KR102413745B1

KR102413745B1 - 전기적 접속 장치, 검사 장치, 및 접촉 대상체와 접촉자의 전기적 접속 방법

Info

Publication number: KR102413745B1
Application number: KR1020200105110A
Authority: KR
Inventors: 준 모치즈키
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2022-06-27
Also published as: US11408926B2; KR20210028098A; JP2021038999A; US20210063465A1

Abstract

[과제] 접촉 대상체에 접촉하는 접촉자를 갖는 전기적 접속 장치의 제작 코스트를 저감한다.
[해결수단] 접촉 대상체에 접촉하는 접촉자를 구비하는 전기적 접속 장치에 있어서, 상기 접촉 대상체측의 면에 오목부를 갖는 본체부와, 상기 오목부를 덮는 밀폐 공간을 형성하고, 가요성을 갖는 가요성부를 구비하고, 상기 본체부는 상기 밀폐 공간 내의 압력을 조정하기 위한 배기로 및 급기로를 갖고, 상기 접촉자는 상기 가요성부를 사이에 두고 상기 오목부와 대향하도록 마련되어 있다.

Description

전기적 접속 장치, 검사 장치, 및 접촉 대상체와 접촉자의 전기적 접속 방법{ELECTRICAL CONNECTING DEVICE, INSPECTION APPARATUS, AND METHOD FOR ELECTRICAL CONNECTION BETWEEN CONTACT TARGET AND CONTACT MEMBER}

본 개시는 전기적 접속 장치, 검사 장치, 및 접촉 대상체와 접촉자의 전기적 접속 방법에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 복수의 프로브 핀과, 이러한 프로브 핀을 지지하는 지지체를 구비한 컨택터가 개시되어 있다. 본 컨택터에서는, 프로브 핀이 접촉 단자를 갖는 본체와, 이 본체의 외주면에 형성된 나선 홈과 일부가 나사 결합하여 전기적으로 일체화하는 코일 스프링을 갖는다.

일본 특허 공개 제 2004-85260 호 공보

본 개시에 따른 기술은 접촉 대상체에 접촉하는 접촉자를 갖는 전기적 접속 장치의 제작 코스트를 저감한다.

본 개시의 일 태양은 접촉 대상체에 접촉하는 접촉자를 구비하는 전기적 접속 장치에 있어서, 상기 접촉 대상체측의 면에 오목부를 갖는 본체부와, 상기 오목부를 덮는 밀폐 공간을 형성하고, 가요성을 갖는 가요성부를 구비하고, 상기 본체부는 상기 밀폐 공간 내의 압력을 조정하기 위한 배기로 및 급기로를 갖고, 상기 접촉자는 상기 가요성부를 사이에 두고 상기 오목부와 대향하도록 마련되어 있다.

본 개시에 의하면, 접촉 대상체에 접촉하는 접촉자를 갖는 전기적 접속 장치의 제작 코스트를 저감할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 검사 장치의 구성의 개략을 도시하는 상면 횡단면도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 검사 장치의 구성의 개략을 도시하는 정면 종단면도이다.
도 3은 각 분할 영역 내의 구성을 도시하는 정면 종단면도이다.
도 4는 도 3의 부분 확대도이다.
도 5는 컨택터의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 6은 컨택터의 구성의 개략을 도시하는 단면도이다.
도 7은 컨택터의 주요부의 확대도이다.
도 8은 검사 처리시의 구형상 접촉자의 주변의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 9는 검사 처리시의 구형상 접촉자의 주변의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 10은 검사 처리시의 구형상 접촉자의 주변의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 11은 검사 처리시의 구형상 접촉자의 주변의 모습을 도시하는 단면도이다.

반도체 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 상에 회로 패턴을 갖는 다수의 반도체 디바이스가 형성된다. 형성된 반도체 디바이스는 전기적 특성 등의 검사가 실행되고, 양품과 불량품으로 선별된다. 반도체 디바이스의 검사는 예를 들면, 각 반도체 디바이스로 분할되기 전의 웨이퍼 상태에서, 검사 장치를 이용하여 실행된다.

검사 장치는 예를 들면, 웨이퍼가 탑재되는 탑재대와, 다수의 프로브가 마련된 프로브 카드를 구비한다. 이 경우, 전기적 특성의 검사에서는 먼저, 탑재대에 탑재된 웨이퍼와 프로브 카드가 접근되고, 웨이퍼에 형성되어 있는 반도체 디바이스의 각 전극에 프로브 카드의 프로브가 접촉한다. 이 상태에서, 프로브 카드의 상방에 마련된 테스터로부터 각 프로브를 거쳐서 반도체 디바이스에 전기 신호가 공급된다. 그리고, 각 프로브를 거쳐서 반도체 디바이스로부터 테스터가 수신한 전기 신호에 기반하여, 해당 반도체 디바이스가 불량품인지 아닌지가 선별된다.

특허문헌 1에는, 전술과 같이, 프로브로서, 접촉 단자를 갖는 본체와, 이 본체의 외주면에 형성된 나선 홈과 일부가 나사 결합하여 전기적으로 일체화하는 코일 스프링을 갖는 것이 개시되어 있다. 이와 같이 코일 스프링 등의 탄성적인 구조를 이용함으로써, 반도체 디바이스의 전극에 대해, 적절한 압력으로 안정적으로 프로브를 접촉시킬 수 있다. 그러나, 코일 스프링을 갖는 프로브가 마련된 프로브 카드는, 제작에 시간을 필요로 하기 때문에, 그만큼 고가가 되므로, 제작 코스트의 면에서 개선의 여지가 있다. 특히, 프로브가 다수 마련되어 있는 경우는, 보다 개선의 여지가 있다.

상술의 제작 코스트에 관한 점은 예를 들면, 프로브 카드 이외의 접촉자를 갖는 다른 전기적 접속 장치에 있어서도 마찬가지이다.

그래서, 본 개시에 따른 기술은 접촉 대상체에 접촉하는 접촉자를 갖는 전기적 접속 장치의 제작 코스트를 저감한다.

이하, 본 실시형태에 따른 전기적 접속 장치, 검사 장치, 및 접촉 대상체와 접촉자의 전기적 접속 방법에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 부여하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.

도 1 및 도 2는 각각, 본 실시형태에 따른 검사 장치의 구성의 개략을 도시하는 상면 횡단면도 및 정면 종단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 검사 장치(1)는 케이스(10)를 갖고, 해당 케이스(10)에는, 반입출 영역(11), 반송 영역(12), 검사 영역(13)이 마련되어 있다. 반입출 영역(11)은 검사 장치(1)에 대해서, 접촉 대상체 및 검사 대상 기판으로서의 웨이퍼(W)의 반입출이 실행되는 영역이다. 반송 영역(12)은 반입출 영역(11)과 검사 영역(13)을 접속하는 영역이다. 또한, 검사 영역(13)은 웨이퍼(W)에 형성된 검사 대상 디바이스로서의 반도체 디바이스의 전기적 특성 검사가 실행되는 영역이다.

반입출 영역(11)에는, 복수의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)를 받아들이는 포트(20), 후술의 컨택터를 수용하는 로더(21), 검사 장치(1)의 각 구성요소를 제어하는 제어부(22)가 마련되어 있다. 제어부(22)는 예를 들면, CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터에 의해 구성되고, 프로그램 격납부(도시되지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 격납부에는, 검사 장치(1)에 있어서의 각종 처리를 제어하는 프로그램이 격납되어 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 해당 기억 매체로부터 제어부(22)에 인스톨된 것이어도 좋다. 프로그램의 일부 또는 모두는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현해도 좋다.

반송 영역(12)에는, 웨이퍼(W) 등을 보지한 상태로 자유롭게 이동 가능한 반송 장치(30)가 배치되어 있다. 이 반송 장치(30)는 반입출 영역(11)의 포트(20) 내의 카세트(C)와, 검사 영역(13) 사이에 웨이퍼(W)의 반송을 실행한다. 또한, 반송 장치(30)는 검사 영역(13) 내의 후술의 포고 프레임에 고정되어 있던 컨택터 중 메인터넌스가 필요한 것을 반입출 영역(11)의 로더(21)로 반송한다. 게다가, 반송 장치(30)는 신규한 또는 메인터넌스가 끝난 컨택터를 로더(21)로부터 검사 영역(13) 내의 상기 포고 프레임으로 반송한다.

검사 영역(13)은 테스터(40)가 복수 마련되어 있다. 구체적으로는, 검사 영역(13)은 도 2에 도시되는 바와 같이, 연직 방향으로 3개로 분할되고, 각 분할 영역(13a)에는, 수평 방향(도면의 X방향)으로 배열된 4개의 테스터(40)로 이루어지는 테스터 열이 마련되어 있다. 또한, 각 분할 영역(13a)에는, 1개의 얼라이너(50)와, 1개의 카메라(60)가 마련되어 있다. 또한, 테스터(40), 얼라이너(50), 카메라(60)의 수나 배치는 임의로 선택할 수 있다.

테스터(40)는 전기적 특성 검사용의 전기 신호를 웨이퍼(W)와의 사이에서 송수(送受)하는 것이다.

얼라이너(50)는 웨이퍼(W)가 탑재되는 탑재대로서의 후술의 척 탑(chuck top)(51)을 이동시키는 것이며, 테스터(40)의 하방의 영역 내를 이동 가능하게 마련되어 있다. 구체적으로는, 얼라이너(50)는 척 탑(51)이 탑재된 상태로, 상하 방향(도면의 Z방향), 전후 방향(도면의 Y방향) 및 좌우 방향(도면의 X방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 얼라이너(50)는 척 탑(51)과 컨택터의 위치 조정 등을 실행하는 위치 조정 기구로서 기능한다. 또한, 얼라이너(50)는 척 탑(51)을 진공 흡착 등에 의해 착탈 가능하게 보지 가능하게 구성되고, 컨택터를 촬상하는 카메라(61)를 구비하고 있다.

카메라(60)는 수평하게 이동하고, 해당 카메라(60)가 마련된 분할 영역(13a) 내의 각 테스터(40)의 앞에 위치하여, 얼라이너(50) 상의 척 탑(51)에 탑재된 웨이퍼(W)를 촬상한다.

카메라(60)와 카메라(61)의 협동에 의해, 컨택터의 후술의 구형상 접촉자와 웨이퍼(W)에 형성된 반도체 디바이스의 전극 패드의 위치 맞춤을 실행할 수 있다.

본 검사 장치(1)에서는, 반송 장치(30)가 1개의 테스터(40)를 향해 웨이퍼(W)를 반송하고 있는 동안에, 다른 테스터(40)는 다른 웨이퍼(W)에 형성된 전자 디바이스의 전기적 특성의 검사를 실행할 수 있다.

계속해서, 도 3 내지 도 7을 이용하여, 테스터(40)의 주위의 구성에 대해서 설명한다. 도 3은 각 분할 영역(13a) 내의 구성의 개략을 도시하는 정면 종단면도이다. 도 4는 도 3의 부분 확대도이다. 도 5 및 도 6은 각각, 테스터(40)의 하방에 위치하는 컨택터의 구성의 개략을 도시하는 평면도 및 단면도이다. 도 7은 컨택터의 주요부의 확대도이다.

테스터(40)는 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 수평하게 마련된 테스터 마더 보드(41)를 바닥부에 갖는다. 테스터 마더 보드(41)에는, 복수의 검사 회로 기판(도시되지 않음)이 입설 상태로 장착되어 있다. 또한, 테스터 마더 보드(41)의 바닥면에는 복수의 전극이 마련되어 있다.

게다가, 테스터(40)의 하방에는, 포고 프레임(70)과 컨택터(80)가 각각 1개씩 상측으로부터 이 순서로 마련되어 있다.

포고 프레임(70)은 컨택터(80)를 지지하는 동시에, 해당 컨택터(80)와 테스터(40)를 전기적으로 접속하는 것이며, 테스터(40)와 컨택터(80) 사이에 위치하도록 배치되어 있다. 이 포고 프레임(70)은 테스터(40)와 컨택터(80)를 전기적으로 접속하는 포고 핀(71)을 갖고, 구체적으로는, 다수의 포고 핀(71)을 보지하는 포고 블럭(72)을 갖는다. 또한, 포고 프레임(70)은 포고 블럭(72)이 삽입 끼워맞춤되는 것에 의해 포고 핀(71)이 장착되는 장착 구멍(73a)이 형성된 프레임 본체(73)를 갖는다.

포고 프레임(70)의 하면에는, 컨택터(80)가 해당 포고 프레임(70)에 대해 위치 맞춤된 상태로 지지된다.

또한, 포고 프레임(70)의 하면에는, 컨택터(80)의 장착 위치를 위요(圍繞)하도록, 연직 방향으로 신축 가능하게 구성된 탑재대 지지부로서의 벨로우즈(74)가 장착되어 있다. 이 벨로우즈(74)에 의해, 예를 들면, 전기적 특성 검사시에, 후술의 척 탑(51) 상의 웨이퍼(W)를 컨택터(80)의 후술의 구형상 접촉자(83)에 접촉시킨 상태로, 컨택터(80)와 웨이퍼(W)를 포함하는 밀폐 공간을 형성할 수 있다.

또한, 배기 기구(도시되지 않음)에 의해서, 테스터 마더 보드(41)는 포고 프레임(70)에 진공 흡착되고, 컨택터(80)는 포고 프레임(70)에 진공 흡착된다. 이러한 진공 흡착을 실행하기 위한 진공 흡인력에 의해, 포고 프레임(70)의 각 포고 핀(71)의 하단은, 컨택터(80)의 후술의 카드 본체(81)의 상면에 있어서의, 대응하는 전극 패드에 접촉하고, 각 포고 핀(71)의 상단은 테스터 마더 보드(41)의 하면의 대응하는 전극에 가압된다.

상술의 포고 프레임(70)의 하면측에 지지된 컨택터(80)의 하방의 위치에, 벨로우즈(74)를 거쳐서 척 탑(51)이 지지된다.

척 탑(51)은 웨이퍼(W)가 탑재되는 동시에 해당 탑재된 웨이퍼(W)를 흡착 등에 의해 보지한다. 이 척 탑(51)에는, 온도 조정 기구(52)가 매설되어 있다. 온도 조정 기구(52)는 전기적 특성 검사시에 척 탑(51)의 온도 조정을 실행하는 것에 의해, 척 탑(51)에 탑재된 웨이퍼(W)의 전기적 특성 시의 온도를 조정하는 것 등을 목적으로 한 것이다.

전기적 특성 검사시에는, 웨이퍼(W)가 탑재된 척 탑(51)이 얼라이너(50)에 의해 상승되고, 컨택터(80)의 후술의 구형상 접촉자와 웨이퍼(W)가 접촉한 상태가 된다.

또한, 전기적 특성 검사시 등에 있어서, 척 탑(51)이 상승됨으로써, 벨로우즈(74)의 하면이 시일 부재(도시되지 않음)에 의해 척 탑(51)과 밀착하고, 척 탑(51)과 포고 프레임(70)과 벨로우즈(74)로 규정되는 검사 공간이 밀폐 공간이 된다. 이 검사 공간을 진공 배기하는 동시에, 얼라이너(50)에 의한 척 탑(51)의 보지를 해제하고, 얼라이너(50)를 하방으로 이동시키는 것에 의해, 척 탑(51)이 얼라이너(50)로부터 분리되어, 포고 프레임(70)측에 흡착된다.

컨택터(80)는 전기적 접속원으로서의 포고 프레임(70)과 전기적 접속처로서의 웨이퍼(W)를 전기적으로 접속하는 것이다. 이 컨택터(80)는 도 5 내지 도 7에 도시되는 바와 같이, 본체부로서의 카드 본체(81)와, 가요성부로서의 플렉서블 프린트 배선 기판(FPC 기판)(82)과, 접촉자로서의 구형상 접촉자(83)를 갖는다.

카드 본체(81)는 예를 들면, 유기 다층 기판이나 세라믹 다층 기판 등의 적층 배선 기판으로 이루어지고, 원판 형상으로 형성되어 있다. 카드 본체(81)에는, 상면에 마련된 복수의 전극 패드(81a)를 포함하는, 포고 프레임(70)과 전기적으로 접속되는 도전로가 형성되어 있다. 또한, 카드 본체(81)의 하면, 즉, 웨이퍼(W)측의 면에는, 웨이퍼(W)의 전극 패드(Wp)에 대응하는 위치에 오목부(81b)가 복수 마련되어 있다. 오목부(81b)의 치수는 예를 들면, 길이 및 폭이 10㎛ 내지 1000㎛, 깊이가 10㎛ 내지 1000㎛이다.

카드 본체(81)의 배기로(81c) 및 급기로(81d)에 대해서는 후술한다.

FPC 기판(82)은 가요성을 갖는 프린트 배선 기판이며, 예를 들면, 폴리이미드로 이루어지는 부재를 기재(機材)로서 이용하고 있다. 이 FPC 기판(82)은 하면에 있어서의 오목부(81b) 각각에 대응하는 위치에 형성된 전극 패드(82a)를 포함하는 도전로가 형성되어 있다. 이 도전로는, 카드 본체(81)의 상술의 도전로와 구형상 접촉자(83)를 전기적으로 접속한다. 또한, FPC 기판(82)은 카드 본체(81)의 오목부(81b) 각각을 덮고, 해당 오목부(81b) 각각과의 사이에 밀폐 공간(S)을 형성한다.

구형상 접촉자(83)는 적어도 검사시에는, 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 전극 패드(Wp)에 접촉한다. 또한, 웨이퍼(W)의 전극에는, 전극 패드(Wp) 대신에, 땜납 범프가 마련되어 있는 경우도 있다.

구형상 접촉자(83)는 구형상으로 형성되어 있고, 예를 들면, 땜납으로부터 형성된다. 예를 들어, 웨이퍼(W)의 전극 패드(Wp)가 30㎛×30㎛였을 경우, 구형상 접촉자(83)의 직경은 5㎛ 내지 200㎛로 된다.

또한, 구형상 접촉자(83)는 FPC 기판(82)을 사이에 두고, 카드 본체(81)의 오목부(81b)와 대향하는 위치에 마련되어 있다. 구체적으로는, 구형상 접촉자(83)는 FPC 기판(82)에 있어서의 카드 본체(81)의 오목부(81b)에 대응하는 위치에 형성된 전극 패드(82a) 상에 마련되어 있다.

게다가, 구형상 접촉자(83)는 카드 본체(81)의 상면에 마련된 대응하는 전극 패드(81a)에, FPC 기판(82)에 형성되어 있는 전술의 도전로를 거쳐서, 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 전기적 특성 검사시에는, 포고 핀(71), 카드 본체(81)의 상면에 마련된 전극 패드(81a) 및 구형상 접촉자(83)를 거쳐서, 테스터 마더 보드(41)와 웨이퍼(W) 상의 반도체 디바이스 사이에서, 검사에 따른 전기 신호가 송수된다.

또한, 검사 장치(1)는 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 반도체 디바이스의 전기적 특성 검사를 일괄로 실행하기 위해서, 구형상 접촉자(83)는 컨택터(80)의 하면 대략 전체를 덮도록 다수 마련되어 있고, 대응하는 오목부(81b)도 다수 마련되어 있다.

게다가 카드 본체(81)에 대해서 설명한다. 카드 본체(81)는 오목부(81b)와 FPC 기판(82)에 의해 형성되는 밀폐 공간(S) 내의 압력을 조정하기 위해, 배기로(81c) 및 급기로(81d)가 형성되어 있다. 배기로(81c)의 일단은, 오목부(81b) 각각에 연통하고 있고, 타단은 배기 기구(100)에 접속되어 있다. 또한, 급기로(81d)의 일단은 오목부(81b) 각각 연통하고 있고, 타단은 급기 기구(110)에 접속되어 있다. 배기 기구(100) 및 급기 기구(110)는 모두 상기 밀폐 공간(S) 내의 압력을 조정하는 압력 조정 기구이다.

배기 기구(100)는 배기관(101)과 배기 장치(102)를 갖고 있다. 배기관(101)의 일단은 상술의 배기로(81c)에 접속되어 있고, 타단은 배기 장치(102)에 접속되어 있다. 배기 장치(102)는 예를 들면, 진공 펌프에 의해 구성되고, 카드 본체(81)의 오목부(81b)와 FPC 기판(82)에 의해 형성되는 밀폐 공간(S) 내의 가스를 배기한다. 또한, 배기관(101)에는 밸브(101a)가 마련되어 있다. 밸브(101a)에는 예를 들면, 그 개방도를 조정 가능한 것이 이용된다.

급기 기구(110)는 공급관(111)과 건조 에어 공급원(112)을 갖고 있다. 공급관(111)의 일단은 상술의 급기로(81d)에 접속되어 있고, 타단은 건조 에어 공급원(112)에 공급되어 있다. 건조 에어 공급원(112)은 건조 에어를 상술의 밀폐 공간(S)에 공급한다. 또한, 공급관(111)에는, 상류측으로부터 순서대로, 유량 제어 밸브(111a)와 개폐 밸브(111b)가 마련되어 있다.

다음에 검사 장치(1)를 이용한 검사 처리에 대해서 도 8 내지 도 11을 이용하여 설명한다. 도 8 내지 도 11은 상기 검사 처리시의 구형상 접촉자(83)의 주변의 모습을 도시하는 단면도이며, 검사 처리에 따른 부분만을 도시하고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 웨이퍼(W)가 탑재되지 않은 척 탑(51)이, 모든 테스터(40)에 대해, 즉, 모든 포고 프레임(70)에 대해 장착된 상태로부터, 검사 처리가 개시되는 것으로 한다.

(위치 맞춤)

먼저, 검사 대상의 웨이퍼(W)와 컨택터(80)의 위치 맞춤이 실행된다. 구체적으로는, 반송 장치(30) 등이 제어부(22)에 의해 제어되고, 반입출 영역(11)의 포트(20) 내의 카세트(C)로부터 웨이퍼(W)가 취출되어서, 검사 영역(13) 내에 반입되고, 얼라이너(50) 상의 척 탑(51) 상에 탑재된다. 그 다음에, 얼라이너(50), 카메라(60, 61)가 제어부(22)에 의해 제어되고, 카메라(60)에서의 웨이퍼(W)의 촬상 결과와 카메라(61)에 의한 구형상 접촉자(83)의 촬상 결과에 기반하여, 척 탑(51) 상의 웨이퍼(W)와 컨택터(80)의 수평 방향에 따른 위치 맞춤이 실행된다. 계속해서, 예를 들어, 도 8에 도시되는 바와 같이, 컨택터(80)의 구형상 접촉자(83)와 웨이퍼(W)에 형성된 반도체 디바이스의 전극 패드(Wp) 사이의 거리가 사전결정된 거리가 될 때까지, 척 탑(51)이 상승된다. 이 단계에서는, 반도체 디바이스의 전극 패드(Wp)는 절연층(N)으로 덮여 있다. 그 후, 배기 기구(도시되지 않음)가 구동되는 동시에 얼라이너(50)가 하강되고, 이에 의해, 척 탑(51)이 분리되고, 해당 척 탑(51)이 포고 프레임(70)에 흡착된다. 또한, 이 위치 맞춤 공정시에, 구형상 접촉자(83)와 전극 패드(Wp)를 접촉시켜도 좋다.

(전기 접속)

계속해서, 웨이퍼(W) 상의 반도체 디바이스의 전극 패드(Wp)와, 구형상 접촉자(83)가 전기적으로 접속된다.

구체적으로는, 우선, 배기 기구(100) 및 급기 기구(110)가 구동되고, 카드 본체(81)의 오목부(81b)와 FPC 기판(82)에 의해 형성되는 밀폐 공간(S) 내의 압력이 조정되고, 구형상 접촉자(83)가 전극 패드(Wp) 상의 절연층(N)에 반복 충돌되고, 해당 절연층(N)이 파괴된다.

보다 구체적으로는, 예를 들면, 배기 기구(100)에 의해 배기가 개시되고, 상기 밀폐 공간(S) 내가 감압되고, 도 9에 도시되는 바와 같이, FPC 기판(82)이 오목부(81b)측으로 돌출하도록 변형되고, 구형상 접촉자(83)가 전극 패드(Wp)로부터 더욱 이격한다. 그 다음에, 예를 들면, 배기 기구(100)에 의한 배기가 정지되는 동시에 급기 기구(110)에 의한 급기가 개시되고, 상기 밀폐 공간(S) 내가 가압되고, 도 10에 도시되는 바와 같이, FPC 기판(82)이 웨이퍼(W)측으로 돌출하도록 변형되고, 구형상 접촉자(83)가 전극 패드(Wp) 상의 절연층(N)에 충돌한다. 상술한 바와 같이 이격시키고 나서 충돌시키는 것을 반복함으로써, 바꿔말하면, 구형상 접촉자(83)와 전극 패드(Wp)의 접촉 및 비접촉의 전환을 반복함으로써, 절연층(N)이 파괴된다.

절연층(N)의 적어도 일부가 파괴 또는 제거된 후, 예를 들면, 급기 기구(110)가 구동되어, 상기 밀폐 공간(S) 내의 압력이 조정되고, 도 10에 도시되는 바와 같이, 구형상 접촉자(83)가 전극 패드(Wp)에 소망한 하중으로 접촉되고, 양자가 서로 전기적으로 접속된다. 또한, 절연층(N)을 파괴시키기 위해서 구형상 접촉자(83)를 충돌시킬 때의 밀폐 공간(S) 내의 압력을 P1, 절연층의 파괴 후에 구형상 접촉자(83)와 전극 패드(Wp)를 전기적으로 접속시킬 때의 밀폐 공간(S)의 압력, 즉, 검사시의 밀폐 공간(S)의 압력을 P2로 했을 때, 예를 들면, P1≒P2 또는 P1≥P2로 된다. 또한, 밀폐 공간(S) 내의 압력의 조정은, 예를 들면, 도시되지 않은 압력계에 의한 밀폐 공간(S) 내의 압력의 측정 결과에 기반하여, 급기 기구(110)의 유량 제어 밸브(111a)나 배기 기구(100)의 밸브(101b)의 개방도를 제어함으로써 실행된다.

(검사)

상술의 전기적인 접속 후, 테스터(40)로부터 포고 핀(71) 등을 거쳐서 구형상 접촉자(83)에 전기적 특성 검사용의 전기 신호가 입력되고, 전자 디바이스의 전기적 특성 검사가 개시된다.

전기적 특성 검사가 완료되면, 얼라이너(50)나 반송 장치(30) 등이 제어부(22)로 제어된다. 이에 의해, 척 탑(51)의 포고 프레임(70)으로부터의 분리, 즉, 척 탑(51)의 디처킹(dechucking)이 실행되고, 해당 척 탑(51) 상의 웨이퍼(W)가 포트(20) 내의 카세트(C)에 되돌려진다.

또한, 1개의 테스터(40)에서의 검사 중, 얼라이너(50)에 의해서, 다른 테스터(40)로의 웨이퍼(W)의 반송이나 다른 테스터(40)로부터의 웨이퍼(W)의 회수가 실행된다.

계속해서, 컨택터(80)의 제작 방법의 일례에 대해서 설명한다.

(카드 본체와 FPC 기판의 고정)

먼저, 오목부(81b)가 형성된 카드 본체(81)에 대해, FPC 기판(82)이 위치 맞춤된 상태로, 첩합 등에 의해 고정된다.

(배리어 메탈 형성)

다음에, FPC 기판(82)의 전극 패드(82a) 상에, 도전성을 갖는 언더 배리어 메탈이 형성된다. 구체적으로는, 예를 들면, 먼저, 각 전극 패드(82a)가 노출하도록, 포토리소그래피 기술 등에 의해 마스크가 형성된다. 그 다음에, 마스크로부터 노출한 전극 패드(82a) 상에, 이후의 공정으로 형성되는 구형상 접촉자(83)와 접합하는 언더 배리어 메탈이 형성된다. 언더 배리어 메탈은 예를 들면, 전기 도금법 등에 의해 형성할 수 있다.

(접촉자 형성)

계속해서, 언더 배리어 메탈 각각의 위에, 땜납으로 이루어지는 구형상 접촉자(83)가 모두, 전기 도금법, 볼 탑재법, 스크린 인쇄법 등에 의해서, 일괄로 형성된다. 형성 후, 전술의 마스크는 제거된다.

이상의 공정에 의해, 컨택터(80)가 완성된다. 또한, FPC 기판(82) 상에 구형상 접촉자(83)를 형성하고 나서, FPC 기판(82)과 카드 본체(81)를 고정하도록 해도 좋다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)에 접촉하는 구형상 접촉자(83)를 갖는 컨택터(80)가, 웨이퍼(W)측의 면에 오목부(81b)를 갖는 카드 본체(81)와, 오목부(81b)를 덮는 밀폐 공간(S)을 형성하고, 가요성을 갖는 FPC 기판(82)을 구비한다. 그리고, 카드 본체(81)가 밀폐 공간(S) 내의 압력을 조정하기 위한 배기로(81c) 및 급기로(81d)를 갖고, 구형상 접촉자(83)가 FPC 기판(82)을 사이에 두고 오목부(81b)와 대향하도록 마련되어 있다. 이 컨택터(80)는 예를 들면, 상술과 같은 제작 방법 등에 의해, 단시간에 제작할 수 있기 때문에, 특허문헌 1의 프로브를 갖는 프로브 카드 등의 종래의 전기적 접속 장치에 비해, 제작 코스트를 저감할 수 있다. 특히, 구형상 접촉자(83)가 다수 마련되는 경우여도, 컨택터(80)는 단시간에 제작할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 구형상 접촉자(83)는 FPC 기판(82)에 지지되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 전극 패드(Wp)에 탄성적으로 접촉한다. 따라서, 구형상 접촉자(83)는 종래의 프로브와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 전극 패드(Wp)에 대해, 적절한 압력으로 안정적으로 접촉시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 전극 패드(Wp)에 구형상 접촉자(83)를 반복 충돌시키는 것에 의해, 해당 전극 패드(Wp) 상의 절연층(N)을 파괴하고, 전극 패드(Wp)와 구형상 접촉자(83)의 전기적인 접속을 확보하고 있다. 종래, 전극 패드 상의 절연층을 파괴하고 해당 전극 패드와 프로브의 전기적인 접속을 확보하기 위해서, 프로브에 큰 하중을 가하고 있었다.

그러나, 프로브에 큰 하중을 가하여 전극 패드와 프로브의 전기적인 접속을 확보하는 방법은, 프로브 카드에 다수의 프로브가 마련되어 있는 경우, 이하와 같은 문제가 있다. 즉, 종래, 하중은 프로브 단위로 조정할 수 없기 때문에, 프로브 카드 단위로 조정하고 있으므로, 프로브 카드가 경사져 있는 경우 등에 있어서, 프로브가 마련된 위치에 의해서 해당 프로브에 가하는 하중이 상이한 일이 있었다. 그 때문에, 모든 프로브와 전극 패드의 전기적인 접속이 확보되는 설정 하중의 조건 도출시에는, 하중을 변화시킬 때마다, 다수의 프로브에 대해서 상태를 검증할 필요가 있다. 따라서, 상기 조건 도출에는 장시간을 필요로 한다. 또한, 프로브에 대한 하중이 너무 크면, 해당 프로브에 의해 전극 패드가 파손해버리는 일이 있기 때문에, 설정 하중을 단순히 크게 할 수 없다.

그에 대해, 본 실시형태와 같이 구형상 접촉자(83)를 절연층(N)에 반복 충돌시킴으로써 전기적 접속을 확보하는 방법에서는, 상기 전기적 접속을 확보하기 위한 설정 충돌 횟수는 예를 들면, 1개의 전극 패드(Wp)와 1개의 구형상 접촉자(83)의 관계가 검증되고, 마진을 갖고 결정된다. 본 결정 방법에서는, 모든 구형상 접촉자(83)가 아니라 1개의 구형상 접촉자(83)에만 주목하고 있기 때문에, 설정 충돌 횟수의 조건 도출의 시간은 단시간에 끝난다. 그리고, 이와 같이 1개의 구형상 접촉자(83)에 주목하여 단시간에 결정한 설정 충돌 횟수를, 다른 구형상 접촉자(83)에 적용해도, 해당 다른 구형상 접촉자(83)가 접촉하는 전극 패드(Wp)를 파손시키지 않고, 해당 다른 구형상 접촉자와 해당 전극 패드를 확실히 전기적으로 접속할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 구형상 접촉자(83)를 절연층(N)에 반복 충돌시킴으로써 해당 절연층(N)을 파괴하고 있기 때문에, 구형상 접촉자(83)로의 하중이 작아도, 전극 패드(Wp)와 구형상 접촉자(83)의 전기적인 접속을 확보할 수 있다. 예를 들어, 구형상 접촉자(83)에 가하는 하중이, 종래의 접촉자인 프로브에 가하는 하중의 절반 이하여도, 구형상 접촉자(83)와 전극 패드(Wp)를 확실히 전기적으로 접속할 수 있다. 따라서, 구형상 접촉자(83)의 하중을 받는 구조체(예를 들면, 척 탑(51) 등)에 높은 강성이 불필요하게 되므로, 상기 구조체를 소형, 또한 염가로 할 수 있고, 그 결과, 검사 장치를 소형, 또한 염가로 할 수 있다.

게다가, 본 실시형태에서는, 구형상 접촉자(83)로의 하중이 작기 때문에, 해당 구형상 접촉자(83)가 접촉하는 것에 의한 전극 패드(Wp)로의 데미지가 적다.

게다가 또한, 본 실시형태와 같이 웨이퍼(W)의 전극 패드(Wp)에 대한 전기적 접속을 확보하는 방법에서는, 종래에 비해, 보다 확실히 전기적 접속을 확보할 수 있고, 또한, 상술된 바와 같이 전극 패드(Wp)로의 데미지가 적다. 그 때문에, 프로브를 이용하는 경우에 실행되고 있던 침흔(針痕) 검사를 생략할 수 있다.

또한, 상술의 밀폐 공간(S) 내의 압력을 조정하기 위한 배기 기구(100)의 배기 장치(102) 등과, 척 탑(51)을 흡착하기 위한 배기 기구의 배기 장치를 공통으로 하여도 좋다. 또한, 척 탑(51)의 디처킹을 위해서 건조 에어 공급원을 이용하는 경우는, 상술의 밀폐 공간(S) 내의 압력을 조정하기 위한 급기 기구(110)의 건조 에어 공급원(112)과 공통으로 하여도 좋다.

이상에서는, 전기적 특성 검사시 등의 구형상 접촉자(83)로의 하중은, 상술의 밀폐 공간(S) 내의 압력으로 조정하고 있었다. 이 대신에, 척 탑(51)과 포고 프레임(70) 등에 의해 규정되는 상술의 검사 공간 내의 압력으로 상기 하중을 조정하도록 해도 좋다.

또한, 이상에서는, 웨이퍼(W)의 전극 패드(Wp) 상의 절연층(N)을 파괴하기 위해서 구형상 접촉자(83)를 충돌시킬 때에, 상술의 밀폐 공간(S) 내에 건조 에어의 공급을 실행하고 있었지만, 단순히, 밀폐 공간(S)을 대기 개방시키는 것만으로도 좋다.

상기 밀폐 공간(S) 내에의 건조 에어 공급이 불필요한 경우는, 급기 기구(110)의 건조 에어 공급원(112)은 생략되고, 공급관(111)의 컨택터(80)와는 반대측의 단부는 클린 룸의 대기에 개방된다.

또한, 건조 에어 대신에, 비활성 가스 등의 가스를 이용되도록 해도 좋다.

전술과 같이, 척 탑(51)은 온도 조정된다. 또한, 척 탑(51)의 온도에 따라서, FPC 기판(82)의 온도도 변화한다. 그리고, FPC 기판(82)의 온도에 따라서, 해당 FPC 기판(82)의 가요성 등이 변화한다. 따라서, 구형상 접촉자(83)를 충돌시킬 때나 전기적 특성 검사를 위해서 구형상 접촉자(83)를 전극 패드(Wp)에 접촉시킬 때의 밀폐 공간(S) 내의 압력을 척 탑(51) 등의 온도에 따라서 보정하도록 해도 좋다.

이상에서는, 상술의 밀폐 공간(S) 내의 압력을 일괄하여 제어하고 있었지만, 개별적으로 제어해도 좋다. 또한, 컨택터(80)에 마련된 구형상 접촉자(83)를 그룹 분배하고, 그룹마다 배기 기구 등을 마련하여, 상기 밀폐 공간(S)의 압력을 그룹마다 제어하도록 해도 좋다.

이상에서는, 가요성부로서 폴리이미드를 기재(基材)로 한 FPC 기판을 이용하고 있었다. 다만, 가요성부는 FPC 기판에 한정되지 않고, 접촉자를 거친 전기적 접속원과 전기적 접속처의 전기적인 접속을 위한 도전로가 형성되어 있고, 가요성을 갖고 있으면 좋다.

이상의 예에서는, 구형상 접촉자(83)를 반복하여 복수회 충돌시킴으로써 절연층(N)을 파괴하도록 하고 있었지만, 1회의 충돌로 절연층(N)을 파괴하도록 해도 좋다. 또한, 구형상 접촉자(83)를 충돌시키는 것 대신에, 전술의 밀폐 공간(S) 내의 압력을 고압으로 하고 구형상 접촉자(83)에 큰 하중을 가함으로써 절연층(N)을 파괴하도록 해도 좋다.

이상의 예에서는, 본 개시에 따른 기술을, 컨택터에 적용하고 있었지만, 접속 대상체로의 접속 단자를 갖는 다른 접속 장치에 적용해도 좋다. 예를 들어, 검사 장치 내이면, 포고 프레임에 본 개시에 따른 기술을 적용해도 좋다. 포고 프레임에 적용하는 경우, FPC 기판에 지지된 구형상 접촉자가 포고 핀 대신이 된다.

또한, 이상의 예에서는, 접촉자로서 구형상 접촉자를 이용하고 있고, 접촉자의 형상은 구형상이었지만, 기둥 형상이나 추 형상이어도 좋다. 접촉자를 기둥 형상이나 추 형상으로 형성하는 경우, 접촉자의 재료로서 구리나 니켈 등을 이용하면, 에칭이나 도금 등에 의해, 복수의 접촉자를 일괄하여 형성할 수 있다.

금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 하는 것이다. 상기의 실시형태는 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하는 일 없이, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.

또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.

(1) 접촉 대상체에 접촉하는 접촉자를 구비하는 전기적 접속 장치에 있어서,

상기 접촉 대상체측의 면에 오목부를 갖는 본체부와,

상기 오목부를 덮는 밀폐 공간을 형성하고, 가요성을 갖는 가요성부를 구비하고,

상기 본체부는 상기 밀폐 공간 내의 압력을 조정하기 위한 배기로 및 급기로를 갖고,

상기 접촉자는 상기 가요성부를 사이에 두고 상기 오목부와 대향하도록 마련되어 있는, 전기적 접속 장치.

상기 (1)에 의하면, 접촉 대상체에 접촉하는 접촉자를 갖는 전기적 접속 장치의 제작 코스트를 저감할 수 있다.

(2) 상기 접촉자 및 상기 오목부는 각각 복수 마련되어 있는, 상기 (1)에 기재된 전기적 접속 장치.

(3) 상기 접촉자는 상기 밀폐 공간 내의 압력의 조정에 의한 상기 가요성부의 변형에 따라서, 상기 접촉 대상체에 대한 접촉과 비접촉이 전환되는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 전기적 접속 장치.

(4) 검사 대상 기판을 검사하는 검사 장치에 있어서,

상기 검사 대상 기판이 탑재되는 탑재대와,

상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 전기적 접속 장치를 포함하는, 검사 장치.

(5) 상기 전기적 접속 장치의 상기 접촉자는 상기 검사 대상 기판의 전극에 접촉하는, 상기 (4)에 기재된 검사 장치.

(6) 상기 배기로 및 상기 급기로에 접속되고 상기 밀폐 공간의 압력을 조정하는 압력 조정 기구를 제어하는 제어부를 구비하는, 상기 (5)에 기재된 검사 장치.

(7) 상기 제어부는 상기 전극에 대해 상기 접촉자가 반복 충돌하도록, 상기 압력 조정 기구를 제어하는, 상기 (6)에 기재된 검사 장치.

(8) 절연층으로 덮여진 접촉 대상체와 접촉자를 전기적으로 접속하는 전기적 접속 방법에 있어서,

접촉자를 구비하는 접촉 장치가 상기 접촉 대상체측에 오목부를 갖는 본체부와, 상기 오목부를 덮는 밀폐 공간을 형성하고, 가요성을 갖는 가요성부를 더 구비하고,

상기 접촉자가 상기 가요성부를 사이에 두고 상기 오목부와 대향하도록 마련되고,

해당 전기적 접속 방법은,

상기 밀폐 공간 내의 압력을 조정하고, 상기 접촉 대상체를 덮는 상기 절연층에 상기 접촉자를 반복 충돌시켜서, 해당 절연층을 파괴하는 공정과,

상기 밀폐 공간 내의 압력을 조정하고, 상기 절연층이 파괴된 상기 접촉 대상체에 상기 접촉자를 접촉시켜서, 해당 접촉 대상체와 상기 접촉자를 전기적으로 접속하는 공정을 갖는, 전기적 접속 방법.

80 : 컨택터 81 : 카드 본체
81b : 오목부 81c : 배기로
81d : 급기로
82 : 플렉서블 프린트 배선 기판(FPC 기판) 83 : 구형상 접촉자
N : 절연층 S : 밀폐 공간
W : 웨이퍼

Claims

전기적 접속 장치에 있어서,
접촉 대상체에 접촉하는 복수의 접촉자와,
상기 접촉 대상체측의 면에 복수의 오목부를 갖는 본체부와,
상기 복수의 오목부를 덮는 복수의 밀폐 공간을 형성하고, 가요성을 갖는 가요성부를 구비하고,
상기 본체부는 상기 밀폐 공간 내의 압력을 조정하기 위하여 상기 복수의 밀폐 공간에 각각 제공되는 배기로 및 급기로를 갖고,
상기 복수의 접촉자는 상기 가요성부를 사이에 두고 각각 상기 복수의 오목부와 대향하도록 마련되어 있고,
상기 복수의 접촉자는 상기 복수의 오목부에 서로 대응하는 위치에서 상기 가요성부 상에 형성되어 있는
전기적 접속 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 접촉자는 상기 밀폐 공간 내의 압력의 조정에 의한 상기 가요성부의 변형에 따라서, 상기 접촉 대상체에 대한 접촉과 비접촉이 전환되는
전기적 접속 장치.
검사 대상 기판을 검사하는 검사 장치에 있어서,
상기 검사 대상 기판이 탑재되는 탑재대와,
제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 전기적 접속 장치를 포함하는
검사 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 전기적 접속 장치의 상기 접촉자는, 상기 검사 대상 기판의 전극에 접촉하는
검사 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 배기로 및 상기 급기로에 접속되고 상기 밀폐 공간의 압력을 조정하는 압력 조정 기구를 제어하는 제어부를 구비하는
검사 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전극에 대해 상기 접촉자가 반복 충돌하도록, 상기 압력 조정 기구를 제어하는
검사 장치.
절연층으로 덮여진 접촉 대상체와 접촉 장치를 전기적으로 접속하는 전기적 접속 방법에 있어서,
복수의 접촉자를 구비하는 접촉 장치가 상기 접촉 대상체측에 복수의 오목부를 갖는 본체부와, 상기 복수의 오목부를 덮는 복수의 밀폐 공간을 형성하고, 가요성을 갖는 가요성부를 더 구비하고,
상기 복수의 접촉자가 상기 가요성부를 사이에 두고 각각 상기 복수의 오목부와 대향하도록 마련되고, 상기 복수의 접촉자가 상기 복수의 오목부에 서로 대응하는 위치에서 상기 가요성부 상에 형성되고,
상기 전기적 접속 방법은,
상기 밀폐 공간 내의 압력을 조정하고, 상기 접촉 대상체를 덮는 상기 절연층에 상기 접촉자를 반복 충돌시켜서, 상기 절연층을 파괴하는 공정과,
상기 밀폐 공간 내의 압력을 조정하고, 상기 절연층이 파괴된 상기 접촉 대상체에 상기 접촉자를 접촉시켜서, 상기 접촉 대상체와 상기 접촉자를 전기적으로 접속하는 공정을 갖는
전기적 접속 방법.