KR100248570B1 - 프로우브침 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

프로우브침은 350℃ 온도 까지 가열한 후에 룸온도로 5시간이상 냉각되어 74~76 중량부의 금과, 24~26중량부의 동과의 금-동 합금으로 이루어지는 Au-Cu 합금으로 형성된다.

Description

프로우브침 및 그의 제조방법

제1도는 본 발명 실시예에 다른 프로우브침를 나타내는 개략적인 도면.

제2도는 제1도 장치의 일부 확대도.

제3도는 프로우브침의 구성을 나타내는 단면도.

제4도는 제3도에 나타낸 프로우브침의 단면도.

제5도는 프로우브침의 변형예를 나타내는 사시도.

제6도는 선재료의 열처리에서 온도와 시간과의 관계를 나타내는 그래프도.

제7도는 선재료의 열처리에서 저항과 온도와의 관계를 나타내는 그래프.

제8도는 선재료의 저항 측정을 설명하기위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10a : 전극 패드 10 : 반도체 웨이퍼

11 : 재치대 12 : 프로우브 가이드기구

13 : 기초대 14, 15, 16 : 스테이지

17 : 진공척 18 : 가열부재

19 : 진공쟈켓 20 : 히팅장치

21 : 냉각장치 22 : 콘트롤러

23 : 온도센서 30 : 지지링

31 : 개구 32 : 프로우브 가이드

33 : 프린트 기판부 34 : 지지부

34b : 오목개소 35 : 위치 결정부

36 : 볼트 37 : 프로우브침

38 : 고정판 39, 49 : 에어쟈켓

40 : 가스공급디바이스 41 : 콘트롤러

42 : 합성수지 43 : 온도센서

45 : 상부 46 : 하부

47 : 제1의 위치결정판 48 : 제2의 위치 결정판

49 : 에어쟈켓 50 : 가스공급소자

51 : 콘트롤러 53 : 온도센서

69 : 가열 1 냉각부재 71 : 콘트롤러

73 : 온도센서 81 : 심선

82 : 양도체층 83 : 절연체층

84 : 배선부 85 : 좌굴부

86 : 양끝단부 88 : 평면부

89 : 도금층 101 : 세라믹기판

102 : 정전류발생기 103 : 전압계

본 발명은 반도체 장치와 같은 피검사체의 전기적인 특성을 측정하는 프로우프침 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

주지한 바와 같이 반도체 장치는 반도체 웨이퍼상에 정밀 사진 전사기술등을 사용하여 다수형성되고, 그후 각 반도체 장치마다 절단된다. 이와 같은 반도체 장치의 제조공정에서는 종래로부터 프로우브침을 사용하여 미완성품의 반도체 장치의 전기적인 특성의 시험판단을 반도체 웨이퍼 상태에서하고, 이 시험측정의 결과 양품으로 판정되는 것만을 패케이징등의 후공정으로 이송하여 생산성의 향상을 도모하는 것이 행해지고 있다.

상기 프로우브 장치는 X-Y-Z-θ 방향으로 이동가능하게 구성된 웨이퍼 유지대를 구비하여 두고, 이 웨이퍼 유지대상에는 반도체 장치의 전극패트에 대응한 다수의 프로우브침을 구비한 프로우브 가이드가 고정된다. 그리고, 웨이퍼 유지대상에 반도체 웨이퍼를 설치하고, 웨이퍼 유지대를 구동하여 반도체 장치의 전극에 프로우브침을 접촉시키고, 이 프로우브침을 통하여 테스터에 의하여 시험측정을 하도록 구성되어 있다.

이와 같은 시험측정은 최근 웨이퍼 유지대에 온도제어 기구를 설치하고, 재치되어 반도체 웨이퍼를 가열하고, 고온 상태로 하는 것도 시도되고 있다. 이 경우 웨이퍼 유지대로부터 열이 프로우브 가이드에 전달되고, 이 가이드가 열 변형하여 프로우침의 위치가 어긋나 버리고, 고정밀도의 측정을 할수없게 되는 우려가 있다. 이결점을 해결하는 장치로서 프로우브 가이드의 유지기구쪽에서도 가열장치를 설치하여 두고, 프로우브 가이드도 반도체 웨이퍼와 동일 정도의 온도로 미리 가열하여 두도록한 장치가 예를 들면, 미국특허 제5,124,639 호에 의하여 알려져 있다. 이 공지의 장치에서는 프로브 가이드로 부터 경사로 뻗어놓여진 프로우브침을 중간에서 지지하는 수단으로 가열기구가 설치되어 있고, 이 가열수단에 의하여 프로우브침의 경사를 제어하여 침앞끝단의 위치결정을 하고 있다.

최근 반도체 장치는 고집화화 되는 경향이 있고, 반도체 장치의 전극패드도 좁은칩화 및 다수화되는 경향이 있다. 이 때문에 프로우브침을 경사로 배치한 프로우브 가이드에 대신하여 특개평 3-224246호에 대하여 개시되도록 프로우브침을 거의 수직으로 배치한 프로우브 가이드의 개발이 진행되고 있고, 실용화된채 있다.

이러한 수직 프로우브침의 경우에는 상기 고온하에서의 시험측정에 관한 문제가 해결되지 않고, 이러한 프로우브침의 측정은 상온에서 하지 않으면 안되었다.

본 발명의 목적은 고온상태의 시험측정과 같은 상온이외의 온도 상태의 것에서 수직 프로우브에 의한 측정이 정밀도 좋게하고, 이렇게 하여 고집적화한 반도체 웨이퍼의 측정에 적합한 프로우브 장치를 제공하고자 하는 것이다. 부가적인 목적 및 효과는 다음에 기술된 것과 같이 명백해질 것이다.

이하 본 발명의 1 실시예에 관한 프로우브장치를 첨부도면을 참조 하여 설명한다.

프로우브 장치는 제1도에 나타낸 바와 같이 다수의 전극패드(10a)가 각각 상면에 설치된 다수의 반도체 장치가 형성된 반도체 웨이퍼(10)를 재치하고, X-Y-Z-θ 방향으로 이동가능하게 구성된 웨이퍼 재치대(11)와, 프로우브 가이드기구(12)에 의하여 구성되어 있다.

이 재치대(11)는 기초대(13)상면에 고정되고, X 방향으로 평행하게 길게한 2개의 레일을 따라 X방향으로 이동 가능한 X 스테이지(14)와, 이 X방향 스테이지(14)상을 Y 방향으로 뻗어 놓여진 2개의 레일을 따라 Y 방향으로 이동가능한 Y 스테이지(15)를 가진다. 이 X, Y 스테이지(14), (15)는 펄스 모우터 등을 포함한 관용의 구동기구에 의하여 수평면내를 X방향과 Y방향으로 구동된다. Y 스테이지 (15)상에는 Z축 (수직축)을 중심으로 하여 회전가능한 θ 스테이지 (16)를 통하여 진공 척(17)가 설치되어 있다. 이들 부재(16), (17)의 구동은 관용의 기구에 의하여 행해진다.

상기 진공척(17)는 상면에 다수의 구멍이 형성되고, 도시하지 않은 감압기구에 의하여 이들을 통하여 반도체 웨이퍼(10)는 진공척(17)의 상면으로 흡착된다. 이 진공척(17)는 스테인레스와 같은 열전달이 양호한 재질로 형성되고, 이 내부에는 이 진공척(17)를 선택저으로 가열 또는 냉각이 될 수 있는 가열부재(18)와, 냉각부재 또는 진공 쟈켓(19)가 내장되어 있다. 가열부재(18)는 예를 들면 가열코일에 의하여 구성되고, 이것에 통전되는 전류의 크기에 의하여 방열온도가 조절된다. 이 실시예에서는 이 코일 진공 척(17)외에 설치된 전극 또는 히팅 장치(20)에 의하여 전선으로 부터 접속되어 전류가 흐른다.

상기 냉각부재(19)는 진공 척(17)내에 매설되고, 속에 냉각수와 같은 냉각유체가 흐르는 도관에 의하여 구성되어 있다. 이 도관의 입구와 출구는 각각 냉각 장치(21)의 출구와 입구에 파이프를 통하여 접속되고, 이 장치(21)와의 사이를 냉각 유체가 순환됨으로써, 상기 진공 척(17)를 소정의 온도로 냉각 가능하게 되어 있다. 이 냉각 장치(21)와, 상기 전극(20)과는 콘트롤러(22)로부터의 출력신호에 따라서 소망 온도 냉각 및 가열을 각각 온도제어 부재(19), (18)로 달성된다.

이것에 의하여 진공척(17)의 온도 제어기구가 구성되어 있다. 이 콘트롤러(22)는 진공척(17)의 온도를 감지하는 온도센서(23)으로 부터 온도 감지신호에 의하여 상기 출력을 출력한다. 이 실시예에서는 이 출력 신호는 전원(20)에 있어서는 가열부재(18)로 공급하는 전원의 크기를 제어하고, 냉각 장치(21)에 있어서는 냉각부재(19)로 공급하는 유체의 온도 또는 유량을 제어하도록 설정되어 있다.

상기 프로우브 가이드 기구(12)는 도시하지 아니한 프로우브장치 본체에 상기 웨이퍼 재치대(11)의 위쪽에 위치하도록 하여 고정되고, 중앙개구(31)가 형성된 지지 링(30)를 가진다. 이 지지링(30)에는 프로우브 가이드(32)가 웨이퍼 재치대(11)에 지지된 반도체 웨이퍼(10)와 소정간격을 가지고 대면하도록 하여 교환 가능하게 지지되어 있다. 이 프로우브 가이드(32)는 각각 원판형을 이루고 동축적으로 적층되고, 볼트(36)에 의하여 프로우브침 지지부(34)에 고정된 프린트 기판부(33)와, 프로우브침 지지부(34)와, 프로우브침 위치결정부(35)를 가진다. 중간에 위치하는 프로우브침 지지부(34)의 외형은 아래쪽에 위치하는 프로우브침 위치결정부(35)보다도 대형 형상으로 형성되고, 외주 끝단부가 상기 지지링(30)의 개구 근처의 상면에 놓이는 것에 의하여 프로우브침 위치결정부(35)가 개구(31)를 통하여 아래쪽으로 뻗어 놓여지도록 하여 지지되어 있다. 프린트 기판부(33)에는 합성수지로 형성되고, 상면에 전기 배선이 형성되어 있다. 또 이 프린트 기판부(33)의 외주 근처에는 다수의 스루홀이 형성되고, 이 가운데 다수의 프로우브침(37)의 각각의 기판이 삽입되고, 납땜되어 있다. 이결과 프로우브침(37)는 전기배선에 전기적으로 접속되고, 이 전기배선에 테스터쪽의 콘택트핀이 각각 접속됨으로써 후술한 바와 같이 반도체 웨이퍼(10)의 시험측정이 행해진다. 또 프로우브침 지지부(34)의 중심개구(34a)에 충진된 합성수지에 의하여 프로우브침(37)은 고정판(38)의 위쪽에 고정되어 있다.

이들 프로우브침(37)는 기초 끝단부 근처로 부터 프린트 기판부(33)의 상면에 소정간격을 가지고 평행하게 중심으로 향하게 뻗어 놓여있고, 중간 아래쪽에 경사하여 굴곡되어 프린트기판(33)의 중심개구를 통하여 아래쪽으로 뻗어지고, 또한 프로우브침 지지부(34)의 중심개구(34a)의 곳에서 수직으로 절곡되어 프로우브침 위치 결정부(35)의 하단보다 뻗어 나와 있다.

상기 프로우브침 지지부(34)는 강성이 높고 SUS(스테인레스)와 같은 프로우브 침(37)에 걸인 전압에 의한 변형을 적게 억눌음과 동시에 웨이퍼 재치대(11)와 프로우브 가이드(32)의 평행도를 향상하도록 구성되어 있다.

프로우브 침 지지부(34)의 중심에 형성되고 상기 프로우브침(37)이 관통 삽입되는 중심개구(34a)의 주위쪽은 프로우브침(37)의 경사 절곡부와 대응한 형상의 경사면으로 되어 있고, 프로우브침(37)과 약간 간격을 가지고 있다. 프로우브침 지지부(34)의 하면중앙에는, 중심개구(34a)보다도 큰 직경으로 이것과 동축적인 오목개소(34b)가 형성되어 있다. 이 오목개소에는 상기 중심개구(34a)의 하단을 폐색하도록 하여 고정판(38)이 부착되어 있다. 이 고정판(38)에는 이 고정판(38)에는 소정의 패턴으로 얼라인먼트된 다수의 투공이 형성되어 이들 투공을 상기 프로우브침(37)이 각각 관통하여 있다. 이 상태에서 중심개구(34a)에 에폭시 수지등의 합성수지(42)를 충진하고, 경화함으로서 프로우브침(37)은 중간부에서 프로우브침 지지부(34)에 고정되어 있다.

상기 프로우브침 지지부(34)내에는 가열/냉각부재 또는 에어쟈켓(39)가 형성되어 있다. 이 가열/냉각 부재(39)의 입구와 출구에서는 각각 가스공급 다바이스(40)의 출구와 입구에 파이프를 통하여 접속되고, 이들부재(39), (40)사이에서 소정의 온도로 가열 또는 냉각된 가스가 순환됨으로써 상기 프로우브침 지지부(34)를 소정에 소정가능하게 되어 있다. 이 가스 공급장치(40)는 콘트롤러(41)로부터 출력신호에 따라서 소망의 온도 냉각 및 가열을 가열/냉각부재(39)로 달성시킨다. 이 콘트롤로(41)는 프로우브침 지지부(34)의 온도를 감지하는 온도센서(43)으로부터 온도 감지신호에 의하여 상기 신호를 출력한다.

이들에서 프로우브 가이드(32)의 특히 프린트 기판부(33) 및 프로우브침 지지부(34)의 온도 측정기구가 구성되어 있다. 이 실시예에서는 이 출력신호는 가열/냉각부재(39)로 공급하는 유체의 온도 또는 유량을 제어하도록 설정되어 있다.

상기 프로우브침 위치결정부(35)는 동과 같은 금속으로 형성되어 있고, 상면이 프로우브침 지지부(34)의 하면에 부착되는 상부(45)와, 프로우브침(37)의 앞끝단이 아래쪽으로 뻗어나온 하면을 가지고, 상면이 상기 상부(45)의 하면에 부착된 하부(46)으로 구성되어 있다. 상부(45)의 중앙에는 동심적으로 각각 다른 직경의 3개부분(45a), (45b), (45c)로 되는 투공이 형성되어 있다. 위쪽의 2개 부분(45a), (45b)는 후술하는 바와 같이 프로우브침(37)이 좌굴 변형 가능하도록 비교적 길게 설정되어 있다. 아래쪽의 부분(45c)은 중앙 (45b)보다도 큰 직경으로 되어 있고, 여기에서는 중간부(45b)의 하단을 폐색하도록 하여 제1의 위치 결정판(47)이 부착되어 있다. 상기 하부(46)의 중앙에는 상부(45)의 투공과 동심적으로 각각 상이한 직경의 2개 부분(46a), (46b)로 되는 투공이 형성되어 있다. 하방의 부분(46b)는, 위쪽의 부분(46a)보다도 큰 직경으로 되어 있고, 여기에서는 위쪽의 부분(46a)의 하단을 폐색하도록 하여 제2위치 결정판(48)이 부착되어 있다.

이리하여 상부(45)의 중심투공중, 이들 제1의 위치 결정판(47)과 제2위치결정판(48)에 의하여 좁혀진 공간부가 에어쟈켓(49)로서 규정되어 있다.

상기 양위치결정판(47), (48)에는 다수의 투공이 형성되고, 이들 투공에는 프로우브침(37)의 하부가 각각 통하여 끼워져 있다. 프로우브 가이드(32)의 조립시에는 후술하는 바와 같이 프로우브침(37)의 중간부가 합성수지(42)의 개구(34a)로의 충진으로 고정된 후 프로우브침(37)의 앞끝단부가 삽입된 위치결정판(47) 및 위치 결정판(48)을 각각 상부(45) 및 하부(46)에 부착됨으로써 이들 상부(45) 및 하부(46)에 의하여 프로우브침(37)의 앞끝단부가 소정 배치로 설정유지된다.

상기 양 위치결정판(47), (48)은 전기 절연성의 박판에 의하여 형성되고, 이 바람직한 실시예에서는 합성수지, 유리, 또는 세라믹으로 되어진 두께 0.3 mm의 빅막으로 형성되어 있다. 이들 상부(45) 및 하부(46)에 형성된 프로우브침(37)이 관통하여 삽입된 투공의 직경은 프로우브침(37)의 직경보다도 약 10 μ 크게 설정하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 70~100μ 직경의 프로우브침(37)를 사용하는 경우에는 80~110μ가 바람직하다.

상기 에어쟈켓(49)의 입구과 출구는 각각 가스공급소자(50)의 출구와 입구에 파이프를 통하여 접속되고, 이들부재(49), (50)사이에 소정의 온도로 가열 또는 냉각되는 가스가 순환 됨으로써 상기 에어쟈켓 (49)을 위치 결정판(47)를 소정의 온도로 설정 가능하게 되어 있다. 이들 부재(50), (51), (53)에서 프로우브 가이드 (32)의 특히 위치 결정판(47), (48)의 온도제어기구가 구성되어 있다. 이 가스 공급장치(50)는 콘트롤러(51)로 부터의 출력신호에 따라서 소망 온도의 냉각 및 가열을 에어쟈켓(49)로 달성시킨다. 이 콘트롤러(51)는 프로우브침 지지부재(35)의 온도를 감지하는 온도센서(53)로 부터 온도 감지신호에 의하여 상기 신호를 출력한다. 이 실시예에서는 에어쟈켓(49)로 공급하는 유체의 온도 또는 유량을 제어하도록 설정되어 있다.

상기 지지링(30) 내에서도 온도 제어기구에 의하여 지지링(30)를 소정 온도로 선택적으로 가열 또는 냉각 하기위한 가열/냉각부 또는 에어쟈켓(69)이 형성되어 있다. 이 가열/냉각부재(69)의 입구와 출구는 각각 가스 공급장치(70)의 출구와 입구에 파이프를 통하여 접속되고, 이들 부재(69), (70)사이에 소정의 온도로 가열 또는 냉각된 가스가 순환됨으로써 상기 지지링(30)를 소정 온도로 설정가능하게 되어 있다. 이 가스 공급장치(70)는 콘트롤러(71)에 따라서 소망의 온도의 냉각 및 가열을 가열/냉각부재(69)로 달성 시킨다. 이 콘트롤러(71)는 지지링(30)의 온도를 감지하는 온도 센서(73)으로 부터 온도 감지신호에 의하여 상기 신호를 출력한다. 이 실시예에서는, 이 출력신호는 가열/ 냉각부재(69)로 공급하는 유체의 온도 또는 유량을 제어하도록 설정되어 있다.

다음에 상기 프로우침(37)의 1예를 제3도 및 제4도를 참조하여 설명한다. 제3도에 나타낸 바와 같이 이 프로우브침(37)은 Au-Cu, Pd-Ag, Be-Cu 등으로 되는 심선(81)의 외주상에 도체 저항 저감을 예를 들면 등으로부터 양도체층(82)와 절연체층(83)이 순서로 적층된 배선부(84)와, 상기 심선(84)과 상기 심선(81)의 외주상에 절연층(83)만이 직접형성된 좌굴가능한 좌굴ㄹ부(85)와, 상기 축선(81)이 노출된 앞끝단부(86)으로 구성되어 있다. 상기 좌굴부(85)가 상기 (45)의 투공(45a)내에 위치되고, 프로우브침(37)에는 스프링 기능이 부여되어 있고, 이 결과 앞끝단부(86)가 수직방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 상기 프로우브침(37)의 앞끝단부(86)의 앞끝단(87)은 제4도에 나타낸 바와 같이 예를 들면 90도 정도의 꼭지각을 가지는 거의 원추형상으로 되어 있고, 그 앞끝단 중심에는 직경 10~20㎛ 정도의 평면부(88)이 형성되어 있다. 상기 앞끝단 (87) 및 축심(81)의 이 앞끝단(87)의 부분에는 예를 들면, Ni등으로 이루어지는 두께 0.5㎛ 정도의 하출 도금층(89)을 통하여 두께 0.5㎛ 정도의 Au 도금층(90)이 피복되어 있다. 상기 편탑부(88)의 표면에 형성된 Au 도금층이 반도체 장치의 검사측정시에는 전극패드에 전기적으로 접속하고, 이들 사이의 접속저항을 적게 하는 것을 가능하게 하고 있다.

다음에 프로우브침(37)의 다른 예를 제5도 내지 제8도를 참조하여 설명한다. 프로우브침(37)은 제5도에 나타낸 바와 같이 하면이 평탄하게 형성된 역원추형상의 앞끝단부를 가진다. 이 바람직한 실시예에서는 프로우브침(37)은 원형하면의 직경이 15㎛ , 외경이 70㎛ , 길이가 51 mm의 가는 긴 원추형상을 가진다.

이와 같은 디멘션은 전극패드의 크기가 60㎛ 각이고, 더구나 패드의 배열피치가 100㎛ 의 반도체 웨이퍼의 측정 (94)로써 설정되어 있다.

제5도에 있어서, 이 점쇄선은 프로우브침(37)이 반도체 웨이퍼의 패드에 압적된 때의 하중에 의하여 프로우브침(37)이 좌굴변형된 상태를 나타내고 있다. 이 프로우브침(37)은 원자수비로 1 : 1의 배율을 금(Au)과 동(Cu)과의 합금에 의하여 구성되어 있다. 구체적으로는 이 합금은 74~76 중량부의 금과 24~26중량부의 등으로써 주로 이루어져 있다. 여기서 이 금-동합금은 순도가 100%의 것만 규정되는 것은 아니고 대락 Ag, Ni, Fe, C, O가 미소량 포함된 100%의 근접한 합금으로 좋다.

상기 금-동합금으로 프로우브침형상 부재 또는 프로우브침의 동일외경의 길이 선재료로 형성된 후 이 선재료를 이하와 같이 열처리하여 프로우브침(37)을 완성한다. 선재료는 350℃이상 바람직하기는 감온조내에서 약 350℃까지 가열한다. 그리고 약 30분간 이 최고가열온도를 유지한 후 서서히 예를 들면 5시간이상의 시간을 경과하여 상온이 되도록 냉각하여 소손을 한다.

제6도는 상기 디멘션의 프로우브침(37)을 형성하기 위하여 금-동합금재료를 350℃로 가열한 후에 소손을 한 실제의 예를 나타내고 있다. 제6도에서 종축은 선재료의 온도를 또는 행축은 가열-냉각처리시간을 각각 나타낸다. 이예에서는, 350℃로부터 약 20℃까지 냉각하는 것으로 약 5시간 걸리고 있음을 알 수 있다.

제7도는 이 온도처리의 사이의 선재료 전기저항값의 변화를 측정한때의 데이타이다. 제7도에 있어서, 종축은 선재료는 선재료 전체의 전기저항값을 또는 행축은 열처리중의 선재료의 온도를 각각 나타낸다. 이 도면에 의하여도 상기와 같은 열처리에 의하여 금-동합금제는 열처리전에 전기저항값이 약 2.06Ω인 것이나, 약 0.8Ω즉 약 40%의 저항값으로 되는 것을 알 수 있다.

이와 같이 전기저항의 저하는 소위 Au-Cu 합금의 금속원자가 격자중에 각각 규칙성으로 배열되는 규칙격자를 생성하는 것을 원인으로 하고 있으나, 이 규칙격자를 생성하기 위한 일반적인 냉각 개시온도는 420℃이상으로 되어 있는 것에 대하여 본 실시예에서는 이 온도보다도 아주 적은 온도인 350℃로부터 자연냉각에 의하여 서서히 냉각을 개시하고 있다. 이 경우 가열온도가 350℃이상이면 금-동합금 재료의 전기저항을 저하시키는 일이 있으나 온도가 높으면 높은 정도 열변형이 생기기 쉬우므로 약 400℃~350℃온도 보다 바람직하기로는 약 350℃의 온도로 열처리가 바람직하다. 물론, 선재료가 열변형하여도 이것을 교정하면 좋으나 이때문에 공정이 필요로 됨으로 바람직하지 않다.

또, 상기 데이타는 75중량부의 금과 25중량부의 동으로 되는 금-동합금의 경우이나 74∼76중량부의 금과 24∼26중량부의 동의 범위의 합금이면 거의 동일하도록 한 효과를 얻는 것이 상정된다. 이 범위이외의 조성의 금-동합금에서는 전기저항이 높게 되어 바람직하지 않다.

제8도는 상기 프로우브침 전기저항의 측정을 하기 위한 시험장치를 나타내고 있고, 이 시험장치에 있어서는 항온조(100)내에 배열되어 있는 세라믹기판(101)상에 프로우브침(37)용의 금-동합금재료(37a)를 재치하고 이 선재료(37a)에 일정거리(1)를 두고 정전류발생기(102) 및 전압계(103)의 단자(104), (105)에 접속되어 있다. 거리(1)은 형성된 후의 프로우브침(37)의 길이에 상당하고 상기 실시예는 50mm이다. 이 실험에 의해서는 감온조(100)내를 제6도에 나타난 온도-시간곡선에 따라서 가열 및 냉각을 하고 이 사이에 정전류발생기(102)로 부터 선재료(37a)의 양단사이에 일정전류(이 실시예의 경우에는 10mA)를 흐름과 동시에 양단사이에 전압을 측정하는 것으로 이 선재료(37a)의 길이(1) 부분저항을 구하고 있다. 프로우브침은 상기와 같은 열처리가 된 길이 금-동합금재료를 프로우브침의 길이로 절단하여도 또 프로우브침의 길이의 금-동합금재료에 상기와 같은 열처리를 하여도 제조된다. 상기 프로우브침(37)은 이것의 앞끝단부를 제거한 제3도의 부호(83)에 나타난 바와 같이 절연막으로 피복하여도 좋다.

상기 열처리가 된 프로우브침(38)은 금-동합금으로 형성되어 있으므로 반도체 웨이퍼의 전극과의 사이의 접촉저항이 저감시킴과 동시에 내구성도 향상된다. 또, 비저항이 상술한 바와 같이 적으므로 예를 들면 반도체 웨이퍼의 전기적 시험의 전원용으로써 사용하여도 전압강하가 현저하게 되는 일없고, 또 프로우브침의 저항에 의한 발열도 적게할 수가 있다.

이때문에 반도체 웨이퍼의 고집적화에 대응하여 미세직경의 프로우브침으로 할 수도 있다.

다음에 상기 구성의 프로우브장치에 있어서의 동작을 설명한다.

시험측정하는 반도체 웨이퍼(10)는 반도체 장치의 전극패드(10a)의 배열에 맞게 배열한 프로우브침(37)를 가지는 프로우브 가이드(32)를 지지링(30)에 지지시킨다. 그리고, 이 프로우브 가이드(32)의 에어쟈켓(39), (49)에 각각의 온도제어기구를 접속하고, 고온 측정의 경우에는 예를 들면 이 프로우브 가이드(32)를 70도의 일정온도로 가열하여 두고, 동시에 지지링(30)은 50도로 일정온도로 온도제어기구에서 설정하고, 또 진공척(17)를 이것의 온도제어기구에 각각 접속하여 이들을 100도로 일정하게 가열하여 둔다. 이 상태에서 웨이퍼 재치대(11)에 지지된 반도체 웨이퍼(10)를 수평 방향으로 이동시키고, 이것을 전극 패드(10a)를 프로우브 가이드(32)의 프로우브침(37)의 앞끝단에 얼라인먼트 시킨다. 다음에 웨이퍼 재치대(11)를 Z 방향으로 이동시켜 반도체 웨이퍼(10)를 상승시키고, 이것의 전극패드(10a)를 프로우브 침(37)의 앞끝단에 맞닿게하고, 또한 웨이퍼 재치대(11)를 오버 드라이버 시키어 프로우브침(37)의 앞끝단을 위쪽으로 조금 시프트 시킨다. 이때의 프로우브침(37)의 위쪽에의 시프트는 상술한 바와 같이 중심투공(45a)내에 위치하는 프로우브침(37)의 좌굴부(85)가 좌굴함으로써 달성된다. 이 상태로 되면, 전극패드(10a)와 프로우브침(37)의 앞끝단과의 전기적인 접속이 가능하므로 프린트 기판부(33)를 통하여 전극패드(10a)가 외부에 설치된 도시하지 아니한 테스터와 전기적으로 접속되므로 전극 패드 (10a)의 시험 테스트가 가능하게 된다.

이와 같이 구성한 프로우브 장치에 의하면, 고온 측정중에 있어서는 반도체 웨이퍼(10)의 가열온도와 상관한 온도로 프로우브 가이드(32)및 지지링(30)이 사전 사전 가열되므로 반도체 웨이퍼(10)으로 부터의 열에 의하여 프로우브 가이드(32)가 변형하여 프로우브침(37)의 앞끝단이 위치어긋남을 발생하는 일없이 정밀도 좋게 프로우브침(37)과 전극 패드(10a)가 전기적으로 접속된다. 예를 들면, 에어쟈켓(49)에 의하여 프로우브침(37)의 앞끝단은 수평방향의 시프트가 제어되므로 전극패드(10a)에 대한 수평방향의 위치 어긋남이 방지된다. 상기 실시예에서는 프로우브 가이드기구의 각부를 가열 또는 냉각하기 위한 수단은 상술한 기체와 같이 유체를 사용하는 수단에 한정되는 것은 아니고 예를 들면 코일과 같은 전기적 수단을 사용하여도 좋다.

부가적인 효과 및 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진자에 의하여 즉시 이해될 것이다. 따라서 광의의 목적에서 본 발명은 상세한 설명 및 도시된 대표적인 장치에 한정되지 않고, 여러가지 변형은 첨부된 청구범위에 기재된 발명의 범위나 요지를 이탈하지 않고 실시할 수 있다.

Claims (7)

1. 74 내지 76중량부의 금과 24 내지 26중량부의 동으로 구성되는 금-동합금을, 소정의 온도로 가열하고 그 가열된 합금을 점차적으로 냉각하는 단계를 포함하는 공정에 의하여 형성되는 프로우브침.
2. 제1항에 있어서, 상기 소정 온도는 350℃ 이상인 프로우브침.
3. 제1항에 있어서, 상기 소정 온도는 350℃~400℃ 프로우브침.
4. 제1항에 있어서, 상기 소정 온도는 350℃인 프로우브침.
5. 제1항에 있어서, 가열된 합금은 5시간 이상 실온으로 점차적으로 냉각되는 프로우브침.
6. 제1항에 있어서, 가열된 합금은 그의 저항이 가열되지 않은 합금의 저항의 40%로 감소되도록 냉각되는 프로우브침.
7. 74 내지 76중량부의 금과 24 내지 26중량부의 동으로 구성되며, 프로우브의 길이당 0.84Ω의 저항을 가지는 금-동합금으로 형성되는 프로우브침.