KR0165558B1 - 프로우브 장치 - Google Patents

Abstract

피검사체를 유지하는 얹어놓는대와, 상기 피검사체의 전극부에 접촉시켜서 피검사체의 전기적 특성을 측정하는 다수의 수직프로우브침과, 상기 프로우브침에 부착한 부스러기를 제거하는 클리닝재를 가지는 클리닝 블록을 구비하며, 클리닝재가 초극세섬유로 이루어지는 천에 의하여 구성되어 있는 프로우브장치, 이것에 의하여, 수직프로우브침에 부착한 부스러기등을 제거하여 수직프로우브침의 수명 장기화를 도모할 수 있다.

Description

프로우브 장치

제1도는 본 발명의 프로우브장치의 요부의 개략사시도.

제2도는 본 발명에 따른 클리닝블록을 분해한 상태를 나타내는 사시도.

제3도는 클리닝블록을 착설한 상태를 나타내는 단면도.

제4도 (a) 및 (b)는 본 발명에 사용되는 클리닝재를 나타내는 모식도.

제5도 (a) 내지 (e)는 본 발명의 프로우브장치의 동작을 설명하기 위한 개략도.

제6도는 수직프로우브침의 클리닝 공정에 있어서의 동작을 설명하는 블록도.

제7도는 클리닝재의 오염의 정도와 그 교환시기를 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수직프로우브침 2 : 프로우브침고정블록

2a : 플레이트 3 : 프로우브카드

4 : 얹어놓는대 5 : 클리닝재

6 : Y 방향 안내레일 7 : Y 스테이지

8 : X 방향 안내레일 9 : X 스테이지

10 : 척 11 : 반도체웨이퍼

12 : 캡형상 기초부 14 : 지지부재

15 : 스프링 플런져 15a : 볼

17 : 가이드 기초부 17a : 걸어맞춤용 요홈부

18 : 스프링(탄성수단) 19 : 스프링 가이드

20 : 에어실린더(승강수단) 20a : 플런져

21 : 승강판 A : 부스러기

S : 간극

본 발명은 프로우브장치에 관한 것으로서, 특히 피검사체의 전기적 특성을 검사하는 프로우브침의 클리닝기구를 구비한 프로우브장치에 관한 것이다.

종래, 피검사체의 전기적 특성을 조사하는 프로우브장치로서는, 수평 방향 및 수직방향으로 이동가능, 및 수평회전가능한 얹어놓는대와, 반도체 웨이퍼등의 피검사체의 전극부에 접촉하는 다수의 프로우브를 가지는 프로우브카드로 구성된 것이 알려져 있다. 이 프로우브카드에 구비된 프로우브침은, 수평방향에 대하여 소정의 각도를 가지도록 경사진 상태에서 프로우브카드에 부착되어 있다. 이 프로우브장치는, 소정의 위치로 얹어놓는대를 이동하고, 얹어놓는대위에 설치된 피검사체의 전극패드에 프로우브침을 접촉시키는 반도체웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 것이다.

근래에, 반도체장치의 복잡화 및 미세화에 따라서, 전극패드의 구조도 복잡화되고 있다. 이 때문에, 경사진 상태의 프로우브침으로는 각 전극패드에 프로우브침을 정확하게 접촉시키는 것이 곤란하게 되어 있다.

그래서 , 이와 같이 복잡하게 배열된 전극패드에 대응해야 하는 프로우브침을 수직방향으로 세운 상태로 배열한, 소위 수직프로우브침을 전극패드에 접촉시키는 기술이 개발되어 있다.

이 수직프로우브침에 의하면, 복잡하게 배열된 전극패드의 어느 것에도 균일하게 프로우브침을 눌러 접하게 하여 접촉시키는 것이 가능하며, 정밀도 좋게 전기적 특성을 검사할 수 있다.

그러나, 이러한 프로우브침은, 반도체웨이퍼의 알루미늄체의 전극패드에 접촉할 때, 그표면에 산화막을 깎아가면서 도통을 취하도록 되어있다. 이 때문에, 특히 수직프로우브침에 있어서는, 그 앞단에 알루미늄 부스러기가 부착한다. 검사를 반복하여 행하면, 알루미늄 부스러기가 수직프로우브 앞끝단에 퇴적되어 도통불량을 일으키고, 정확하게 검사를 행할 수 없게된다. 또한, 수직프로우브침의 수명을 짧게 한다고 하는 문제가 있다. 더우기, 수직프로우브침에 부착한 알루미늄부스러기가 날아 흩어져서 반도체 웨이퍼상으로 낙하하고, 이것이 먼지입자로 되어 반도체 웨이퍼의 품질을 저하시키는 문제도 있다.

본 발명은, 수직프로우브침의 클리닝기구를 구비하여, 프로우브침을 항상 적정한 검사상태로 유지하는 것이 가능한 프로우브장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적은, 피검사체를 유지하는 얹어놓는대와, 피검사체의 전극부에 접촉시켜서 피검사체의 전기적 특성을 측정하는 다수의 수직프로우브침과, 수직프로우브침에 부착한 부스러기를 제거하는 클리닝재(材)를 갖는 클리닝블록을 구비하고, 클리닝재가 초극세섬유로 이루어지는 천에 의하여 구성되어 있는 프로우브장치에 의하여 달성된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명의 프로우브장치의 요부를 나타낸다. 도면중, 다수의 수직프로우브침(1)은 프로우브침고정블록(2)에 고정되어 있으며, 이 프로우브침고정블록(2)은 프로우브카드(3)에 부착되어 있다. 또한, 프로우브카드(3)는 도시하지 않은 승강수단에 의하여 상하방향으로 이동가능하게 되어 있다. 또한, 프로우브카드(3)는 X 및 Y 방향으로 이동시키도록 하는 수단을 형성하여도 좋다. 프로우브카드(3)의 아래쪽으로는, X, Y 및 Z방향으로 이동 가능한 스테이지가 배치되어 있으며, 스테이지상에는 얹어놓는대(4)가 착설되어 있다. 또한, 얹어놓는대(4)의 근방에는, 클리닝재(5)를 갖는 클리닝블록이 설치되어 있다. 얹어놓는대(4)를 얹어놓는 스테이지는, 제1도에 나타낸 바와같이, Y방향을 따라서 배치된 Y방향 안내레일(6)상으로 이동가능하게 착설된 Y스테이지(7)와, 이 Y 스테이지(7)에 형성된 Y방향과 직교하는 방향, 즉 X방향을 따라서 배치된 X방향 안내레일(8)상에 이동가능하게 탑재되는 X 스테이지(9)와, 이 X 스테이지(9)상에 승강 및 회전가능하게 착설된 척(10)에 의하여 구성되어 있다. 척(10)의 윗면에는, 도시하지 않은 흡인수단이 설치되어 있으며, 이것에 의하여 피검사체인 반도체웨이퍼(11)를 흡인유지하도록 되어 있다.

클리닝블록은, 제2도에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다. 클리닝재(5)는 캡형상 기초부(12)의 윗면에 붙여져 있다. 캡형상 기초부(12)의 아래면에는, 가이드기초부(17)을 수용하기위한 요홈부가 형성되어 있으며, 그 요홈부에 가이드기초부(17)가 얹어놓여 있다. 가이드기초부(17)의 윗면에는, 스프링가이드(19)를 수용하기 위한 요홈부가 형성되어 있으며, 그 요홈부에 스프링가이드(19)가 미끄러져 움직임 가능하게 얹어놓여져 있고, 윗쪽으로 빠져 나가지 않도록 되어 있다. 스프링가이드(19)의 윗면에는, 스프링(18)을 수용하는 요홈부가 형성되어 있으며, 그 요홈부에 스프링(18)이 얹어놓여 있어, 크리닝재(5)를 가지는 캡형상 기초부(12)를 항상 위쪽으로 밀어 누르고 있다. 또한, 캡형상 기초부(12)의 윗쪽에는, 지지부재(14)가 나사멈춤에 의하여 착설되어 있다.

이와 같이 구성된 클리닝블록은, 제3도에 나타낸 바와 같이 얹어놓는대(4)에 부착되어 있다. 승강판(21)은 얹어놓는대(4)에 착설된 유지부재상에 승강가능하게 착설되어 있다. 승강판(21)상에는, 스프링가이드(19)가 고정되어 있다. 이 가이드기초부(17)의 바깥둘레면의 소정의 장소에는, 걸어맞춤용 요홈부(17a)가 형성되어 있으며, 이 걸어맞춤용 요홈부(17a)에 캡형상 기초부(12)의 측벽에 장착된 스프링플런져(15)의 볼(15a)이 걸어맞춤되어 있다. 캡형상 기초부(12)의 아래면과 승강판(21)의 위면의 사이에는, 소정의 간극(S)이 형성되어 있으며, 이것에 의하여, 수직프로우브침(1)을 클리닝재(5)에 삽입하여 프로우브침 고정블록(2)이 클리닝블록의 지지부재(14)에 닿아 접할때의 압력을 완충하는 것이 가능하다. 또한, 이 간극(S)은, 클리닝재(5)와 수직프로우브침(1)과의 상대위치의 오차를 흡수하고, 양자의 적정한 접촉을 확보하는 것이 가능하다. 간극(S)은, 1㎜정도인 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 캡형상 기초부(12)의 가이드기초부(17)를 수용하는 면과 스프링가이드(19) 윗면과의 사이에는 적어도 간극(S)이상의 간격을 형성할 필요가 있다. 승강판(21)의 아래면에는, 승강수단인 에어실린더(20)의 플런져(20a)가 고정되어 있으며, 캡형상기초부(12) 및 클리닝재(5)가 승강가능하도록 되어 있다.

본 발명의 프로우브장치에 있어서는, 클리닝재(5)가 수직프로우브침에 접촉가능하도록 구성되어 있으면 좋기 때문에, 클리닝블록을 얹어놓는대에 고정하여 얹어놓는대와 함께 상하로 동작시키는 것이라도 좋다.

바람직하게는, 클리닝블록만의 승강수단을 형성하여 클리닝재만을 수직프로우브침에 접촉시키는 것이다. 보다 바람직하게는, 클리닝재를 수직프로우브침에 접촉시킬때에, 밀어누르는 힘을 흡수하는 탄성수단을 구비하는 것이다. 이 경우, 승강수단으로서는, 예를 들면 솔레노이드밸브에 의하여 동작하는 에어실린더 또는 모우터에 의하여 동작하는 기어구조등을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 수직프로우브침과 클리닝재와의 상대위치를 검출하고, 그 검출정보에 기초하여 클리닝재의 승강을 제어하는 설정에 의하여 탄성수단을 생략하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에서 사용되는 클리닝재(5)로서는, 제4도(a)에 나타내는 바와 같이 연속한 초극세섬유를 짜고, 이것에 고수축처리등의 화학적처리를 실시하여 이루어지는 초극세섬유천을 이용할 수 있다. 이 경우, 섬유의 재료로서는, 나일론과 같은 폴리아미드수지, 폴리에스테르수지등을 이용할 수 있다. 또한, 초극세섬유의 굵기는, 0.1데니어정도가 바람직하며, 섬유밀도는 8,000본/㎠ 정도가 바람직하다. 또는, 클리닝재(5)로서는, 제4도(b)에 나타낸 바와 같은 다수의 초극세섬유를 기모(起毛)형상으로 배열한 초극세섬유로 이루어지는 천을 사용할 수도 있다. 또한, 초극세섬유로 이루어지는 천의 두께는 1㎜정도가 바람직하다.

다음에, 이와같이 구성된 본 발명의 프로우브장치의 동작에 대하여 설명한다. 또한, 도면에 있어서, 가이드기초부(17)와 스프링가이드(19)의 끼워맞춤상태는 생략하였다.

제5도(a)는, 본 발명의 프로우브장치를 나타내는 개략도이다. 제5도에 나타낸 바와 같이, 수직프로우브침(1)은, 그의 한쪽의 끝단부가 프로우브침 고정블록(2)의 투명재료로 이루어지는 플레이트(2a)로부터 예를 들면 250㎛정도 돌출하도록 프로우브침 고정블록(2)에 부착되어 있다. 또한, 수직프로우브침(1)의 다른쪽의 끝단부는, 프로우브카드(3)를 관통하여 프로우브카드(3)에 부착되어 있다. 제5도에 있어서, 반도체 웨이퍼(11)를 얹어놓는 얹어놓는대(4)를 X, Y 및 Z방향으로 이동시켜서, 반도체웨이퍼(11)의 알루미늄등으로 구성되는 전극패드와 수직프로우브침(1)을 위치맞춤하고, 프로우브카드(3)를 하강시키거나 또는 얹어놓는대(4)를 상승시킴에 의하여 수직프로우브침(1)을 전극패드에 접촉시켜 전기적 특성을 검사한다. 이 검사를 소정회수 행하면, 수직프로우브침(1)에 알루미늄부스러기(A)가 부착된다. 이대로의 상태에서 검사를 계속하면, 알루미늄부스러기(A)에 의하여 수직프로우브침(1)과 전극패드가 도통불량을 일으키고, 검사에 지장을 준다.

이 경우, 소정회수 검사를 행한 후, 제5도(b)에 나타낸 바와 같이, 얹어놓는대(4)를 이동시켜서 클리닝재(5)가 수직프로우브침(1)의 아래쪽에 위치하도록 한다. 계속하여, 제5도 (c)에 나타낸 바와 같이, 에어실린더를 동작시킴으로써 플런져(20a)를 신장시켜 클리닝블록을 상승시킨다. 다음에, 제5도(d)에 나타낸 바와 같이, 얹어놓는대(4)를 Z방향으로 상승시켜 클리닝재(5)를 수직프로우브침(1)에 접촉시킨다.

이때, 제6도에 나타낸 바와 같이, 먼저 클리닝재(5)를 약간 상승시킴으로써, 수직프로우브침(1)은 클리닝재(5)에 삽입하고, 클리닝재(5) 아래의 캡형상기초부(12) 근처에 도달한다. 이때, 천의 두께로 인하여 수직프로우브침(1)은 저항을 받게되며, 그의 탄성력으로 휘어짐으로써 약간 상승한다. 이와 동시에, 프로우브침 고정블록(2)의 플레이트(2a)가 클리닝재(5)에 접촉한다. 이때, 수직프로우브침(1) 및 프로우브침 고정블록(2)에 부착한 알루미늄부스러기(A)가 클리닝재(5)에 의하여 제거된다.

계속하여, 제5도(e)에 나타낸 바와 같이, 얹어놓는대(4)를 하강시켜서 클리닝재(5)를 수직프로우브침(1)으로부터 이격하고, 얹어놓는대(4)를 약간 이동하여 클리닝재(5)와 수직프로우브침(1)과의 상대위치를 비켜놓은후, 다시 상기와 동일하게 하여 클리닝재(5)를 수직프로우브침(1)에 접촉시켜서 수직프로우브침(1) 및 프로우브침 고정블록(2)에 부착한 알루미늄부스러기(A)를 제거한다. 여기서, 클리닝재(5)와 프로우브침(1)의 상대위치를 비켜놓은 이유는, 클리닝재(5)에 흡수된 알루미늄부스러기(A)가 수직프로우브침(1)에 다시 부착하는 것을 방지하기 위한 것이다. 이하, 동일하게 하여 제5도 (d) 및 제5도 (e)의 동작을 반복함으로써, 수직프로우브침(1)의 클리닝을 행한다. 클리닝재(5)에 한번 흡수된 알루미늄부스러기(A)는, 외부로 날아 흩어지지 않기 때문에, 반도체웨이퍼의 먼지입자로 되는 것도 방지할 수 있다.

또한, 클리닝블록의 근방에 도시하지 않은 흡인수단을 형성하고, 적극적으로 클리닝재가 흡수한 알루미늄부스러기(A)를 제거하여도 좋다. 또한, 이 클리닝재(5)는, 클리닝시에 수직프로우브침(1)을 연마하는 것이 아니기 때문에, 수직프로우브침의 연마부스러기를 발생시키는 것도 아니다. 이 때문에, 수직프로우브침의 수명을 장기화하는 것도 가능하다.

또한, 클리닝블록은, 통상시에는 얹어놓는대(4)의 윗면위치보다 약간 낮은 위치에 대기하고 있다. 이것은 얹어놓는대(4)의 척(10)의 윗면으로의 반도체웨이퍼(11)의 반입·반출의 방해가 되지 않도록 하기 위한 것이다.

상기와 같이 수직프로우브침(1)의 클리닝을 행한후, 다시 제5도(a)에 나타낸 바와 같이, 수직프로우브침(1)을 반도체웨이퍼(11)의 전극패드에 접촉시켜 전기적 특성의 검사를 행할 수 있다.

또한, 소정회수 검사를 행한 후에 상기와 같은 클리닝을 행하는 프로그램에 기초하여 제어함으로써, 제7도에 나타낸 바와 같이, 블록장치의 수직프로우브침(1)의 보수유지를 자동적으로 행할 수 있다. 또한, 클리닝을 반복하여 행한 경우, 수직프로우브침(1)에 부착하는 미세한 알루미늄부스러기가 쌓이기 때문에, 소정회수 클리닝을 행한 후에는, 클리닝재를 교환하는 것이 바람직하다. 클리닝재를 교환하는 경우, 클리닝블록을 분해하여 적어도 초극세섬유천 부분만을 교환할 수 있는 방식이 바람직하다. 즉, 제3도에 나타낸 바와같이, 스프링플런져(15)의 스프링(15b)의 탄발력에 대항하여 캡형상 기초부(12)를 가이드기초부(17)로부터 벗겨냄으로써 클리닝재(5)의 교환이 가능하도록한 방식이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 프로우브 장치에 의하면, 수직프로우브침에 부착한 알루미늄부스러기를 제거하여 수직프로우브침의 수명 장기화를 도모할 수 있다. 또한, 수직프로우브침에 부착한 알루미늄부스러기등이 피검사체로 낙하할 우려가 없기 때문에, 피검사체의 품질의 저하를 방지할 수도 있다.

Claims (9)

1. 피검사체를 유지하는 얹어놓는대(4)와, 상기 피검사체의 전극부에 접촉시켜서 피검사체의 전기적 특성을 측정하는 다수의 수직프로우브침(1)과, 상기 프로우브침(1)에 부착한 부스러기를 제거하는 클리닝재(5)를 가지는 클리닝블록을 구비하며, 상기 클리닝재(5)가 초극세섬유로 이루어지는 천에 의하여 구성되어 있는 프로우브장치.
2. 제1항에 있어서, 클리닝블록은, 상기 수직프로우브침(1)과 상기 클리닝재(5)가 접촉할 때에 상기 수직프로우브침(1)에 걸리는 압력을 흡수하는 탄성수단을 구비하고 있는 프로우브장치.
3. 제2항에 있어서, 탄성수단은 스프링(18)인 프로우브장치.
4. 제1항에 있어서, 클리닝블록은, 승강수단을 구비하고 있는 프로우브장치.
5. 제4항에 있어서, 승강수단은, 솔레노이드 밸브에 의하여 작동하는 에어실린더(20) 또는 모우터에 의하여 동작하는 기어기구인 프로우브장치.
6. 제1항에 있어서, 클리닝재에 붙은 부스러기를 흡인하기 위한 흡인 수단이 상기 클리닝재(5) 근방에 배치된 프로우브장치.
7. 제1항에 있어서, 클리닝블록이 분해가능하며, 상기 클리닝재(5)를 교환할 수 있는 프로우브장치.
8. 제1항에 있어서, 초극세섬유가 폴리아미드수지, 폴리에스테르수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 것인 프로우브장치.
9. 제1항에 있어서, 수직프로우브침(1)과 클리닝재(5)의 상대위치를 검출하고, 그 검출정보에 기초하여 상기 클리닝재(5)의 승강을 제어하는 수단을 더욱 구비하는 프로우브장치.