JP2004093450A - Probe method, probe device, and electrode reduction device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブ方法、プローブ装置及び電極還元装置に関し、更に詳しくは被検査体の検査用電極との電気的接触性を高めることができるプローブ方法、プローブ装置及び電極還元装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体処理工程にはウエハ状態の被検査体を検査する工程やパッケージ状態の被検査体を検査する工程等の種々の工程がある。検査を実施する場合には、被検査体の検査用の電極パッドに接触子を接触させ、接触子を介して被検査体に信号を印加する。ところが、検査用の電極パッドには電気的に絶縁性のある酸化膜が形成されているため、接触子を接触させただけでは導通を取ることができず、検査用の信号を印加することができないことがある。そこで、従来は、検査用の電極パッドと接触子間に所定の針圧を付与した上で接触子を電極パッド表面でスクラブさせて酸化膜を破り、接触子と電極パッド間の導通を確保している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体製品の超高集積化に伴って各成膜層の薄膜化が加速度的に進み検査用電極パッドも薄膜化しているため、従来のプローブ方法のように電極パッドの酸化膜を破る針圧を付与すると、接触子からの針圧によりトランジスタ特性等の電気的特性が変化する虞があり、また、低誘電率を有するLow−k材のように柔らかい材料が電極パッドの下層に使用されている場合には電極パッドの酸化膜を破るほどの針圧を付与できないなどという課題があった。
【0004】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、検査用電極等の成膜層が薄膜化してもプローブピンを極力低い針圧で成膜層を損傷させることなく検査用電極に電気的に接触させ、両者間を確実に導通させて信頼性の高い検査を確実に行なうことができるプローブ方法、プローブ装置及び電極還元装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載のプローブ方法は、被検査体の電気的特性を検査するプローブ方法において、水素ガスを含むガスを用いて上記被検査体の検査用電極を還元処理する工程と、乾燥雰囲気下で上記検査用電極とプローブピンを接触させる工程とを備えたことを特徴とするものである。
【0006】
また、本発明の請求項2に記載のプローブ方法は、請求項1に記載の発明において、上記還元処理工程では、上記水素ガスを含むガスを白金族金属またはその合金によって活性化することを特徴とするものである。
【0007】
また、本発明の請求項3に記載のプローブ方法は、請求項2に記載の発明において、上記白金族金属としてパラジウムを含む触媒を用いることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の請求項4に記載のプローブ方法は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明において、上記還元処理工程では、上記被検査体を加熱することを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の請求項5に記載のプローブ方法は、請求項1に記載の発明において、上記還元処理工程では、上記水素ガスを含むガスをプラズマ化して供給することを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の請求項6に記載のプローブ方法は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発明において、上記水素ガスを含むガスとしてフォーミングガスを用いることを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明の請求項7に記載のプローブ方法は、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発明において、上記検査用電極は、銅または銅合金からなることを特徴とするものである。
【0012】
また、本発明の請求項8に記載のプローブ装置は、被検査体の電気的特性検査を行なうプローブ装置において、水素ガスを含むガスを用いて上記被検査体の検査用電極を還元処理する手段と、上記検査用電極とプローブピンを接触させる手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0013】
また、本発明の請求項9に記載のプローブ装置は、請求項8に記載の発明において、乾燥雰囲気を形成する手段を設けたことを特徴とするものである。
【0014】
また、本発明の請求項10に記載のプローブ装置は、請求項8または請求項9に記載の発明において、上記還元処理手段を、上記被検査体の検査を行なうプローバ室側に設けたことを特徴とするものである。
【0015】
また、本発明の請求項11に記載のプローブ装置は、請求項8または請求項9に記載の発明において、上記還元処理手段を、上記被検査体をロード、アンロードするローダ室側に設けたことを特徴とするものである。
【0016】
また、本発明の請求項12に記載のプローブ装置は、請求項11に記載の発明において、上記還元処理手段は、処理容器と、この処理容器内に配置され且つ上記被検査体を保持する保持体と、この保持体を加熱する加熱手段と、この加熱手段を介して加熱された上記被処理体に対して上記水素ガスを含むガスを供給する手段とを有することを特徴とするものである。
【0017】
また、本発明の請求項13に記載のプローブ装置は、請求項8〜請求項11のいずれか1項に記載の発明において、上記還元処理手段は、水素ガスを含むガスを供給するガス供給手段と、このガス供給手段から供給される水素ガスを加熱下で活性化するガス流路と、このガス流路を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0018】
また、本発明の請求項14に記載のプローブ装置は、請求項13に記載の発明において、上記ガス流路は、白金族金属またはその合金によって形成されてなることを特徴とすることを特徴とするものである。
【0019】
また、本発明の請求項15に記載のプローブ装置は、請求項14に記載の発明において、上記白金族金属がパラジウムであることを特徴とするものである。
【0020】
また、本発明の請求項16に記載のプローブ装置は、請求項8、請求項9及び請求項11のいずれか1項に記載の発明において、上記還元処理手段は、処理容器と、この処理容器内に配置され且つ上記被検査体を保持する保持体と、上記処理容器内に上記水素ガスを含むガスを供給する手段と、上記処理容器内で上記ガスからプラズマを発生させる手段とを有することを特徴とするものである。
【0021】
また、本発明の請求項17に記載の電極還元装置は、被検査体の電気的特性を検査するプローブ装置に設けられ、上記被検査体の検査用電極を還元処理する電極還元装置であって、水素ガスを含むガスを供給するガス供給手段と、このガス供給手段から供給される水素ガスを加熱下で活性化するガス流路と、このガス流路を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0022】
また、本発明の請求項18に記載の電極還元装置は、請求項17に記載の発明において、上記ガス流路は、白金族金属またはその合金によって形成されてなることを特徴とするものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図10に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
本発明のプローブ方法は、水素ガスを含むガス(例えば、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスであるフォーミングガス)を用いてウエハの検査用の電極パッドに形成された酸化膜を還元処理して除去した後、プローブピンと電極パッドとを接触させてウエハの電気的特性検査を行なう点に特徴がある。酸化膜を還元することによりプローブピンと電極パッド間の針圧を現状より格段に低減することができるため、低い針圧で電極パッドを傷つけることがなく、しかもプローブピンの寿命を延ばすことができる。
【0024】
そこで、まず本実施形態のプローブ装置について説明する。本実施形態のプローブ装置10は、例えば図1に示すように、被処理体(例えば、ウエハ)Wを搬送するローダ室(図示せず)と、ウエハWの電気的特性検査を行なうプローバ室11と、これら両者内に配置された後述の各種機器を制御する制御装置(図示せず)とを備えている。
【0025】
ローダ室は、例えば25枚のウエハWが収納されたカセットを載置する載置部と、この載置部のカセットからウエハWを一枚ずつ搬送するウエハ搬送機構と、このウエハ搬送機構を介してウエハWを搬送する間にウエハを所定の向きに揃えるサブチャックとを備えている。
【0026】
また、プローバ室11は、三軸(X軸、Y軸、Z軸)移動機構12を介して三軸方向に移動すると共にθ方向で正逆回転する温度調整可能なメインチャック13と、このメインチャック13の上方に配置され且つウエハW上に例えば銅、銅合金、アルミニウム等の導電性金属によって形成された電極パッドと電気的に導通するプローブカード14と、このプローブカード14のプローブピン14AとウエハWの位置合わせを行なうアライメント機構(図示せず)と、ウエハWの電極パッドを還元する還元処理手段15とを備え、還元処理手段15でメインチャック13上のウエハWの電極パッドを還元処理した後、プローブピン14AとウエハWの電極パッドを電気的に接触させてウエハWの電気的特性検査を行なう。
【0027】
プローブカード14はプローバ室11のヘッドプレート16に固定され、このヘッドプレート16上にはテストヘッドTがプローブカード14と電気的に接続可能に配置されている。移動機構12は、同図に示すように、プローバ室11内の底面にY方向(同図では紙面に垂直方向)移動するYテーブル12Aと、このYテーブル12A上をX方向に移動するXテーブル12Bと、このXテーブル12Bの中心と軸心を一致させて配置されたZ方向に昇降するZ軸機構12Cとを有し、メインチャック13をX、Y、Z方向へ移動させる。メインチャック13は、例えば−55℃〜400℃の範囲で温度を調節する温度調節機構を内蔵し、図示しないθ駆動機構を介して中心軸を中心に所定の範囲で正逆方向に回転する。
【0028】
而して、還元処理手段15は、例えば、プローバ室11内にフォーミングガスを加熱して流し、常圧または減圧下でメインチャック13によって加熱されたウエハの銅、銅合金等によって形成された電極パッドを還元処理する。還元処理手段15は、例えば図1に示すように、ヘッドプレート16上に配置され且つ例えば石英、セラミックス等の耐熱性材料によって形成された断熱容器15Aと、断熱容器15A内に設けられたヒータ15Bと、断熱容器15Aの入口に接続されたガス供給管15Cと、ガス供給管15Cに接続され且つフォーミングガスを供給するガス供給手段15Dと、ガス供給手段15Dからのフォーミングガスの流量を制御するマスフローコントローラ(図示せず)を有し、断熱容器15A内でヒータ15Bがフォーミングガスを加熱し、メインチャック13上の加熱ウエハWの電極パッドを所定の温度で還元する。
【0029】
断熱容器15Aには断熱処理が施され、ヒータ15Bの温度低下を防止して断熱容器15A内を所定の高温に維持する。この断熱容器15Aの入口は、同図に示すように、プローブカード14に隣接する位置でヘッドプレート16を貫通し、メインチャック13と対向するように配置されている。プローバ室11には排気口11Aが形成され、この排気口11Aには排気管15Eを介して排気装置(図示せず)に接続されている。また、移動機構12の昇降機構には上端が開口し且つメインチャック13を取り囲む扁平な容器15Fが固定されている。この容器15Fはメインチャック13よりもかなり大径に形成され、断熱容器15Aから供給されたフォーミングガスが充満し容器15F内で還元雰囲気を形成する。尚、断熱容器15Aは、メインチャック13が移動する範囲内であれば、その取り付け場所は特に制限されない。
【0030】
而して、フォーミングガスは上述のように水素ガスとキャリアガスとしての窒素ガスとからなる混合ガスで、マスフローコントローラを介して水素ガスの含有量が防爆範囲内(例えば、5容量%以下、具体的には3%程度)に調整されている。また、キャリアとしては、窒素ガスの他に、例えば、アルゴン、ヘリウム等の希ガスを用いることができる。
【0031】
また、プローバ室11の内面にはシールド部材15Gが施され、このシールド部材15Gによりプローバ室11内を気密状態に保持し、所定の減圧状態を形成することができる。このプローバ室11内外には酸素濃度計17がそれぞれ設けられ、これらの酸素濃度計17を介してプローバ室11内外の酸素濃度を監視している。酸素濃度計17が制御装置を介してアラーム等の警報手段に接続され、酸素濃度が危険域濃度に達したら警報を発する。
【0032】
また、プローブ装置10は乾燥空気を供給する手段を備え、プローバ室11内に乾燥空気を供給し、乾燥雰囲気下でウエハWの検査を行なうようになっている。このような乾燥雰囲気を形成するのは、還元処理手段15によってウエハWの電極パッドを還元してもプローバ室11内の空気中の水分による電極パッドの酸化を防止するためである。乾燥空気をプロー室11内に供給する場合には、還元処理手段15のガス供給管15Cを利用することができる。
【0033】
次に、上記プローブ装置10を用いた本発明のプローブ方法の一実施形態について説明する。まず、プローバ室11内でプローブピン14AとウエハWの電極パッドとの位置合わせを行い、検査を開始するための準備を行う。次いで、還元処理手段15が駆動し、排気管15Eからプローバ室11内の空気を排気すると共にガス供給手段15Dからフォーミングガスを断熱容器15A内に供給する。断熱容器15A内ではヒータ15Bがフォーミングガスを加熱する。加熱後のフォーミングガスは断熱容器15Aの出口からメインチャック13上のウエハWに向けて流れ、容器15F内に充満して容器15F内に還元雰囲気を形成する。このフォーミングガスが既にメインチャック13の温度調整機構を介して例えば200℃以上の温度まで加熱されたウエハW上の電極パッドと接触すると、フォーミングガス中の水素ガスが電極パッドの酸化膜を還元し、電極パッドの金属が表出する。そして、還元処理後のフォーミングガスは容器15Fからプローバ室11内へ流出し、プローバ室11から排気管15Eを経由してプローバ室11外へ排気される。この動作中、プローバ室11内の空気の排気が十分でなく、酸素濃度が所定の設定値よりも高いと、警報を発しその旨報知する。
【0034】
還元処理手段15によって電極パッドを還元した後、乾燥空気(例えば、露点が−70℃)を容器15F内に供給し、容器15F内に乾燥雰囲気を形成し、外気が混入しないようにする。この状態で移動機構12及び昇降機構が駆動し、プローブカード14のプローブピン14AとウエハWの電極パッドとが接触する。この際、電極パッドの酸化膜が除去されているため、プローブピン14Aと電極パッドとが従来と比較して格段に低い針圧で接触するだけで両者間の電気的導通を取ることができ、ウエハWの検査を確実に行なうことができる。
【0035】
以上説明したように本実施形態によれば、フォーミングガスを用いて電極パッドを常圧または減圧下で還元処理する工程と、乾燥雰囲気下で電極パッドとプローブピン14Aを電気的に接触させる工程とを備えているため、プローブピン14Aと電極パッドとを極めて低い針圧(例えば、0.2mN以下)で接触させるだけでこれら両者間の電気的導通を取ることができ、電極パッドやその下地層等の成膜層が薄膜化してもプローブピン14Aからの針圧で成膜層を損傷させることなく安定した信頼性の高い検査を行なうことができる。また、本実施形態では、ヒータ15Bによってフォーミングガス中の水素ガスを活性化するため、活性化水素によって電極パッドPの酸化膜を短時間でエッチング除去することができる。しかもフォーミングガス及びウエハWを加熱するため、高温によって還元反応を促進し電極パッドを確実に還元することができる。
【0036】
上記実施形態ではヒータ15Bを有する還元処理手段15を用いているが、この還元処理手段15に代えてヒータ15Bを省略してガス供給手段のみを設け、このガス供給手段からフォーミングガスをプローバ室11内に供給し、メインチャック13上で所定温度(例えば、200℃以上)まで加熱されたウエハWをフォーミングガスで還元するようにしても良い。
【0037】
また、図2は本発明の他の実施形態のプローブ装置に用いられる還元処理手段を示す断面図である。本実施形態のプローブ装置は還元処理手段を異にする以外は上記実施形態に準じて構成されている。本実施形態に用いられる還元処理手段25は、同図に示すように、白金族金属(例えば、パラジウム)またはその合金によってパイプ状に形成されたガス流路としてのパラジウム管(例えば、直径が3〜100mm)25Aと、このパラジウム管25Aを囲むパイプ状のヒータ25Bと、このヒータ25Bを収容する断熱管25Cと、この断熱管25Cを収容する二重壁構造の収納管25Dとを有し、上記実施形態の還元処理手段15と同様にヘッドプレートに取り付けられている。
【0038】
パラジウム管25Aの上端にはガス供給管25Eを介してガス供給手段(図示せず)が接続され、ガス供給手段からパラジウム管A内に水素ガスを含むガス(例えば、フォーミングガス)をマスフローコントローラで流量制御しながら供給する。また、断熱管25C及び収納管25Dはいずれも中央に出口が形成された底面を有している。また、収納管25Dは底面も二重構造に構成され、二重壁間に窒素ガス等の不活性ガスを供給し、出口からプローバ室内へ不活性ガスを供給してプローバ室内の空気を置換する。また、パラジウム管25Aは水素ガスを活性化する機能を有しており、メッシュ状またはスポンジ状に形成されたものであっても良い。また、パラジウム管25Aに代えて耐食性材料によって形成された管内に粒状のパラジウム触媒を充填し、あるいはパラジウム製のコイルを挿入しても良い。
【0039】
次に、還元処理手段25の動作について説明する。還元処理手段25が駆動すると、まず窒素ガスを収納管25Dからプローバ室内へ供給してプローバ室内の空気を窒素ガスで置換すると共にヒータ25Bを介してパラジウム管25Aを水素ガスの活性化温度(600℃以下)まで加熱する。次いで、フォーミングガスをガス供給手段25Eからパラジウム管25Aへ供給すると、パラジウム管25Aと接触したがフォーミングガス中の水素ガスが活性化し、このフォーミングガスがプローバ室内のウエハに向けて流出し、加熱ウエハ上の電極パッドの酸化膜を還元する。この還元処理手段25は例えば銅または銅合金によって形成された金属パッドを還元処理する場合に好ましく用いることができる。本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【0040】
また、図3は本発明の更に他の実施形態のプローブ装置に用いられる還元処理手段を示す模式図である。本実施形態のプローブ装置は還元処理手段を異にする以外は上記各実施形態に準じて構成されている。本実施形態に用いられる還元処理手段35は、同図に示すようにローダ室16内に設けられ、ウエハWの検査前にローダ室16内においてウエハWの電極パッドを還元する。この還元処理手段35は、処理容器35Aと、処理容器35A内でウエハWを加熱、冷却する温度調節機構を有する保持体35Bと、保持体35B上でウエハWを授受する複数の昇降ピン35Cと、処理容器35Aの上方に設けられ且つヒータ35Dを有する加熱用容器35Eと、加熱用容器35Eに接続されたガス供給管35Fと、処理容器35Aに接続されたガス排気管35Gとを備え、ガス供給管35Fを介して導入されたフォーミングガスを加熱用容器35E内で加熱した後、処理容器35A内に導入し、ウエハWの電極パッドを還元する。また、ローダ室16内にはウエハ搬送機構16Aが設けられ、ウエハ搬送機構16Aを介してカセットCと処理容器35A間でウエハWを搬送する。このローダ室16内はプローバ室と同様に乾燥空気を供給し、乾燥雰囲気に調整するようになっていることが好ましい。尚、35Hは処理容器35Aを開閉する開閉扉である。
【0041】
次に、還元処理手段35の動作について説明する。まず、ローダ室16内でウエハ搬送機構16Aを介してカセットCからウエハWを取り出し、開閉扉35Hが開いた処理容器35A内にウエハWを搬送し、既に保持体35Bから上昇した昇降ピン35C上にウエハWを載置する。引き続き、昇降ピン35Cが下降してウエハWを保持体35Bに載置する。そして、保持体35Bの温度調節機構によってウエハWを所定の温度まで加熱する一方、ガス供給管35Fからフォーミングガスを供給する。フォーミングガスは、加熱用容器35E内でヒータ35Dによって加熱され、ウエハWと略同一温度になって処理容器35A内に流入し、ウエハWの電極パッドを高温で還元する。還元後にはウエハ搬送機構16Aを介して処理容器35A内からウエハWを取り出した後、プローバ室内にウエハWを搬送し、プローバ室において検査を行なう。本実施形態においても上記各実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【0042】
また、図4は本発明の更に他の実施形態のプローブ装置に用いられる還元処理手段を示す断面図である。本実施形態のプローブ装置は還元処理手段を異にする以外は上記各実施形態に準じて構成されている。本実施形態に用いられる還元処理手段45は、同図に示すように、乾燥雰囲気に調整可能なローダ室(図示せず)に対して連通、遮断可能に連結された処理室45Aと、処理室45A内に配置された下部電極を兼ねる載置台45Bと、載置台45Bの上方に平行に配置され且つ多数のガス供給孔を有する上部電極45Cと、処理室45A内にフォーミングガスを供給するガス供給源45Dと、処理室45A内のガスを排気する排気装置(図示せず)とを備え、ローダ室に対してゲートバルブGを介して連通、遮断可能に連結されている。
【0043】
また、載置台45Bは、例えば図2に示すように、13.56MHzの高周波電源45Eに接続された下部電極45Fと、ヒータを有する加熱部45Gと、加熱部45Gの下側に配置され且つ冷媒流路を有する冷却部45Hと、ウエハWを載置面上で昇降させる昇降ピン(図示せず)とを備え、所定の減圧下で高周波電源45Eから下部電極45Fに高周波電力を印加し、上部電極45Cとの間でフォーミングガスのプラズマを発生させる。また、加熱部45G及び冷却部45Hは載置台45B上のウエハWを適宜温度調節する。ガス供給源45Dは、例えば同図に示すように、水素ガスを供給する水素ガス供給源45Iと、窒素ガスを供給する窒素ガス供給源45Jと、それぞれのガスの流量を調整するガス流量制御機構45Kとを備え、ガス流量制御機構45Kを介して水素ガスを所定濃度に調整して処理室45A内にフォーミングガスとして供給し、処理後のガスをガス排気管45Lから排気する。
【0044】
次に、還元処理手段45の動作について説明する。まず、ローダ室内でカセットからウエハを取り出すと、ウエハの検査を行なう前にウエハ搬送機構を介してローダ室から処理室45A内の載置台45B上に載置してゲートバルブGを閉じ、処理室45A内を外気から遮断した後、排気装置を介して処理室45A内の空気を排気すると共に処理室内の空気を窒素ガスでパージした後、ガス供給源45Dから処理室45A内へ水素ガスと窒素ガスからなるフォーミングガスを所定の流量で供給し、空気をフォーミングガスで置換した後、処理室45A内をプラズマ可能な圧力に維持する。次いで、下部電極45Fに高周波電力を印加し、上部電極45Cとの間でフォーミングガスのプラズマを発生させ、このプラズマでウエハWの銅電極パッドの酸化膜をエッチングする。その後、冷却部45Fが作動してウエハWを急速冷却してウエハWを常温まで下げた後、フォーミングガスの供給及び排気を停止する。そして、ゲートバルブGが開くと共にウエハ搬送機構が処理室45A内に進入してウエハWを処理室45A内からローダ室内へ搬出し、ゲートバルブGが閉じる。その後、ウエハWは乾燥雰囲気に調整されたローダ室を経由してプローバ室へ搬送される。後は上記各実施形態と同様にプローバ室内においてウエハWの検査を行なう。本実施形態においても上記各実施形態と同様の作用効果を期することができる。
【0045】
【実施例】
本実施例では、実験により銅の酸化、還元現象及び湿度の酸化への影響について具体的に観察すると共に、本発明のプローブ方法を具体的に実施して還元の効果を確認した。
【0046】
実施例1
本実施例ではフォーミングガスの還元性能を観察した。即ち、参照用の銅ウエハ(銅薄膜=1μm、TiN下地=15nm)(以下、単に「参照ウエハ」と称す。)の酸化膜をフォーミングガス雰囲気下で還元処理し、銅薄膜内の酸素濃度分布について観察した。具体的には、参照ウエハをメインチャック上に載置し、350℃に温度設定されたメインチャックで参照ウエハを加熱した状態でフォーミングガス(水素ガス濃度=3容量%)を供給し、フォーミングガス雰囲気下に参照ウエハを曝した後、その銅薄膜内の酸素濃度分布をX線光電子分光器(XPS)によって観察した。また、同様にして参照ウエハを加熱した状態で窒素ガスのみを供給し、窒素ガス雰囲気下に参照ウエハを曝した後、その銅薄膜内の酸素濃度分布をXPSによって観察した。これらの結果を示したものが図5である。図5に示す結果によれば、フォーミングガスを供給した場合には銅薄膜表面から深さが10nmに達する前に酸素濃度が0at%、つまり参照ウエハと比較して酸化膜が格段に薄くなってフォーミングガスによって酸化膜を確実に還元していることが判った。これに対し、窒素ガスを供給した非酸化性雰囲気下では酸素濃度が参照ウエハよりも高くなっていることが判った。
【0047】
実施例2
本実施例ではフォーミングガスを用いて参照ウエハの酸化膜を還元する場合のメインチャックの温度の影響について観察した。即ち、図6に示すようにメインチャックの温度を250℃、300℃、325℃、350℃と変化させ、各温度における銅薄膜内の酸素濃度分布をXPSによって観察し、この結果を図6に示した。図6に示す結果によれば、メインチャックの温度が高いほど還元を促進することが判った。
【0048】
実施例3
本実施例では酸化に対する湿度の影響について観察した。即ち、ウエハを乾燥空気(露点=−70℃)、大気(温度=25℃、湿度=50%)及び窒素ガス中に図7の(a)に示す時間だけ放置し、それぞれの環境下での銅ウエハ(銅薄膜=1μm、TiN下地=15nm)の酸化の進行具合を観察し、この結果を図7の(a)に示した。また、乾燥空気中の酸化速度と大気中の酸化速度を求め、この結果を同図の(b)に示した。尚、図7の(a)に示す◆印は銅ウエハを作製した直後の銅薄膜内の酸素濃度の分布を示している。図7の(a)、(b)に示す結果によれば、湿度の高い大気中での放置時間が長いほど銅薄膜の酸化が進み、還元すべき酸化膜厚が厚いことが判った。これに対して乾燥空気中では放置時間が長くても作製直後の銅ウエハと比較して酸化がそれほど進まないことが判った。従って、還元後であっても湿度のある大気中で検査をせず、乾燥空気中で検査する方が低い針圧で検査できることが判った。
【0049】
実施例4
本実施例では乾燥雰囲気下でのプローブピンの針圧と銅ウエハの酸化膜の接触抵抗の関係を観察した。即ち、水素ガスを用いて下記条件で銅ウエハを還元処理した後、窒素ガス雰囲気下で20分間保管した後、この還元銅ウエハをメインチャック上に載置し、乾燥空気(露点=−70℃)下でメインチャックを0μm、10μm、30μmの三段階でオーバドライブさせ、各時点での銅ウエハとプローブピン間の接触抵抗を測定し、オーバドライブ量(針圧)と接触抵抗の関係を図8の(a)〜(c)に示した。また、比較のために還元処理をしない銅ウエハを用いて乾燥空気(露点=−70℃)下でプローブピンの針圧と接触抵抗を同様に測定し、この結果を図9の(a)〜(c)に示した。ここで、オーバドライブ(OD)量がOD=0μm、OD=10μm及びOD=30μmの時の針圧は、それぞれ0、15mN、50mNであった。尚、プローブカードの35本のプローブピンの全てが銅ウエハの中央で接触し、抵抗値が5Ω以下の時をOD=0μmとした。また、Z方向のバラツキは10μm以下であった。
〔還元処理条件〕
処理室内の圧力:133.332Pa
メインチャックの温度:400℃
メインチャックの昇温時間:5分
水素ガスによる還元処理時間:15分
水素ガスの流量:500sccm
ウエハの冷却時間:15分
【0050】
図8の(a)〜(c)に示す結果によれば、オーバドライブ量が0μmの場合、即ち、銅ウエハとプローブピンが接触しただけでは同図の(a)に示すように接触抵抗値が1.0Ωを超えることがあるが、測定回数が増えると接触抵抗が低下することが判った。オーバドライブ量が10μmになると測定初期から接触抵抗値が0.2Ω以下と格段に低くなり、銅薄膜とプローブピン間の導通性が極めて良くなることが判った。更にオーバドライブ量が大きくなって30μmに達しても10μmの場合と接触抵抗値が殆ど変わらないことが判った。従って、10μmのオーバドライブ量、即ち、15mNという低い針圧でウエハの検査を確実に行なえることが判った。これに対して、還元処理をしない銅ウエハの場合には、図9の(a)〜(c)に示す結果からも明らかなように、乾燥空気雰囲気下であってもオーバドライブ量が30μm、即ち、50mNという高い針圧でないとウエハの検査を行なえることが判った。
【0051】
実施例5
本実施例では還元後の銅ウエハとプローブピン間の接触抵抗に対する湿度の影響について観察した。即ち、乾燥空気(露点=−70℃)を300L/分の流量で供給し、乾燥雰囲気下で銅ウエハを10μmだけオーバドライブさせて銅ウエハとプローブピンとを接触させて銅ウエハ全面の接触抵抗を測定し、この結果を図10の(a)に示した。また、大気(温度=25℃、湿度=50.1%)中で還元後の銅ウエハを10μmだけオーバドライブさせて銅ウエハとプローブピンとを接触させて銅ウエハ全面の接触抵抗を測定し、この結果を図10の(b)に示した。
【0052】
図10の(a)、(b)に示す結果によれば、乾燥雰囲気下では銅ウエハ全面で1Ω以下の低い抵抗値で安定していたが、大気中では測定時間の中程ほど接触抵抗値が著しく高くなることが判った。本実施例ではプローブカードとしては10μmのオーバドライブで0.2mNの荷重が発生する14ピン仕様のものを用いた。以上のことから、還元処理実施後乾燥空気中であれば4時間以上の長時間でも0.2mN程度の低針圧で確実に検査できることが判った。大気中での検査ではメインチャック上の銅ウエハは中央部が周縁部より低いため、同一のオーバドライブ量であっても中央部が周縁部より針圧が低くなって接触抵抗値が高くなっている。
【0053】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではない。例えばウエハの還元処理手段は上記各実施形態に示す構成以外にも種々の形態を採用することができる。また、水素ガスを含むガスはフォーミングガスに限定されるものではなく、必要に応じてキャリアガスを適宜選択して使用することができる。また、ウエハの還元処理はカセット内のウエハを一括して行なうこともできる。また、上記実施形態では被検査体としてウエハWを用いたが、ウエハ以外のパッケージ品にも本発明を適用することができる。
【0054】
【発明の効果】
本発明の請求項1〜請求項18に記載の発明によれば、検査用電極等の成膜層が薄膜化してもプローブピンを極力低い針圧で成膜層を損傷させることなく検査用電極に電気的に接触させ、両者間を確実に導通させて信頼性の高い検査を確実に行なうことができるプローブ方法、プローブ装置及び電極還元装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプローブ装置の一実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明のプローブ装置の他の実施形態に適用された還元処理装置を示す断面図である。
【図3】本発明のプローブ装置の更に他の実施形態に適用された還元処理装置を示す断面図である。
【図4】本発明のプローブ装置の更に他の実施形態に適用された還元処理装置を示す断面図である。
【図5】本発明のプローブ方法の一実施形態を用いて銅ウエハの還元処理を行った場合の銅薄膜内の酸素濃度の分布を比較例と一緒に示すグラフである。
【図6】本発明のプローブ方法の一実施形態を用いて銅ウエハの還元処理を行う場合の銅ウエハの温度と銅薄膜内の酸素濃度の分布を示すグラフである。
【図7】還元後の銅ウエハの酸化に対する湿度の影響を示す図で、(a)は乾燥空気、大気中に所定時間放置した場合の銅ウエハの温度と銅薄膜内の酸素濃度の分布を示すグラフ、(b)は乾燥空気、大気中での酸化速度を示すグラフである。
【図8】(a)〜(c)はそれぞれ本発明のプローブ方法の一実施形態を示す図で、オーバドライブ量と接触抵抗値との関係を示すグラフである。
【図9】(a)〜(c)はそれぞれ還元処理しない銅ウエハのオーバドライブ量と接触抵抗値との関係を示す図8の(a)〜(c)に相当するグラフである。
【図10】(a)は本発明のプローブ方法の一実施形態によって測定した銅ウエハの接触抵抗値の経時的変化を示すグラフ、(b)は還元後の銅ウエハを大気中で測定した銅ウエハの接触抵抗値の経時的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10 プローブ装置
11 プローバ室
13 メインチャック(接触手段)
14 プローブカード
15、25、35、45 還元処理手段
15A 耐熱容器
15B、25B、35D ヒータ(加熱手段)
15D ガス供給手段
15F 容器(処理容器)
16 ローダ室
25A パラジウム管(ガス流路)
35A 処理容器
35B 保持体
45C 上部電極(プラズマ発生手段)
45F 下部電極(プラズマ発生手段)
W ウエハ(被検査体)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a probe method, a probe device, and an electrode reduction device, and more particularly, to a probe method, a probe device, and an electrode reduction device that can enhance electrical contact between a test object and an inspection electrode.
[0002]
[Prior art]
The semiconductor processing process includes various processes such as a process of inspecting a device to be inspected in a wafer state and a process of inspecting a device to be inspected in a package state. When performing an inspection, a contact is brought into contact with an inspection electrode pad of the device under test, and a signal is applied to the device under test via the contact. However, since an electrically insulating oxide film is formed on the inspection electrode pad, conduction cannot be achieved only by bringing the contact into contact, and an inspection signal cannot be applied. There are things you can't do. Therefore, conventionally, after applying a predetermined needle pressure between the electrode pad for inspection and the contact, the contact is scrubbed on the surface of the electrode pad to break the oxide film, and the conduction between the contact and the electrode pad is secured. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the ultra-high integration of semiconductor products, the thickness of each film formation layer has been accelerated and the electrode pads for inspection have also become thinner, so the needle that breaks the oxide film of the electrode pads as in the conventional probe method. When pressure is applied, electric characteristics such as transistor characteristics may change due to the stylus pressure from the contactor, and a soft material such as a low-k material having a low dielectric constant is used for the lower layer of the electrode pad. In such a case, there is a problem that it is impossible to apply a sufficient needle pressure to break the oxide film of the electrode pad.
[0004]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and even when a film forming layer such as an inspection electrode is thinned, the probe pin is electrically connected to the inspection electrode without damaging the film forming layer with a needle pressure as low as possible. It is an object of the present invention to provide a probe method, a probe device, and an electrode reduction device that can make reliable contact with each other and ensure reliable electrical connection between them.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The probe method according to
[0006]
Further, the probe method according to
[0007]
A probe method according to a third aspect of the present invention is the probe method according to the second aspect, wherein a catalyst containing palladium as the platinum group metal is used.
[0008]
A probe method according to a fourth aspect of the present invention is the probe method according to any one of the first to third aspects, wherein the test object is heated in the reduction step. Is what you do.
[0009]
A probe method according to a fifth aspect of the present invention is the probe method according to the first aspect, wherein in the reduction step, the gas containing the hydrogen gas is converted into a plasma and supplied. .
[0010]
A probe method according to a sixth aspect of the present invention is the probe method according to any one of the first to fifth aspects, wherein a forming gas is used as the gas containing the hydrogen gas. It is.
[0011]
A probe method according to a seventh aspect of the present invention is the probe method according to any one of the first to sixth aspects, wherein the inspection electrode is made of copper or a copper alloy. Things.
[0012]
The probe device according to claim 8 of the present invention is a probe device for inspecting an electrical characteristic of an object to be inspected, a means for reducing the inspection electrode of the object to be inspected using a gas containing hydrogen gas. And means for bringing the inspection electrode and the probe pin into contact with each other.
[0013]
A probe device according to a ninth aspect of the present invention is the probe device according to the eighth aspect, further comprising means for forming a dry atmosphere.
[0014]
According to a tenth aspect of the present invention, in the probe apparatus according to the eighth or ninth aspect, the reduction processing means is provided on a prober chamber side for inspecting the inspection object. It is a feature.
[0015]
Also, in the probe device according to claim 11 of the present invention, in the invention according to claim 8 or 9, the reduction processing means is provided on a loader chamber side for loading and unloading the test object. It is characterized by the following.
[0016]
In a probe apparatus according to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to the eleventh aspect, the reduction processing means includes a processing container and a holding unit that is disposed in the processing container and holds the inspection object. And a heating unit for heating the holder, and a unit for supplying a gas containing the hydrogen gas to the object heated via the heating unit. .
[0017]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the probe device according to any one of the eighth to eleventh aspects, the reduction treatment means is a gas supply means for supplying a gas containing hydrogen gas. And a gas flow path for activating the hydrogen gas supplied from the gas supply means under heating, and a heating means for heating the gas flow path.
[0018]
A probe device according to a fourteenth aspect of the present invention is the probe device according to the thirteenth aspect, wherein the gas flow path is formed of a platinum group metal or an alloy thereof. Is what you do.
[0019]
A probe device according to a fifteenth aspect of the present invention is the probe device according to the fourteenth aspect, wherein the platinum group metal is palladium.
[0020]
The probe device according to
[0021]
An electrode reduction device according to a seventeenth aspect of the present invention is an electrode reduction device provided in a probe device for inspecting electrical characteristics of a device under test, and performing a reduction process on an inspection electrode of the device under test. Gas supply means for supplying a gas containing hydrogen gas, a gas flow path for activating the hydrogen gas supplied from the gas supply means under heating, and a heating means for heating the gas flow path It is characterized by the following.
[0022]
An electrode reduction device according to an eighteenth aspect of the present invention is the electrode reduction device according to the seventeenth aspect, wherein the gas flow path is formed of a platinum group metal or an alloy thereof. .
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments shown in FIGS.
The probe method of the present invention performs a reduction process on an oxide film formed on an electrode pad for wafer inspection using a gas containing hydrogen gas (for example, a forming gas that is a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas). After removal, the probe pins and the electrode pads are brought into contact with each other to perform an electrical characteristic test on the wafer. By reducing the oxide film, the stylus pressure between the probe pin and the electrode pad can be remarkably reduced as compared with the present situation, so that the electrode pad is not damaged by the low stylus pressure and the life of the probe pin can be extended.
[0024]
Therefore, the probe device of the present embodiment will be described first. As shown in FIG. 1, for example, a
[0025]
The loader chamber includes, for example, a mounting portion on which a cassette containing 25 wafers W is mounted, a wafer transfer mechanism for transferring wafers W one by one from the cassette in the mounting portion, and a wafer transfer mechanism. And a sub chuck for aligning the wafer in a predetermined direction while transferring the wafer W.
[0026]
Further, the prober chamber 11 moves through three axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis) through a three-axis (X-axis, Y-axis, and Z-axis) moving
[0027]
The
[0028]
For example, the reduction processing means 15 heats and flows the forming gas into the prober chamber 11, and forms an electrode formed of copper, a copper alloy, or the like on the wafer heated by the
[0029]
The heat-insulating container 15A is subjected to a heat-insulating process to prevent the temperature of the
[0030]
As described above, the forming gas is a mixed gas composed of hydrogen gas and nitrogen gas as a carrier gas, and the content of hydrogen gas falls within the explosion-proof range (for example, 5% by volume or less, specifically, It is adjusted to about 3%). As the carrier, a rare gas such as argon or helium can be used in addition to the nitrogen gas.
[0031]
Further, a shield member 15G is provided on the inner surface of the prober chamber 11, and the inside of the prober chamber 11 can be kept airtight by the shield member 15G, and a predetermined reduced pressure state can be formed. An
[0032]
Further, the
[0033]
Next, an embodiment of the probe method of the present invention using the
[0034]
After reducing the electrode pads by the reduction processing means 15, dry air (for example, having a dew point of -70 ° C.) is supplied into the
[0035]
As described above, according to the present embodiment, a step of reducing the electrode pad under normal pressure or reduced pressure using a forming gas, and a step of electrically contacting the electrode pad and the
[0036]
In the above embodiment, the reduction processing means 15 having the
[0037]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing reduction processing means used in a probe device according to another embodiment of the present invention. The probe device of the present embodiment is configured according to the above embodiment except that the reduction processing means is different. As shown in the figure, the reduction treatment means 25 used in the present embodiment is a palladium pipe (for example, having a diameter of 3 mm) as a gas flow path formed in a pipe shape from a platinum group metal (for example, palladium) or an alloy thereof. 100 mm) 25A, a pipe-shaped
[0038]
Gas supply means (not shown) is connected to the upper end of the palladium pipe 25A via a
[0039]
Next, the operation of the return processing means 25 will be described. When the reduction processing means 25 is driven, first, nitrogen gas is supplied from the
[0040]
FIG. 3 is a schematic view showing reduction processing means used in a probe device according to still another embodiment of the present invention. The probe device of the present embodiment is configured according to the above embodiments, except that the reduction processing means is different. The reduction processing means 35 used in the present embodiment is provided in the
[0041]
Next, the operation of the return processing means 35 will be described. First, the wafer W is taken out of the cassette C via the
[0042]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing reduction processing means used in a probe device according to still another embodiment of the present invention. The probe device of the present embodiment is configured according to the above embodiments, except that the reduction processing means is different. As shown in the figure, the reduction processing means 45 used in the present embodiment includes a
[0043]
Further, as shown in FIG. 2, for example, the mounting table 45B includes a
[0044]
Next, the operation of the return processing means 45 will be described. First, when the wafer is taken out of the cassette in the loader chamber, the wafer is placed on the mounting table 45B in the
[0045]
【Example】
In the present example, the effects of copper oxidation, reduction phenomenon, and humidity on oxidation were specifically observed by experiments, and the effect of reduction was confirmed by specifically executing the probe method of the present invention.
[0046]
Example 1
In this example, the reducing performance of the forming gas was observed. That is, an oxide film of a reference copper wafer (copper thin film = 1 μm, TiN base = 15 nm) (hereinafter simply referred to as “reference wafer”) is subjected to a reduction treatment in a forming gas atmosphere, and an oxygen concentration distribution in the copper thin film is obtained. Was observed. Specifically, the forming wafer (hydrogen gas concentration = 3% by volume) is supplied while the reference wafer is placed on the main chuck and the reference wafer is heated by the main chuck set at 350 ° C. After exposing the reference wafer under an atmosphere, the oxygen concentration distribution in the copper thin film was observed by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS). Similarly, only the nitrogen gas was supplied while the reference wafer was heated, and the reference wafer was exposed to a nitrogen gas atmosphere. Then, the oxygen concentration distribution in the copper thin film was observed by XPS. FIG. 5 shows these results. According to the results shown in FIG. 5, when the forming gas is supplied, the oxygen concentration becomes 0 at% before the depth reaches 10 nm from the surface of the copper thin film, that is, the oxide film becomes much thinner than the reference wafer. It was found that the oxide film was surely reduced by the forming gas. On the other hand, it was found that the oxygen concentration was higher in the non-oxidizing atmosphere supplied with the nitrogen gas than in the reference wafer.
[0047]
Example 2
In the present example, the effect of the temperature of the main chuck when reducing the oxide film of the reference wafer using the forming gas was observed. That is, as shown in FIG. 6, the temperature of the main chuck was changed to 250 ° C., 300 ° C., 325 ° C., and 350 ° C., and the oxygen concentration distribution in the copper thin film at each temperature was observed by XPS. Indicated. According to the results shown in FIG. 6, it was found that the higher the temperature of the main chuck, the more the reduction was promoted.
[0048]
Example 3
In this example, the effect of humidity on oxidation was observed. That is, the wafer was left in dry air (dew point = -70 ° C.), air (temperature = 25 ° C., humidity = 50%) and nitrogen gas for the time shown in FIG. The progress of oxidation of the copper wafer (copper thin film = 1 μm, TiN underlayer = 15 nm) was observed, and the results are shown in FIG. 7A. In addition, the oxidation rate in dry air and the oxidation rate in air were obtained, and the results are shown in FIG. 7A shows the distribution of the oxygen concentration in the copper thin film immediately after the production of the copper wafer. According to the results shown in FIGS. 7A and 7B, it was found that the longer the standing time in the humid atmosphere, the more the oxidation of the copper thin film progressed, and the thicker the oxide film to be reduced. On the other hand, it was found that oxidation did not proceed so much in dry air as compared with a copper wafer immediately after fabrication even if the standing time was long. Therefore, even after the reduction, it was found that the inspection can be performed with a lower stylus pressure by performing the inspection in the dry air without performing the inspection in the humid atmosphere.
[0049]
Example 4
In this example, the relationship between the stylus pressure of the probe pins and the contact resistance of the oxide film on the copper wafer under a dry atmosphere was observed. That is, after reducing a copper wafer under the following conditions using hydrogen gas and storing it in a nitrogen gas atmosphere for 20 minutes, the reduced copper wafer is placed on a main chuck and dried air (dew point = −70 ° C.). ) Below, the main chuck is overdriven in three stages of 0 μm, 10 μm, and 30 μm, and the contact resistance between the copper wafer and the probe pins at each point is measured, and the relationship between the overdrive amount (needle pressure) and the contact resistance is illustrated. 8 (a) to (c). For comparison, the stylus pressure and contact resistance of the probe pins were measured in the same manner under dry air (dew point = -70 ° C.) using a copper wafer not subjected to reduction treatment, and the results were shown in FIGS. (C). Here, when the overdrive (OD) amount is OD = 0 μm, OD = 10 μm, and OD = 30 μm, the stylus pressure was 0, 15 mN, and 50 mN, respectively. In addition, when all the 35 probe pins of the probe card were in contact with the center of the copper wafer and the resistance value was 5Ω or less, OD = 0 μm. The variation in the Z direction was 10 μm or less.
[Reduction treatment conditions]
Pressure in the processing chamber: 133.332 Pa
Main chuck temperature: 400 ° C
Main chuck heating time: 5 minutes
Reduction treatment time with hydrogen gas: 15 minutes
Flow rate of hydrogen gas: 500 sccm
Wafer cooling time: 15 minutes
[0050]
According to the results shown in FIGS. 8A to 8C, when the overdrive amount is 0 μm, that is, when only the copper wafer and the probe pins are in contact, the contact resistance value as shown in FIG. May exceed 1.0Ω, but it was found that the contact resistance decreased as the number of measurements increased. It was found that when the overdrive amount became 10 μm, the contact resistance value was remarkably lowered to 0.2Ω or less from the initial stage of the measurement, and the conductivity between the copper thin film and the probe pin was extremely improved. Further, it was found that even when the overdrive amount was increased to reach 30 μm, the contact resistance value was hardly changed from the case of 10 μm. Therefore, it was found that the inspection of the wafer could be reliably performed with an overdrive amount of 10 μm, that is, a needle pressure as low as 15 mN. On the other hand, in the case of a copper wafer not subjected to the reduction treatment, as is clear from the results shown in FIGS. 9A to 9C, the overdrive amount is 30 μm even in a dry air atmosphere. That is, it was found that the wafer could be inspected unless the stylus pressure was as high as 50 mN.
[0051]
Example 5
In this example, the effect of humidity on the contact resistance between the copper wafer after reduction and the probe pins was observed. That is, dry air (dew point = -70 ° C.) is supplied at a flow rate of 300 L / min, and the copper wafer is overdriven by 10 μm in a dry atmosphere to bring the copper wafer into contact with the probe pins to reduce the contact resistance of the entire copper wafer. The measurement was performed, and the results are shown in FIG. The reduced copper wafer was overdriven by 10 μm in air (temperature = 25 ° C., humidity = 50.1%) to bring the copper wafer into contact with the probe pins, and the contact resistance of the entire copper wafer was measured. The results are shown in FIG.
[0052]
According to the results shown in FIGS. 10A and 10B, the resistance was stable at a low resistance value of 1 Ω or less over the entire surface of the copper wafer in a dry atmosphere, but the contact resistance value was lower in the air in the middle of the measurement time. Was found to be significantly higher. In this embodiment, a probe card of a 14-pin type which generates a load of 0.2 mN with a 10 μm overdrive was used as the probe card. From the above, it was found that the test can be performed reliably at a low needle pressure of about 0.2 mN even in a long time of 4 hours or more in dry air after the reduction treatment. In the inspection in air, the copper wafer on the main chuck is lower at the center than the periphery, so even with the same overdrive amount, the stylus pressure at the center is lower than the periphery and the contact resistance value is higher. I have.
[0053]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the wafer reduction processing means may employ various modes other than the configurations shown in the above embodiments. Further, the gas containing hydrogen gas is not limited to the forming gas, and a carrier gas can be appropriately selected and used as needed. Further, the wafer reduction processing can be performed on the wafers in the cassette at a time. Further, in the above embodiment, the wafer W is used as the inspection object, but the present invention can be applied to package products other than the wafer.
[0054]
【The invention's effect】
According to the invention as set forth in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a probe device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a reduction treatment device applied to another embodiment of the probe device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a reduction treatment apparatus applied to still another embodiment of the probe device of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a reduction processing apparatus applied to still another embodiment of the probe device of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the distribution of oxygen concentration in a copper thin film when a copper wafer is subjected to a reduction treatment using one embodiment of the probe method of the present invention, together with a comparative example.
FIG. 6 is a graph showing the distribution of the oxygen concentration in the copper thin film and the temperature of the copper wafer when performing the reduction treatment of the copper wafer using one embodiment of the probe method of the present invention.
7A and 7B are diagrams showing the influence of humidity on oxidation of a copper wafer after reduction. FIG. 7A shows the distribution of the temperature of the copper wafer and the oxygen concentration in the copper thin film when left in dry air or air for a predetermined time. (B) is a graph showing the oxidation rate in dry air and air.
FIGS. 8A to 8C are diagrams showing one embodiment of the probe method of the present invention, and are graphs showing a relationship between an overdrive amount and a contact resistance value.
9 (a) to 9 (c) are graphs corresponding to FIGS. 8 (a) to 9 (c), respectively, showing the relationship between the overdrive amount and the contact resistance value of a copper wafer not subjected to a reduction treatment.
FIG. 10 (a) is a graph showing the change over time in the contact resistance of a copper wafer measured by one embodiment of the probe method of the present invention, and FIG. 10 (b) is a copper measured in the atmosphere of a reduced copper wafer. 5 is a graph showing a change over time in a contact resistance value of a wafer.
[Explanation of symbols]
10 Probe device
11 Prober room
13 Main chuck (contact means)
14 Probe card
15, 25, 35, 45 reduction treatment means
15A heat-resistant container
15B, 25B, 35D heater (heating means)
15D gas supply means
15F container (processing container)
16 Loader room
25A Palladium tube (gas flow path)
35A processing container
35B holder
45C upper electrode (plasma generating means)
45F lower electrode (plasma generating means)
W wafer (inspection object)
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