KR101191594B1 - 검사용 유지 부재 및 검사용 유지 부재의 제조 방법 - Google Patents

검사용 유지 부재 및 검사용 유지 부재의 제조 방법 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

검사용 유지 부재는, 디바이스가 형성된 칩을 탑재할 수 있고, 실리콘 또는 유리로 이루어지는 기대(基臺)를 가지고 있다. 기대의 표면에는, 레지스트 시트로 이루어지는 위치 결정 부재가 형성되어 있다. 기대의 표면에는, 레지스트막이 형성되고, 레지스트막에서는, 흡인홈(교차부, 연결부) 및 지지부재가 형성되어 있다. 기대의 표면의 칩이 탑재되는 영역에는 흡인구멍이 형성되고, 흡인구멍은 기재를 관통하여 흡인홈에 연통하고 있다.

Description

검사용 유지 부재 및 검사용 유지 부재의 제조 방법{HOLDING MEMBER FOR INSPECTION AND METHOD FOR MANUFACTURING HOLDING MEMBER FOR INSPECTION}
본 발명은 디바이스의 전기적 특성을 검사하기 위한 검사용 유지 부재 및 그 검사용 유지 부재의 제조 방법에 관한 것이다．
예를 들면, IC칩 등의 디바이스의 전기적 특성의 검사는, 예를 들면, 프로브 장치를 이용해서 실행된다. 프로브 장치는 회로 기판과 복수의 프로브 핀을 지지하는 접촉자 유지 기판을 구비한 프로브 카드와, 이들 프로브 핀에 대향해서 설치되고, 디바이스가 형성된 칩을 유지하는 것이 가능한 유지 부재와, 유지 부재를 흡착 유지하는 탑재대를 갖고 있다. 그리고, 이들 복수의 프로브 핀을 디바이스의 각 전극에 접촉시키고, 각 프로브 핀으로부터 해당 전극에 대해 검사용의 전기 신호를 인가하는 것에 의해, 디바이스의 전기적 특성의 검사를 실행하고 있다.
이러한 디바이스의 전기적 특성의 검사를 적절하게 실행하기 위해서는 칩이 유지 부재의 소정의 위치에 유지되어 있을 필요가 있다. 그래서, 칩의 유지 부재의 재료로, 예를 들면, 가공이 용이한 세라믹을 이용하고, 유지 부재의 표면에 칩을 수납하기 위한 수납부를 형성하고, 수납부의 바닥부에 칩을 흡착 유지하기 위한 흡인구멍을 형성하는 것이 제안되고 있다. 이 흡인구멍은 유지 부재를 관통해서 복수 마련되고, 유지 부재의 이면에 형성된 공기 흡인 통로(흡인 홈)와 연통되어 있다. 그리고, 탑재대로부터의 흡인에 의해서 유지 부재 및 칩이 흡인된다(특허문헌 1).
일본 특허공개공보 평성7-98361호
그러나, 상술한 바와 같이, 유지 부재에 세라믹을 이용한 경우, 유지 부재의 가공은 용이하게 되지만, 유지 부재의 평면도(flatness)가 낮아지고, 또한 얇게 만들 수 없다. 또한, 유지 부재를 제조하는 비용이 높아진다.
그래서, 발명자들은 유지 부재의 재료에 실리콘 또는 유리를 이용하는 것을 시도하였다. 실리콘 또는 유리는 세라믹에 비해 평면도가 높고, 또한 적절한 강성을 유지하면서 얇게 할 수 있으며, 또한 제조비용이 낮아진다고 하는 이점이 있다. 또한, 실리콘은 세라믹에 비해 열전도율이 좋다.
그러나, 유지 부재에 실리콘 또는 유리 어느 것을 이용해도, 유지 부재의 이면의 흡인 홈 등의 복잡한 형상을 기계 가공에 의해서 소정의 형상으로 가공하는 것은 곤란하였다. 특히, 얇게 한 상태에서 유지 부재를 직접 가공하면, 유지 부재의 강도가 약해져, 필요한 강성을 유지할 수 없는 경우가 생기고, 복잡한 형상을 형성시키는 것을 곤란하게 하는 요인의 하나로 되고 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제를 감안해서 이루어진 것이며, 디바이스의 전기적 특성의 검사에 있어서, 실리콘 또는 유리를 이용한 검사용 유지 부재에, 복잡한 형상의 흡인 홈 등을 소정의 형상으로 형성하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 디바이스의 전기적 특성을 검사할 때에, 그 디바이스를 유지하는 검사용 유지 부재로서, 디바이스가 형성된 복수의 칩을 소정의 위치에 탑재 가능하고, 실리콘 또는 유리로 이루어지는 기대(基臺)를 가지며, 상기 기대의 이면에는 레지스트막이 형성되고, 상기 기대에는 해당 기대를 관통하고 해당 기대에 탑재된 칩을 흡인해서 유지하는 복수의 흡인구멍이 형성되고, 상기 레지스트막에는 상기 흡인구멍과 연통하는 흡인 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기대의 이면에 레지스트막을 형성하고 있으므로, 해당 레지스트막에 복잡한 형상의 흡인 홈을 용이하고 또한 적절하게 형성할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 레지스트막을 포토리소그래피(photolithography) 처리에 의해 레지스트막을 패터닝하는 것에 의해서, 기대의 이면에 흡인 홈을 소정의 형상으로 형성할 수 있다. 이것에 의해서, 기대를 직접 가공할 필요가 없으므로, 기대에 실리콘 또는 유리를 이용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기대의 이면에 형성한 레지스트막에 복잡한 형상의 흡인 홈을 용이하고 또한 소정의 형상으로 형성할 수 있고, 기대에 실리콘 또는 유리를 이용할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 검사용 유지 부재를 탑재한 프로브 장치의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 2는 검사용 유지 부재의 표면의 평면도이다.
도 3은 검사용 유지 부재의 종단면도이다.
도 4는 검사용 유지 부재의 이면의 평면도이다.
도 5a~5c는 검사용 유지 부재의 제조공정을 나타낸 설명도로서, 도 5a는 기대에 흡인구멍이 형성된 상태를 나타내고, 도 5b는 기대의 표면과 이면에 레지스트 시트가 적층된 상태를 나타내며, 도 5c는 기대의 표면에 위치 결정 부재를 형성하고, 이면에 흡인 홈과 지주(支柱) 부재를 형성한 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 검사용 유지 부재를 갖는 프로브 장치(1)의 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
프로브 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 프로브 카드(2)와, 디바이스가 형성되어 있는 칩 C를 유지하는 검사용 유지 부재(3)와, 검사용 유지 부재(3)를 흡착 유지하는 척(4)과, 척(4)을 이동시키는 이동 기구(5)와, 테스터(6) 등을 구비하고 있다.
프로브 카드(2)는 복수의 프로브 핀(10)을 하면에 지지한 접촉자 유지 기판(11)과, 그 접촉자 유지 기판(11)의 상면측에 부착된 회로 기판(12)을 구비하고 있다. 프로브 핀(10)은 접촉자 유지 기판(11)의 본체를 통해 회로 기판(12)에 전기적으로 접속되어 있다. 프로브 카드(2)에는 테스터(6)가 전기적으로 접속되어 있고, 테스터(6)로부터 회로 기판(12)을 거쳐서 각 프로브 핀(10)에 전기적 특성의 검사를 위한 전기 신호를 송수신할 수 있다.
척(4)은 수평의 상면을 갖는 대략 원반형상으로 형성되어 있다. 척(4)의 상면에는 검사용 유지 부재(3)를 흡착하기 위한 흡인구(4a)가 마련되어 있다. 흡인구(4a)에는 척(4)의 내부를 통과하여 외부의 부압(負壓) 발생 장치(15)로 통하는 흡인관(4b)이 접속되어 있다.
이동 기구(5)는 척(4)을 승강시키는 실린더 등의 승강 구동부(20)와, 승강 구동부(20)를 수평방향의 X방향과 Y방향의 직교하는 2방향으로 이동시키는 X-Y스테이지(21)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 척(4)에 유지된 검사용 유지 부재(3)를 3차원 이동시키고, 검사용 유지 부재(3) 표면의 소정의 위치에, 위쪽에 있는 특정의 프로브 핀(10)을 접촉시킬 수 있다.
척(4)에 흡착되는 검사용 유지 부재(3)는 도 2에 나타내는 바와 같이 원반형상의 기대(30)를 갖고 있다. 기대(30)의 재료에는, 예를 들면, 실리콘 또는 유리가 이용된다.
기대(30)의 표면에는 칩 C의 위치 결정을 행하는 위치 결정 부재(31)가 기대(30)의 표면의, 예를 들면, 종방향(X방향) 및 횡방향(Y방향)으로 정렬되어 복수 형성되어 있다. 위치 결정 부재(31)는 칩 C가 탑재되는 영역 T의 바깥틀을 따라 형성되어 있고, 도 3에 나타내는 바와 같이 칩 C의 측면에 맞닿아 칩 C를 위치 결정하도록 되어 있다. 위치 결정 부재(31)는, 예를 들면, 레지스트 시트(32, 33)를 2층 적층함으로써 형성된다.
기대(30)의 이면에는 도 4에 나타내는 바와 같이 레지스트막이 형성되어 있다. 레지스트막(40)은, 예를 들면, 레지스트 시트를 적층함으로써 형성된다. 레지스트막에는 흡인 홈(41)이 X-Y방향으로 교차해서 형성되어 있다. 흡인 홈(41)이 교차하는 교차부(41a)는 기대(30)의 칩 C가 탑재되는 영역 T에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 그리고, 이들 교차부(41a)끼리간을 연결부(41b)가 X-Y방향으로 연결하고 있다. 이와 같이, 흡인 홈(41)이 형성되는 것에 의해, 레지스트막(40)은 복수개 영역으로 분할되어 있다. 흡인 홈(41)은 레지스트막(40)이 접하는 척(4)의 흡인구(4a)와 연통하고 있다. 또한, 흡인 홈(41)의 교차부(41a) 및 연결부(41b)내에는 레지스트막(40)의 일부가 남아서 지주 부재(42)가 복수 형성되어 있다. 지주 부재(42)는, 예를 들면, 교차부(41a)내의 중심에 1개소 형성되고, 연결부(41b)내의 긴쪽방향의 중심을 따라 2개소 형성되어 있다. 지주 부재(42)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 칩 C에 프로브 핀(10)의 침압(針壓)이 걸렸을 때의 하중이나 기대(30)의 자중에 의한 하중을 지지할 수 있고, 교차부(41a)나 연결부(41b)가 개구되어 있는 것에 의해서 생기는 기대(30)나 칩 C의 휘어짐을 억제할 수 있다.
기대(30)의 표면의 칩 C가 탑재되는 영역 T에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 흡인구멍(50)이 X-Y방향으로 형성되어 있다. 흡인구멍(50)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기대(30)를 관통하고, 기대(30)의 이면의 흡인 홈(41)과 연통하고 있다. 흡인구멍(50)은 흡인 홈(41)의 교차부(41a)내의 지주 부재(42)와 간섭하지 않는 위치에 형성되어 있다. 그리고, 검사용 유지 부재(3)를 척(4)상에 탑재할 때, 흡인구멍(50), 흡인 홈(41) 및 척(4)의 흡인구(4a)가 연통하고, 척(4)의 흡인구(4a)로부터의 흡인에 의해서 검사용 유지 부재(3)가 흡인되는 동시에, 칩 C를 검사용 유지 부재(3)의 표면에 흡착할 수 있다.
본 실시형태에 따른 검사용 유지 부재(3)를 갖는 프로브 장치(1)는 상기와 같이 구성되어 있으며, 다음으로, 검사용 유지 부재(3)의 제조 방법과, 그 검사용 유지 부재(3)를 갖는 프로브 장치(1)에서 실행되는 디바이스의 전기적 특성의 검사 방법에 대해 설명한다.
우선, 검사용 유지 부재(3)의 제조 방법에 대해 설명한다. 기대(30)의 표면에 흡인구멍(50)의 위치를 나타내는 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 표시한다. 그리고, 그 얼라인먼트 마크에 의거하여, 도 5a에 나타내는 바와 같이 흡인구멍(50)을 기대(30)에 관통 가공해서 형성한다. 또, 얼라인먼트 마크는 기대(30)의 이면에 표시해도 좋다.
기대(30)에 흡인구멍(50)이 형성되면, 도 5b에 나타내는 바와 같이 기대(30)의 표면에 레지스트 시트(resist sheet)(32, 33)를 적층하고, 위치 결정 부재(31)의 패턴을 노광한다. 또, 기대(30)의 이면에도 레지스트 시트를 적층해서 레지스트막(40)을 형성하고, 흡인 홈(41)(교차부(41a), 연결부(41b)) 및 지주 부재(42)의 패턴을 노광한다.
기대(30)의 표면과 이면을 노광한 후, 도 5c에 나타내는 바와 같이 해당 노광한 부분에 의거하여 기대(30)의 표면과 이면을 현상한다. 이 현상에 있어서는 기대(30)의 표면과 이면을 동시에 현상해도 좋다. 상기와 같이 검사용 유지 부재(3)가 제조된다.
다음에, 이 검사용 유지 부재(3)를 갖는 프로브 장치(1)에서 실행되는 칩 C상의 디바이스의 전기적 특성의 검사 방법에 대해 설명한다.
우선, 복수의 칩 C가, 도 3에 나타내는 바와 같이, 검사용 유지 부재(3)의 각 영역 T에 탑재된다. 이 때, 칩 C는 위치 결정 부재(31)에 의해 위치 결정된다. 다음에, 검사용 유지 부재(3)가 도 1에 나타내는 바와 같이 척(4)상에 흡착 유지된다. 이 때, 척(4)의 흡인력에 의해 칩 C가 흡인구멍(50)으로부터 흡인되어 고정된다. 계속해서, 이동 기구(5)에 의해, 척(4)이 수평방향으로 이동되고 X-Y방향에 있어서의 칩 C의 위치가 조정되며, 그 후, 척(4)이 상승된다. 이와 같이 해서, 도 3에 나타내는 바와 같이 각 칩 C상의 디바이스에 프로브 핀(10)이 접촉된다.
그리고, 테스터(6)에 의해서, 예를 들면, 프로브 핀(10, 10) 사이에 고 전압이 인가되고, 프로브 핀(10)과 디바이스의 사이에 전류가 흐르며, 디바이스의, 예를 들면, 내압시험이 실행된다. 또, 이 때, 예를 들면, 테스터(6)에 내장된 도시하지 않은 모니터에 의해서, 프로브 핀(10, 10)간의 전압이 측정되고, 검사시에 디바이스에 실제로 걸려 있는 전압이 계측된다. 이 실제의 인가 전압을 계측하는 것에 의해서, 접촉 저항 등에 의해 발생하는 전기적 손실을 고려한 정확한 부하를 디바이스에 인가할 수 있다. 이와 같이, 4단자 켈빈 측정을 이용해서 디바이스의 전기적 특성의 검사가 실행된다.
전기적 특성의 검사가 종료하면, 구동 기구(5)에 의해 척(4)이 하강하고, 각 프로브 핀(10)이 칩 C로부터 멀어진다. 그 후, 검사용 유지 부재(3)가 척(4)으로부터 분리되어, 일련의 검사 프로세스가 종료한다.
상기의 실시형태에 의하면, 검사용 유지 부재(3)의 기대(30)의 이면에 레지스트막(40)을 형성한 후, 이 레지스트막(40)을 노광, 현상하고 있으므로, 레지스트막(40)에 복잡한 형상의 흡인 홈(41)을 용이하고 또한 소정의 형상으로 형성할 수 있다. 이것에 의해서, 기대(30)를 직접 가공할 필요가 없으므로, 기대(30)에 실리콘 또는 유리를 이용할 수 있다.
이와 같이, 기대(30)에 실리콘 또는 유리를 이용할 수 있으므로, 종래와 같이 기대에 세라믹을 이용한 경우에 비해, 기대(30)의 평면도를 높게 할 수 있다. 또한, 기대(30)의 적절한 강성을 유지하면서, 기대(30)를 얇게 할 수 있다. 또한, 기대(30)의 제조비용을 저렴하게 할 수 있다. 또한, 기대(30)에 실리콘을 이용한 경우에는 종래와 같이 세라믹을 이용한 경우에 비해 열전도율을 양호하게 할 수 있다.
기대(30)의 이면의 레지스트막(40)에 흡인 홈(41)이 교차해서 형성되어 있으므로, 흡인 홈(41)에 의해서 레지스트막(40)이 복수로 분할된다. 이것에 의해서, 기대(30)와 레지스트막(40)의 열팽창율의 차에 의해 레지스트막(40)에 작용하는 응력을 완화할 수 있다. 따라서, 칩 C상의 디바이스의 검사를 행할 때의 분위기 온도가 변화하는 경우에도, 본 발명의 검사용 유지 부재(3)를 이용해서 디바이스의 전기적 특성의 검사를 적절하게 실행할 수 있다.
기대(30)의 흡인 홈(41)의 교차부(41a)나 연결부(41b)에 지주 부재(42)를 형성하고 있으므로, 칩 C에 프로브 핀 C의 침압이 걸렸을 때의 하중이나 기대(30)의 자중에 의한 하중을 지주 부재(42)가 지지할 수 있다. 이것에 의해서, 교차부(41a)나 연결부(41b)가 개구되어 있는 것에 의해서 생기는 기대(30)나 칩 C의 휨을 억제할 수 있다.
기대(30)의 이면의 레지스트막(40)이 기대(30)의 실리콘 또는 유리보다도 유연성을 갖기 때문에, 검사용 유지 부재(3)를 척(4)에 밀착시킬 수 있다.
기대(30)의 표면에는 레지스트 시트(32, 33)를 적층한 후, 레지스트 시트(32, 33)를 노광 및 현상하고 있으므로, 위치 결정 부재(31)를 용이하고 또한 소정의 위치에 형성할 수 있다. 이것에 의해서, 칩 C를 기대(30)의 소정의 위치에 정밀도 좋게 탑재할 수 있다.
기대(30)의 표면의 칩 C가 탑재되는 영역 T에는 이면의 흡인 홈(41)과 연통하는 흡인구멍(50)을 형성하고 있으므로, 흡인구(4a)로부터 칩 C를 흡인하며, 기대(30)상의 칩 C를 안정적으로 유지할 수 있다.
기대(30)의 표면과 이면에 레지스트 시트를 적층하고 있으므로, 레지스트를 도포하는 경우에 비해, 막의 두께의 균일성이 높고, 검사용 유지 부재(3)의 표면과 이면의 평면성을 유지할 수 있다.
상기의 실시형태에서는 기대(30)에 실리콘 또는 유리를 이용하고 있었지만, 실리콘 산화물을 이용해도 좋다. 이러한 경우에도, 종래와 같이 기대에 세라믹을 이용한 경우에 비해, 기대(30)의 평면도를 높게 할 수 있고, 또 기대(30)의 적절한 강성을 유지하면서, 기대(30)를 얇게 할 수 있으며, 또한 기대(30)의 제조비용을 저렴하게 할 수 있다.
또한, 기대(30)의 표면과 이면에 레지스트 시트를 적층하고 있지만, 그 대신에 기대(30)의 재료인 실리콘 또는 유리보다 유연성을 갖는 재료, 예를 들면, 감광성의 폴리이미드나 내열성의 수지를 이용해도 좋다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 청구의 범위에 기재된 사상의 범주내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예를 생각하여 도달할 수 있는 것은 명백하며, 그들에 대해서도 당연 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
본 발명은 디바이스의 전기적 특성의 검사에 있어서, 디바이스를 적절한 위치에 유지하고, 요구되는 검사를 정밀도 좋게 안정적으로 실행할 때에 유용하다.
1 프로브 장치 2 프로브 카드 3 검사용 유지 부재
4 척 10 프로브 핀 30 기대
31 위치 결정 부재 32, 33 레지스트 시트 40 레지스트막
41 흡인 홈 41a 교차부 41b 연결부
42 지주 부재 50 흡인구멍 C 칩
T 칩이 탑재되는 영역

Claims (11)

  1. 디바이스의 전기적 특성을 검사할 때에, 그 디바이스를 유지하는 검사용 유지 부재로서,
    디바이스가 형성된 복수의 칩을 소정의 위치에 탑재 가능하고, 실리콘 또는 유리로 이루어지는 기대를 가지며,
    상기 기대의 이면에는 레지스트막이 형성되고,
    상기 기대에는 해당 기대를 관통하고, 해당 기대에 탑재된 칩을 흡인해서 유지하는 복수의 흡인구멍이 형성되고,
    상기 레지스트막에는 상기 흡인구멍과 연통하는 흡인 홈이 형성되어 있고,
    상기 레지스트막은 상기 흡인 홈에 의해서 복수의 영역으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 검사용 유지 부재.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기대의 칩이 탑재되는 영역에 대응하는 상기 흡인 홈 내에는 상기 레지스트막의 일부가 남아 있는 것을 특징으로 하는 검사용 유지 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기대의 칩이 탑재되는 영역 이외의 영역에 대응하는 상기 흡인 홈 내에는 상기 레지스트막의 일부가 또한 남아 있는 것을 특징으로 하는 검사용 유지 부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡인구멍은 상기 기대의 종방향 및 횡방향으로 배열되고,
    상기 흡인 홈은 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 검사용 유지 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 레지스트막은 레지스트 시트인 것을 특징으로 하는 검사용 유지 부재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기대의 표면에는, 상기 칩을 위치 결정 가능하고 레지스트로 이루어지는 위치 결정 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 검사용 유지 부재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 위치 결정 부재는 레지스트 시트인 것을 특징으로 하는 검사용 유지 부재.
  9. 디바이스의 전기적 특성을 검사할 때에, 그 디바이스를 유지하는 검사용 유지 부재의 제조 방법으로서,
    디바이스가 형성된 복수의 칩을 소정의 위치에 탑재 가능하고, 실리콘 또는 유리로 이루어지는 기대의 표면 또는 이면에, 상기 칩을 흡인해서 유지하는 흡인구멍을 상기 기대에 관통 가공해서 형성하고,
    상기 기대의 이면에 레지스트 시트를 적층하고, 해당 레지스트 시트에 상기 흡인구멍과 연통하는 흡인 홈의 패턴을 노광하고,
    상기 기대의 이면을 현상하는 것을 특징으로 하는
    검사용 유지 부재의 제조방법.

  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기대의 표면에 레지스트 시트를 적층하고, 해당 레지스트 시트에 상기 칩의 위치 결정을 행하는 위치 결정 부재의 패턴을 노광하고,
    상기 기대의 표면을 현상하는 것
    을 특징으로 하는 검사용 유지 부재의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기대의 이면을 현상할 때와 상기 기대의 표면을 현상할 때에, 해당 기대의 표면 및 이면을 동시에 현상하는 것을 특징으로 하는 검사용 유지 부재의 제조방법.
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