KR100959322B1 - 테스트 프로브를 세척하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

프로브 팁을 세척하기 위한 프로브 세척 장치는 연마 기재층의 연마 표면의 상부의 점착성 겔 층 및 연마 기재층을 구비한 반도체 다이를 테스트하는데 사용된다. 프로브 팁은 연마 기재의 연마 표면과 접촉하도록 점착성 겔 층을 관통하여, 프로브 팁을 기재층의 연마 표면을 따라 이동시키고, 그 후 세척 장치의 연속 층으로부터 프로브 팁을 제거함으로써 세척된다. 프로브 팁은 반도체 다이의 테스트와 관련하여 파편이 없는 세척 장치로부터 나타난다.
점착성 겔 층, 연마 기재, 표면 연마부, 촉매제, 가교 결합제

Description

테스트 프로브를 세척하기 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CLEANING TEST PROBES}
본 발명은 일반적으로 반도체 장치 상에서 테스트를 수행하기 위해 사용되는 프로브 카드에 관한 것이다. 본 발명은 특히 이러한 프로브 카드로부터 연장하는 프로브 요소의 세척에 관한 것이다.
개별 반도체 (집적 회로) 장치(다이)는 통상적으로 포토리소그래피, 증착 등의 공지된 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼 상에 몇 개의 동일한 다이를 생성함으로써 제조된다. 일반적으로, 이들 공정은 반도체 웨이퍼로부터 개별 다이들을 분리(절단)하기 전에 복수의 완전 기능적인 집적 회로 장치를 생성하기 위한 것이다. 그러나, 실제로 웨이퍼 자체의 일부 물리적인 결점 및 웨이퍼의 처리 중의 일부 결점은 필연적으로 "양호(good)"(완전하게 작동함)인 다이의 일부와 "불량"(작동 불능)인 다이의 일부로 나타난다. 이들의 패키징 전에, 바람직하게는 웨이퍼로부터 이들의 분리 전에 웨이퍼 상의 복수의 다이들 중에서 어떤 것이 양호한 다이인지를 식별할 수 있는 것이 일반적으로 바람직하다. 이를 위해, 웨이퍼 "테스터(tester)" 및 프로브 카드와 조합인 "프로버(prober)"가 다이 상의 유사한 복수의 개별 접속 패드(접합부 또는 접촉 패드)에 복수의 개별 가압 접속되도록 유리하게 채용될 수도 있다. 이 방식으로, 반도체 다이는 웨이퍼로부터 다이를 분리하기 전에 시험되고 연습될 수 있다. 웨이퍼 테스트 셀의 종래의 부품은 복수의 프로브 요소가 접속된 "프로브 카드"이고, 여기서 프로브 요소의 팁부는 반도체 다이의 개별 패드에 가압 접속된다.
더욱 구체적으로, 통상적인 웨이퍼 시험 공정에서, 프로브 카드는 프로버에 장착되고, 프로브 카드로부터 연장하는 프로브 요소(줄여서 "프로브")는 웨이퍼의 다이 상에 형성된 패드와 접촉하게 된다. 이러한 프로브의 비배타적 예는 발명의 명칭이 "마이크로전자 스프링 접촉 요소의 제조 방법"인 미국 특허 제6,184,053호, "희생 부재를 사용한 전기적인 접촉부를 제조하는 방법"인 미국 특허 제5,476,211호, "전기 도전성 쉘을 갖는 가요성 접촉 구조"인 미국 특허 제5,917,707호, "부재 상에 온도 구배를 생성함으로써 부재 상에 이식의 두께를 변경하는 방법, 이러한 방법을 채용하기 위한 출원, 및 이러한 방법으로 형성된 구조"인 미국 특허 제6,110,823호, "리소그래픽 접촉 요소"인 미국 특허 제6,255,126호, "리소그래픽 접촉 요소"인 PCT 공개공보 제WO 00/33089호에 개시된 것과 같은 탄성 또는 스프링식 접촉 프로브(종종, "스프링 접촉부" 또는 "접촉 스프링"으로 불림)을 포함하고, 이들 모두는 본 명세서에 참조로 포함되었다.
일 공정에서, 프로버와 패드 사이의 전기적인 접속은, 프로브가 패드의 표면을 형성하는 재료를 관통하여 패드의 몸체를 형성하는 부분과 낮은 저항 접촉하게 되도록 프로브가 패드와 접촉하게 된 후 프로브에 미리 정해진 압력을 가함에 의해서 달성된다. 프로브 팁부에 의한 패드 재료의 접촉 및 관통 시에, 패드 재료의 프로브 팁부로의 전달은 프로브 요소를 오염시킬 수도 있다. 전달된 오염물은 원래의 패드 재료 또는 패드 재료의 산화물을 포함할 수도 있다. 과도적인 작동 조건에 따라서 패드 재료가 프로브 팁 재료에 합금(즉, 용화)될 수도 있다.
선택적으로는, 프로브 팁부에 의한 패드 표면 재료의 관통은 때때로 다음에 제거되는 파편(예를 들면, 금속 칩)를 생성할 수도 있다. 통상적으로, 탄성 또는 스프링식 프로브는 프로브가 패드와 접촉하게 된 후 미리 정해진 압력으로 프로브를 가압함에 의해서 프로버와 패드 사이의 고형 전기 접속을 달성하도록 사용된다. 일단 가압되면, 소정의 접촉 기술은 프로브가 패드의 표면을 형성하는 재료의 일부(예를 들면, 금속 산화막)가 제거되게 하는 약한 X- 및 선택적인 Y- 방향 타격(swipe)되어, 산화막을 가질 수도 있는 예를 들면 금속 "쉐이빙(shavings)"의 형태인 파편을 생성하는 것을 요구한다. 패드 표면에 걸친 이 제거 운동(scraping movement)은 또한 패드의 표면을 형성하는 재료로 형성된 파편(예를 들면, 금속 및/또는 산화막)의 "칩(chips)"을 생성할 수도 있다. 비 와이핑(non wiping) 접촉은 프로브 요소 측으로의 파편의 흩어진 입자의 부착에 의해서 뿐만 아니라 재료 전달 및/또는 합금화에 모두에 의해서 프로빙 중에 오염될 수도 있다.
외부 파편(foreign debris)는 금속 쉐이빙 및/또는 금속 산화물 칩으로 제한되지만 그러나 집적 회로의 제조에 관련하여 웨이퍼 상에서 숭해된 다양한 공정으로부터 기인한 먼지, 중합 또는 금속 산화물 부산물과 같은 물질 또는 프로브 팁부 및 다이 표면 사이의 적절한 전기 접속 또는 다이에 대한 프로브 자체의 적절한 위치 설정을 방해할 수 있는 다른 물질을 포함할 수도 있다. 프로브와 패드 사이의 만족스러운 전기 접속을 달성하는 데에 문제를 방지하기 위해서 다이 테스트 주기 사이에서 프로브 팁부의 세척을 포함하는 다양한 방법이 취해졌다.
종래의 프로브 세척 공정에서, 연마 패드가 프로브 팁부에 부착된 이물질을 제거하는 데 사용된다. 연마 패드는 탄성 기재층 및 연마 입자의 혼합물로 구성될 수 있다. 선택적으로는, 연마 패드는 텅스텐 카바이드로 구성될 수 있다. 프로브의 팁부에 접착된 이물질은 패드에 대항하여 (그리고 추가적으로 패드 내부로) 프로브의 팁부를 가압 및 추출(pressing-and-extracting)의 세척 사이클을 반복함으로써 팁부로부터 제거된다. 가압 및 추출 세척 사이클은 프로브에 대항하여 수직으로(예를 들면, Z 방향으로) 그리고 프로브로부터 이격되게 수직으로 이동시키는 것을 포함한다.
상술된 종래의 세척 공정의 단점은 기부 재료(예를 들면, 실리콘 고무) 및/또는 연마 입자(예를 들면, 연마 알갱이)의 일부가 가압 및 추출 공정 중에 연마 패드로 떨어지거나 칩으로 떨어져서, 프로브 팁부에 고착될 수도 잇는 부가적인 이물질을 생성한다. 더욱이, 연마 패드 상을 떨어진 외부 물질(이전에 프로브로부터 제거된)이 세척되고 있는 프로브에 후에 고착될 수도 있다. 따라서, 부가적인 세척 단계가 프로브를 만족스럽게 세척하기 위해서 필요할 수도 있다.
부가적인 단계는 프로브에 대해 유기 용제를 송풍하고, 그런 후 프로브에 대항해 건조 공기를 송풍하는 것을 포함한다. 이러한 용제의 사용은 많은 이유로 바람직하지 못하다. 예를 들면, 유기 용제의 송풍은 시간 낭비이고 성가시거나 또는 해로울 수도 있다. 부가적으로, 건조 공기의 송풍은 시간 낭비이다. 또한, 특별 한 장비가 용제 및 건조 공기를 송풍하는 데 요구된다. 미세한 브러쉬가 또한 프로브를 세척하는 데 사용되었다.
종래의 프로브 세척 공정을 개선하기 위한 다른 시도는 전술된 가압 및 추출 세척 사이클에 후속하는 이물질을 제거하기 위해서 중합체로 덮힌 기재를 사용하는 것을 포함한다. 더욱 구체적으로, 겔 패드(gel pad)가 프로브 아래에 위치설정되고 그런 후 전술된 연마 패드가 사용된 가압 및 추출와 유사한 방식으로 프로브와 접촉하게 된다. 따라서, 연마 패드에 의해 유리되거나 생성된 파편은 겔 패드에 부착되고 그에 의해 프로브로부터 제거된다. 이 세척 공정의 단점은, 테스트 시스템이 통상적으로 이러한 패드를 고정하기 위한 오직 하나의 보조 트레이를 포함하기 때문에 조작자가 통상적으로 세척 공정 중에 연마 패드를 겔 패드로 교환하여야 한다는 점이다. 이는 웨이퍼 시험이 완전히 자동화된 공정으로 되는 것을 방해하여, 웨이퍼 시험 작업 처리량을 상당히 감소시키기 때문에 바람직하지 못하다.
따라서, 프로브를 세척하기 위한 개선된 방법 및 장치에 대한 요구가 있다.
본 발명은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 하나 이상의 다이를 시험하기 위해서 반도체 웨이퍼의 표면과 접촉하도록 구성된 복수의 테스트 프로브를 갖는 형태의 반도체 테스트 기계에 사용되는 테스트 프로브를 세척하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 세척되는 테스트 프로브는 텅스텐 니들, 수직 프로브(vertical probe), 코브라 프로브(cobra probe), L형 프로브, 플런저 프로브(plunger probes), 스프링 프로브, 멤브레인 상에 형성된 접촉 범프 프로브(contact bump probe) 등과 같은 임의의 형태일 수 있다.
제1 실시예에서, 본 발명의 세척 장치는 연마 기재층 및 상기 연마 기재층의 연마 표면상에 위치된 점착성 겔 층을 포함한다.
본 발명의 제2 실시예는 상기 세척 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제3 실시예는 프로브 팁을 세척하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제4 실시예는 상기 세척 장치의 점착성 겔 층에 관한 것이다.
본 발명의 제5 실시예는 상기 세척 장치의 점착성 겔 층을 제조하는 방법에 관한 것이다.
도1a는 균질 세척 장치를 도시한 도면이다.
도1b는 혼성 세척 장치를 도시한 도면이다.
도1c는 스풀 상에 점착성 겔 층을 가지며 연마 기재의 연마 표면 위로 연장된 세척 장치를 도시한 도면이다.
도2는 연마 기재의 표면 상세부를 프로브 팁과 비교하여 도시한 도면이다.
도3은 점착성 겔 재료와 연마 표면의 교호 영역을 가지는 세척 장치를 도시한 도면이다.
도4는 내부에 연마 입자가 매립된 엘라스토머 수지층의 상단부 상에 적층된 점착성 겔 층을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 세척 장치를 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도6a 내지 도6d는 도1a에 따른 균질 세척 장치를 사용하여 프로브 팁을 세척 하는 방법을 도시한 도면이다.
도7a 및 도7b는 도3에 따른 세척 장치를 사용하여 프로브 팁을 세척하는 방법을 도시한 도면이다.
도8은 도4에 따른 세척 장치를 사용하여 프로브 팁을 세척하는 방법을 도시한 도면이다.
도9a 및 도9b는 본 발명의 실시예에 따른 세척 장치에 의한 세척 전후의 프로브 팁을 도시한 도면이다.
목차
Ⅰ. 본 발명의 용어
Ⅱ. 세척 장치
A. 연마 기재층
B. 점착성 겔 층/재료
1. 실리콘계 수지
2. 가교 결합 화합물
3. 성분의 배향
Ⅲ. 세척 장치의 제조 방법
Ⅳ. 프로브 팁을 세척하는 방법
Ⅰ. 본 발명의 용어
"프로브 팁"이라는 용어는 반도체 장치를 시험하기 위해 사용되는 프로브 요 소의 단부를 지칭한다.
"프로브 요소"라는 용어는 텅스텐 니들, 수직 프로브, 코브라 프로브, L-형 프로브, 플런저 프로브, 스프링 접촉 프로브, 및 박막 상에 형성된 접촉 범프 프로브(contact bump probe)를 지칭하지만, 이에 한정되지는 않는다.
"스프링 접촉부(spring contact)("접촉 스프링" 또는 "스프링"이라고 지칭하기도 함)"라는 용어는 델라웨어주 법인인 폼팩터, 인크로부터 현재 또는 미래에 상용으로 입수가능한 소정의 스프링 접촉부를 지칭하지만, 이에 한정되지는 않는다. 현재 알려진 어떤 유형의 스프링 접촉부도 본 발명에 따라서 사용될 수 있다. 본 발명과 사용될 수 있는 스프링 접촉부의 예로서 와이어 접착(wire bond), 다중 부품 석판술(multipart lithographic), 및 일체 형성식(integrally formed) 스프링이 있다.
"기재"라는 용어는 지지 재료를 지칭한다.
"연마 기재"라는 용어는 연마 표면을 가지는 지지 재료를 지칭한다.
"연마 표면"이라는 용어는 연마 기재의 비평탄 표면을 지칭한다.
"균질 연마 기재"라는 용어는 (연마 표면을 포함하는) 전체 기재층이 단상 재료로 만들어진 기재층을 지칭한다.
"혼성 연마 기재"라는 용어는 하나의 재료가 기재층을 형성하고, 그 위에 연마 표면을 가지는 다른 재료의 적어도 하나가 형성되는, 적어도 2 개의 재료로 만들어진 연마 기재를 지칭한다. 기재층과, 연마 표면을 가지는 층을 이루는 재료는 상이한 재료이다.
Ⅱ. 세척 장치
도1a는 (i) 점선으로 표시된 바와 같은 선택적인 보호층(130), (ⅱ) 보호층의 상단부 상에 위치된 연마 기재층(110), 및 (ⅲ) 연마 기재층(110)의 상단부 상에 위치된 점착성 겔 층(100)을 포함하는 본 발명의 제1 태양에 따른 세척 장치를 도시한다. 표면 연마부 또는 돌출부(120)가 2 개의 층 사이에 톱니 패턴으로 도시된다. 그렇지만, 도시된 톱니 패턴은 연마 표면의 구성을 어떤 방식으로든지 한정하기 위한 것이 아니다.
세척 장치가 선택적인 보호층(130)을 포함하도록 구성될 때, 보호 기재층은 프로브 팁이 연마 기재층(110)을 통해 관통하는 경우에 그 구조적 일체성을 보호한다. 따라서, 연마 기재층(110)의 관통시에, 프로브 팁을 손상시킬 수도 있는 단단한 표면(즉, 작동 중인 본 발명의 세척 장치를 위에 놓을 수 있는 표면)에 접촉하는 것이 아니라, 프로브 팁은 그 물리적 일체성을 손상시키지 않을, 보다 연성이고 유연한 재료에 접촉한다. 이러한 실시예용으로, 보호 기재층에 적절한 재료는 실리콘계 고무 재료이지만, 이에 한정되지는 않는다.
도1b는 (ⅰ) 적층된 기재층(141), (ⅱ) 기재층(141)과 상이한 재료로 이루어지며, 표면 연마부(120)를 가지는 연마층(142)을 가지는 혼성 연마 기재층(140)을 포함하는 세척 장치를 도시한다. 연마 기재층(140)의 표면상에 적층된 것은 점착성 겔 재료(100)이다. 또한, 이 구성은 전술된 바와 같이 선택적으로 보호 기재층(130)을 보유할 수 있다.
도1c는 도1a 또는 도1b에 따른 세척 장치(105)를 보유하며 업테이크 스핀들 또는 롤러(170)에 의해 플래튼(160)을 가로질러 당겨지는 스풀(150)을 도시한다. 플래튼(160)은 프로브 팁(180)이 스풀식 세척 장치(105)에 대하여 반응할 수 있게 하는 압력 수용판(즉, 지지 표면)이다. 프로브 팁(185)을 보유하는 프로브 카드(180)는 플래튼 상방에 위치된다. 프로브 카드(180)의 하향 동작은 프로브 팁(185)이 점착성 겔 층(100)의 아래에 있는 연마 기재층(110, 140)의 연마 표면과 접촉하게 되도록 점착성 겔 층(100)을 통해 프로브 팁(185)을 가압한다. 롤러(190)는 도1a 또는 도1b의 세척 장치를 플래튼(160) 상방에 적절한 배향으로 유지하도록 보조하는 "위치설정 롤러"이다. 도1c에 도시된 구성은 본 발명의 상기 태양을 한정하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 태양을 위한 롤러 위치는 고정되지 않으며, 세척 장치의 효과를 극대화하도록, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 필요하다고 생각하는 대로 조정 또는 변경될 수 있다.
도1c에 따른 대체 구성에서, 플래튼(160)은 연마 표면을 가질 수 있고, 스풀(150)은 가요성 필름 상에 지지되는 점착성 겔 재료(100)를 가지는 세척 장치를 보유할 수 있다. (지지 필름을 구비한) 점착성 겔 재료는 점착성 겔 층(100)의 새로운 영역을 노출시키기 위해 플래튼(160)의 연마 표면을 가로질러 이동된다. 프로브 카드 상의 프로브 팁은 점착성 겔 재료 (및 지지 필름)를 통해 가압되어서, 그 위에서의 세척 운동을 용이하게 하기 위해 플래튼(160)의 연마 표면과 접촉하게 된다.
다른 대체 실시예에서, 스풀(150)은 선택적으로 보호 기재(130) 상에 지지되는 균질 또는 혼성 연마 기재(110, 140)를 가지는 세척 장치(105)를 보유할 수 있 다. 따라서, 상기 구성에는 어떤 점착성 겔 층(100)도 관련되지 않는다. 상기 구성에서, 플래튼(160)은 지지부이며, 연마 표면을 가지지 않는다.
본 발명의 이러한 태양에서, 일 기간에 걸쳐 점착성 겔 층 내외로 프로브 팁(probe tip)을 삽입 및 제거하는 사이클은 프로브 팁으로부터 파편을 제거하는 점착성 겔의 효과를 감소시킨다. 따라서, 업테이크 스핀들 또는 롤러의 회전은 플래튼(160) 상에 새로운 점착성 겔 층의 영역을 위치시키고, 그로 인해 점착성 겔 층(100)의 세척 효과를 최대화한다. 스풀 상에 점착성 겔 층이 다 사용되면, 새로운 점착성 겔 층의 스풀이 추가되고, 업테이크 스핀들 상에 사용된 점착성 겔 층은 폐기된다.
A. 연마 기재층
본 발명에 따른 연마 기재층은 전형적으로 경질이거나 프로브 팁으로부터 세척될 파편의 형태보다 더 경질인 재료이지만, 프로브 팁 자체를 손상시키지 않기에 충분하게 연성일 수 있다. 소정의 경우에는, 주기적 간격으로 프로브 팁 상에 새로운 표면이 요구되는 곳에 사용될 수 있는, 프로브 팁에 대해 제어되거나 한정된 손상을 생성하기 위한 재료가 선택될 수 있다. 단일 재료(110)(즉, 균질) 또는 2 이상의 재료의 조합(110 및 140)(즉, 혼성)일 수 있다. 연마 기재층은 또한 프로브 팁과 동일 재료로 만들어질 수 있다. 전형적으로, 연마 기재층은 임의의 금속, 금속 합금, 복합 화합물, 천연 재료 또는 금속 유기 화합물로 만들어질 수 있다.
전이 금속 계열의 모든 금속이 연마 기재를 만드는데 사용될 수 있고, 양호한 전이 금속은 구리, 니켈, 팔라듐, 텅스텐, 레늄, 로듐 및 코발트를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
연마 기재에 사용하기 적절한 합금은 인, 붕소 및 유사 재료를 포함할 수 있는 전술한 금속의 임의의 합금이지만, 이에 한정되지는 않는다. 적절한 금속 합금의 특정 예는 팔라듐/코발트, 티타늄/텅스텐 및 몰리브덴/크롬이지만, 이에 한정되지는 않는다.
연마 기재으로 사용하기에 적절한 복합(즉, 다원자) 화합물은 텅스텐 카바이드, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 옥사이드, 크롬 옥사이드 또는 티타늄 실리케이트지만, 이에 한정되지는 않는다.
연마 기재으로 사용하기에 적절한 천연 재료는 실리카, 알루미나, 다이아몬드 또는 다이아몬드상 카본이지만, 이에 한정되지는 않는다.
연마 기재층의 표면 특성은 기재 재료의 표면 상에 일련의 무작위, 반-무작위 또는 비-무작위 연마부일 수 있다. 연마부는 기재면의 조화(roughing), 기재면 상의 도금, 에칭, 스탬핑, 기재 표면 절삭, 또는 주형의 내부면 중 하나가 연마 패턴을 갖는 주형을 사용하여 마련될 수 있다. 해당 기술 분야의 숙련자에게 공지된 다른 적절한 연마부 제조 수단이 본 발명의 본 태양에 결합되어 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 연마부는 해당 기술 분야의 숙련자에게 공지된 기재의 표면 상에 연마부를 만들기 위한 방법 중 적어도 2가지를 사용하여 마련된다.
연마부의 형상은, 예컨대 주형, 스탬프, 에칭 또는 균일하게 반복되는 패턴의 돌출부를 생성하는 다른 공정으로 달성되는 임의의 기하학적 형상과 같이 한정 된 구성을 가질 수 있다. 연마부는 통상적으로 연마 특성을 제공하도록 크기 및 형상이 결정된다. 전형적으로, 연마부의 크기는 프로브 팁의 폭보다 더 작다. 바람직하게는, 연마부는 여러개가 프로브 팁의 폭을 가로질러 놓이기에 충분할 정도로 작다. 따라서, 연마부 사이의 거리는 이런 배열을 수용하도록 충분히 작다.
도2는 프로브 팁(200)의 폭에 대한 연마부(120)의 단면 크기 관계를 도시하고 있다. 도2는 연마 기재층(110) 상에 가능한 많은 구성 중 하나를 갖는 연마부(120)를 또한 도시한다. 도2에 도시된 연마부는 균일한 반복 패턴을 갖고, 프로브 팁의 크기에 대해 비교적 작다. 본 발명의 일 실시예에서, 도2에 예시된 연마부(120)는 약 2 ㎛의 폭과, 약 2 ㎛의 연마부 사이의 거리를 갖는다. 프로브 팁(200)은 대체로 약 10 ㎛의 폭을 갖는다. 이 치수들은 예시적인 것이며, 어떤 식으로든 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.
기하학적으로 균일한 반복 패턴을 갖는 연마부에 부가하여, 자연적인, 즉 임의의 한정된 형상을 갖지 않는 프랙탈(fractal)일 수도 있다. 이런 프랙탈 연마부는 모수석(dendritic)으로도 알려져 있다. 모수석 연마부는 해당 기술 분야의 숙련자에게 공지된 방법으로써 연마 기재를 제조하는데 유용한 임의의 전술된 재료로 만들어질 수 있다.
연마 기재층을 위한 연마부 인쇄부가 금속, 합금, 복합 화합물 또는 자연 발생 화합물과 같은 재료의 막을 고온 기재 재료의 표면 상에 스퍼터링함으로써 준비될 수도 있다. 기재 재료의 표면 온도가 적층된 재료의 용융 온도보다 높다면, 냉각된 최종 침전물은 거친 표면 인쇄부를 갖는다. 이런 방식으로 준비된 연마 기재 층은 다른 재료 구성 성분을 포함하여 불균일일 수 있다. 이런 방식으로 준비된 거친 표면은 본 발명에 사용하기에 적절한 연마부 특성을 갖는다. 고온 기재 상에 스퍼터링될 수 있는 재료의 예는 알루미늄, 실리콘, 실리콘 카바이드 및 알루미늄 나이트라이드가 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
스퍼터링된 재료가 연금속인 경우, 표면 인쇄부의 거칠기는 예컨대 텅스텐 카바이드, 티타늄 나이트라이드, 다이아몬드 또는 다이아몬드상 카본과 같은 더욱 경질인 재료의 연속적인 침착에 의해 보호될 수 있다.
연마부 특성이 달성되는 다른 방법은 기재의 표면 상에 전술한 임의의 재료의 분말, 입자, 미립자 또는 결정 형태를 침착시키는 것이다. 도포된 재료의 분말, 입자 또는 미립자 형태는 전형적으로 기질 재료와 혼합된 후, 기재의 표면에 도포된다. 기재의 연마부는 기재의 표면 상에 원하는 재료의 결정을 성장시킴으로써 준비될 수도 있다.
연마부 층의 연마부 특성을 형성하기 위한 다른 방법은 포토 에칭(photo-etching), 전자 방출 기계(EDMs)의 사용, 레이저 에칭, 전기도금, 샌드 블래스팅, 화학적 에칭, 성형, 엠보싱, 이온 밀링, 전해 증착 및 소결(sintering)이 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 대해서, 기재 상에 연마부를 얻기 위한 전술한 예시적인 방법에 한정되지 않는다. 본 발명에 사용하기 적절한 기재 상에 연마부를 만드는 임의의 방법은 해당 기술 분야의 숙련자에게 명백하다.
B. 점착성 겔 층/재료
본 발명에 따른 점착성 겔 층은 프로브 팁이 삽입되는 제1 세척층이다. 이 세척층은 자체 회복되며(즉, 프로브 팁의 삽입에 의해 형성된 구멍은 프로브 팁의 제거시 폐쇄되며), 점착성 겔 재료는 점착성 겔 층 내에 삽입 및/또는 점착성 겔 층으로부터 제거될 때 프로브 팁에 접착되지 않는다.
점착성 겔 층은,
(a) 구조식Ⅰ을 만족하는 실리콘계 수지이고, 구조식Ⅰ은,
Figure 112004031475277-pct00001
이고, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소, C1-6 알킬기, C1-6 할로겐화 알킬기, 비닐 또는 C1-6아크릴옥시알킬기로부터 독립적으로 선택되고, 적어도 하나의 R1, R2, R3, R4 및 R5는 비닐기이고,
상기 D는 -O-, -S-, -(CH2)rCH2-, -(CH2)rCH2 O- 및 -O(CH2)rCH2- 로 구성된 군으로부터 선택된 2가 결합이며, 상기 r은 0 내지 10 사이의 정수이고,
상기 n과 m은 각각 약 0 내지 1000 사이의 정수이고, m과 n의 합은 약 10 이상이며,
(b) (ⅰ) 구조식Ⅱ를 갖는 합성물이며, 구조식Ⅱ는,
Figure 112004031475277-pct00002
이
이고,
상기 R1', R2', R3', R4' 및 R5', m' 및 n'은 각각, 비닐이 존재하지 않는다는 조건에서, R1, R2, R3, R4 및 R5, m 및 n으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
또는, (ⅱ) 구조식 Ⅲ을 갖는 합성물이며, 구조식 Ⅲ은,
Figure 112004031475277-pct00003
이고,
상기, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 수소, C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 독립적으로 선택되고,
상기 p 및 q는 0 내지 800 사이에서의 독립된 정수이고,
상기 T는 단일 결합, -(CH2)tCH2-, -(CH2)tCH2 O- 또는
Figure 112004031475277-pct00004
를 포함하는 그룹으로부터 선택되고,
상기 (ⅰ) 및 (ⅱ)로부터 선택된 가교 결합 합성물이며,
상기 t는 0 내지 10 사이에서의 정수이고, R은 C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 선택되고, s는 0 내지 800 사이에서의 정수이고,
(c) 촉매를 포함하고,
상기 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 실리콘계 수지의 체인 길이는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 가교 결합 화합물의 체인 길이보다 항상 크다.
다르게는, 점착성 겔 층이 다음의 혼합물을 포함하는 복합물로서 정의될 수도 있다.
(a) 2000 내지 10,000 센티포아즈(cps)의 점성을 가지는 실리콘계 수지
(b) 2 내지 1000 cps의 점성을 가지는 가교 결합 화합물
(c) 촉매
실리콘계 수지의 체인 길이(즉, 크기)는 일반적으로 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합으로 정의된다. 유사하게, 가교 결합 화합물의 크기는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의된다.
일반적으로, 자가 치유 및 프로브 팁에 대한 비부착성의 점착성 겔 층의 특성을 얻기 위해서, 실리콘계 수지 체인의 길이는 가교 결합 화합물 체인의 길이보다 항상 더 길다. 이러한 요구 조건을 만족시키고 자가 치유 및 프로브 팁에 대한 비부착성 특성을 점착성 겔 층에 제공하는 가교 결합 화합물의 길이에 대한 실리콘계 수지 길이의 비는 본 발명의 범위 내이다. 가교 결합 화합물 길이에 대한 실리콘계 수지 길이의 전형적인 무제한 비는 약 10:1 정도이다. 최종 혼합물이 전술된 특성을 가지는 점착성 겔 층을 생산한다면, 다른 비가 적절할 수도 있다. 이들 특성은 전술된 개별 점성을 가지는 가교 결합 화합물 및 실리콘계 수지를 혼합시킴으로써 얻어질 수도 있다.
1. 실리콘계 수지
구조식 Ⅰ의 화합물은 긴 체인형의 실리콘 중합체 수지이다. 적절한 긴 체인형의 실리콘 중합체 수지는 2,000 내지 10,000 cps의 실온에서의 점성을 나타내고 약 -65 ℃ 미만의 유리 전이 온도를 가져야만 한다. 따라서, n 및 m 값은 최종 화합물이 긴 체인형 실리콘 중합체 수지를 위한 원하는 점성에 대응하도록 선택된다. 일반적으로, 긴 체인형 실리콘 중합체 수지에 대해서, n 및 m 값의 합은 10 이상이다.
실리콘계 수지는 1 % 이하의 저분자 중량의 오염 물질 및 0.5 % 미만의 기체 방출 값을 가지는 비교적 순수한 물질이어야 한다. 이러한 순도 레벨은 겔로부터의 프로브의 제거 시 오염 물질이 프로브 팁 상에 남아 있지 않음을 보장한다.
전술된 요구 조건에 대응하는 구조식 Ⅰ의 임의의 실리콘계 수지가 본 발명에 따라 사용될 수도 있다. 적절한 실리콘계 물질의 일예로는, 여기에 제한되지는 않지만, 다우 코닝 93-500, GE RTV567(제너럴 일렉트릭) 그리고 PS444 및 PS802(유나이티드 케미칼 테크놀로지스)를 포함한다.
2. 가교 결합 화합물
가교 결합 화합물은 단량체 C1-20 알킬기 치환 하이드로 실록산 화합물 또는 중간 체인 길이의 하이드로실록산 저중합체 수지로의 단락이다. 중간 체인 길이의 실리콘 저중합체 수지로의 적절한 단락은 약 2 내지 1000 cps 의 실온에서의 점성을 나타내야만 한다. 따라서, 구조식 Ⅱ에 대해서, p, q 및 s 값은 가교 결합 화합물용의 바람직한 점성에 대응하도록 선택된다. 일반적으로, 중간 길이의 저중합체 수지에 대한 단락에 있어서, p, q 및 s 값의 합은 약 800 이하이다. 적절한 가교 결합 화합물은 여기에 제한되지는 않지만, PS123 및 PS542(유나이티드 케미칼 테크놀로지스), 메틸하이드로-디메틸실록산, 중합체 및/또는 하이드로 실록산의 공중합체로부터 선택될 수도 있다.
실리콘계 수지, 가교 결합 화합물 및 촉매의 반응은 점착성 겔 층의 원하는 겔 특성을 낳는다. 이러한 특성은 자가 치유, 점착성, 부착성, 강도, 순도 및 넓은 작동 온도 범위를 포함한다. 혼합물의 각각의 성분은 겔을 형성하는 반응 혼합물과는 별도로 첨가될 수도 있고, 촉매는 실리콘계 수지와의 혼합 이전에 가교 결합 화합물에 합체될 수도 있다.
촉매는 해당 기술 분야의 일반 숙련자에게 알려진, 수지, 중합체 등의 경화에 유용한 임의의 촉매일 수도 있다. 본 발명에 따른 사용에 있어 적절한 경화 촉매로는 여기에 제한되지는 않지만 백금 코팅 촉매를 포함한다.
실리콘계 물질과 혼합되는 가교 결합 화합물의 양은 최종 점착성 겔 층의 원하는 특성을 제어하는 역할을 한다. 따라서 가교 결합 화합물의 양을 제어함으로써 전술된 겔 특성 중 하나 또는 그 이상을 맞추는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예에 따라, 약 2.0 내지 5.0 중량 %의 가교 결합제가 원하는 겔 특성을 달성하기 위해 실리콘계 물질에 첨가된다. 양호하게는, 2.0 내지 3.0 중량 %의 가교 결합제가 실리콘계 물질에 첨가된다.
실리콘계 수지에 첨가되는 가교 결합 화합물의 양이 2.0 중량 %보다 적은 경우, 겔은 점착성 겔 층으로의 유입 또는 이로부터 제거시 프로브 팁으로 전달되기 쉽다. 또한, 실리콘계 수지에 첨가되는 가교 결합제의 양이 5 중량 %보다 큰 경우, 겔은 일반적으로 프로브 팁을 세척하기에는 너무 단단하다.
점착성 겔 층의 자가 치유 성능은 그로부터의 프로브의 제거시 프로브 팁에 의해 만들어진 구멍을 자동적으로 폐쇄시키는 겔의 능력으로서 정의된다. 일반적으로, 겔 물질이 프로브가 점착성 겔 층 내부로 삽입됨에 따라 배출되어서, 구멍을 생성시킨다. 프로브의 제거시, 배출된 겔은 구멍 안으로 다시 유입한다. 구멍이 수분 내로 폐쇄되어서, 원래 겔 두께의 50 %보다 적지 않도록 겔의 구멍 또는 구멍들로의 재유입이 구멍을 채우는 것이 바람직하다.
겔 층의 접착은 90 도 포일 박리 테스트(90-degree foil peel test)에 의해 결정된다. 상기 테스트용으로, 겔과 접촉하는 폴리싱되지 않은 측면을 갖는 소정의 시트 알루미늄 포일[2.54 cm × 7.62cm(1 인치 × 3 인치)]이 겔 상으로 적층된다. 상기 포일은 중량이 증가되도록 클램프에 부착되며, 상기 중량의 클램프는 90도 각도에 있는 겔로부터 포일을 박리한다. 5.08 cm/분(2 인치/분)에 이르는 박리율이 얻어질 때까지 클램프에 중량이 부가된다. 이러한 비율로 기록된 총중량은 겔 접착치가 된다. 본 발명의 점착성 겔 재료의 적절한 접착치는 0.039 g/cm 내지 39.37 g/cm(0.1 g/인치 내지 100 g/인치)의 범위에 있다.
겔 층의 정화는 경화된 겔 제품의 탈기량에 의해 결정된다. 본 발명이 유용해지기 위해서는, 경화된 점착성 겔 층이 미국 재료 시험 협회(ASTM) 방법 E595에 따라 결정된 바와 같이, 겔 총질량의 약 0.5% 보다 적은 탈기를 가져야 한다.
점착성 겔 층은 약 마이너스 40℃ 내지 150℃의 작동 온도 범위를 갖는다. 상기 온도 범위에서, 상기 점착성 겔 층의 상기한 특성 내의 중요하지 않는 변화가 있을 수 있다.
일반적으로, 점착성 겔 층의 두께는 세척되어질 프로브의 표면 또는 면적과 일치하는 길이보다 약간 작다. 이 경우는 프로브 팁이 점착성 겔 층을 관통할 수 있으며 연마 기재 층 밑부분과 접촉할 수 있다. 일반적으로, 세척되어질 프로브 팁의 길이는 1㎛ 내지 250㎛ 범위에 있다. 따라서, 점착성 겔 층 두께는 약 1 ㎛ 내지 200 ㎛ 보다 작은 범위에 있다.
3. 구성요소의 배향
본 발명의 제2 태양에 따라, 세척 장치가 균질 연마 기재 층(110)의 상부에 점착성 겔 층(100) 또는 혼성 연마 기재(140)의 연마 표면 층을 부착함으로써 마련된다. 연마 기재 층(110, 140) 상으로의 점착성 겔 층(100)의 부착이 예비 성형된 겔 층을 연마 기재의 표면으로 이송시키거나, 겔 층을 연마 기재의 표면에 형성하거나, 연마 기재 층의 연마 표면에 실리콘계 수지/가교 결합제/결정 혼합물을 직접 적용함으로서 발생될 수 있다.
통상적으로, 도 1a 및 도1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 세척 장치에 대한 공간적인 구성은 평면이며 연마 기재 층(110, 140)의 상부에 점착성 겔 층(100)을 갖는 "패드"로 기술될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 패드는 점착성 겔 층과 연마 기재 층을 교대로 갖는 영역으로 구성될 수 있다. 도3은 본 발명에 따른 세척 장치 패드의 조립 해제도(relief view)이며, 상기 패드는 연마 기재 층(100)의 노출된 표면 연마부(120)의 영역에 의해 분리된 점착성 겔 재료(100)의 영역을 갖는다. 도3에 도시된 연마 기재 층(110)은 균질 연마 기재 층이다. 그러나, 도1b에 도시된 바와 같이, 상기 구성은 혼성 연마 기재 층(140)을 사용하여 마련될 수도 있다. 도3의 점선으로 도시된 바와 같이, 균질 및 혼성 구성체가 보호 기재(130) 상에 선택적으로 적층될 수 있다.
또한, 도3에 도시된 바와 같이, 패드의 연마 표면은 홈을 갖는 패턴이며, 상기 홈은 패드의 전면부로부터 후면부로 정렬된다. 상기 패턴은 단지 대표적인 구성일 뿐이다. 또한, 홈을 가진 형상의 연마부는 나란히(즉, 좌측으로부터 우측으로) 패드 상에 정렬될 수 있다. 상기 구성에 의한 세척 중, 세척 패드의 상기 영역에 있는 프로브 팁의 움직임은 홈의 정렬 방향을 따른다. 따라서, 패드의 연마 표면 영역에 있는 프로브 팁의 움직임은 일반적으로 단일 방향이 된다.
선택적으로, 도3에 도시된(또는 도1a 및 도1b에 도시된) 구성을 따르는 세척 패드에 있어서, 연마 기재 층(110, 140)의 연마 표면 성질은 분말, 입자, 미립 또는 결정의 배치에 따라 턱, 기둥, 융선 등의 표면으로부터 선택될 수 있다. 본 발 명의 상기 태양에 있어서, 연마 표면 상의 프로브 팁의 움직음은 다축 방향일 수 있다. 일반적으로, 다축 방향 움직임이 단일 방향으로 프로브 팁의 움직임을 구속하지 않는 임의의 연마 표면 특성으로부터 얻어질 수 있다. 따라서, "프로브 팁의 움직임을 구속하지 않는"다는 문구는 이 기술 분야의 숙련자에게 고려되어지는 바와 같이, 잠재적으로 프로브 팁을 손상할 수 있다는 것을 언급한다.
연마 기재 층(110, 140)의 표면 연마부가 예로써, 턱, 기둥 및/또는 융선이고, 연마 표면이 프로브 팁과 대략 동일한 경도를 갖는다면, 표면 연마부의 모서리 및/또는 에지는 예리하게 구성되는 것이 바람직하다. 반대로, 연마 기재의 표면 연마부가 프로브 팁의 경도 보다 크다면 표면 연마부의 모서리 및/또는 에지는 둥글게 구성되는 것이 바람직하다. 상기 구성들은 세척 효율을 높이며 또한 세척 공정 중 프로프 팁을 손상으로부터 보호한다.
도4는 본 발명의 세척 장치의 다른 실시예를 도시하며, 분산되어 지지된 연마 입자(420)를 갖는 엘라스토머 기부 재료(410)가 기재 층(141) 상에 적층된다. 기재 층(141)은 연마 기재 층(110, 140)용으로 상기된 임의의 재료가 될 수 있다. 점착성 겔 재료(100)는 엘라스토머 기부 재료(410)의 상향면 상에 적층된다.
엘라스토머 기부 재료(410)는 그 내부에 연마 입자용 지지부를 제공될 수 있는 임의의 재료일 수 있으며, 엘라스토머 기부 재료(140) 내부로 프로브 팁이 삽입될 때 손상이 되지 않을 정도로 휘어질 수 있다. 제한이 없는 적절한 엘라스토머 기부 재료는 실리콘계 고무 재료가 될 수 있다.
연마 입자(420)는 연마 표면을 생성하기에 유용한 금속, 합금, 복합 화합물 또는 천연 재료와 같은 상기한 임의의 재료로 제조될 수 있다. 연마 입자의 형태는 분말, 미립, 결정 또는 연마 특성을 제공하기에 적절한 임의 형태 일 수 있다.
본 발명에 따른 세척 장치의 상기한 임의의 구성에 있어서, 제거식 보호 필름이 점착성 겔 층의 표면에 도포될 수 있으며, 세척 장치를 사용하기 전에 제거될 수 있다.
Ⅲ. 세척 장치 제조 방법
도5에 도시된 바와 같은 본 발명의 제2 태양에 따라, 제1 단계에서, 중량비로 약 2 % 내지 5 %의 가교 결합제 합성물과 소정량의 촉매(520)를 갖는 실리콘계 수지의 소정 양을 혼합함으로써 세척 장치가 마련된다. 상기 촉매는 개별적으로 첨가될 수 있거나 실리콘계 수지와 혼합되기 전 가교 결합제 합성물과 예비 혼합될 수 있다.
제2 단계에서, 수지/가교 결합제/촉매 혼합물이 연마 기재 층(554)으로 이송하기 위한 임시 기재(540, 550)에 도포될 수 있거나 연마 기재 층(540, 560, 570)의 표면에 직접 도포될 수 있다. 임시 기재(550)가 사용될 때, 적절한 임시 기재는 유리 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 혼합물을 기재 중 어느 하나에 도포하는 것은 스프레이 코팅, 주조, 압출 또는 닥터 블래이딩(doctor blading)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일단 혼합물이 소정의 두께로 임시 기재 또는 연마 기재에 도포되면, 상기 혼합물은 3 단계(550 또는 580)에서 경화된다. 경화 공정은 수지/가교 결합제/촉 매 혼합물을 경화하는 임의의 적절한 공정이 될 수 있다. 적절한 경화 공정의 예는 열경화, 광경화, 또는 열경화와 광경화를 조합한 것을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
상기 실리콘계/가교 결합제/촉매 혼합물은 적어도 48시간 동안 실온에 남겨지면 스스로 경화될 수 있다. 열경화가 사용될 때, 적절한 경화 온도는 0.5 시간 내지 48 시간 범위에서 실온보다 높은데서 부터 약 150℃ 까지의 범위가 된다. 일반적으로, 경화 시간은 경화 온도에 반비례하여, 경화 온도가 높을수록 적은 시간이 요구된다.
겔층이 임시 기재(550) 상에 마련되고 경화된 후, 겔은 기재로부터 제거되고 연마 기재층(554)의 연마 표면으로 전달된다. 겔층의 점착성은 겔층을 연마 기재의 표면에 고정시키기 위한 충분한 접착 특성을 갖는다. 연마 기재가 프로브 팁과 동일한 상 재료인 경우에 있어서, 겔층을 연마 기재의 표면에 고정시키기 위해 추가 연마층을 도포할 필요가 있다. 적절한 추가 연마층은 상기 진술된 수지/가교 결합제/촉매 혼합물과 유사할 수 있지만, 하부 가교 결합제 농축을 갖는다. 통상적으로, 추가 연마층에 대한 가교 결합제 농축은 약 0.5 내지 2.0중량 %이다.
일단 점착성 겔층이 기재 표면에 도포되어 경화되면, 제4 단계로 결과 적층물은 열처리(556 또는 582)에 의해 정화된다. 이 단계 도중에, 겔 내부로부터 불순물을 제거하는 탈기(outgassing)가 발생한다. 이 단계는 경화 이후의 선택적 단계로서 온도를 상승하거나 적절하게 경화된 제품에 필요 이상으로 계속 경화하므로써 이행될 수 있다.
정화는 일반적으로 완전 또는 부분 진공하에서 수행되고, 점착성 겔층에 기포의 조성을 최소화하거나 제거한다. 적절한 정화 온도 범위는 약 1시간 내지 100시간 동안 약 100℃ 내지 180℃이다. 정화는 또한 대략 대기압에서 0.001 torr 범위의 압력에서 수행될 수도 있다.
정화는 미국재료시험학회(ASTM)에 의해 진술된 시험 방법에 따라 측정된다. 본 발명에서 사용한 적절한 겔층은 겔층의 질량에 비해 약 0.5 중량 %보다 작은 탈기 백분율(outgassing percentage)을 나타내는 것이다.
도3에 따른 세척 장치가 요구되는 곳에서, 연마 기재(530)의 준비는 상기 기술된 바와 같이 수행될 수 있다. 기재 상의 연마 표면의 조성에 이어, 예컨대, 점착성 겔 재료(100)는 기재의 연마 표면에 직접 도포되고 광형성화 단계(photo-defining step)(575)를 사용하여 패턴된다. 광형성화 단계는 기재 상의 점착성 겔층의 패턴을 형성하는 부분 경화 단계이다. 광형성화 단계는 마스크 또는 이 기술분야의 통상의 숙련자에게 공지된 기판 상에 패턴을 형성하는 임의의 다른 적절한 수단을 사용하여 수행될 수 있다. 광형성화 단계의 완료 후, 경화되지 않은 수지가 예컨대 세척에 의해 제거되며(576), 잔여 수지는 다시 경화되고(580) 그리고 나서 정화된다(582). 이 실시예에 따라서, 점착성 겔 재료(100) 열이 연마 표면의 표면 연마부 상에 놓인다.
대체 실시예에 있어서, 점착성 겔 재료(100) 열은 연마 기재(110)의 표면으로 부분 매립될 수 있다. 이러한 구성에 대하여, 연마 기재층은 전술한 바와 같이 마련된다(530). 그리고 나서, 통상적으로, 결과 연마 기재층(110)은 하기 단계를 따른다: (ⅰ) 채널 또는 홈을 연마 기재(110)의 표면 내에 생성하는 단계; (ⅱ) 점착성 겔 재료(100)를 연마 기재(540)의 표면상에 코팅하는 단계와, 그럼으로써 생성된 채널 및 홈을 충진하는 단계; (ⅲ) 예컨대, 연마 기재(575)의 홈 영역에 대응하는 마스크를 통해, 점착성 겔 재료를 광형성화하는 단계; (ⅳ) 경화되지 않은 점착성 겔 재료(576)를 제거하는 단계; (v) 부분 경화된 잔여 겔 재료(580)를 경화하는 단계; (vi) 경화된 결과 점착성 겔 재료(582)를 정화하는 단계.
감광 화합물(photo-sensitive compound)은 연마 표면(540)의 표면에 혼합물을 도포하기 전에 실리콘계 수지/가교 결합제/촉매 혼합물(510, 520)에 첨가될 수 있다. 혼합물을 함유하는 실리콘계 수지는 실리콘 수지의 약 0.5 중량 % 내지 60 중량 %의 양으로 (아크릴옥스프로필)메틸실록산[(acryloxpropyl)methylsiloxane] [유나이티드 케미컬 테크놀로지스(United Chemical Technologies)의 PS802]와 같은 폴리머 화합물을 함유하는 아크릴 또는 메타크릴 제품을 포함하는 화합물의 첨가에 의해 감광제가 제조될 수 있지만, 상기 아크릴 또는 메타크릴 제품에 제한되지는 않는다. 디메톡시페닐 아세토페논(demethoxyphenyl acetophenone)과 같은 광-기폭제(photo-initiator)는 실리콘계 수지의 약 1.0 내지 5.0중량 %의 양으로 실리콘계 수지 혼합물에 첨가될 수 있다.
Ⅳ. 프로브 팁 세척 방법
반도체 웨이퍼를 시험하는 프로세스 도중에 생성된 파편은 프로브에 느슨하게 부착하는 파편 또는 프로브에 보다 견고하게 부착하는 파편으로 특징지어질 수 있다. 유리된 파편의 무제한의 예는 웨이퍼 시험에 관련된 프로브 팁의 이동 중에 다이 표면으로부터 프로브 팁의 측부까지 전달되는 파편을 포함한다. 프로브에 보다 견고하게 부착된 파편의 무제한의 예는 프로브에 합금되어진(즉, 용융된) 파편을 포함한다. 합금된 파편은 (시험된 웨이퍼로부터) 프로브 팁까지 패드 재료의 용융으로부터 초래할 수 있다. 이러한 유형의 파편은 통상적으로 프로브 팁의 측부에 부착된 유리된 파편보다 강한 부착 상호작용을 갖는다.
본 발명의 세척 장치는 단일 세척 사이클(즉, 세척 장치의 안팎으로 프로브 팁의 삽입 및 제거)에서 두 유형의 파편의 제거에 매우 적절하다. 통상적으로, 점착성 겔층은 프로브 팁이 점착성 겔층으로 삽입될 때 (일반적으로 프로브 팁의 측부 상의) 유리된 파편을 제거한다. 프로브에 보다 견고하게 부착하는 파편(예컨대, 합금되거나 용융된 파편)은 통상적으로 프로브 팁이 연마 기재의 연마 표면을 가로질러 이동될 때 유리되거나 제거된다. 그러한 파편이 연마 기재의 표면을 가로지르는 이동의 결과로서 제거되면, 파편은 연마 표면 및 점착성 겔층의 인터페이스에서 또는 그 근처에 존재하려는 경향을 갖는다. 대신, 예컨대, 파편이 연마 기재의 연마 표면을 가로지르는 이동에 의해 다소 유리되지만 제거되지 않으면, 점착성 겔층은 점착성 겔층을 빠져나가는 프로브로부터 유리된 파편을 제거할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따라 도6a 내지 도6d에 도시된 바와 같이, 프로브 팁을 세척하는 방법이 완료된다. 전통적으로, 복수의 프로브 팁은 프로브 카드에 부착될 때 동시에 세척될 것이다.
통상적으로, 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이, 팁에 부착된 파편(610)을 갖는 하나 이상의 프로브 팁(600)은 점착성 겔 재료(100) 안으로 및 통해 가압되어, 프로브 팁은 연마 기재층(110)과 접촉하게 된다. 연마 기재층(110)의 표면과 접촉시, 프로브 팁(600)은 X 평면 내의 이동[즉, 자연적인 문지름 방향(natural wipe direction)] 및 Y 평면 내의 선택적인 이동의 적용을 받는다. X 이동은 다소 명백하고, 도6c에 도시된 바와 같이 표면 연마부가 프로브 팁(601)에 부착된 파편(611)을 제거하는 것을 허용하도록 의도된다. 점착성 겔층(100)이 자가 치유하기 때문에, 프로브 팁의 X 이동은 겔층에 허용할 수 없는 손상을 생성하지 않는다.
그리고 나서, 프로브 팁(601)은 세척 장치로부터 제거된다. 프로브 팁이 겔층(100)으로부터 제거될 때, 기재의 연마 표면에 의해 유리되지만 여전히 프로브 팁에 부착된 파편(612)은 점착성 겔층에 접착하고, 그때 프로브 팁은 겔로부터 Z 방향으로 후퇴된다. 따라서, 프로브 팁(601)은 임의의 파편이 없는 점착성 겔 재료로부터 나오고, 어떠한 점착성 겔 재료도 없게된다.
겔층의 안팎으로의 통과 및 제거는 하나의 세척 사이클을 구성한다. 본 발명에 따른 세척 방법은 세척 사이클의 특정 횟수에 제한되지 않는다. 세척 방법은 상기 방법을 수행하는데 필요로 여기는 만큼의 많은 횟수로 반복된다. 통상적으로, 사이클은 약 1 내지 1000회까지 반복될 수 있다. 일회 이상의 세척 사이클이 사용되어야 하면, 프로브 팁의 후속 통과는 최초의 통과와 동일 위치에 있을 필요는 없다. 일단, 겔층으로부터 후퇴되면, 세척 장치 또는 프로브 팁은 상대에 대하여 이동될 수 있어서, 점착성 겔층의 새로운 면적이 연속하여 통과될 수 있다.
대체 실시예에서, 프로브 팁들이 도6에 따라 설명된 바와 같이 세척되는 방식은 프로브 팁이 연마 기재의 연마 표면(120)과 접촉하지 않고 세척되도록 변형될 수 있다. 본 실시예에서, 프로브 팁 또는 팁들은 연마 표면과 접촉하지 않고 점착성 겔 층을 통해 X 방향 운동을 받고 그로부터 제거된다.
도7a 및 7b에 따라 세척되는 도3에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는 세척 장치는 본 발명에 따른 하나 이상의 프로프 팁을 세척하는데 이용될 수 있다. 이러한 구성은 폼팩터, 인크사에서 제조된 것과 같은 스프링식 프로브 팁의 세척에 적합하다.
일반적으로 도7a에 도시된 바와 같이, 이에 부착된 파편(710)을 갖는 하나 이상의 프로브 팁(700)들은 하나 이상의 점착 겔 층 영역(100)과 접촉되고, 그 다음에 X-평면(701)에 주입된다. 파편(711)은 유리되고 접착성 겔 층(100)에 접착된다. 프로브 팁은 점착성 겔 층(100)으로부터 제거되고 그 다음에 점착성 겔 층(100)에 인접한 연마 기재(110)의 연마 표면에 위치된다. 도7b에 도시된 바와 같이, 프로브 팁(701)은 그 다음에 연마 기재(110)의 표면 연마부(120)와 접촉하고 기재의 표면을 가로질러 X-방향(703)으로 이동한다. 프로브 팁(702)에 부착된 파편(712)은 이러한 이동의 결과로서 제거된다. 그 다음에 프로브 팁(703)은 기재의 표면으로부터 제거된다.
이러한 세척 사이클은 필요에 따라 수회 반복될 수 있고, 프로브 팁들은 겔 영역과 기재의 연마 표면의 접촉 사이에서 교호될 수 있다. 따라서, 프로브 팁은 각각의 사이클에서 교호하는 세척 사이클 동안 세척 장치의 표면에 걸쳐 작동한다.
프로브 팁들이 프로브 카드의 어레이에 배열될 때, 프로브 팁의 하나 이사의 열이 연마 기재층의 연마 표면과 접촉하면서 프로브 팁의 하나 이상의 열이 점착성 겔 층(100)과 접촉하도록 세척이 실시될 수 있다. 세척 사이클이 진행됨에 따라, 프로브 팁들의 개별 열들의 시작 위치는 바람직한 수준의 세척의 달성 요구가 있는 한 수 회 겔 영역(100)과 표면 연마부(120) 사이에서 교호될 수 있다.
도8은 도4의 세척 장치를 이용할 때의 프로브 팁들을 세척하기 위한 공정을 도시한다. 본 실시예에서, 그에 부착된 파편(810)을 갖는 프로브 팁(800)은 점착성 겔 층(100) 내로 삽입된다. 점착성 겔 층은 소정의 파편(811)이 접착되고 프로브 팁(801)의 표면으로부터 이를 제거시킨다. 프로브 팁(801, 802)은 점착성 겔 층(100)을 통해 연마 입자(420)를 함유하는 엘라스토머 수지층(410) 내로 밀어넣는다. 프로브 팁이 연마 입자와 접촉함에 따라, 이러한 접촉은 엘라스토머 수지층(410) 내에 잔류하는 부가의 파편(812)을 제거시킨다. 층(410, 100)으로부터 프로브 팁(802, 803)을 후퇴할 때, 프로브 팁(802)에 잔류하는 임의의 파편(813)은 프로브 팁(803)이 층(100)을 빠져나감에 따라 점착성 겔 층에 의해 제거될 수 있다. 본 발명의 실시예용의 세척 사이클은 해당 기술 분야 종사자에 의해 요구되는 한 종종 반복될 수 있다.
본 발명의 이러한 태양에서, X-평면에서의 프로브 팁의 이동은 프로브 팁이 점착성 겔 층(100) 내에 있는 한 가능하다. 엘라스토머 수지층 내에서의 이동은 엘라스토머층과 연마 기재 입자들의 강도 때문에 일반적으로 Z-평면으로 제한된다.
본 발명의 세척 장치는 키트를 형성하도록 프로브 카드 내에 함께 포장될 수 있다. 바람직하게는, 본 키트는 본 발명의 전술한 실시예에 따른 세척 장치와 프로브 카드를 포함할 수 있다.
도9는 전술한 바와 같은 프로브 팁을 세척하는 본 발명의 세척 장치의 능력을 도시한다. 도9a는 본 발명의 세척 장치로 세척하기 전의 프로브 카드를 도시한다. 도9b는 저분자 중량 다이메틸 및 하이드로메틸실록산 공중합체인 2.5 %의 가교 결합 화합물과 혼합된 다우 코닝(Dow Corning) 93-500 실리콘 수지를 포함하는 본 발명의 세척 장치로 세척한 후의 도9a로부터의 프로브 팁을 도시한다.
본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 예시적인 용도로서만 제공되었고 본 발명을 제한하지 않음을 이해할 것이다. 다양한 형상 및 세부의 변경은 해당 기술 분야의 종사자들에 의해 첨부된 청구항에서 한정된 본 발명의 사상과 범주로부터 벗어남없이 실시될 수 있는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 크기 및 범주는 임의의 전술한 예시적인 실시예들에 의해 제한되지 않고, 첨부된 청구항에 따른 것과 그 동등물에 의해서만 한정된다.
본원에서 인용된 모든 참조들은 본원에서 참고로 합체된다.

Claims (64)

  1. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 프로브의 단부 상에서 파편을 유리시키기 위한 재료를 포함하는 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 구조식Ⅰ을 갖는 실리콘계 수지로서, 구조식Ⅰ은,
    Figure 112009080174339-pct00005
    이고,
    이때, R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소, C1-6 알킬기, C1-6 할로겐화 알킬기, 비닐 또는 C1-6아크릴옥시알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는 비닐기이고,
    상기 D는 -O-, -S-, -(CH2)rCH2-, -(CH2)rCH2O- 및 -O(CH2)rCH2- 로 구성된 군으로부터 선택된 2가 결합이며, 상기 r은 0 내지 10 사이의 정수이고,
    상기 n과 m은 각각 0 내지 1000 사이의 정수이고, m과 n의 합은 10 이상인 실리콘계 수지와,
    (b) 가교 결합 화합물로서,
    (ⅰ') 구조식Ⅱ를 갖는 화합물이며, 구조식Ⅱ는,
    Figure 112009080174339-pct00006
    이고,
    이때, R1, R2, R3, R4 및 R5, m' 및 n'은 구조식 I에 비닐이 존재하지 않으며 구조식 II는 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5, m' 및 n'을 형성하는 군으로부터 독립적으로 선택되는 화합물,
    또는,
    (ⅱ') 구조식 Ⅲ을 갖는 화합물이며, 구조식 Ⅲ은,
    Figure 112009080174339-pct00007
    이고,
    이때, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 구조식 III이 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서 수소, C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 독립적으로 선택되고,
    상기 p 및 q는 0 내지 800 사이에서의 독립된 정수이고,
    상기 T는 단일 결합, -(CH2)tCH2-, -(CH2)tCH2O- 및
    Figure 112009080174339-pct00008
    로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 상기 t는 0 내지 10 사이에서의 정수이고, R은 C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 선택되고, s는 0 내지 800 사이에서의 정수인 화합물
    로부터 선택된 가교 결합 화합물과,
    c) 촉매를 포함하고,
    상기 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 실리콘계 수지의 체인 길이는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 가교 결합 화합물의 체인 길이보다 항상 큰 프로브 세척 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연마 기재층은 전이 금속, 금속 합금, 복합 화합물, 및 천연 재료를 포함하는 군으로부터 선택된 재료로 구성되는 프로브 세척 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 재료는 분말, 입자, 미립 또는 결정의 형태인 프로브 세척 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연마 기재층은 균일하거나 또는 혼성인 프로브 세척 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 연마 기재층은 구리, 니켈, 팔라듐, 텅스텐, 레늄, 로듐 및 코발트를 포함하는 군으로부터 선택된 전이 금속으로 구성되는 프로브 세척 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 연마 기재층은 팔라듐/코발트, 몰리브덴/크롬 및 티타늄/텅스텐을 포함하는 군으로부터 선택된 금속 합금으로 구성되는 프로브 세척 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 연마 기재층은 텅스텐 카바이드, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드 실리콘 옥사이드, 알루미늄 나이트라이드, 크롬 옥사이드 및 티타늄 나이트라이드를 포함하는 군으로부터 선택된 복합 화합물로 구성되는 프로브 세척 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 연마 기재층은 실리카, 알루미나, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본을 포함하는 군으로부터 선택된 천연 재료로 구성되는 프로브 세척 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 연마 기재층은 표면 조화, 도금, 에칭, 스탬핑, 기재 표면 절삭, 몰딩 또는 스퍼터링을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상으로부터 얻어진 표면 연마부를 포함하는 프로브 세척 장치.
  10. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 구조식Ⅰ을 갖는 실리콘계 수지로서, 구조식Ⅰ은,
    Figure 112009080174339-pct00025
    이고,
    이때, R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소, C1-6 알킬기, C1-6 할로겐화 알킬기, 비닐 또는 C1-6아크릴옥시알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는 비닐기이고,
    상기 D는 -O-, -S-, -(CH2)rCH2-, -(CH2)rCH2O- 및 -O(CH2)rCH2- 로 구성된 군으로부터 선택된 2가 결합이며, 상기 r은 0 내지 10 사이의 정수이고,
    상기 n과 m은 각각 0 내지 1000 사이의 정수이고, m과 n의 합은 10 이상인 실리콘계 수지와,
    (b) 가교 결합 화합물로서,
    (ⅰ') 구조식Ⅱ를 갖는 화합물이며, 구조식Ⅱ는,
    Figure 112009080174339-pct00026
    이고,
    이때, R1', R2', R3', R4' 및 R5', m' 및 n'은 구조식 I에 비닐이 존재하지 않으며 구조식 II는 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5, m 및 n을 형성하는 군으로부터 독립적으로 선택되는 화합물,
    또는,
    (ⅱ') 구조식 Ⅲ을 갖는 화합물이며, 구조식 Ⅲ은,
    Figure 112009080174339-pct00027
    이고,
    이때, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 구조식 III이 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서 수소, C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 독립적으로 선택되고,
    상기 p 및 q는 0 내지 800 사이에서의 독립된 정수이고,
    상기 T는 단일 결합, -(CH2)tCH2-, -(CH2)tCH2O- 및
    Figure 112009080174339-pct00028
    를 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 상기 t는 0 내지 10 사이에서의 정수이고, R은 C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 선택되고, s는 0 내지 800 사이에서의 정수인 화합물
    로부터 선택된 가교 결합 화합물과,
    c) 촉매를 포함하고,
    상기 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 실리콘계 수지의 체인 길이는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 가교 결합 화합물의 체인 길이보다 항상 크고,
    상기 점착성 겔 층과 연마 표면의 교호 구역을 더 포함하는 프로브 세척 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 점착성 겔 층의 교호 구역은 상기 연마 기재층의 표면상에 놓이거나, 또는 상기 점착성 겔 층의 교호 구역은 상기 연마 기재층 내에 부분적으로 매립되는 프로브 세척 장치.
  12. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 모수석 패턴 연마부를 포함하는 연마 표면을 갖는 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 연마 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 구조식Ⅰ을 갖는 실리콘계 수지로서, 구조식Ⅰ은,
    Figure 112009080174339-pct00029
    이고,
    이때, R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소, C1-6 알킬기, C1-6 할로겐화 알킬기, 비닐 또는 C1-6아크릴옥시알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는 비닐기이고,
    상기 D는 -O-, -S-, -(CH2)rCH2-, -(CH2)rCH2O- 및 -O(CH2)rCH2- 로 구성된 군으로부터 선택된 2가 결합이며, 상기 r은 0 내지 10 사이의 정수이고,
    상기 n과 m은 각각 0 내지 1000 사이의 정수이고, m과 n의 합은 10 이상인 실리콘계 수지와,
    (b) 가교 결합 화합물로서,
    (ⅰ') 구조식Ⅱ를 갖는 화합물이며, 구조식Ⅱ는,
    Figure 112009080174339-pct00030
    이고,
    이때, R1', R2', R3', R4' 및 R5', m' 및 n'은 구조식 I에 비닐이 존재하지 않으며 구조식 II는 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5, m 및 n을 형성하는 군으로부터 독립적으로 선택되는 화합물,
    또는,
    (ⅱ') 구조식 Ⅲ을 갖는 화합물이며, 구조식 Ⅲ은,
    Figure 112009080174339-pct00031
    이고,
    이때, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 구조식 III이 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서 수소, C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 독립적으로 선택되고,
    상기 p 및 q는 0 내지 800 사이에서의 독립된 정수이고,
    상기 T는 단일 결합, -(CH2)tCH2-, -(CH2)tCH2O- 및
    Figure 112009080174339-pct00032
    를 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 상기 t는 0 내지 10 사이에서의 정수이고, R은 C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 선택되고, s는 0 내지 800 사이에서의 정수인 화합물
    로부터 선택된 가교 결합 화합물과,
    c) 촉매를 포함하고,
    상기 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 실리콘계 수지의 체인 길이는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 가교 결합 화합물의 체인 길이보다 항상 큰 프로브 세척 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 모수석 패턴 연마부는 연마 기재와 동일한 재료이고, 상기 재료는 전이 금속인 프로브 세척 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전이 금속은 구리, 니켈, 팔라듐, 텅스텐, 레늄, 로듐 및 코발트를 포함하는 군으로부터 선택되는 프로브 세척 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전이 금속은 구리인 프로브 세척 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 모수석 패턴 연마부는 더욱 경질인 재료의 코팅을 더 포함하고, 상기 코팅은 모수석 연마부와 동일한 구성을 갖는 프로브 세척 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 더욱 경질의 재료는 텅스텐 카바이드, 티타늄 나이트라이드, 또는 다이아몬드로부터 선택되는 프로브 세척 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 구조식 Ⅰ의 실리콘계 수지에서, m과 n의 합은 10 내지 1000인 프로브 세척 장치.
  19. 제1항에 있어서, D는 산소인 프로브 세척 장치.
  20. 제1항에 있어서, R3은 비닐인 프로브 세척 장치.
  21. 제20항에 있어서, R4 및 R5 중 하나 또는 양자 모두는 메틸인 프로브 세척 장치.
  22. 제1항에 있어서, 상기 가교 결합 화합물은 구조식 Ⅱ를 갖는 프로브 세척 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 실리콘계 수지는 구조식 Ⅰ을 갖고, R3은 비닐인 프로브 세척 장치.
  24. 제22항에 있어서, 구조식 Ⅰ의 실리콘계 수지에서, R4 및 R5 중 하나 또는 양자 모두는 메틸인 프로브 세척 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 실리콘계 수지는 구조식 Ⅰ을 갖고, D는 산소인 프로브 세척 장치.
  26. 제1항에 있어서, 상기 가교 결합 화합물은 구조식 Ⅲ을 갖고, p와 q의 합은 0 내지 800인 프로브 세척 장치.
  27. 제26항에 있어서, T는 단일 결합인 프로브 세척 장치.
  28. 제26항에 있어서, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11 은 메틸인 프로브 세척 장치.
  29. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 프로브의 단부 상에서 파편을 유리시키기 위한 재료를 포함하는 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 2000 내지 10,000 cps의 점도를 갖는 비닐 실록산 함유 실리콘계 수지와,
    (b) 2 내지 1000 cps의 점도를 가지며, 비닐기를 함유하지 않는 하이드로실록산 함유 가교 결합 화합물과,
    (c) 촉매를 포함하는 프로브 세척 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 연마 기재층은 전이 금속, 금속 합금, 복합 화합물, 또는 천연 재료를 포함하는 군으로부터 선택된 재료로 구성되는 프로브 세척 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 재료는 분말, 입자, 미립 또는 결정의 형태인 프로브 세척 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 연마 기재층은 균질이거나 또는 혼성인 프로브 세척 장치.
  33. 제30항에 있어서, 상기 연마 기재층은 구리, 니켈, 팔라듐, 텅스텐, 레늄, 로듐 및 코발트를 포함하는 군으로부터 선택된 전이 금속으로 구성되는 프로브 세척 장치.
  34. 제30항에 있어서, 상기 연마 기재층은 팔라듐/코발트, 몰리브덴/크롬 및 티타늄/텅스텐을 포함하는 군으로부터 선택된 금속 합금으로 구성되는 프로브 세척 장치.
  35. 제30항에 있어서, 상기 연마 기재층은 텅스텐 카바이드, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드 실리콘 옥사이드, 알루미늄 나이트라이드, 크롬 옥사이드 및 티타늄 나이트라이드를 포함하는 군으로부터 선택된 복합 화합물로 구성되는 프로브 세척 장치.
  36. 제30항에 있어서, 상기 연마 기재층은 실리카, 알루미나, 다이아몬드 및 다이아몬드상 카본을 포함하는 군으로부터 선택된 천연 재료로 구성되는 프로브 세척 장치.
  37. 제29항에 있어서, 상기 연마 기재층은 표면 조화, 도금, 에칭, 스탬핑, 기재 표면 절삭, 몰딩 또는 스퍼터링을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상으로부터 얻어지는 표면 연마부를 포함하는 프로브 세척 장치.
  38. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 2000 내지 10,000 cps의 점도를 갖는 비닐 실록산 함유 실리콘계 수지와,
    (b) 2 내지 1000 cps의 점도를 가지며, 비닐기를 함유하지 않는 하이드로실록산 함유 가교 결합 화합물과,
    (c) 촉매를 포함하고,
    점착성 겔 층과 연마 표면의 교호 구역을 더 포함하는 프로브 세척 장치.
  39. 제10항에 있어서, 상기 점착성 겔 층의 교호 구역은 상기 연마 기재층의 표면상에 놓이거나, 또는 상기 점착성 겔 층의 교호 구역은 상기 연마 기재층에 부분적으로 매립되는 프로브 세척 장치.
  40. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 모수석 패턴 연마부를 포함하는 연마 표면을 갖는 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 연마 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 2000 내지 10,000 cps의 점도를 갖는 비닐 실록산 함유 실리콘계 수지와,
    (b) 2 내지 1000 cps의 점도를 가지며, 비닐기를 함유하지 않는 하이드로실록산 함유 가교 결합 화합물과,
    (c) 촉매를 포함하는 프로브 세척 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 모수석 패턴 연마부는 연마 기재와 동일한 재료이고 상기 재료는 전이 금속인 프로브 세척 장치.
  42. 제41항에 있어서, 상기 전이 금속은 구리, 니켈, 팔라듐, 텅스텐, 레늄, 로듐 및 코발트를 포함하는 군으로부터 선택되는 프로브 세척 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 전이 금속은 구리인 프로브 세척 장치.
  44. 제40항에 있어서, 상기 모수석 패턴 연마부는 더욱 경질인 재료의 코팅을 더 포함하고, 상기 코팅은 모수석 연마부와 동일한 구성을 갖는 프로브 세척 장치.
  45. 제44항에 있어서, 상기 더욱 경질인 재료는 텅스텐 카바이드, 티타늄 나이트라이드 또는 다이아몬드로부터 선택되는 프로브 세척 장치.
  46. 제2항에 있어서, 상기 연마 기재층은 균질이고 연마 표면을 구비한 단일 재료를 포함하는 프로브 세척 장치.
  47. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 구조식Ⅰ을 갖는 실리콘계 수지로서, 구조식Ⅰ은,
    Figure 112009080174339-pct00033
    이고,
    이때, R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소, C1-6 알킬기, C1-6 할로겐화 알킬기, 비닐 또는 C1-6아크릴옥시알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는 비닐기이고,
    상기 D는 -O-, -S-, -(CH2)rCH2-, -(CH2)rCH2O- 및 -O(CH2)rCH2- 로 구성된 군으로부터 선택된 2가 결합이며, 상기 r은 0 내지 10 사이의 정수이고,
    상기 n과 m은 각각 0 내지 1000 사이의 정수이고, m과 n의 합은 10 이상인 실리콘계 수지와,
    (b) 가교 결합 화합물로서,
    (ⅰ') 구조식Ⅱ를 갖는 화합물이며, 구조식Ⅱ는,
    Figure 112009080174339-pct00034
    이고,
    이때, R1', R2', R3', R4' 및 R5', m' 및 n'은 구조식 I에 비닐이 존재하지 않으며 구조식 II는 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5, m 및 n을 형성하는 군으로부터 독립적으로 선택되는 화합물,
    또는,
    (ⅱ') 구조식 Ⅲ을 갖는 화합물이며, 구조식 Ⅲ은,
    Figure 112009080174339-pct00035
    이고,
    이때, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 구조식 III이 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서 수소, C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 독립적으로 선택되고,
    상기 p 및 q는 0 내지 800 사이에서의 독립된 정수이고,
    상기 T는 단일 결합, -(CH2)tCH2-, -(CH2)tCH2O- 및
    Figure 112009080174339-pct00036
    로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 상기 t는 0 내지 10 사이에서의 정수이고, R은 C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 선택되고, s는 0 내지 800 사이에서의 정수인 화합물
    로부터 선택된 가교 결합 화합물과,
    c) 촉매를 포함하고,
    상기 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 실리콘계 수지의 체인 길이는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 가교 결합 화합물의 체인 길이보다 항상 코고,
    상기 연마 기재는 보호 기재의 상부 위에 도포되는 프로브 세척 장치.
  48. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 구조식Ⅰ을 갖는 실리콘계 수지로서, 구조식Ⅰ은,
    Figure 112009080174339-pct00037
    이고,
    이때, R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소, C1-6 알킬기, C1-6 할로겐화 알킬기, 비닐 또는 C1-6아크릴옥시알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는 비닐기이고,
    상기 D는 -O-, -S-, -(CH2)rCH2-, -(CH2)rCH2O- 및 -O(CH2)rCH2- 로 구성된 군으로부터 선택된 2가 결합이며, 상기 r은 0 내지 10 사이의 정수이고,
    상기 n과 m은 각각 0 내지 1000 사이의 정수이고, m과 n의 합은 10 이상인 실리콘계 수지와,
    (b) 가교 결합 화합물로서,
    (ⅰ') 구조식Ⅱ를 갖는 화합물이며, 구조식Ⅱ는,
    Figure 112009080174339-pct00038
    이고,
    이때, R1', R2', R3', R4' 및 R5', m' 및 n'은 구조식 I에 비닐이 존재하지 않으며 구조식 II는 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5, m 및 n을 형성하는 군으로부터 독립적으로 선택되는 화합물,
    또는,
    (ⅱ') 구조식 Ⅲ을 갖는 화합물이며, 구조식 Ⅲ은,
    Figure 112009080174339-pct00039
    이고,
    이때, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 구조식 III이 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서 수소, C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 독립적으로 선택되고,
    상기 p 및 q는 0 내지 800 사이에서의 독립된 정수이고,
    상기 T는 단일 결합, -(CH2)tCH2-, -(CH2)tCH2O- 및
    Figure 112009080174339-pct00040
    로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 상기 t는 0 내지 10 사이에서의 정수이고, R은 C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 선택되고, s는 0 내지 800 사이에서의 정수인 화합물
    로부터 선택된 가교 결합 화합물과,
    c) 촉매를 포함하고,
    상기 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 실리콘계 수지의 체인 길이는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 가교 결합 화합물의 체인 길이보다 항상 코고,
    상기 연마 기재층은 균질이고,
    (A) 재료의 제1 층과,
    (B) 연마 표면을 갖는 상기 제1 층과 상이한 재료의 제2 층을 포함하는 프로브 세척 장치.
  49. 제1항에 있어서, 상기 점착성 겔 층은 자가 치유되는 프로브 세척 장치.
  50. 제29항에 있어서, 상기 점착성 겔 층은 자가 치유되는 프로브 세척 장치.
  51. 제1항에 있어서, 상기 점착성 겔 층은 가교 결합 화합물의 2.0 내지 5.0 중량 %로 구성되는 프로브 세척 장치.
  52. 제51항에 있어서, 상기 점착성 겔 층은 가교 결합 화합물의 2.0 내지 3.0 중량 %로 구성되는 프로브 세척 장치.
  53. 제1항에 있어서, 촉매는 경화 촉매인 프로브 세척 장치.
  54. 제53항에 있어서, 상기 경화 촉매는 백금 함유 촉매인 프로브 세척 장치.
  55. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 구조식Ⅰ을 갖는 실리콘계 수지로서, 구조식Ⅰ은,
    Figure 112009080174339-pct00041
    이고,
    이때, R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소, C1-6 알킬기, C1-6 할로겐화 알킬기, 비닐 또는 C1-6아크릴옥시알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는 비닐기이고,
    상기 D는 -O-, -S-, -(CH2)rCH2-, -(CH2)rCH2O- 및 -O(CH2)rCH2- 로 구성된 군으로부터 선택된 2가 결합이며, 상기 r은 0 내지 10 사이의 정수이고,
    상기 n과 m은 각각 0 내지 1000 사이의 정수이고, m과 n의 합은 10 이상인 실리콘계 수지와,
    (b) 가교 결합 화합물로서,
    (ⅰ') 구조식Ⅱ를 갖는 화합물이며, 구조식Ⅱ는,
    Figure 112009080174339-pct00042
    이고,
    이때, R1,, R2,, R3,, R4, 및 R5,, m, 및 n,은 구조식 I에 비닐이 존재하지 않으며 구조식 II는 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5, m 및 n을 형성하는 군으로부터 독립적으로 선택되는 화합물,
    또는,
    (ⅱ') 구조식 Ⅲ을 갖는 화합물이며, 구조식 Ⅲ은,
    Figure 112009080174339-pct00043
    이고,
    이때, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 구조식 III이 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서 수소, C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 독립적으로 선택되고,
    상기 p 및 q는 0 내지 800 사이에서의 독립된 정수이고,
    상기 T는 단일 결합, -(CH2)tCH2-, -(CH2)tCH2O- 및
    Figure 112009080174339-pct00044
    로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 상기 t는 0 내지 10 사이에서의 정수이고, R은 C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 선택되고, s는 0 내지 800 사이에서의 정수인 화합물
    로부터 선택된 가교 결합 화합물과,
    c) 촉매를 포함하고,
    상기 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 실리콘계 수지의 체인 길이는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 가교 결합 화합물의 체인 길이보다 항상 크고,
    점착성 겔 층의 표면에 도포된 제거가능한 보호 필름을 더 포함하는 프로브 세척 장치.
  56. 제29항에 있어서, 상기 점착성 겔 층은 가교 결합 화합물의 2.0 내지 5.0 중량 %로 구성되는 프로브 세척 장치.
  57. 제56항에 있어서, 상기 점착성 겔 층은 가교 결합 화합물의 2.0 내지 3.0 중량 %로 구성되는 프로브 세척 장치.
  58. 제29항에 있어서, 촉매는 경화 촉매인 프로브 세척 장치.
  59. 제58항에 있어서, 상기 경화 촉매는 백금 함유 촉매인 프로브 세척 장치.
  60. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 2000 내지 10,000 cps의 점도를 갖는 비닐 실록산 함유 실리콘계 수지와,
    (b) 2 내지 1000 cps의 점도를 가지며, 비닐기를 함유하지 않는 하이드로실록산 함유 가교 결합 화합물과,
    (c) 촉매를 포함하고,
    점착성 겔 층의 표면에 도포된 제거가능한 보호 필름을 더 포함하는 프로브 세척 장치.
  61. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 구조식Ⅰ을 갖는 실리콘계 수지로서, 구조식Ⅰ은,
    Figure 112009080174339-pct00045
    이고,
    이때, R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소, C1-6 알킬기, C1-6 할로겐화 알킬기, 비닐 또는 C1-6아크릴옥시알킬기로부터 독립적으로 선택되고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는 비닐기이고,
    상기 D는 -O-, -S-, -(CH2)rCH2-, -(CH2)rCH2O- 및 -O(CH2)rCH2- 로 구성된 군으로부터 선택된 2가 결합이며, 상기 r은 0 내지 10 사이의 정수이고,
    상기 n과 m은 각각 0 내지 1000 사이의 정수이고, m과 n의 합은 10 이상인 실리콘계 수지와,
    (b) 가교 결합 화합물로서,
    (ⅰ') 구조식Ⅱ를 갖는 화합물이며, 구조식Ⅱ는,
    Figure 112009080174339-pct00046
    이고,
    이때, R1', R2', R3', R4' 및 R5', m' 및 n'은 구조식 I에 비닐이 존재하지 않으며 구조식 II는 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5, m 및 n을 형성하는 군으로부터 독립적으로 선택되는 화합물,
    또는,
    (ⅱ') 구조식 Ⅲ을 갖는 화합물이며, 구조식 Ⅲ은,
    Figure 112009080174339-pct00047
    이고,
    이때, R6, R7, R8, R9, R10 및 R11은 구조식 III이 둘 이상의 Si-H 결합을 갖는다는 조건에서 수소, C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 독립적으로 선택되고,
    상기 p 및 q는 0 내지 800 사이에서의 독립된 정수이고,
    상기 T는 단일 결합, -(CH2)tCH2-, -(CH2)tCH2O- 및
    Figure 112009080174339-pct00048
    를 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 상기 t는 0 내지 10 사이에서의 정수이고, R은 C1-20 알킬기, C1-20 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 C1-10 알킬페닐기로부터 선택되고, s는 0 내지 800 사이에서의 정수인 화합물
    로부터 선택된 가교 결합 화합물과,
    c) 촉매를 포함하고,
    상기 구조식 Ⅰ의 m 및 n 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 실리콘계 수지의 체인 길이는 구조식 Ⅱ의 m' 및 n' 값의 합 또는 구조식 Ⅲ의 p, q 및 s 값의 합에 의해 정의되는 것과 같은 가교 결합 화합물의 체인 길이보다 항상 큰 프로브 세척 장치.
  62. 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위해 사용되는 프로브의 단부를 세척하기 위한 프로브 세척 장치이며,
    (ⅰ) 연마 기재층과,
    (ⅱ) 연마 기재의 표면과 접촉하는 점착성 겔 층을 포함하고,
    상기 점착성 겔 층은,
    (a) 2000 내지 10,000 cps의 점도를 갖는 비닐 실록산 함유 실리콘계 수지와,
    (b) 2 내지 1000 cps의 점도를 가지며, 비닐기를 함유하지 않는 하이드로실록산 함유 가교 결합 화합물과,
    (c) 촉매를 포함하는 프로브 세척 장치.
  63. 제1항에 있어서, 상기 연마 기재층은 사이가 이격된 적어도 두 개의 연마부를 포함하고, 상기 이격된 간격은 프로브 팁의 폭보다 작은 프로브 세척 장치.
  64. 제29항에 있어서, 상기 연마 기재층은 사이가 이격된 적어도 두 개의 연마부를 포함하고, 상기 이격된 간격은 프로브 팁의 폭보다 작은 프로브 세척 장치.
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