KR101034980B1

KR101034980B1 - 프로빙 장치

Info

Publication number: KR101034980B1
Application number: KR1020090038642A
Authority: KR
Inventors: 켄이찌 와시오; 마사시 하세가와
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2009-05-01
Publication date: 2011-05-17
Also published as: JP5258395B2; TWI386648B; TW200951443A; JP2009295686A; KR20090126179A

Abstract

본 발명은 편하중이 전극과 접촉자 사이에 작용하는 것을 방지하여, 정확한 시험을 가능하게 하기 위한 것이다. 프로빙 장치는, 검사 스테이지의 척 톱과 카드 대(台)에 지지된 프로브 카드 사이의 제1 공간 및 프로브 카드와 카드 대에 지지된 퍼포먼스 보드 사이의 제2 공간을, 각각 제1 및 제2 실에 의해 외부로부터 기밀하게 유지하고, 제1 공간 및 제2 공간을 각각 제1 및 제2 배기로를 통하여 배기 가능하게 하며, 퍼포먼스 보드의 아래쪽에 배치된 중간체를 프로브 카드 및 퍼포먼스 보드 양자에 접하게 하고 있다.

편하중, 프로빙 장치, 척 톱, 카드 대, 프로브 카드, 퍼포먼스 보드, 중간체, 배기로

Description

프로빙 장치{Probing Apparatus}

본 발명은, 복수의 반도체 디바이스가 형성된 반도체 웨이퍼나, 반도체 웨이퍼로부터 절단된 반도체 디바이스와 같은 피검사체를 시험하는 프로빙 장치에 관한 것이다.

복수의 반도체 디바이스가 형성된 반도체 웨이퍼나, 반도체 웨이퍼로부터 절단된 반도체 디바이스와 같은 피검사체는, 반도체 디바이스가 시방서대로 제작되었는지 시험된다.

그와 같은 시험을 하는 프로빙 장치에 있어서, 피검사체를 -(마이너스) 수십 ℃라는 극저온상태에서 또는 백수십 ℃라는 극고온상태에서 시험하는, 소위 극한상태에서 피검사체를 시험하는 번 인(burn-in) 시험을 하는 것이 있다.

상기와 같은 극저온시험에 있어서는, 피검사체뿐만 아니라, 피검사체에 전기적으로 접속되는 프로브 카드도 저온에 노출되기 때문에, 피검사체나 프로브 카드 주위의 공기 중에 존재하는 수분이 결로에 의해, 피검사체, 프로브 카드의 상하면, 접속장치(포고 핀), 퍼포먼스 보드의 아래면 등에 부착하여, 정확한 시험을 방해한다.

수분이 결로에 의해, 피검사체, 프로브 카드 등에 부착하는 것을 방지하는 기술의 하나로서, 특허문헌 1에 기재된 것이 있다.

특허문헌 1에 기재된 기술은, 피검사체와 프로브 카드 사이에 공간을 형성하고, 그 공간 내의 기체를 상기 공간의 한쪽으로부터 배기하면서, 배기한 기체의 일부를 포함하는 기체를 상기 공간의 다른쪽에서 공급한다. 그에 의해, 수분을 포함하지 않는 기체를 상기 공간 내에 채워, 수분이 결로에 의해 피검사체나 프로브 카드 등에 부착하여 정확한 시험을 방해하는 것을 방지하고 있다.

그러나 특허문헌 1의 기술에서는, 수분을 전혀 포함하지 않는 기체를 공간에 공급하기 어렵고, 또 공간의 다른쪽에서 공급하는 기체가 수분을 조금이라도 포함하고 있으면, 그와 같은 수분이 피검사체나 프로브 카드 등에 결로하는 것을 방지할 수 없다.

피검사체와 프로브 카드를 기밀공간 내에 배치하고, 그 기밀공간을 배기하여 진공으로 하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 2 및 3).

특허문헌 2에 기재된 기술은, 프로브 카드를 헤드 플레이트에 지지시키고, 피검사체를 받는 메인 척(척 톱)과 프로브 카드의 위쪽에 위치하는 헤드 플레이트 사이에 상기한 기밀공간을 형성하고 있다.

그러나 특허문헌 2의 기술에서는, 헤드 플레이트가 프로브 카드의 위쪽에 배치되어 있을 뿐만 아니라, 프로브 카드가 기밀공간 내에 배치되어 있기 때문에, 퍼 포먼스 보드를 프로브 카드의 위쪽에 배치하고, 퍼포먼스 보드와 프로브 카드를 전기적으로 접속하는 공지의 구조로 할 수 없다.

특허문헌 3에 기재된 기술은, 피검사체를 윗면에 유지하기 위한 신축성을 갖는 유지 시트와, 상기 유지 시트를 가장자리에서 유지하는 웨이퍼 트레이로서 유지 시트의 피검사체 유지영역의 아래쪽에 형성된 요소(凹所)를 갖는 웨이퍼 트레이와, 유지 시트의 위쪽에 배치된 프로브 카드와, 상기 프로브 카드를 아래면에 유지하는 강성 기판을 갖추고, 상기한 기밀공간을 웨이퍼 트레이와 강성 기판 사이에 형성하고 있다.

그러나 특허문헌 3의 기술에서는, 유지 시트의 아래쪽에 형성되는 공간을 고압상태로 함으로써, 유지 시트를 상승시켜, 프로브 카드의 접촉자와 피검사체의 전극을 상대적으로 누르기 때문에, 유지 시트가 휘어, 피검사체의 전극과 프로브 카드의 접촉자 사이에 편하중이 작용하는 것을 피할 수 없다.

상기와 같은 편하중이 전극과 접촉자 사이에 작용하면, 전극과 접촉자 사이에 작용하는 소위 침압이 접촉자마다 달라지므로, 전극과 접촉자 사이의 접촉 저항값이 다르고, 그 결과 정확한 시험을 할 수 없다.

[특허문헌 1] 일본특허 제3619345호 공보

[특허문헌 2] 일본특허 제4037726호 공보

[특허문헌 3] 일본 특개2007-294632호 공보

본 발명의 목적은, 편하중이 전극과 접촉자 사이에 작용하는 것을 방지하여, 정확한 시험을 가능하게 하는데 있다.

본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 프로빙 장치는, 피검사체를 받는 평탄한 척 톱을 갖춘 검사 스테이지와, 상기 척 톱의 위쪽에 간격을 두고 배치된 프로브 카드로서 복수의 배선을 갖는 배선기판 및 상기 배선기판에 배치되고 침선을 하단부에 갖는 복수의 접촉자를 갖춘 프로브 카드와, 상기 접촉자의 침선이 상기 척 톱 쪽을 향한 상태로 상기 프로브 카드를 지지하는 카드 대와, 상기 프로브 카드의 위쪽에 간격을 두고 상기 카드 대에 지지된 퍼포먼스 보드와, 상기 퍼포먼스 보드의 아래쪽에 배치되고 상기 프로브 카드 및 상기 퍼포먼스 보드의 양자에 접하는 중간체와, 상기 척 톱과 상기 프로브 카드 사이의 제1 공간을 기밀하게 유지하는 제1 실(seal)과, 상기 프로브 카드와 상기 포퍼먼스 보드 사이의 제2 공간을 기밀하게 유지하는 제2 실(seal)과, 상기 제1 공간을 배기장치에 접속하는 제1 배기로와, 상기 제2 공간을 배기장치에 접속하는 제2 배기로를 포함한다.

게다가, 프로빙 장치는, 상기 퍼포먼스 보드를 상기 카드 대에 분리 가능하게 설치하는 설치장치를 포함할 수 있다.

또한 프로빙 장치는, 상기 퍼포먼스 보드의 아래쪽에 배치되고 상기 배선기판의 배선과 상기 퍼포먼스 보드를 전기적으로 접속하는 접속장치를 포함할 수 있다.

상기 제1 배기로는 상기 척 톱에 형성되어 있고, 상기 제2 배기로는 상기 퍼포먼스 보드에 형성되어 있어도 좋다.

상기 제1 실(seal)은 상기 척 톱과 상기 배선기판과의 사이에 배치된 제1 O링(O-ring)을 포함할 수 있고, 또 상기 제2 실은 상기 배선기판과 상기 퍼포먼스 보드 사이에 배치된 제2 O링을 포함할 수 있다.

게다가, 프로빙 장치는, 상기 퍼포먼스 보드의 위쪽에 배치된 테스트 헤드와, 상기 퍼포먼스 보드를 상기 테스트 헤드에 전기적으로 접속하는 복수의 배선장치를 포함할 수 있다.

또한, 프로빙 장치는, 상기 퍼포먼스 보드로부터 아래쪽으로 연장하는 복수의 위치결정 핀으로서 상기 배선기판을 상하방향으로 관통하는 복수의 위치결정 핀과, 상기 테스트 헤드로부터 아래쪽으로 연장하는 복수의 가이드 샤프트로서 상기 퍼포먼스 보드를 상하방향으로 관통하는 복수의 가이드 샤프트를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 척 톱과 프로브 카드 사이의 제1 공간과, 프로브 카드와 퍼포먼스 보드 사이의 제2 공간을 배기하여 진공상태로 할 수 있다. 그 결과, 수분이 결로에 의해 피검사체, 프로브 카드의 상하면, 접속장치(포고 핀), 퍼포먼 스 보드의 아래면 등에 부착하는 것이 방지되어, 정확한 시험이 가능해진다.

또, 프로브 카드와 퍼포먼스 보드에 접하는 중간체가 존재하기 때문에, 접촉자의 침선과 피검사체의 전극이 상대적으로 눌렸을 때에, 프로브 카드, 특히 배선기판의 휨이 방지되고, 게다가 접촉자에 작용하는 압력이 중간체를 통하여 퍼포먼스 보드에 전달된다. 그 결과, 전극과 접촉자와의 사이에 작용하는 편하중을 억제할 수 있다. 그 결과, 편하중이 전극과 접촉자와의 사이에 작용하는 것이 방지된다.

게다가, 중간체가 프로브 카드와 퍼포먼스 보드 사이에 배치되어는 있지만, 중간체를 프로브 카드 및 퍼포먼스 보드보다 작게 하여, 프로브 카드를 퍼포먼스 보드에 종래와 같이 전기적으로 접속할 수 있으면서도, 편하중이 전극과 접촉자와의 사이에 작용하는 것이 억제된다.

상기와 같이 전극과 접촉자와의 사이에 작용하는 편하중이 억제되면, 침선에 의해 형성되는 프로브 카드 쪽의 가상의 침선면과, 전극에 의해 형성되는 피검사체 쪽의 가상의 전극면과의 평행도가 향상하여, 침압이 거의 동일해져, 전극과 접촉자가 확실하게 접촉한다. 그 결과, 정확한 시험결과를 얻을 수 있다.

[용어에 대해서]

본 발명에 있어서, 도1에서, 좌우방향을 좌우방향 또는 X방향, 지면(紙面)에 수직인 방향을 전후방향 또는 Y방향, 상하방향을 상하방향 또는 Z방향이라 한다. 그러나 그들 방향은 시험해야 하는 피검사체를 프로빙 장치에 배치하는 자세에 따라 다르다.

따라서 상기 방향은, 실제 프로빙 장치에 따라, X방향 및 Y방향이, 수평면, 수평면에 대하여 경사진 경사면, 및 수평면에 수직인 수직면의 어느 한 면내가 되도록 결정해도 좋고, 그들 면의 조합이 되도록 결정해도 좋다.

[실시예]

도1 내지 도3을 참조하면, 프로빙 장치(10)는, 미절단의 다수의 반도체 디바이스를 갖춘 반도체 웨이퍼를 피검사체(12)로 하고, 피검사체(12) 위의 복수의 반도체 디바이스를 한번에 또는 여러차례 나누어 시험한다.

피검사체(12) 위의 각 반도체 디바이스는, 복수의 전극(도시하지 않음)을 갖고 있다. 그들 전극의 상단(上端)은, 공통의 가상의 전극면에 위치되어 있다. 각 전극은, 하기 설명에서는, 사각형, 원형, 타원형 등의 평면형상을 갖는 패드 전극으로 한다. 그러나 각 전극은, 반드시 판상의 전극일 필요는 없고, 반구상의 소위 범프 전극과 같은 다른 볼록한 형상을 갖고 있어도 된다.

프로빙 장치(10)는, 프레임(도시하지 않음)에 설치되는 검사 스테이지(14)와, 검사 스테이지(14)의 위쪽에 간격을 두고 배치된 프로브 카드(16)와, 상기 프레임에 설치되어 프로브 카드(16)를 지지하는 카드 대(台)(18)와, 프로브 카드(16)의 위쪽에 간격을 두고 카드 대(18)에 지지된 퍼포먼스 보드(20)와, 퍼포먼스 보드(20)의 아래쪽에 배치된 중간체(22)와, 프로브 카드(16)와 퍼포먼스 보드(20)를 전기적으로 접속하는 접속장치(24)와, 퍼포먼스 보드(20)의 위쪽에 배치된 테스트 헤드(26)와, 퍼포먼스 보드(20)를 테스트 헤드(26)에 전기적으로 접속하는 복수의 접속장치(28)를 포함한다.

검사 스테이지(14)는, 피검사체(12)를 받는 평탄한 척 톱(30)을 XYZθ 스테이지(32)의 상단에 갖추고 있고, 또 척 톱(30)을, XYZθ 스테이지(32)에 의해, XYZ의 3방향으로 삼차원적으로 이동시킴과 동시에, Z방향으로 연장하는 θ축선 주위에 각도적으로 회전시킨다.

도1 내지 도4에 나타낸 바와 같이, 척 톱(30)은, 평탄한 윗면과 원형의 평면형상을 갖고 있고, 또 윗면에 피검사체(12)를 해제 가능하게 진공적으로 흡착하는 복수의 흡착 홈(34)(도4 참조)을 갖춘다. 흡착 홈(34)은, 공기 유로(36) 및 배관(38)을 통하여 진공장치(도시하지 않음)에 공통으로 접속되어 있다.

도1 내지 도3, 도5 및 도6에 나타낸 바와 같이, 프로브 카드(16)는, 복수의 배선(도시하지 않음)을 내부에 갖는 다층 배선기판과 같은 공지의 기판(40)과, 기판(40)의 아래쪽에 부착된 프로브 기판과 같은 공지의 기판(42)과, 기판(42)의 아래면에 배치된 복수의 접촉자(즉, 프로브)(44)를 포함한다. 기판(40 및 42)은, 원형의 평면형상을 갖고 있다.

기판(40)은, 상기한 배선에 전기적으로 접속된 복수의 접속장치(24 및 28)에 의해 테스트 헤드(26)에 전기적으로 접속되는 복수의 접속부(46)(도6 참조)를 윗면의 바깥둘레에 갖는다. 도시한 예에서는, 복수의 접속부(46)는, 기판(40)의 윗면 바깥둘레의 동심(同心)적인 복수의 가상원에 설치된 복수의 테스터 랜드이지만, 최 소한 하나의 커넥터에 갖추어진 복수의 단자여도 좋다.

기판(42)은, 기판(40)의 배선에 전기적으로 접속된 복수의 배선(도시하지 않음)을 내부에 가짐과 동시에, 상기 기판(42)의 배선에 전기적으로 접속된 복수의 프로브 랜드(도시하지 않음)를 아래면에 갖는다.

본 실시예에서는, 기판(40)과 기판(42)은, 본 발명에서 말하는 배선기판을 형성하고 있다. 그러나 기판(40 및 42)의 어느 한쪽만을 이용하여 그 기판(40 또는 42)을 본 발명에서 말하는 배선기판으로 해도 좋다.

각 접촉자(44)는, 도전성 재료로 제작되어 있고, 또 피검사체(12)의 전극에 각각 대응되어 있고, 게다가 피검사체(12)의 대응하는 전극에 눌리는 침선(도시하지 않음)을 선단(도시한 예에서는, 하단부(下端部))에 갖고 있다. 각 접촉자(44)는, 다른쪽 끝(도시한 예에서는, 상단부(上端部))에서 상기한 프로브 랜드에 납땜과 같은 접합재에 의해 접합되어 기판(42)에 지지되어 있다.

프로브 카드(16)는, 피검사체(12)의 침선이 가상의 공통의 침선면에 위치하도록 미리 조정되어 있다.

카드 대(18)는, 복수의 나사부재에 의해 프로빙 장치(10)의 프레임(도시하지 않음)에 지지된 원형의 평면형상을 갖는 판상의 지지부재(48)와, 지지부재(48)에 이것을 Z방향으로 관통하는 상태로 지지된 링 형상의 카드 홀더(50)를 포함한다.

지지부재(48)는, 이것을 상하방향으로 관통하는 원형의 구멍(52)(도2 참조)을 중앙영역에 갖고 있다. 구멍(52)은, 구멍(52)의 하부 안쪽 둘레를 안쪽으로 연장하는 상향(上向) 단부(段部)(54)(도2 참조)를 갖고 있다. 지지부재(48)는, 프로 빙 장치(10)의 하우징(도시하지 않음)의 일부의 판상부, 그와 같은 하우징에 설치된 판부재 등, 베이스 플레이트로 할 수 있다.

카드 홀더(50)는, 플랜지 형상의 상부 바깥둘레가 반경방향 바깥쪽으로 연장하여 지지부재(48)의 상향 단부(54)에 받아지고, 중간부가 상부 바깥둘레의 안쪽에서 아래방향으로 연장하여 구멍(52)에 결합되고, 플랜지 형상의 하부 안쪽 둘레가 중간부의 하단(下端)에서 반경방향 안쪽으로 연장하여 프로브 카드(16)를 받도록, 크랭크 형상의 단면형상을 갖는 부재로 링 형상으로 형성되어 있다.

카드 홀더(50)는, 이것의 상부 바깥둘레를 두께방향으로 관통하여 지지부재(48)에 결합된 복수의 설치 나사 및 복수의 위치결정 핀(모두 도시하지 않음)에 의해, 지지부재(48)에 설치되어 있다. 카드 홀더(50)를 이용하는 대신, 프로브 카드(16)를 받는 단부(段部)를 구멍(52)에 형성해도 좋다.

프로브 카드(16)는, 각 접촉자(44)의 침선이 아래쪽을 향한 상태로, 기판(40)의 아래면 바깥둘레를 카드 홀더(50)의 하부 안쪽 둘레에 받고 있다. 또, 프로브 카드(16)는 복수의 위치결정 핀(58)에 의해, 카드 홀더(50)에 대하여 위치 결정되어 있다.

각 위치결정 핀(58)은, 카드 홀더(50)의 안쪽 둘레에서 위쪽으로 연장하여 기판(40)의 바깥둘레에 설치된 위치결정 구멍(56)을 관통하고 있다. 이에 의해, 각 접촉자(44)의 침선은 대응하는 척 톱(30)의 위쪽에 위치 결정되어 있다.

도1 내지 도3 및 도7에 나타낸 바와 같이, 퍼포먼스 보드(20)는, 원판상의 기판(60)과, 기판(60)의 아래면 바깥둘레를 받는 설치 링(62)을 갖추고 있다. 기 판(60)은 배선기판과 같이 복수의 배선(도시하지 않음)을 갖는다. 설치 링(62)은, 지지부재(48)의 윗면에 배치되고, 접착, 용접, 나사고정 등의 적절한 방법에 의해 윗면 안쪽 둘레에서 기판(60)의 아래면 바깥둘레에 부착되어 있다.

퍼포먼스 보드(20)에는, 중간체(22)가 기판(60)의 아래면 중앙에 도시하지 않은 접착제에 의해 부착되어 있음과 동시에, 링 형상의 접속장치(24)가 기판(60)의 아래면에 도시하지 않은 결합부재에 의해 부착되어 있다.

중간체(22)는, 고무와 같은 탄성변형 가능한 부재에 의해 원판상으로 형성되어 있다. 접속장치(24)는, 전기 절연재료로 링의 형상을 갖도록 제작된 포고 핀 블록으로 되어 있다. 접속장치(24)에는, 복수의 포고 핀(64)이 접속장치(24)를 상하방향(두께방향)으로 관통한 상태로 설치되어 있다.

퍼포먼스 보드(20)는, 설치 링(62)의 아래면 바깥둘레가 지지부재(48)의 윗면에 놓이고, 복수의 설치 편(片)(66)에 의해 지지부재(48)에 눌린 상태로 설치되어 있다. 각 설치 편(66)은, 설치 편(66)을 위쪽에서 아래쪽으로 관통하여 지지부재(48)에 결합된 나사부재(68)에 의해, 지지부재(48)에 설치되어 있다.

퍼포먼스 보드(20)가 지지부재(48)에 설치된 상태에서, 각 포고 핀(64)의 하단부는 기판(40)에 설치된 상기한 테스터 랜드에 눌려 그 테스터 랜드에 전기적으로 접속되어 있고, 각 포고 핀(64)의 상단부는 기판(60)에 설치된 상기한 배선에 눌려 그 배선에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 중간체(22)는, 기판(40)의 윗면에 접해 있다.

또, 퍼포먼스 보드(20)는, 복수의 위치결정 핀(70)에 의해, 프로브 카드(16) 에 대하여 위치 결정되어 있다. 각 위치결정 핀(70)은, 퍼포먼스 보드(20)의 안쪽 둘레에서 아래쪽으로 연장하여 기판(40)에 설치된 위치결정 구멍(72)(도5 및 도6 참조)을 관통하고 있다.

테스트 헤드(26)는, 퍼포먼스 보드(20)와 대향하도록, 프로빙 장치(10)의 프레임에 지지되어 있다. 테스트 헤드(26)는, 각각이 전자부품을 장착한 복수의 배선기판(도시하지 않음)과, 각 배선기판에 접속된 복수의 제2 단자(도시하지 않음)를 갖추고 있고, 또 프로빙 장치(10)를 제어하고 신호를 처리하는 제어처리장치(도시하지 않음)에 전기적으로 접속된다.

또, 퍼포먼스 보드(20)는, 테스트 헤드(26)에서 아래쪽으로 연장하는 복수의 가이드 샤프트(74)에 의해 테스트 헤드(26)에 대하여 상하운동이 가능하게 되어 있다. 각 가이드 샤프트(74)는 기판(60)을 상하방향(두께방향)으로 관통하는 가이드구멍으로 매끄럽게 움직일 수 있게 관통하고 있다.

퍼포먼스 보드(20)는, 복수의 가이드 샤프트(74)에 의해 테스트 헤드(26)에 대하여 상하운동이 가능하게 되어 있고, 또 가이드 샤프트(74)의 하단부 외주(外周)에 배치된 압축 코일 스프링(76)에 의해 위쪽으로 힘이 가해져 있다. 각 가이드 샤프트(74)는, 테스트 헤드(26)에 부착된 대경부(大徑部)와, 상기 대경부로부터 아래쪽으로 연장하여 기판(60)을 매끄럽게 움직일 수 있게 관통하는 소경부(小徑部)와, 소경부의 가단(可鍛)에 설치된 외향 플랜지부를 갖는다.

가이드 샤프트(74)의 대경부는, 퍼포먼스 보드의 상승위치를 규제하는 스토퍼로서 작용한다. 가이드 샤프트(74)의 외향 플랜지부는, 압축 코일 스프링(76)이 아래쪽으로 탈락하는 것을 방지한다.

도1에 나타낸 바와 같이, 각 접속장치(28)는, 플렉시블(flexible) 배선 시트(78)의 양단에 커넥터(80, 82)를 설치하고 있다. 커넥터(80)의 각 단자는 기판(60)의 윗면에 설치된 접속단자(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되고, 커넥터(82)의 각 단자는 테스트 헤드(26)의 아래면에 설치된 접속단자(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되어 있다. 기판(60)의 각 접속단자는 기판(60)에 설치된 상기한 배선에 전기적으로 접속되어 있다.

척 톱(30)과 프로브 카드(16) 사이의 제1 공간(84)은, 척 톱(30)의 윗면 바깥둘레에 설치된 링 형상의 홈(86)에 배치된 O링(88)과, 기판(40)의 아래면 바깥둘레에 배치된 판상의 실 링(seal ring)(90)을 갖춘 제1 실(seal)에 의해 외부에 대하여 기밀하게 유지되어 있다.

마찬가지로, 프로브 카드(16)와 퍼포먼스 보드(20) 사이의 제2 공간(92)은, 기판(60)의 아래면 바깥둘레에 설치된 링 형상의 실(seal) 받이(94)의 홈에 배치된 O링(96)과, 기판(60)의 윗면 바깥둘레에 배치된 판상의 실 링(98)을 갖춘 제2 실(seal)에 의해 외부에 대하여 기밀하게 유지되어 있다.

제1 공간(84)은 척 톱(30)을 상하방향으로 관통하는 흡인구멍(100)과, 흡인구멍(100)에 연결된 배관(102)을 통하여, 도시하지 않은 배기장치에 의해 배기된다. 이에 대하여, 제2 공간(96)은 기판(60)을 상하방향으로 관통하는 흡인구멍(104)과, 흡인구멍(104)에 연결된 배관(106)을 통하여, 상기한 배기장치에 의해 배기된다.

[프로브 카드의 배치]

먼저, 도3에 나타낸 바와 같이, 척 톱(30)이 하강된 상태로, 퍼포먼스 보드(20) 및 테스트 헤드(26)가 중간체(22) 및 접속장치(24, 28)와 함께, 도시하지 않은 기구에 의해 상승된다.

이어서, 새로운 프로브 카드의 설정인 경우에는, 도8에 나타낸 바와 같이, 상기한 조립체가 프로브 카드(16)의 위쪽에서 하강되어, 카드 홀더(50)에 세트된다.

그러나 프로브 카드의 교환인 경우에는, 퍼포먼스 보드(20) 및 테스트 헤드(26)가 중간체(22) 및 접속장치(24, 28)와 함께, 도시하지 않은 기구에 의해 상승된 상태로, 카드 대(18)에 배치되어 있는 프로브 카드가 제거된 후, 새로운 프로브 카드가 상기와 같이 카드 홀더(50)에 세트된다.

계속해서, 도8에 나타낸 바와 같이, 퍼포먼스 보드(20) 및 테스트 헤드(26)가 중간체(22) 및 접속장치(24, 28)와 함께 하강되어, 카드 대(18)에 세트된다.

이어서, 도8에 나타낸 바와 같이, 퍼포먼스 보드(20)가 설치장치로서 작용하는 설치 편(66) 및 나사부재(68)에 의해 지지부재(48)에 설치된다. 이에 의해, 각 접촉자(44)는, 기판(40 및 42)의 배선, 포고 핀(64), 퍼포먼스 보드(20)의 배선, 및 접속장치(28)의 배선을 통하여, 테스트 헤드(26)에 전기적으로 접속된다.

상기와 같이 조립된 상태에서, 프로빙 장치(10)는, 프로브 카드(16)의 침선면과, 척 톱(30)에 배치된 피검사체(12)의 전극면을 평행하게 하는 조정과 같은 각 종 조정이 이루어진다.

[피검사체의 시험]

피검사체(12)의 시험 시, 피검사체(12)가 척 톱(30)에 배치되고, 흡착 홈(34)이 배기된다. 이에 의해, 피검사체(12)는 척 톱(30)에 진공적으로 흡착된다.

이어서, 척 톱(30)이 XYZθ 스테이지(32)에 의해, X방향 및 Y방향으로 이차원적으로 이동됨과 동시에, θ축선 주위에 각도적으로 회전된다. 이에 의해, 피검사체(12)의 전극과 접촉자(44)의 침선이 위치결정되어 대향된다.

계속해서, 척 톱(30)이 XYZθ 스테이지(32)에 의해 상승되고, 피검사체(12)의 전극과 접촉자(44)의 침선이 상대적으로 눌림과 동시에, 제1 및 제2 공간(84 및 92)이 각각 제1 및 제2 실(seal)에 의해 기밀하게 유지된다.

피검사체(12)의 전극과 접촉자(44)의 침선이 상대적으로 눌리면, 각 접촉자(44)에 오버드라이브가 작용한다. 이 오버드라이브에서 기인하는 반력(反力)은, 프로브 카드(16)에서, 중간체(22)를 통하여 퍼포먼스 보드(20)에 전달되고, 그리고 퍼포먼스 보드(20)에서 설치 편(66) 및 나사부재(68)를 통하여 지지부재(48)에 전달된다. 각 접촉자(44)는 이것에 오버드라이브가 작용함으로써 탄성 변형한다.

상기 상태에서, 검사용 신호가 상기한 제어처리장치에서 피검사체로 공급되고, 피검사체(12)로부터의 신호가 제어처리장치로 들어간다. 제어처리장치는, 피검사체(12)로부터의 신호를 처리함으로써, 피검사체의 양부(良否)를 판정한다.

시험이 종료한 피검사체(12)는, 척 톱(30)이 XYZθ 스테이지(32)에 의해 하 강된 후, 척 톱(30)으로부터 제거된다.

시험 동안, 특히, 제1 및 제2 공간(84, 92)이 기밀하게 유지되고 있는 동안, 제1 및 제2 공간(84 및 92)이 각각 흡인구멍(100 및 104)을 통하여 배기되어, 진공상태로 유지된다. 그 결과, 수분이 결로에 의해, 피검사체, 프로브 카드의 상하면, 접속장치(포고 핀), 퍼포먼스 보드의 아래면 등에 부착하는 것이 방지되어, 정확한 시험을 행할 수 있다.

또, 프로브 카드(16)와 퍼포먼스 보드(20) 사이에 중간체(22)가 존재하기 때문에, 접촉자(44)의 침선과 피검사체(12)의 전극이 상대적으로 눌렸을 때에, 프로브 카드(16), 특히 기판(40 및 42)의 휨이 방지되고, 게다가 접촉자(44)에 작용하는 압력이 중간체(22)를 통하여 퍼포먼스 보드(20)에 전달된다. 그 결과, 피검사체(12)의 전극과 접촉자(44) 사이에 작용하는 편하중이 억제된다. 그 결과, 편하중이 피검사체(12)의 전극과 접촉자(44) 사이에 작용하는 것이 방지된다.

게다가, 중간체(22)가 프로브 카드(16)와 퍼포먼스 보드(20) 사이에 배치되어는 있지만, 중간체(22)를 프로브 카드(16) 및 퍼포먼스 보드(20)보다 작게 하여, 프로브 카드(16)를 퍼포먼스 보드(20)에 종래와 같이 전기적으로 접속할 수 있으면서도, 편하중이 피검사체(12)의 전극과 접촉자(44)와의 사이에 작용하는 것이 억제된다.

상기와 같은 편하중이 억제됨으로써, 접촉자(44)의 침선에 의해 형성되는 침선면과, 피검사체(12)의 전극에 의해 형성되는 전극면과의 평행도가 향상하고, 침압이 거의 동일해져, 피검사체(12)의 전극과 접촉자(44)가 확실하게 접촉한다. 그 결과, 정확한 시험 결과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 기재된 취지를 벗어나지 않는 한, 각종 변경이 가능하다.

도1은 본 발명에 따른 프로빙 장치의 한 실시예를 나타내는 종단면도이다.

도2는 도1의 일부 확대 종단면도이다.

도3은 도1에 나타낸 프로빙 장치에서 이용하는 프로브 카드를 세트하는 작업을 설명하기 위한 도면이다.

도4는 도1에 나타낸 프로빙 장치에서 이용하는 척 톱의 한 실시예를 나타내는 평면도이다.

도5는 도1에 나타낸 프로빙 장치에서 이용하는 프로브 카드의 한 실시예를 나타내는 저면도이다.

도6은 도1에 나타낸 프로빙 장치에서 이용하는 프로브 카드의 한 실시예를 나타내는 평면도이다.

도7은 도1에 나타낸 프로빙 장치에서 이용하는 퍼포먼스 보드의 한 실시예를 나타내는 저면도이다.

도8은 도1에 나타낸 프로빙 장치의 조립법을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

10: 프로빙 장치 12: 피검사체

14: 검사 스테이지 16: 프로브 카드

18: 카드 대(台) 20: 퍼포먼스 보드(performance board)

22: 중간체 24: 접속장치

26: 테스트 헤드 28: 접속장치

30: 척 톱(chuck top) 32: XYZθ 스테이지

40, 42: 기판(배선기판) 44: 접촉자

48: 지지부재 50: 카드 홀더

60: 기판 62: 설치 링(ring)

64: 포고 핀(pogo pin) 66: 설치 편(片)

68: 나사부재 74: 가이드 샤프트(shaft)

76: 압축 코일 스프링 78: 배선 시트(sheet)

80, 82: 커넥터 84, 92: 제1 및 제2 공간

88, 96: O링(O-ring)(제1 및 제2 실(seal))

100, 104: 흡인구멍 102, 106: 배기용 배관

Claims

피검사체를 받는 평탄한 척 톱을 갖춘 검사 스테이지와, 상기 척 톱의 위쪽에 간격을 두고 배치된 프로브 카드로서 복수의 배선을 갖는 배선기판 및 상기 배선기판에 배치되고 침선을 하단부에 갖는 복수의 접촉자를 갖춘 프로브 카드와, 상기 접촉자의 침선이 상기 척 톱 쪽을 향한 상태로 상기 프로브 카드를 지지하는 카드 대와, 상기 프로브 카드의 위쪽에 간격을 두고 상기 카드 대에 지지된 퍼포먼스 보드와, 상기 퍼포먼스 보드의 아래쪽에 배치되고 상기 프로브 카드 및 상기 퍼포먼스 보드의 양자(兩者)에 접하는 중간체와, 상기 척 톱과 상기 프로브 카드 사이의 제1 공간을 기밀하게 유지하는 제1 실과, 상기 프로브 카드와 상기 퍼포먼스 보드 사이의 제2 공간을 기밀하게 유지하는 제2 실과, 상기 제1 공간을 배기장치에 접속하는 제1 배기로와, 상기 제2 공간을 배기장치에 접속하는 제2 배기로를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 장치.
제1항에 있어서, 상기 퍼포먼스 보드를 상기 카드 대에 분리 가능하게 설치하는 설치장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 장치.
제1항에 있어서, 상기 퍼포먼스 보드의 아래쪽에 배치되고 상기 배선기판의 배선과 상기 퍼포먼스 보드를 전기적으로 접속하는 접속장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 배기로는 상기 척 톱에 형성되어 있고, 상기 제2 배기로는 상기 퍼포먼스 보드에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로빙 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 실(seal)은 상기 척 톱과 상기 배선기판과의 사이에 배치된 제1 O링을 포함하고, 상기 제2 실(seal)은 상기 배선기판과 상기 퍼포먼스 보드와의 사이에 배치된 제2 O링을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 장치.
제1항에 있어서, 상기 퍼포먼스 보드의 위쪽에 배치된 테스트 헤드와, 상기 퍼포먼스 보드를 상기 테스트 헤드에 전기적으로 접속하는 복수의 배선장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 장치.
제6항에 있어서, 상기 퍼포먼스 보드로부터 아래쪽으로 연장하는 복수의 위치결정 핀으로서 상기 배선기판을 상하방향으로 관통하는 복수의 위치결정 핀과, 상기 테스트 헤드로부터 아래쪽으로 연장하는 복수의 가이드 샤프트로서 상기 퍼포먼스 보드를 상하방향으로 관통하는 복수의 가이드 샤프트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 장치.