KR100322284B1

KR100322284B1 - 프로우브장치

Info

Publication number: KR100322284B1
Application number: KR1019950029399A
Authority: KR
Inventors: 야마다마사유키
Original assignee: 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 2002-06-20
Also published as: JP2978720B2; EP0701136A2; JPH0883824A; US5672977A; KR960011443A; EP0701136A3

Abstract

반도체웨이퍼(W)의 프로우브장치는, 웨이퍼를 얹어놓는대를 가진다. 얹어놓는대의 위편에는 개구를 가지며 또한 강성이 높은 프린트배선판이 배설된다. 프린트배선판에는, 개구를 관통하듯이 지지블록이 부착된다. 지지블록은 얹어놓는대에 대향하는 오목부를 가지며, 오목부를 덮듯이 가요성이 막형상 프로우브카드가 붙이고 떼기 자유롭게 부착된다. 프로우브카드는, 지지블록의 오목부를 덮는 위치에, 반도체웨이퍼(W)의 전극패드에 접촉하는 접촉자가 배치된 주영역을 가진다. 주영역을 포위하듯이, 프로우브카드의 이면에는 경질이 직사각형 프레임이 접합되고, 프로우브카드에 평면성이 부여된다. 지지블록의 오목부내에 푸셔가 배설되고, 프로우브카드의 주영역의 이면쪽에 접촉한다. 푸셔는, 수직으로 지지된 샤프트의 하단에 요동이 자유롭게 배치된다. 샤프트는 2개의 접지스프링을 개재하여 지지블록에 지지된다.

Description

프로우브 장치

본 발명은, 반도체디바이스와 같은 피검사체의 전기적 특성을 검사하는 프로우브장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 반도체 디바이스는, 반도체 웨이퍼상에 정밀사진 전사기술 등을 사용하여 다수 형성되고, 이 뒤에, 각 반도체 디바이스마다 웨이퍼가 절단된다. 이와 같은 반도체 디바이스의 제조공정에서는, 종래부터 프로우브장치를 사용하여, 반완성품의 반도체 디바이스의 전기적인 특성의 검사를, 반도체 웨이퍼의 상태로 행하고, 이 시험측정의 결과, 양호품으로 판정된 것 만을 패키징등의 후공정으로 보내고, 생산성의 향상을 도모하는 것이 행하여지고 있다.

이 종류의 프로우브검사는, X-Y-Z-θ 방향으로 이동가능하게 구성된, 피검사체를 얹어놓기 위한 얹어놓는대를 비치한다. 얹어놓는대의 위편에는, 피검사체로서의 반도체 웨이퍼의 전극패드에 대응한 다수의 프로우브바늘을 갖춘 프로우브카드가 고정된다. 그리고, 얹어놓는대상에 반도체웨이퍼를 설치하고, 얹어놓는대를 구동하여서 반도체웨이퍼의 전극패드에 프로우브바늘을 접촉시키고, 이 프로우브바늘을 개재하여 테스터에 의하여 시험측정을 행한다.

그런데, 근래에, 반도체디바이스가 점점 미세화하고, 회로의 집적도가 높아져 가고 있고, 전극패드의 사이즈가 미세화하고, 그 간격도 극히 좁아져 오고 있다. 예컨대, 반도체 디바이스의 각 전극패드는, 1변이 60μm~100μm각이고, 각 전극패드열의 상호간 피치거리는 100μm ∼200μm이다. 따라서, 상술한 바와 같이, 프로우브카드의 한정된 스페이스에,예컨대 수백개라고 하는 다수개의 프로우브바늘을 배치하는 것이 기술적으로 곤란하고, 한계에 가까와오고 있다.

그래서, 일본국 특개평 2-126159호 및 특개평 2-163664 호등의 공보에 나타낸 바와 같이, 소정의 패턴배선을 가지는 막부재에 복수의 전극범프를 설치한, 소위 멤브레인 방식의 프로우브카드가 제안되고 있다.

일본국 특개평 2-126159호에 기재한 프로우브장치는, 다수의 전극범프를 가지며 또한 고리형상 이동틀에 붙여진 막부재를 가진다. 막부재의 둘레가장자리부는 지지체로 지지됨과 동시에, 지지체와 고리형상 이동틀과의 사이에 판자스프링이 가설된다. 또, 막부재의 뒷면에는, 쿠션이 붙여지고, 쿠션에 의하여 웨이퍼의 전극패드의 고저차가 흡수된다. 검사시에는, 판자스프링의 탄력에 저항하여, 막부재가 고리형상 이동틀과 일체적으로 수직방향으로 이동하고, 그 전극범프가 웨이퍼의 전극패드에 탄력적으로 접촉한다.

특개평 2-163664 호에 기재한 프로우브장치는, 요동가능한 회전판이 막의 뒷면에 설치되는 것 이외에는 특개평 2-126159호와 대체로 마찬가지로 구성된다. 이 장치에서는, 검사시에 웨이퍼와 막부재가 평행상태가 아닌 경우, 회전판이 회전함으로써 막부재가 웨이퍼와 서서히 평행으로 되고, 탄력적으로 접촉한다.

본 발명의 목적은, 집적도가 높은 반도체 디바이스의 검사에 적합하고, 디바이스의 전극패드에 대하여 접촉자를 확실히 접촉시켜서 측정을 할 수 있는 프로우브 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 복수의 전극패드를 구비하는 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로우브장치로서, 상기 피검사체를 얹어놓기기 위한 얹어놓는면을 구비하는 얹어놓는대와, 장치 케이싱체에 지지된 높은 강성을 가진 기판과 상기 기판상에 배설되고 또한 테스터에 전기적으로 접속된 보드배선을 구비하며 상기 얹어놓는대의 위편에 배설된 배선판과, 가요성이고 또한 절연성인 막과 상기 막상에 형성된 가요성의 카드배선을 구비하고, 상기 피검사체의 상기 전극패드의 각각에 접속하고 카드배선에 전기적으로 접속되는 복수의 접촉자가 배치된 주영역을 상기 재치면에 대향하는 표면쪽에 구비하는 프로우브 카드와, 상기 프로우브카드를 상기 배선판에 부착하기 위한 부착수단과, 상기 프로우브카드의 카드배선을 상기 배선판의 보드배선에 전기적으로 접속하기 위한 접속수단과, 그의 윤곽내에 상기 접촉자의 전부가 위치하도록 설정된 접촉면을 구비하며 상기 프로우브카드의 상기 주영역의 뒷면쪽에 접촉하는 푸셔와, 상기 푸셔와 걸어맞춤하고, 상기 푸셔를 요동이 자유로운 상기 프로우브카드의 상기 주영역의 뒷면쪽에 배치하기 위한 샤프트와, 상기 샤프트에 접속되고, 상기 프로우브카드의 주영역에 가하는 힘을 상기 푸셔의 접촉면에 부여하기 위한 접시스프링과, 상기 배선판에 부착된, 상기 접시스프링을 유지하기 위한 수단을 구비하는 프로우브장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 복수의 전극패드를 구비하는 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로우브장치에 있어서, 상기 피검사체를 재치하기 위한 재치면을 구비하는 얹어놓는대와, 장치케이싱체에 지지된 높은 강성을 가진 기판과 상기 기판상에 배설되고 전기적으로 접속된 보드배선을 구비하며 상기 얹어놓는대의 위편에 배설된 배선판과, 상기 재치면에 대향하도록 배치된 오목부를 구비하고 상기 배선판에 지지된 지지블록과, 상기 지지블록을 상기 배선판에 부착하기 위한 제 1부착수단과, 상기 지지블록에 지지되며 , 가요성이고 또한 절연성인 막과 상기 막상에 형성된 가요성의 카드 배선을 구비하며, 상기 피검사체의 상기 전극패드의 각각에 접속하도록 카드배선에 전기적으로 접속되는 복수의 접촉자가 배치되고 상기 지지블록의 상기 오목부를 덮는 위치에 배치되는 주영역을 상기 재치면에 대향하는 표면쪽에 구비하는 프로우브카드와, 상기 프로우브카드를 상기 지지블록에 부착하기 위한 제 2 부착 수단과, 상기 프로우브카드의 카드배선을 상기 배선판의 보드배선에 전기적으로 접속하기 위한 접속수단과, 상기 프로우브카드의상기 주영역의 이면쪽에 접촉하도록 상기 지지블록의 상기 오목부내에 배설되며, 그의 윤곽내에 상기 접촉자의 전부가 위치하도록 설정된 접촉면을 구비하는 푸셔와, 상기 푸셔와 걸어맞춤하고, 상기 푸셔를 요동이 자유롭게 상기 프로우브카드의 상기 주영역의 이면쪽에 배치하기 위한 샤프트와, 상기 샤프트에 접속되고, 상기 프로우브카드의 주영역에 대하여 가하는 힘을 상기 푸셔의 접촉면에 부여하기 위한 접시스프링과, 상기 지지블록에 부착된, 상기 접시스프링을 유지하기 위한 수단을 구비하는 프로우브장치.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[실시예 ]

제 1 도에 있어서, 프로우브장치의 장치본체(10)의 대략 중앙에는 메인스테이지(11)가 설치된다. 메인스테이지(11)에는, 피검사체인 반도체웨이퍼(W)를 얹어놓기 위한 수평의 얹어놓는면을 가지는 얹어놓는대(13)가 배설된다. 메인스테이지(11)는 수평면내에서 X방향 및 Y방향으로 얹어놓는대(13)와 함께 이동가능하게 되어 있다.

얹어놓는대(13)의 위편에는 프로우브기구(14)가 설치된다. 장치본체(10)의 중앙 바로 앞쪽에는, 얼라이먼트유니트(도시하지 않음)가 설치된다. 얼라인먼트유니트는, 얼라인먼트용의 화상인식장치로서의 카메라가 설치된다. 얼라이먼트를 위하여, 얹어놓는대(13)는 카메라의 아래편까지 이동된다.

장치본체(10)의 우측에는 오토로더(15)가 배설된다. 오토로더(15)에는, 다수의 반도체 웨이퍼(W)를 서로 수직방향으로 소정간격을 두고 수용하는웨이퍼카세트(C)가, 카세트얹어놓는대(18)상에 교환가능하게 배치된다. 웨이퍼카세트(C)와 상기 얹어놓는대(13)와의 사이에는 수평면 내에서 이동가능한 로더스테이지(19)와, Y방향 구동기구와 Z방향 승강기구에 의하여 구동가능한 웨이퍼핸들링아암이 설치된다.

반도체웨이퍼(W)를 프로우브검사할 때는, 웨이퍼는 로더스테이지(19)에 의하여 얹어놓는대(13) 가까이에 반송되고, 핸들링아암(12)에 의하여 얹어놓는대(13)상에 옮겨진다. 검사후는, 웨이퍼는 핸들링아암(12)에 의하여 로더스테이지(19)상에 옮겨지고, 로더스테이지(19)에 의하여 웨이퍼카세트(C)에 반송된다.

장치본체(10)의 좌측에는 프로우브카드교환기(16)가 배설된다. 프로우브카드교환기(16)에는, 복수종류의 프로우브카드(21)가 카드홀더(17)에 대하여 지지되고, 수직방향으로 소정간격을 가지고 복수개 수용된다.

프로우브기구(14)의 위에는 콘택트링(66) 및 테스트헤드(68)가 각각 붙이고 떼기가 자유롭게 배치된다. 콘택트링(66)은, 아래편 및 위편으로 돌출하는 도전성 핀(67a), (67b)을 구비한다. 콘택트링(66)은, 핀(67a)을 통하여, 프로우브기구(14)의 프린트배선판(42)과 전기적으로 접속되고, 핀(67b)을 통하여, 테스트헤드(68)와 전기적으로 접속된다. 테스트헤드(68)는 테스터(69)에 접속된다. 테스터(69)는, 소정의 전원전압이나 검사펄스신호를 반도체웨이퍼(W)의 칩에 인가하고, 칩 쪽으로 부터의 출력신호를 거둬들여서 칩의 불량여부를 판정한다.

다음에, 제 2 도를 참조하여 얹어놓는대(13)를 설명한다.

얹어놓는대(13)는, Y방향으로 뻗어진 2개의 레일을 따라서 Y방향으로 이동가능한 Y스테이지(31a)와 Y스테이지(31a)위를 X방향으로 뻗어진 2개의 레일을 따라서 X방향으로 이동가능한 X스테이지(31b)를 갖춘다. X,Y스테이지(31a), (31b)는 펄스모우터등을 포함하는 관용의 구동기구에 의하여 수평면내를 X방향과 Y방향으로 구동된다. Y스테이지(31b)상에 탑재된 척(32)은, 주지의 승강기구에 의하여 수직방향(2 방향)으로 구동됨과 동시에, 그 중심을 통과하는 수직중심선의 둘레를 주지의 회전기구에 의하여 회전되도록 되어 있다.

Y스테이지(31b)의 측면에는 승강부재(34)가 고정된다. 승강부재(34)에는 상하방향으로 승강이 자유로운 이동카메라(33)가 유지된다. 이동카메라(33)는, 고배율부(33a)와 저배율부(33b)로 구성된다.

척(32)의 측면에는, 그 지름방향으로 수평으로 돌출하는 작은조각(35)이 고정된다. 작은조각(35)은, 도전성 박막, 예컨대 ITO(indium tin oxide)박막 혹은 크롬을 사용하여 그려진 +자 마크의 중심에 의하여 정의되는 타켓(35a)이 표면에 형성된 직사각형상의 투명판으로 이루어진다. 타켓(35a)은 카메라(33)에 의하여 X,Y,Z 위치를 검출할 때의 기준함으로서 기능한다. 또, +자 형상의 박막의 주변에는, 이것을 덮듯이 도전성 투명박막, 예컨대 ITO의 박막이 배설된다. 도전성 투명박막은, 정전용량센서에 의한 Z방향의 위치검출을 가능케 하기 위하여 배설된다.

타겟(35a)이 형성된 작은조각(35)은, 척(32)의 회전에 의하여 이동카메라(33)의 고배율부의 광축상으로 이동하고, 또한 이곳으로부터 후퇴할 수 있도록 되어 있다. 또, 작은조각(35)은 척(32)에 붙이고 떼기가 자유롭게 부착하도록 구성하는 것도 가능하다.

다음에, 제 3 도 내지 제 7 도를 참조하여 프로우브기구(14)를 설명한다.

장치본체(10)의 상부에는, 메인스테이지(11)에 대향하여 개구(40)가 형성된다. 개구(40)는 단턱부(41)의 내부둘레에 의하여 규정되며, 난턱부(41)에는 개구(40)를 폐쇄하도록이 프린트배선판(42)이 나사(43)에 의하여 고정된다.

프린트배선판(42)은 경질이고 기계적 강도가 높은 유리에폭시기판(44)과, 그 상면 및 하면에 형성된 프린트배선(45a), (45b)을 구비한다. 배선판(42)에는, 그 중앙을 기준으로 하여서 좌우대칭적으로 복수의 전극패드(46)을 배치한 커넥터부(47)가 설치된다. 또한, 이들 커넥터부(47)에는 배선판(42)을 관통하는 부착구멍(48)이 형성된다.

프린트배선판(42)의 중앙에는 평면형상이 직사각형인 개구(49)가 형성된다. 개구(49)로부터 아래편으로 돌출하도록, 배선판(42)에 평면형상이 직사각형인 지지블록(50)이 지지된다. 지지블록(50)은, 스텐레스강 혹은 알루미늄 등의 높은 강성을 가지는 재료로 이루어진다. 지지블록(50)은, 제 4 도 및 제 5 도에 도시한 바와 같이, 배선판(42)상에서 좌우방향으로 뻗은 플랜지(51)를 구비한다. 플랜지(51) 및 배선판(42)은, 이것들에 형성된 구멍에 장착된 나사(52a) 및 너트(52b)에 의하여 일체적으로 고정된다.

지지블록(50)은 중앙에 평면형상이 직사각형의 오목부(55)를 구비한다. 오목부(55)를 덮도록, 지지블록(50)의 하면에, 프로우브카드(21)가 나사(54)에 의하여 붙이고 떼기 가능하게 부착된다.

프로우브카드(21)는, 폴리이미드수지, 실리콘수지등의 가요성이면서 절연성의 재료로 이루어진 직사각형의 막(22)과, 이 위에 형성된, 동, 동합금등으로 이루어진 플렉시블 프린트회로(FPC)(23)를 가진다. 막(22)의 긴쪽방향의 양 끝단부에는, 프린트회로(23)에 접속된 복수의 전극패드(25)를 가지는 커넥터부(24)가 배설된다. 커넥터부(24)에는, 관통구멍(26)이 형성된 경질의 절연수지판이 접착된다.

막(22)의 하면 중앙에는, 프린트회로(23)에 접속된 금, 금합금등으로 이루어진 다수의 접촉자(28)가 배치된 주영역(27)이 형성된다. 주영역(27)은 반도체 웨이퍼(W)의 하나 또는 복수개의 디바이스 즉 칩과 대체로 같은 사이즈로 형성된다. 접촉자(28)는 칩의 전극패드에 대응하여서 배치되고 또한 막(22)의 하면으로부터 돌출한다.

주영역(27)의 주위에 위치하는 막(22)의 상면에는 알루미늄재료등의 강성을 가진 재료에 의하여 형성된 직사각형 틀형상의 프레임(29)이 일체로 접착된다. 프레임(29)은, 평탄하고 균일한 두께를 가지며, 이에 포위된 프로우브카드(21)의 주영역(27)및 그 주위에 평면성을 부여한다.

프레임(29)은 나사(54)에 의하여 지지블록(50)의 하면에 붙이고 떼기자유롭게 고정된다. 이에 의하여, 프로우브카드(21)는, 프린트배선판(42)에 대하여 위치결정되고 또한 지지된다. 프레임(29)은, 지지블록(50)에 대하여 진공흡착등에 의하여 위치결정되어 고정되는 것도 가능하다.

지지블록(50)의 하면은 수평이며, 따라서, 프레임(29)이 지지블록(50)에 부착된 상태에 있어서 프레임(29)에 포위된 프로우브카드(21)의 주영역(27) 및 그 주위는, 웨이퍼(W)를 얹어놓는대(13)의 얹어놓는면과 평행이 된다. 프로우브카드(21)의 막(22)은 가요성을 가지는 재료로 형성되기 때문에 전체적으로 탄성이 풍부하지만, 프레임(29)에 의하여 평면성 및 수평성이 부여되고, 또 늘어나는 것, 휘는 것이 규제됨으로써 접촉자(28)의 피치가 유지된다.

제 3 도 및 제 5 도에 도시한 바와 같이 프로우브카드(21)의 양 끝단부의 커넥터부(24)는, 지지블록(50)의 플랜지(51)와 직교하는 방향으로 배치된다. 프로우브카드(21)는 주영역(27)과 커넥터부(24)와의 사이에있어서, 배선판(42)의 개구(49)내에 형성된 지지블록(50)과 배선판(42)과의 틈새를 통과한다. 프로우브카드(21)의 커넥터부(24)와, 프린트배선판(42)의 커넥터부(47)와는, 각각의 전극패드(25)와 전극 패드(46)가 접촉하도록 위치결정된다. 이로써 프린트배선판(42)과 프로우브카드(21)가 전기적으로 접속된다. 또한 커넥터부(24)에 형성된 관통구멍(26) 및 프린트배선판(42)의 부착구멍(48)에 아래쪽으로부터 나사(53a)가 삽입되고, 프린트배선판(42)의 상면쪽에서 나사(53a)에 너트(53b)가 죄어진다.

이로써, 프로우브카드(21)의 커넥터부(24)가 프린트배선판(42)에 고정된다.

따라서, 프린트배선판(42)에 대하여 프로우브카드(21)가 전기적 및 기계적으로 접속상태가 되고, 프로우브카드(21)의 중간부는 지지블록(50)의 존재에 의하여 프린트배선판(42)보다 아래편으로 돌출한 상태가 된다. 여기서, 중요한 것은, 얹어놓는대(13)에 놓인 반도체웨이퍼(W)에 대하여 프로우브카드(21)의 주영역(27)을 평행으로 유지하는 것에 있다. 본 실시예의 장치에서는 프레임(29)의 존재에 의하여 프린트배선판(42)의 하면을 기준면으로 하여서 프로우브카드(21)를 부착할 수 있고주영역(27)과 반도체웨이퍼(W)와의 평행성을 간단히, 그 위에 정확하게 유지할 수 있다.

지지블록(50)의 오목부(55)내에서 또한 프로우브카드(21)의 주영역(27)의 뒷면쪽에는, 강성이 높은 재료, 예컨대 지지블록(50)과 같은 금속재료에 의하여 형성된 푸셔(71)가 배설된다. 푸셔(71)는, 오목부(55)와 서로 닮은 직사각형의 평면형상을 가진다. 오목부(55)내에서, 지지블록(50)의 내면과 푸셔(71)의 측면과의 사이에는, 푸셔(71)가 앞방향으로 요동가능하게 될 정도의 틈새가 형성된다.

푸셔(71)의 하면에는 실리콘 고무등의 탄성력이 있고 활성이 높은 표면을 가지는 탄성판(72)이 접착된다. 탄성판(72)의 하면은 프로우브카드(21)의 프레임(29)의 하면보다도 아래에 위치하고, 따라서 탄성판(72)은 프로우브카드(21)의 주영역(27)을 이면으로부터 아래편으로 돌출하는 상태로 밀어낸다. 탄성판(72)의 하면은, 주영역(27)의 전부를 커버하는 치수를 가진다. 완언하면, 주영역(27)에 배설된 접촉자(28)의 모두가 탄성판(72)의 평면윤곽내에 위치한다.

푸셔(71)의 위쪽 측 이면쪽 중앙에는 오목부(73)가 형성되고, 오목부(73)의 중심에 미소한 구면(球面)오목부(73a)가 형성된다.

푸셔(71)의 오목부(73)의 위편에는, 강성이 높은 재료, 예컨대 지지블 록(50)과 같은 금속재료에 의하여 형성된 샤프트(74)가 배설된다. 샤프트(74)의 하단에는, 예컨대 세라믹이나 루비등의 내마모성에 뛰어난 높은 경도의 재료에 의하여 형성된 볼(75)이 눌러 넣어져 고정된다. 볼(75)의 앞끝단은 구면 오목부(73a)에 걸어맞춤하고, 이에 의하여 푸셔(71)가 샤프트(74)의 선단에 요동이 자유롭게 배치된다. 즉 푸셔(71)는 탄성판(72)을 개재하여 프로우브카드(21)의 주영역(27)을 밀어내고, 이에 장력을 부여함과 동시에, 볼(75)을 중심으로 전방향으로 요동가능하게 도어 있다.

지지블록(50)의 위쪽 즉 뒷면쪽 중앙에는 평면형상이 원형인 오목부(76)가 형성된다. 오목부(76)내에는 샤프트(74)를 지지블록(50)에 대하여 부착하고, 또한, 푸셔(71)에 대하여 탄력성을 부여하기위한 2개의 접시스프링(77), (78)이 배설된다. 접시스프링(77), (78)은 원형이고, 그 중심측은 지지블록(50), 오목부(55)및 오목부(76)의 중심축과 일치한다.

샤프트(74)는, 그 중심축이 접시스프링(77), (78)의 중심축과 가지런하고 또한 수직이 되도록 배치된다.

접시스프링(77), (78)은 실질적으로 동일하고 스켄레스강등의 내식성 재료로 된 박판으로 형성된다. 접시스프링(77), (78)은 제 5 도에 도시한 바와 같은 평면형상을 가짐과 동시에 중앙으로부터 주위를 향해서 완만하게 경사한 우산형상을 하고 있다. 접시스프링(77), (78)의 외경은 지지블록(50)의 오목부(76)의 내경보다 약간 작다. 접시 스프링(77), (78)은, 중심의 구멍(79)과, 등각도 간격이며 점대칭으로 형성된 원호를주체로 하는 3개의 투시구멍(80)은 가진다. 접시스프링 (77), (78)의 탄발력은 투시구멍(80)의 형상에 의하여 조정된다.

샤프트(74)는, 지지블록(50)의 오목부(76)내에 배치된 2개의 링(81), (82)을 통하여 접시스프링(77), (78)에 접속된다.

아래쪽의 링(81)은 안쪽에 암나사부를 구비하고, 샤프트(74)의 하부에 형성된 큰지름경의 수나사부(91)에 나사맞춤한다.

위쪽의 링(82)은 2개의 파트 (85), (86)로 이루어진다.

파트(85)는, 자유로운 상태에서 샤프트(74)를 끼워맞춤하고, 수나사부(91)의 상단에 자리잡는다.

파트(86)는 안쪽에 암나사부를 구비하고, 샤프트(74)의 상부에 형성된 작은 지름의 수나사부(92)에 나사맞춤한다.

제 7 도에 도시하는 바와 같이, 접시스프링(77)을 부착한 링(81)의 상부 중앙에는 허브(87)가 형성된다.

허브(87)는 접시스프링(77)의 구멍(79)에 삽입되고, 허브(87)로부터 방사방향으로 넓어지는 링(81)의 상면이 접시스프링(77)에 접촉한다.

접시스프링(78)과 링(82)은, 링(82)의 2개의 파트(85), (86)에 의하여 구멍(79) 둘레의 내주연이 끼워짐으로써, 서로고정된다.

이와 같이 하여서, 접시스프링(77), (78)의 안쪽 둘레가장자리가, 링(81) 및 (82)에 의하여, 상하방향으로 간격을 벌려서 배치된다.

접시스프링(77), (78)의 바깥 가장자리는, 지지블록(50)의 오목부(76)에 장착된 큰 지름의 링스페이서(83), (84)에 의하여 상하방향으로 간격을 벌려서 고정된다.

각 접시스프링(77), (78)의 바깥 가장자리는 각각의 안쪽 가장자리보다 낮게 되어 있다.

아래쪽 스페이서(83)는, 바닥부를 가지는 편평한 원통형상을 하고,지지블록(50)의 오목부(76)의 바닥면상에 얹어놓임됨과 동시에, 바깥둘레면이 오목부(76)의 안둘레면에 밀착한다.

여기서, 아래쪽 스페이서(83)의 상면의 높이는, 링(81)의 상면보다 약간 낮아진다.

아래쪽 스페이서(83)의 상면상에 접시스프링(77)의 바깥둘레면이 재치되고, 또한 그 위에, 위쪽 스페이서(84)가 재치된다.

위쪽 스페이서(84)는 외경이 오목부(76)의 내경에 대략 같고, 그 바깥 둘레면이 지지블록(50)의 오목부(76)의 안쪽둘레면에 밀착한다.

위쪽 스페이서(84)의 상면의 높이는, 지지블록(50)의 상면에 일치하고, 또한 링(82)의 파트(85)의 상면보다 약간 낮아진다.

위쪽 스페이서(84)의 상면상에 접시스프링(78)의 바깥둘레면이 얹어놓이고, 또한 그위에 링캡(89)이 배치된다.

캡(89)은, 지지블록(50)의 상면에 나사(93)에 의하여 고정된다.

이와같이 하여서, 접시스프링(77), (78)의 외주연이, 스페이서(83), (84) 및 캡(89)에 의하여 끼워져 고정된다.

샤프트(74)의 상단부에는 조절용의 홈(94)이 형성된다.

나사가 붙은 링(81)은 샤프트(74)의 나사부(91)에 나사맞춤하고 있기 때문에, 홈(94)을 개재하여 샤프트(74)를 회전시키고, 링(81)에 대하여 샤프트(74)를 상하운동시킬수 있다.

즉, 샤프트(74)를 회전조절함으로써, 프레임(29)의 하면으로부터의 푸셔(71)의 뻗어나옴량을 조정할 수 있다.

다음에, 프로우브장치의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 웨이퍼카세트(C)의 내부의 반도체 웨이퍼(W)를 핸들링 아암(12)에 의하여 잡고 메인스테이지(11)의 얹어놓는대(13)에 받아넘긴다. 얹어놓는대(13)에는 척(32)이 설치되고, 웨이퍼(W)를 잡은 후, 공지의 수단에 의하여 척(32)을 X,Y,θ 방향의 위치조정을 하고, 프로우브카드(21)와 웨이퍼(W)와의 평면방향의 위치맞춤을 한다.

1개의 웨이퍼(W)에는 예컨대 64개의 반도체칩이 형성되어 있고, 프로우브카드(21)에는 1개의 반도체칩에 대응하는 주영역(27)이 설치된다. 이때문에, 척(32)을 X,Y,θ방향으로 위치조정하고, 프로우브카드(21)의 주영역(27)과 반도체 웨이퍼(W)의 반도체칩을 위치결정한다.

다음에, 얹어놓는대(13)를 Z방향, 다시 말해서 상승시키고, 반도체 칩의 전극패드(EP)와 프로우브카드(21)의 주영역(27)에 설치된 접촉자(28)를 접촉시킨다. 이때, 반도체 웨이퍼(W)는 접시스프링(77), (78)의 탄발력에 저항하여 푸셔(71)를 수직한 위쪽으로 밀어올리면서 프로우브카드(21)에 접촉한다.

통상 웨이퍼(W)의 칩, 즉 피검사부분을, 수평 즉 프로우브카드(21)의 주영역(27)에 대하여 평행인 상태로 접촉한다. 웨이퍼(W)의 전극패드(EP)사이에 고저차가 있더라도 탄성판(72)에 의하여 그들 고저차가 흡수되고, 전극패드(EP)는 프로우브카드(21)의 대응의 접촉자(28)에 대하여 확실하게 접촉한다. 전극패드(EP)사이의 피치가 100μm 이하의 좁은 것이라도, 접촉자(28)는 프로우브바늘과 달라서전후 좌우로 변형하거나하는 일이 없고 안정되어 있기 때문에, 안정된 검사를 향할 수 있다.

이에 대하여, 예컨대, 어떤 이유로, 웨이퍼(W)의 피검사부분이 좌측이 높아지도록 경사하고 있는 경우, 프로우브카드(21)의 웨이퍼(W)가 접촉할 때, 먼저 좌측의 전극패드(EP)가 주영역(27)의 좌측의 접촉자(28)에 접촉한다. 또한, 웨이퍼(W)가 그대로 상승하면, 프로우브카드(21)를 개제하여 푸셔(71)의 좌측에 압력이 가해진다. 이때문에, 푸셔(71)는 볼(75)을 중심으로 시계방향으로 회전하고, 주영역(27)을 웨이퍼(W)의 경사에 일치시키고자 한다. 이때, 푸셔(71)는, 그 아래쪽에 접촉된 탄성판(72)이 주영역(27)의 이면쪽을 미끄러지듯이 회전한다. 이와 같이, 웨이퍼(W)가 어느 방향으로 경사하고 있더라도 푸셔(71)가 주영역(27)의 이면을 미끄러지면서 웨이퍼(W)의 기움에 맞추어서 경사하기 때문에, 주영역(27)의 접촉자(28)가 웨이퍼(W)의 전극패드(EP)에 확실하게 접촉한다.

프로우브카드(21)와 웨이퍼(W)가 접촉할 때, 얹어놓는대(13)는 오비드라이브되고, 웨이퍼(W)가 접시스프링(77), (78)의 가하는 함에 저항하여 푸셔(71)를 밀어올리려고 한다. 웨이퍼(W)의 피검사부분이 경사하고 있으면, 푸셔(71)는 경사한 상태로 상승하지만, 샤프트(74)는 접시스프링(77), (78)에 의하여 수직으로 지지된 상태대로 상승한다. 따라서, 샤프트(74)의 상하운동이 안전하고, 항상 일정방향의 탄발력을 푸셔(71)에 부여할 수 있다.

샤프트(74)는 링(81)에 나사맞춤하고 있기 때문에, 푸셔(71)의 뻗어나옴량이 샤프트(74)의 회전에 의하여 조정된다. 이 때문에, 검사의 태양에 따라서주영역(27)의 높이위치를 변경할 수 있다.

또한, 상기 양 실시예에 있어서는, 프로우브카드(21)의 주영역(27)은, 반도체 웨이퍼(W)에 설치된, 예컨대 64개의 반도체칩중, 1개의 반도체칩은 대응하도록 형성되어 있다. 그러나, 주영역(27)은, 복수의 반도체칩을 한번에 측정하든가, 혹은, 모든, 예컨대 64개의 반도체칩을 한번에 측정하도록 형성할 수도 있다. 샤프트(74)를 지지하는 접시스프링은 1개 라도 좋고, 또 3개 이상으로 하여도 좋다. 샤프트(74)의 하단에 푸셔(71)를 요동이 자유롭게 배치하기 때문에, 포고핀 구조의 조인트를 채용할 수도 있다.

제 1 도는 본 발명의 실시예에 관계된 프로우브장치의 전체를 나타낸 개략도,

제 2 도는 제 1 도에 도시한 프로우브 장치의 얹어놓는데를 나타낸 사시도,

제 3 도는 제 1 도에 도시한 프로우브장치의 프로우브기구를 나타낸 단면도,

제 4 도는 제 1 도에 도시한 프로우브장치의 프로우브기구를 나타낸 제 3 도에 도시한 단면과 직교하는 방향에 있어서의 단면도,

제 5 도는 제 1 도에 도시한 프로우브장치의 프로우브기구의 평면 레이아웃을 나타낸 개략도,

제 6 도는 제 1 도에 도시한 프로우브장치의 프로우브카드를 나타낸 사시도,

제 7 도는 접시스프링의 부착형태를 나타낸 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 프로우브장치의 장치본체 11 : 메인스테이지

11 : 웨이퍼핸들링아압 13 : 얹어놓는대

14 : 프로우브기구 15 : 오토로더

16 : 프로우브카드교환기 17 : 카드홀더

18 : 카세트얹어놓는대 19 : 로더스테이지

21 : 프로우브카드 22 : 막

23 : 플렉시블 프린트회로 24 : 커넥터부

25 : 전국패드 26 : 관통구멍

27 : 주영역 28 : 접촉자

29 : 프레임 31a : Y스테이지

31b ; X스테이지 32 : 척

33 : 이동카메라 33a : 고배율부

33b ; 저배율부 34 : 승강부재

35 : 작은조각 35a : 타겟

40 : 개구 41 : 단턱부

42 : 프린트배선판 43 : 나사

44 : 유리에폭시기판 45a, 45b : 프린트배선

46 : 전극패드 47 : 커넥터부

48 : 부착구멍 49 : 개구

50 : 지지블룩 51 : 플랜지

52a : 나사 52b : 너트

53a : 나사 53b : 너트

54 : 나사 55 : 오목부

66 : 콘택트링 67a, 67b : 도전성 핀

68 : 테스트헤드 69 : 테스터

71 : 푸서 72 : 탄성판

73 : 오목부 73a : 구면 오목부

74 : 샤프트 75 : 볼

76 : 원형의 오목부 77,78 : 접시스프링

79 : 구멍 80 : 투시구멍

85, 82 : 링 83,84 : 링스페이서

85, 86 : 바트 87 : 허브

89 : 링캡 91,92 : 수나사부

93 : 나사 94 : 홈

W : 반도체웨이퍼 C : 웨이퍼카세트

EP : 전극패드

Claims

복수의 전극패드를 구비하는 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로우브장치로서;

상기 피검사체를 얹어놓기 위한 얹어놓는면을 구비하는 얹어놓는대와,

상기 프로우브장치의 케이싱체에 지지된 높은 강성을 가진 기판과, 상기 기판상에 배설되고 또한 테스터에 전기적으로 접속된 보드배선을 구비하며 상기 얹어놓는대의 위편에 배설된 배선판과,

가요성이고 또한 절연성인 막과, 상기 막상에 형성되며 상기 배선판의 상기 보드배선에 전기적으로 접속된 가요성의 카드배선을 구비하고, 상기 피검사체의 상기 전극패드의 각각에 접촉하고 카드배선에 전기적으로 접속되는 복수의 접촉자가 배치된 주영역을 상기 재치면에 대향하는 표면쪽에 구비하는 프로우브 카드와,

상기 프로우브카드를 상기 배설판에 부착하기 위한 부착수단과,

그의 윤곽내에 상기 접촉자의 전부가 위치하도록 설정된 접촉면을 구비하며 상기 프로우브카드의 상기 주영역의 뒷면쪽에 접촉하는 푸셔와,

상기 푸셔를 요동이 자유롭게 상기 프로우브카드의 상기 주영역의 뒷면쪽에 배치하기 위하여 상기 푸셔와 걸어맞춤하며, 상기 얹어놓는면에 연직인 중심축을 가지는 샤프트와,

상기 프로우브카드의 주영역 및 상기 푸셔의 상기 접촉면에 힘이 가해지도록 상기 샤프트에 접속되고, 상기 얹어놓는면과 평행으로 배치되며 상기 샤프트의 중심축을 따라서 상호간에 분리된 제 1 및 제 2 의 접시스프링; 및

상기 제 1 및 제 2 의 접시스프링을 유지하기 위하여 상기 배선판상에 장착되는 유지수단을 구비하고,

상기 제 1 및 제 2 의 접시스프링은, 상하방향으로 간격을 두고 샤프트에 접속되어, 상기 샤프트의 중심축이 상기 얹어놓는면에 대하여 실질적으로 직각이 되도록 상기 샤프트를 지지하는 것을 특징으로 하는 프로우브장치.
제 1 항에 있어서, 상기 푸셔는 상기 샤프트에 걸어맞춤하는 강성이 높은 본체와, 상기 본체에 접합된 탄성재료로 된 탄성판을 구비하고, 상기 접촉면은 상기 탄성판에 의하여 형성되는 프로우브장치.
제 1 항에 있어서, 상기 푸셔와 상기 샤프트는, 각각에 형성된 볼록형상 구면과 이것을 수용하는 오목부와의 걸어맞춤을 통하여 접촉하는 프로우브장치.
제 1 항에 있어서, 상기 샤프트가 나사기구를 통하여 상기 제 1 및 제 2 의 접시스프링에 지지되고, 상기 나사기구의 작용에 의하여 상기 샤프트가 그의 중심축을 따라서 상기 제 1 및 제 2 의 접시스프링에 대하여 상대적으로 위치조정 가능한 프로우브장치.
제 1 항에 있어서, 상기 프로우브카드의 상기 주영역을 포위하도록, 상기프로우브카드의 이면쪽에 접합된 높은 강성을 가진 프레임을 더욱 구비하고, 상기 프레임은, 이것과 포위된 상기 주영역을 포함하는 상기 프로우브카드의 부분에 평면성을 부여하기 위한 평면을 구비하고, 상기 푸셔는, 상기 프로우브카드의 상기 주영역을 상기 프레임의 상기 평면보다도 상기 얹어놓는면을 향해서 밀어내는 프로우브장치.
제 5 항에 있어서, 상기 프레임의 상기 평면이 상기 얹어놓는면에 대하여 실질적으로 평행이 되도록, 상기 배선판에 대하여 상기 프레임을 위치결정하기 위한 위치 결정면을 더욱 구비하는 프로우브장치.
제 6 항에 있어서, 상기 부착수단이, 상기 프레임을 상기 위치결정면에 붙이고 떼기 자유롭게 고정하는 부재를 구비하는 프로우브장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유지수단은 상기 배선판에 대하여 상기 제 1 및 제 2 접시스프링의 외부둘레 가장자리를 고정하는 부재를 구비하는 프로우브 장치,
복수의 전극패드를 구비하는 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로우브장치에 있어서,

상기 피검사체를 재치하기 위한 재치면을 구비하는 얹어놓는대와,

장치 케이싱체에 지지된 높은 강성을 가진 기판과 상기 기판상에 배설되고테스터에 전기적으로 접속된 보드배선을 구비하며 상기 얹어놓는대의 위편에 배설된 배선판과,

상기 재치면에 대향하도록 배치된 오목부를 구비하고 상기 배선판에 지지된 지지블록과,

상기 지지블록을 상기 배선판에 부착하기 위한 제 1 부착수단과,

상기 지지블록에 지지되며, 가요성이고 또한 절연성인 막과 상기 막상에 형성된 가요성의 카드 배선을 구비하며, 상기 피검사체의 상기 전극패드의 각각에 접속하도록 카드배선에 전기적으로 접속되는 복수의 접촉자가 배치되고 상기 지지블록의 상기 오목부를 덮는 위치에 배치되는 주영역을 상기 재치면에 대향하는 표면쪽에 구비하는 프로우브 카드와,

상기 프로우브카드를 상기 지지블록에 부착하기 위한 제 2부착수단과,

상기 프로우브카드의 상기 주영역의 이면쪽에 접촉하도록 상기 지지블록의 상기 오목부내에 배설되며, 그의 윤곽내에 상기 접촉자의 전부가 위치하도록 설정된 접촉면을 구비하는 푸셔와,

상기 푸셔와 걸어맞춤하고, 상기 푸셔를 요동이 자유롭게 상기 프로우브카드의 상기 주영역의 이면쪽에 배치하기 위한 샤프트와,

상기 샤프트에 접속되고, 상기 프로우브카드의 주영역에 대하여 가하는 힘을 상기 푸셔의 접촉면에 부여하며, 상기 재치과 평행하게 배치되며 상기 샤프트의 중심축을 따라서 상호간에 분리된 제 1 및 제 2 의 접시스프링 및 ,

상기 지지블록에 부착된, 상기 제 1 및 제 2 접시스프링을 유지하기 위한 수단을 구비하고,

상기 제 1 및 제 2 의 접시스프링은, 상하방향으로 간격을 두고 샤프트에 접속되어, 상기 샤프트의 중심축이 상기 얹어놓는면에 대하여 실질적으로 직각이 되도록 상기 샤프트를 지지하는 것을 특징으로 하는 프로우브장치.
제 9 항에 있어서, 상기 배선판은 개구를 구비하고, 상기 지지블록이 상기 개구를 관통하여 상기 재치면 쪽으로 돌출하도록 배치되는 프로우브장치.
제 9 항에 있어서, 상기 푸셔가 상기 샤프트와 걸어맞춤하는 강성이 높은 본체와, 상기 본체에 접합된 탄성재료로 된 탄성판을 구비하고, 상기 접촉면은 상기 탄성판에 의하여 형성되는 프로우브장치.
제 9 항에 있어서, 상기 푸셔와 상기 샤프트는, 각각에 형성된 블록형상 구면과 이것을 수용하는 오목부와의 걸어맞춤을 통하여 접촉하는 프로우브장치.
제 9 항에 있어서, 상기 샤프트가 나사기구를 통하여 상기 제 1 및 제 2 의 접시스프링에 지지되고, 상기 나사기구의 작용에 의하여 상기 샤프트가 그의 중심축을 따라서 상기 제 1 및 제 2 의 접시스프링에 대하여 상대적으로 위치조정 가능한 프로우브장치.
제 9 항에 있어서, 상기 프로우브카드의 상기 주영역을 포위하도록, 상기 프로우브카드의 이면쪽에 접합된 높은 강성을 가진 프레임을 더욱 구비하고, 상기 프레임은, 이것에 포위된 상기 주영역을 포함하는 프로우브카드의 부분에 평면성을 부여하기 위한 평면을 구비하고, 상기 푸셔는, 상기 프로우브카드의 상기 주영역을 상기 프레임의 상기 평면보다도 상기 재치면을 향해서 밀어내는 프로우브장치.
제 14 항에 있어서, 상기 지지블록은, 상기 프레임의 상기 평면이 상기 재치면에 대하여 실질적으로 평행이 되도록, 상기 지지블록에 대하여 상기 프레임을 위치결정하기 위한 위치결정면을 구비하는 프로우브장치,
제 15 항에 있어서, 상기 제 2 부착수단은, 상기 프레임을 상기 위치결정면에 붙이고 떼기 자유롭게 고정하는 부재를 구비하는 프로우브장치.
제 9 항에 있어서, 상기 유지수단은 상기 지지블록에 대하여 상기 제 1 및 제 2 접시스프링의 외부둘레 가장자리를 고정하는 부재를 구비하는 프로우브 장치.