物殘留在研磨層上。根據(jù)過移動量和研磨片10的傾斜度計算出的傾斜部中的探針21的接觸區(qū)域設(shè)定在傾斜的水平方向的1/2以下，則能夠確實地避免探針的損傷。
有時利用一次研磨作業(yè)能夠完全除去探針21的附著物，但有時根據(jù)附著物也不能利用一次操作完全除去。在這種情況下，如圖5(a)所示，利用載置臺將研磨片10僅分度送給規(guī)定的距離δ，向該圖中箭頭所示的橫向(Y方向)移動研磨片10后，如上所述，使研磨片10過移動，用研磨片10的其它部位除去附著物之后，使研磨片10下降。這樣，通過改變研磨片10的研磨位置，能夠提高附著物的除去效率。使研磨片10向Y方向僅移動必要的次數(shù)，對探針區(qū)域21的同一部分進(jìn)行多次研磨，確實地從探針21上除去附著物。
在研磨了探針區(qū)域21的上半部分之后，如該圖(b)所示，利用載置臺，在X方向上向下移動，以探針區(qū)域21的下半部分位于研磨片10的上方的方式配置。然后，按照與研磨探針區(qū)域21的上半部分時同樣的要領(lǐng)，根據(jù)需要將探針區(qū)域下半部分的探針21反復(fù)進(jìn)行多次分度進(jìn)給，進(jìn)行研磨。
另外，如圖6(a)、(b)所示，在探針區(qū)域21為橫向的情況下，首先，例如如該圖(a)所示，研磨右半部分的探針區(qū)域21，根據(jù)需要，利用載置臺，使研磨片10按照箭頭所示向下方每次變位送進(jìn)距離δ，對同一探針21進(jìn)行多次研磨后，利用載置臺，使研磨片10如該圖(b)所示移動，按照與研磨左半部分探針區(qū)域的探針21時同樣的要領(lǐng)研磨右半部分。
如上所述，根據(jù)本實施方式，由于在研磨片10的外周緣部設(shè)有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面10A，因此，即使在探針區(qū)域21超出研磨片10的范圍的情況下，研磨片10的外周緣部也難以與探針21接觸，不會打亂探針21的排列狀態(tài)，能夠分多次順暢且確實地研磨探針區(qū)域21。因此，即使探針板20呈大型化，探針區(qū)域21超出研磨片10的范圍，使用該研磨片10也無需卸下探針板20，通過利用載置臺30使研磨片10移動，能夠分多次確實且在短時間內(nèi)研磨探針區(qū)域21，并能夠提高檢測的處理能力。另外，因為研磨部件20在設(shè)置于載置臺30上的支承臺31的上面自由裝卸，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，且不需要獨立的研磨作業(yè)空間，不會導(dǎo)致探測裝置的大型化。
另外，根據(jù)本實施方式，利用載置臺30將研磨片10分度進(jìn)給，可利用研磨片10的不同部位對探針區(qū)域的同一探針21進(jìn)行多次研磨，因此能夠確實且高效地除去探針21的附著物。另外，由于研磨片10包括研磨層11、緩沖層13，探針21與研磨層11彈性碰撞，所以無需擔(dān)心探針21受損。
另外，本發(fā)明不受上述實施方式的任何限制，只要不違背本發(fā)明的要點，可根據(jù)需要，適當(dāng)改變各結(jié)構(gòu)要件的設(shè)計。例如，在上述實施方式中，對利用支承臺31的傾斜面31A形成研磨片10的傾斜面10A的情況進(jìn)行了說明，但也可在研磨片10本身的外周設(shè)置傾斜面。在這種情況下，優(yōu)選在緩沖層13上設(shè)置傾斜面。另外，即使探針區(qū)域不為超出研磨部件范圍的大小，也能夠適用本發(fā)明的探針的研磨方法。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可適用于進(jìn)行晶片等被檢測體的電性能檢測的探測裝置。
權(quán)利要求
1.一種探針的研磨方法，使用研磨部件研磨實施被檢測體電性能檢測的排列在探針板上的多枚探針，其特征在于使所述研磨部件與所述探針板的位置發(fā)生相對變化，分多次對所述多枚探針進(jìn)行研磨。
2.如權(quán)利要求1所述的探針的研磨方法，其特征在于使所述研磨部件與所述探針板的位置發(fā)生相對變化，用所述研磨部件的不同部位對所述探針板的同一探針進(jìn)行多次研磨。
3.如權(quán)利要求1或2所述的探針的研磨方法，其特征在于所述研磨部件設(shè)置在載置所述被檢測體的可移動的載置臺上，利用所述載置臺，使所述研磨部件移動。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項所述的探針的研磨方法，其特征在于使用研磨片作為所述研磨部件，在所述研磨片的外周緣部，形成有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面。
5.如權(quán)利要求4所述的探針的研磨方法，其特征在于所述研磨片包括研磨層和形成于研磨層下側(cè)的緩沖層。
6.一種研磨部件，配置在支承臺上使用，用于研磨實施被檢測體電性能檢測的探針，其特征在于在所述研磨部件的外周緣部，形成有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面。
7.如權(quán)利要求6所述的研磨部件，其特征在于所述支承臺設(shè)置在載置被檢測體的載置臺上，在所述支承臺的外周緣部，形成有從內(nèi)側(cè)向外側(cè)降低的傾斜面。
8.如權(quán)利要求6或7所述的研磨部件，其特征在于所述研磨部件由包括研磨層和形成于研磨層下側(cè)的緩沖層的研磨片構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種探針的研磨方法和研磨部件，使得即使隨著探針板的大型化，探針增加，探針的排列區(qū)域超出研磨部件范圍，使用該研磨部件，也能確實地研磨探針，并能提高檢測的處理能力。本發(fā)明的探針的研磨方法，使用研磨片(10)研磨實施晶片電性能檢測的排列在探針板(20)上的多枚探針(21)，利用載置臺(30)使外周緣部具有傾斜面(10A)的研磨片(10)移動，分多次研磨探針區(qū)域(21)。
文檔編號B24B17/00GK1986152SQ200610168739
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者小林將人 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社