JP2005197545A - プローブ先端クリーニング部材及びプローブ先端クリーニング部材の取付方法 - Google Patents

Abstract

【目的】 本発明の目的は、クリーニング装置のステージに着脱容易に取り付けることができる安価なプローブ先端クリーニング部材を提供することにある。
【構成】 プローブ先端クリーニング部材Ａは、弾性を有する第１の弾性シート１００と、この第１の弾性シート１００の上面に積層して設けられており且つこの第１の弾性シートの硬さよりも高い硬さを有する第２の弾性シート２００と、この第２の弾性シート２００の上面に積層して設けられる研磨シート３００とを有し、第１の弾性シート１００は、ステージ１に載置されると、その接触面が大気圧及び自重により当該ステージ１の表面形状に応じて変形し、これにより当該ステージ１に着脱可能に吸着するようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プローブの先端部分に付着した異物を除去するプローブ先端クリーニング部材及びプローブ先端クリーニング部材の取付方法に関する。

この種のプローブ先端クリーニング部材としては、硬質で伸縮しないＰＥＴフィルム等の基板と、この基板の面上に積層された弾性シートと、この弾性シートの面上に積層された研磨シートとを有する基本構成となっている( 例えば、特許文献１及び特許文献２参照) 。

このプローブ先端クリーニング部材は、プローブの先端が接触する研磨シートに対して高精度の平面平行精度が要求される。
特開平１１−２３８７６８公報 特開平１１−３４５８４６公報

ところが、前記プローブ先端クリーニング部材は、研磨シートがＰＥＴフィルム等の硬質の基板上に設けられている。このため、前記プローブ先端クリーニング部材をプローブクリーニング装置のステージに取り付けるに当たって、前記プローブ先端クリーニング部材の基板を前記ステージに特殊な治具を用いて接着剤又は両面テープで接着させる必要がある。この取り付けにおいては、上述したように研磨シートの平面平行精度を高い状態で保つため、接着部分に気泡やゴミが入らないようにしなければならない。即ち、取り付け作業には高価な設備や熟練した作業者が必要であることから、コスト高になるという問題を有している。

しかも、前記プローブ先端クリーニング部材を所定の回数以上プローブの先端のクリーニングに使用すると、当該プローブ先端クリーニング部材の研磨シート自体の洗浄が必要になるが、この洗浄はプローブクリーニング装置から取り外した状態で行わなければならない。よって、上述したように接着剤等でプローブ先端クリーニング部材をステージに取り付けていると、取り外しが非常に困難であるという別の問題も生じる。また、この取り外しの際に、接着剤等がステージに残ってしまうと、再度取り付けるに当たって、研磨シートの平面平行精度が低下するという問題もある。

さらに、プローブクリーニング装置としては、プローバのホットチャックやプローブ研磨ユニット等が用いられるが、そのステージの形状が様々である。前記プローブ先端クリーニング部材には、硬質の前記基板が用いられているので、加工することが困難である。従って、各ステージの形状に応じたプローブ先端クリーニング部材を用意する必要があり、この点でもコスト高になるという問題が生じる。

また、前記プローブ先端クリーニング部材は前記基板を有しているので、当該基板が部分的又は全体的に熱変形すると、研磨シートの平面平行精度がたちまち低くなり、一部のプローブの先端がクリーニングできないという問題が生じる。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、上記問題を解決し得る新規なプローブ先端クリーニング部材及びプローブ先端クリーニング部材の取付方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のプローブ先端クリーニング部材は、プローブの先端部分に付着した異物を除去するのに使用されるプローブ先端クリーニング部材であって、その最下層に弾性及び吸着性を有する第１の弾性シートが設けられている。

このプローブ先端クリーニング部材は、前記第１の弾性シートの上面に積層して設けられた第１の弾性シートの硬さよりも高い硬さを有する第２の弾性シートと、この第２の弾性シートの上面に積層して設けられており且つこの研磨シートとを有しており、前記第２の弾性シートは前記研磨シートを通じて作用するプローブの押圧力により凹む一方、この押圧力が開放されると、元の形状に戻るようになっている。

若しくは、前記第１の弾性シートの上面に積層して設けられており且つこの第１の弾性シートの硬さよりも高い硬さを有する第２の弾性シートと、第２の弾性シートの上面に設けられた支持部と、この支持部の面上に設けられた研磨シートとを有しており、前記支持部は、研磨シートを水平に支持しており、クリーニング時にプローブの先端面から研磨シートを通じて作用するプローブの押圧力により当該研磨シートの少なくとも一部が傾斜するように弾性変形体を用いる。

また、本発明のプローブ先端クリーニング部材の取付方法は、プローブクリーニング装置のステージに、請求項１、２又は３記載のプローブ先端クリーニング部材の第１の弾性シートを吸着させ、これにより当該プローブ先端クリーニング部材をステージに取り付けるようにしたことを特徴としている。

前記プローブ先端クリーニング部材を前記ステージの形状に応じて加工することができる。

本発明の請求項１に係るプローブ先端クリーニング部材による場合、その最下層に設けられた第１の弾性シートがプローブクリーニング装置のステージに載置されると、その接触面が当該ステージの表面形状に応じて変形し、これにより当該ステージに着脱可能に吸着するようになっている。このため、従来例のごとく、接着剤等で接着させる必要がなく、熟練した接着技術や高価な設備が必要ないので、低コスト化を図ることができる。また、従来例の如く接着剤がステージにこびり付いたまま残るというようなことはないので、クリーニング部材を再び前記ステージに取り付けるに当たって、クリーニング部材が平面平行精度の低下を防止することができる。しかも、取り外しが容易であることから、プローブ先端クリーニング部材をステージから取り外して容易にクリーニングすることもできる。また、第１の弾性シートの上層に従来例のような硬質な基板を設けなければ、プローブクリーニング装置の各種のステージの形状に応じて、プローブ先端クリーニング部材をカットする等して容易に加工することができる。しかも、従来例の如く前記基板が熱変形するようなこともないので、これに伴う平面平行精度が低下を防止することができる。さらに、前記基板を用いなければ、仮にプローブ先端クリーニング部材の一部がステージから剥がれ、プローブが接触したとしても、当該プローブが破損する可能性は低い。

本発明の請求項２に係るプローブ先端クリーニング部材による場合、前記第１の弾性シートの上層に、当該第１の弾性シートの硬さよりも高い硬さを有し、研磨シートを通じて作用するプローブの押圧力により凹む一方、この押圧力が開放されると、元の形状に戻る第２の弾性シートを設けるようにしている。よって、高精度の平面平行精度を有するステージに取り付けるようにすれば、作成時の研磨シートの平面平行精度を保つことができるので、高精度なプローブ先端クリーニング部材とすることができる。

本発明の請求項３に係るプローブ先端クリーニング部材による場合、クリーニング時のプローブの先端面から研磨シートを通じて作用するプローブの押圧力により支持部が弾性変形し、これにより前記研磨シートの少なくとも一部が傾斜するようになっている。このため、プローブの先端面が研磨シートの面上を傾斜方向に滑り、この過程でプローブの先端部分に付着した異物が除去される。このとき、プローブの先端面と、研磨シートとの接触面はプローブの先端面の形状に沿って移動するので、研磨層の面に応じてプローブの先端部分が研磨され、当該プローブの先端部分の形状が変形することが殆どなくなる。

本発明の請求項４に係るプローブ先端クリーニング部材の取付方法による場合、クリーニング装置のステージに載置するだけで前記第１の弾性シートが大気圧及び自重により吸着し、これにより取り付けることができる。即ち、前記ステージの表面形状に応じて第１の弾性シートが弾性変形して吸着するので、高精度な平面平行精度を有するステージに取り付ければ、平面平行精度の高いプローブ先端クリーニング部材とすることができる。しかも、従来例のごとく、接着剤等で接着させる必要がないので、熟練した接着技術や高価な設備等が必要ない。よって、低コスト化を図ることができる。さらに、従来例の如く接着剤がステージにこびり付いたまま残るというようなことはないので、クリーニング部材を再び前記ステージに取り付けるに当たって、クリーニング部材が平面平行精度の低下を防止することができる。

本発明の請求項５に係るプローブ先端クリーニング部材の取付方法による場合、従来例のような硬質の基板を用いなければ、各種の前記ステージの形状に応じてカットし容易に加工することができる。よって、各種のステージ毎にプローブ先端クリーニング部材を作成する必要がないので、低コスト化を図る上でメリットがある。

以下、本発明の実施の形態に係るプローブ先端クリーニング部材について説明する。

まず、本発明の実施の第１の形態に係るプローブ先端クリーニング部材について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の第１の形態に係るプローブ先端クリーニング部材の模式的正面図、図２は同クリーニング部材の使用状態を示す模式図、図３は同クリーニング部材が装着されるプローブクリーニング装置のステージの面上を示す模式図である。

図１及び図２に示すプローブ先端クリーニング部材Ａは、プローブクリーニング装置Ｂの±０．５〜１００μｍの平面平行精度を有するステージ１( 図３参照) に装着され、プローブカードＣのプローブ１０の先端部分に付着した異物を除去するのに使用されるクリーニングシートであって、弾性を有しており且つステージ１に着脱可能に吸着する第１の弾性シート１００と、この第１の弾性シート１００の上面に積層して設けられており且つこの第１の弾性シートの硬さよりも高い硬さを有する第２の弾性シート２００と、この第２の弾性シート２００の上面に積層して設けられる研磨シート３００とを有する。以下、各部を詳しく説明する。

なお、プローブクリーニング装置Ｂについては、専用の装置、プローバのホットチャックや研磨ユニット等を使用することができる。

第１の弾性シート１００については、ＣＶＤ、ＰＶＤ、電鋳技術、スピンコート又はスクリーン技法等を使用して製作される、例えばシリコン樹脂又はウレタン樹脂等のデュロメータ硬さＡ０〜１００のゴム弾性シートを使用する。この第１の弾性シート１００の上面は平面平行精度が±０〜１００μｍの高精度になるように作成されている。この第１の弾性シート１００は、ステージ１に載置されると、その接触面が大気圧及び自重により当該ステージ１の表面形状に応じて変形し、これにより当該ステージ１に着脱可能に吸着するようになっている。さらに、第１の弾性シート１００は、研磨シート３００を通じて作用するプローブ１０の押圧力により凹む一方、この押圧力が開放されると、元の形状に戻るようになっている。

第２の弾性シート２００については、第１の弾性シート１００の上面にＣＶＤ、ＰＶＤ、電鋳技術、スピンコート又はスクリーン技法等を使用して製作される、例えばシリコン樹脂又はウレタン樹脂等のデュロメータ硬さＤ０〜１００のゴム弾性シートを使用する。この第２の弾性シート２００は、研磨シート３００を通じて作用するプローブ１０の押圧力により凹む一方、この押圧力が開放されると、元の形状に戻るようになっている。第２の弾性シート２００上面は平面平行精度が±０〜１００μｍの高精度になるように作成されている。

また、この第２の弾性シート２００は、シリコン樹脂又はウレタン樹脂に研磨粒子( 図示せず) からなる微粉研磨剤を混入することができる。前記研磨粒子には、炭素やダイヤモンド等の炭素化合物、酸化錫等の金属酸化物、 シリカや炭化カルシウム等の酸化物、炭化珪素等の炭化物、窒化ホウ素等の窒化化合物を用いることができる。

研磨シート３００としては、ＣＶＤ、ＰＶＤ、電鋳技術、スピンコート又はスクリーン技法等を使用して製作されるシート部材又はＣＶＤ、ＰＶＤ又は電鋳技術等により成膜される薄膜を用いる。前記シート部材には、炭素やダイヤモンド等の炭素化合物、酸化錫等の金属酸化物、 シリカや炭化カルシウム等の酸化物、炭化珪素等の炭化物、窒化ホウ素等の窒化化合物等の研磨粒子からなる微粉研磨剤が混入されている。

また、研磨シート３００の厚さ寸法は、プローブ１０の先端面を通じて作用される押圧力により突き破られない程度の厚さ( ±０．０１μｍ〜１ｍｍ) にする。なお、このときのプローブ１０の押圧力は０．０１ｇ〜１００ｇを想定している。研磨シート３００については、どのようなものを用いるか否かは上述した範囲内において、プローブ１０の材質や硬さ、除去対象となるゴミの材料や付着状況等に応じて適宜選定すれば良い。

このような構成のプローブ先端クリーニング部材Ａを、クリーニング装置Ｂのステージ１の形状に応じて端部をカットし、その後、当該ステージ１に載置する。すると、プローブ先端クリーニング部材Ａの第１の弾性シート１００が大気圧及び自重により当該ステージ１に吸着する。

その後、クリーニング装置Ｂを駆動させ、ステージ１とプローブカードＣとを相対的に近接させ、プローブ１０を研磨シート３００に接触させる。すると、研磨シート３００を通じて作用するプローブ１０の押圧力により第２の弾性シート２００及び第１の弾性シート１００が凹む。この過程で、プローブ１０の先端が研磨シート３００に研磨され、プローブ１０の先端に付着したゴミ等が除去されるのである。

その後、クリーニング装置Ｂを駆動させ、ステージ１とプローブカードＣとを相対的に離す。すると、プローブ１０の押圧力が開放され、第２の弾性シート２００及び第１の弾性シート１００が元の形状に戻る。

このクリーニング工程において、仮にプローブ先端クリーニング部材Ａがステージ１から外れ、その後、プローブ１０が接触した場合、第１の弾性シート１００、第２の弾性シート２００及び／又は研磨シート３００の接触箇所が凹む。よって、プローブ１０が破損する可能性は低い。

このようなプローブ先端クリーニング部材Ａによる場合、プローブクリーニング装置Ｂのステージ１に載置すると、第１の弾性シート１００がステージ１に吸着するので、簡単に取り付けることができる。このため、従来例のごとく、接着剤等で接着させる必要がなく、熟練した接着技術や高価な設備が必要ないので、低コスト化を図ることができる。また、従来例の如く接着剤等がステージ１にこびり付いたまま残るというようなことはないので、プローブ先端クリーニング部材Ａを再びステージ１に取り付けるに当たって、プローブ先端クリーニング部材Ａの平面平行精度が低下することを防止することができる。しかも、取り外しが容易であることから、プローブ先端クリーニング部材Ａをステージ１から取り外して容易にクリーニングすることもできる。また、従来例の如く硬質の基板が熱変形するようなこともないので、これに伴う平面平行精度が低下を防止することができる。

次に、本発明の実施の第２の形態に係るプローブ先端クリーニング部材について図面を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の第２の形態に係るプローブ先端クリーニング部材の模式的正面図、図５は同プローブ先端クリーニング部材の使用状態を示す模式図、図６は図５のα部分の拡大図、図７は同プローブ先端クリーニング部材の設計変形例を示す模式的正面図である。

図４及び図５に示すプローブ先端クリーニング部材Ａ’は、プローブクリーニング装置Ｂのステージ１に装着され、プローブカードＣのプローブ１０の先端部分に付着した異物を除去するのに使用されるクリーニングシートであって、第１の弾性シート１００と、この第１の弾性シート１００の上面に積層して設けられており且つこの第１の弾性シート１００の硬さよりも高い硬さを有する第２の弾性シート２００と、第２の弾性シート２００の上面に立設された支持部４００と、この支持部４００の面上に設けられた研磨シート５００とを有している。このプローブ先端クリーニング部材Ａ’がプローブ先端クリーニング部材Ａと異なる点は、支持部４００を有している点にある。従って、この相違点について以下詳しく説明し、共通する部分については説明を省略する。なお、符号については、第１、第２の弾性シートはプローブ先端クリーニング部材Ａ’とプローブ先端クリーニング部材Ａにおいて、同一部材であるので、同じものを使用する。研磨シート５００については、各支持部４００の面上に設けられている以外は研磨シート３００と同じものである。

支持部４００は、第２の弾性シート２００の上面にＣＶＤ、ＰＶＤ、電鋳技術、スピンコート又はスクリーン技法等を使用して製作される、クリーニング時にプローブ１０の先端面から研磨シート５００を通じて作用するプローブ１０の押圧力により当該研磨シート５００の少なくとも一部が傾斜するように弾性変形体を使用する。この支持部４００は円柱状に形成されており、その表面上は水平に形成されている。このため、支持部４００は外力が加わらない状態で研磨シート５００を水平に支持することができる。

また、支持部４００の材料としてはプローブ１０の硬度よりも低い硬度の材料が用いられている。具体的には、支持部４００は、ビッカーズ硬さＨｖ０〜５００を有するばね鋼等の金属弾性変形体、ビッカーズ硬さＨｖ０〜５００を有するＣＶＤ、ＰＶＤ又は電鋳によって成形された弾性変形体、デュロメータ硬さＤ０〜１００を有するプラスチック弾性変形体、デュロメータ硬さＤ０〜１００を有するシリコーン樹脂やウレタン樹脂等からなるゴム弾性変形体、又はビッカーズ硬さＨｖ０〜５００を有するこれらの弾性変形体の合成物を用いることができる。どのようなものを用いるかについてはプローブ１０の材質、硬度等に応じて適宜選定すれば良い。

このような構成のプローブ先端クリーニング部材Ａ’を、クリーニング装置Ｂのステージ１の形状に応じて端部をカットし、その後、当該ステージ１に載置する。すると、プローブ先端クリーニング部材Ａの第１の弾性シート１００の接触面が大気圧及び自重により当該ステージ１の表面形状に応じて変形して吸着する。

その後、クリーニング装置Ｂを駆動させ、ステージ１とプローブカードＣとを相対的に近接させ、プローブ１０を研磨シート３００に接触させる。すると、図６に示すように、研磨シート５００と通じて作用するプローブ１０の押圧力により支持部４００が湾曲及び／又は収縮し( 即ち、弾性変形し) 、これに伴って研磨シート５００の少なくとも一部が傾斜する。その結果、プローブ１０の先端面が研磨シート５００の面上を傾斜方向に滑り、この過程でプローブ１０の先端部分に付着した異物が研磨シート５００研磨されて除去される。

このようなプローブ先端クリーニング部材Ａ’による場合、プローブ先端クリーニング部材Ａと同様の効果を奏する他、クリーニング工程において、プローブ１０と研磨シート５００との接触面がプローブ１０の先端面の形状に沿って移動する。このため、従来例のごとく研磨層の面に応じてプローブ１０の先端部分が研磨され、当該プローブ１０の先端部分の形状が変形することが殆どなくなる。

なお、プローブ先端クリーニング部材については、上記実施例の如く説明したが、最下層に弾性を有する第１の弾性シートが設けられており、この第１の弾性シートは前記ステージに載置されると、その接触面が当該ステージの表面形状に応じて変形し、これにより当該ステージに着脱可能に吸着するようになっている限りどのような設計変形を行ってもかまわない。よって、第１の弾性シート１００には、例えば、軟質塩化ビニルや酢酸ビニル等を使用することもできる。

プローブ先端クリーニング部材Ａについては、第２の弾性シート２００を有するとしたが、設けるか否かは任意である。また、第２の弾性シート２００に研磨粒子を混入したシリコン樹脂又はウレタン樹脂を使用する場合には、研磨シート３００を設けるか否かは任意であることは言うまでもない。

プローブ先端クリーニング部材Ａ’については、研磨シート５００が各支持部４００の面上に設けられているとしたが、長尺状の研磨シート５００を複数の支持部４００で支持するようにしても良い。また、支持部４００は、円柱であるとしたが、他の柱体であれば良く、また、図７に示すように、支持層とすることも可能である。このように支持層とした場合、支持部４００の面上の一部に、研磨シート５００を設けるようにする。

本発明の実施の第１の形態に係るプローブ先端クリーニング部材の模式的正面図である。 同クリーニング部材の使用状態を示す模式図である。 同クリーニング部材が装着されるプローブクリーニング装置のステージの面上を示す模式図である。 本発明の実施の第２の形態に係るプローブ先端クリーニング部材の模式的正面図である。 同プローブ先端クリーニング部材の使用状態を示す模式図である。 図５のα部分の拡大図である。 同プローブ先端クリーニング部材の設計変形例を示す模式的正面図である。

符号の説明

Ａ プローブ先端クリーニング部材
１００ 第１の弾性シート
２００ 第２の弾性シート
３００ 研磨シート
Ａ’ プローブ先端クリーニング部材
４００ 支持部
５００ 研磨シート
Ｂ プローブクリーニング装置
１ ステージ
Ｃ プローブカード １０ プローブ

Claims (5)

1. プローブの先端部分に付着した異物を除去するのに使用されるプローブ先端クリーニング部材において、その最下層に弾性及び吸着性を有する第１の弾性シートが設けられていることを特徴とするプローブ先端クリーニング部材。
2. 請求項１記載のプローブ先端クリーニング部材において、前記第１の弾性シートの上面に積層して設けられており且つこの第１の弾性シートの硬さよりも高い硬さを有する第２の弾性シートと、この第２の弾性シートの上面に積層して設けられた研磨シートとを有しており、前記第２の弾性シートは前記研磨シートを通じて作用するプローブの押圧力により凹む一方、この押圧力が開放されると、元の形状に戻るようになっていることを特徴とするプローブ先端クリーニング部材。
3. 請求項１記載のプローブ先端クリーニング部材において、前記第１の弾性シートの上面に積層して設けられており且つこの第１の弾性シートの硬さよりも高い硬さを有する第２の弾性シートと、第２の弾性シートの上面に設けられた支持部と、この支持部の面上に設けられた研磨シートとを有しており、前記支持部は、研磨シートを水平に支持しており、クリーニング時にプローブの先端面から研磨シートを通じて作用するプローブの押圧力により当該研磨シートの少なくとも一部が傾斜するように弾性変形体が用いられていることを特徴とするプローブ先端クリーニング部材。
4. プローブクリーニング装置のステージに、請求項１、２又は３記載のプローブ先端クリーニング部材の第１の弾性シートを吸着させ、これにより当該プローブ先端クリーニング部材をステージに取り付けるようにしたことを特徴とするプローブ先端クリーニング部材の取付方法。
5. 請求項４記載のプローブ先端クリーニング部材の取付方法において、前記プローブ先端クリーニング部材を前記ステージの形状に応じて加工するようにしたことを特徴とするプローブ先端クリーニング部材の取付方法。

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