KR20110031886A

KR20110031886A - 프로브 카드의 클램프 기구 및 검사 장치

Info

Publication number: KR20110031886A
Application number: KR1020100090600A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 노구치
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2011-03-29
Also published as: TW201142304A; JP2011064659A; CN102022403A

Abstract

본 발명은 프로브 카드의 낙하를 확실하게 방지할 수 있는 프로브 카드의 클램프 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 클램프 기구(10)는, 인서트링(21)의 하면에 고정된 실린더링(11)과, 실린더링(11)과 끼워 맞춰진 상태로 승강하는 피스톤링(12)과, 피스톤링(12)에 연결되고 프로브 카드(30)를 지지하는 외측링(13)을 포함하고, 인서트링(21)의 하면의 외주연부에 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 압축 공기가 공급 배기되는 깊은 홈(21A)과, 깊은 홈(21A) 안에 그 내부의 압축 공기를 미리 정해진 압력으로 유지하는 O링(14)과, 피스톤링(12)의 상면에 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 피스톤링(12)에 의해 시일 부재를 깊은 홈(21A) 안에서 승강시키는 환상 돌기부와, 실린더링(11)의 플랜지부(11B)와 피스톤링(12)의 링부(12B) 사이에 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 탄성 장착된 복수의 코일 스프링(15)을 갖는다.

Description

프로브 카드의 클램프 기구 및 검사 장치{MECHANISM FOR CLAMPING PROBE CARD AND TEST DEVICE}

본 발명은, 프로브 카드의 클램프 기구 및 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 검사중에 프로브 카드가 낙하하는 것을 확실하게 방지할 수 있는 프로브 카드의 클램프 기구 및 검사 장치에 관한 것이다.

종래의 검사 장치는, 예컨대 도 3에 도시하는 바와 같이, 서로 인접하는 로더실(1) 및 프로버실(2)을 구비하고 있다. 로더실(1)은, 복수개의 반도체 웨이퍼(W)를 카세트 단위로 수납하는 카세트 수납부와, 카세트로부터 반도체 웨이퍼(W)를 1매씩 반출입하는 웨이퍼 반송 기구와, 웨이퍼 반송 기구에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 반송하는 사이에 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트하는 프리얼라인먼트 기구를 구비하고 있다. 프로버실(2)은, 반도체 웨이퍼(W)를 유지하고 X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동할 수 있게 구성된 웨이퍼척(3)과, 이 웨이퍼척(3) 위의 반도체 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 전극 패드에 접촉하는 복수의 프로브(4A)를 갖는 프로브 카드(4)와, 이 프로브 카드(4)를 카드 홀더(도시 생략)를 통해 고정하는 클램프 기구(5)를 구비하고, 제어 장치의 제어하에서 반도체 웨이퍼(W)에 형성된 각 디바이스의 전기적 특성을 검사하도록 구성되어 있다. 또한, 도 3에서, 6은 웨이퍼척(3)과 협동하여 반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(4)를 정렬하는 얼라인먼트 기구로, 6A는 상부 카메라이고, 6B는 하부 카메라이다.

클램프 기구(5)는, 도 3에 도시하는 바와 같이 프로버실(2)의 상면을 형성하는 헤드 플레이트(7)의 개구부에 장착되어 있다. 종래의 클램프 기구(5)로는, 예컨대 본 출원인이 제안한 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 따라서 이하에서는 특허문헌 1에 기재된 클램프 기구를 도 4, 도 5에 기초하여 설명한다.

클램프 기구(5)는, 도 4, 도 5에 도시하는 바와 같이, 헤드 플레이트(7)에 고정된 인서트링(8)과 중심을 일치시켜 그 하면에 도 4에 화살표 A 방향으로 정·역 회전 가능하게 부착된 로크링(51)과, 이 로크링(51)을 둘러싼 상태로 인서트링(8)의 하면에 대하여 부착된 지지링(52)과, 이 지지링(52)에 의해 도 4에 화살표 B 방향으로 정·역 회전 가능하게 지지되고 후술하는 바와 같이 로크링(51)을 정·역 회전 조작하기 위해 연결된 조작링(53)과, 이 조작링(53)에 레버(54)를 통해 연결된 에어 실린더(55)를 구비하고, 에어 실린더(55)의 로드(55A)의 신축에 의해 조작링(53)을 미리 정해진 각도(θ)만큼 정·역 회전시키도록 되어 있다.

로크링(51)은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 인서트링(8)의 내주의 통형부(8A)에 끼워 맞춰지는 실린더링(511)과, 이 실린더링(511)의 외주의 플랜지부 상면에 장착되어 기밀실(512)을 형성하는 O링(513)과, 이 O링(513)이 끼워져 기밀실(512)을 형성할 수 있는 하향의 홈을 가지며 실린더링(511)을 따라 승강하는 피스톤링(514)과, 이 피스톤링(514)의 전체 둘레에 걸쳐 형성된 홈과 결합하여 둘레 방향으로 회전할 수 있게 된 카드 지지링(515)을 구비하고 있다. 또한 인서트링(8)의 하면에는 둘레 방향으로 등간격으로 복수의 오목부가 피스톤링(514)의 바로 위에 위치하여 형성되고, 이들 오목부에 코일 스프링(516)이 장착되어 있다. 그리고, 복수의 코일 스프링(516)에 의해 피스톤링(514)을 항상 아래쪽으로 압박하고 있다.

카드 지지링(515)의 내주면에는 도 4, 도 5에 도시하는 바와 같이 둘레 방향 간격으로 복수의 결합부(515A)가 중심을 향해 연장되고, 또한 카드 홀더(41)의 외주면에는 둘레 방향 등간격으로 복수의 결합부(41A)가 외측을 향해 연장되어 있다. 카드 지지링(515)의 각 결합부(515A) 사이를 카드 홀더(41)의 각 결합부(41A)가 빠져나가고, 카드 지지링(515)이 둘레 방향으로 회전하는 것에 의해 각 결합부(515A)와 각 결합부(41A)가 결합하여 카드 지지링(515)으로 카드 홀더(41)를 지지한다. 또한 인서트링(8)과 실린더링(511)에는 외부로부터 기밀실(512)에 통하는 유로가 각각 형성되고, 이 유로를 통해 공기 공급원으로부터 기밀실(512) 안에 압축 공기를 공급한다.

따라서, 기밀실(512)에서는 압축 공기의 수급에 의해 상승된 공기압으로 피스톤링(514)과 함께 들어 올려진 카드 지지링(515)과 실린더링(511)으로 카드 홀더(41)를 도 5에 도시하는 바와 같이 협지한다. 또한, 프로브 카드를 교환할 때에는, 코일 스프링(516)의 압박력과 기밀실(512) 안의 배기에 의해 피스톤링(514)을 통해 카드 지지링(515)이 하강하여 카드 홀더(41)를 해제하고, 이 상태로 카드 지지링(515)을 회전시켜 프로브 카드를 제거한다.

또한, 카드 지지링(515)에는 세로 홈과 가로 홈으로 이루어지는 측면 형상이 역 L자형인 홈이 형성되고, 조작링(53)의 내주면에 부착된 조작용 핀(도시 생략)이 역 L자형 홈(도시 생략)에 끼워 넣어져, 조작링(53)과 카드 지지링(515)이 연결되어 있다. 또한 조작링(53)의 내주면에는 조작용 핀으로부터 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 이격한 제1 결합부(도시 생략)가 설치되고, 이 제1 결합부의 하측에는 둘레 방향으로 경사지는 경사면이 형성되어 있다. 카드 지지링(515)의 외주면에는 세로 홈으로부터 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 이격한 제2 결합부(도시 생략)가 설치되고, 제2 결합부의 하측에는 제1 결합부의 경사면과 결합할 수 있는 동일 경사각의 경사면이 형성되어 있다. 그리고, 조작링(53)을 조작하고, 조작핀을 통해 카드 지지링(515)을 회전시켜 카드 지지링(515)과 실린더링(511)으로 카드 홀더(41)를 협지하면, 기밀실(512) 안의 압축 공기가 어떠한 원인으로 빠져도 제1 결합부의 경사면과 제2 결합부의 경사면이 결합하여, 카드 지지링(515), 더 나아가서는 프로브 카드가 낙하되지 않게 되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평10-308424호 공보

그러나, 특허문헌 1의 클램프 기구(5)는, 기밀실(512)로부터 압축 공기가 어떠한 원인으로 빠진 경우의 프로브 카드(4)의 낙하 방지책으로서, 조작링(53) 및 카드 지지링(515) 각각에 경사면을 갖는 제1, 제2 결합부를 형성해야 하고, 클램프 기구(5)의 구조가 복잡해져 가공 비용이 높아지는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 프로브 카드의 낙하를 확실하게 방지할 수 있고 구조를 간소화하여 비용을 저감할 수 있는 프로브 카드의 클램프 기구 및 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 청구항 1에 기재된 프로브 카드의 클램프 기구는, 검사 장치의 헤드 플레이트에 고정된 인서트링에 고정되고 프로브 카드를 착탈 가능하게 고정하는 프로브 카드의 클램프 기구로서, 상기 인서트링의 하면에 고정된 실린더링과, 상기 실린더링에, 그 외측으로부터 끼워 맞춰진 상태로 승강하는 피스톤링과, 상기 피스톤링에 연결되고 상기 프로브 카드를 지지하는 외측링을 포함하고, 상기 인서트링의 하면의 외주연부에 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 기체가 공급 배기되는 깊은 홈과, 상기 깊은 홈 안에 그 내부의 기체를 미리 정해진 압력으로 유지하도록 장착된 링형의 시일 부재와, 상기 피스톤링의 상면에 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 상기 피스톤링의 승강에 의해 상기 시일 부재를 상기 깊은 홈 안에서 승강시키는 링형의 돌기와, 상기 실린더링의 플랜지부와 상기 피스톤링의 상면 사이에 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 탄성 장착된 복수의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 2에 기재된 프로브 카드의 클램프 기구는, 검사 장치의 헤드 플레이트에 고정된 인서트링에 고정되고 프로브 카드를 착탈 가능하게 고정하는 프로브 카드의 클램프 기구로서, 상기 인서트링의 하면에 고정된 플랜지부를 갖는 실린더링과, 상기 실린더링에, 그 외측으로부터 끼워 맞춰진 상태로 승강하는 피스톤링과, 상기 피스톤링의 외주면에 둘레 방향을 따라 형성된 홈과 끼워 맞춰지는 돌기부를 갖고 상기 프로브 카드를 지지하는 지지부를 갖는 외측링을 포함하고, 상기 인서트링의 하면에는 기체 공급원에 접속되는 깊은 홈이 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있고 상기 깊은 홈에는 그 내부의 기밀을 유지하도록 링형의 시일 부재가 장착되어 있으며, 상기 피스톤링에는 상기 깊은 홈 안의 상기 시일 부재를 지지하는 링형 돌기가 형성되어 있고, 상기 실린더링의 플랜지부와 상기 피스톤링의 상면 사이에는 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 복수의 스프링이 탄성 장착되어 있으며, 상기 깊은 홈 안에 공급된 기체의 압력에 의해 상기 피스톤링을 상기 실린더링에 대하여 하강시켜 상기 프로브 카드를 제거하고, 상기 깊은 홈 안의 기체를 배기하고 상기 복수의 스프링에 의해 상기 피스톤링을 상승시켜 상기 실린더링과 상기 외측링의 지지부로 상기 프로브 카드를 협지하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 3에 기재된 프로브 카드의 클램프 기구는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 외측링이, 카드 홀더를 통해 상기 프로브 카드를 지지하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 4에 기재된 프로브 카드의 클램프 기구는, 청구항 1∼청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 깊은 홈에는 기체 공급원이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 5에 기재된 검사 장치는, 피검사체와 전기적으로 접촉하여 전기적 검사를 행하는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드를 착탈할 수 있게 유지하는 클램프 기구와, 상기 클램프 기구가 인서트링을 통해 고정된 헤드 플레이트를 포함한 검사 장치에 있어서, 상기 클램프 기구는, 상기 인서트링의 하면에 고정된 실린더링과, 상기 실린더링에, 그 외측으로부터 끼워 맞춘 상태로 승강하는 피스톤링과, 상기 피스톤링에 연결되고 상기 프로브 카드를 지지하는 외측링을 포함하고, 상기 인서트링의 하면의 외주연부에 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 기체가 공급 배기되는 깊은 홈과, 상기 깊은 홈 안에 그 내부의 기체를 미리 정해진 압력으로 유지하도록 장착된 링형의 시일 부재와, 상기 피스톤링의 상면에 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 상기 피스톤링의 승강에 의해 상기 시일 부재를 상기 깊은 홈 안에서 승강시키는 링형의 돌기와, 상기 실린더링의 플랜지부와 상기 피스톤링의 상면 사이에 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 탄성 장착된 복수의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 6에 기재된 검사 장치는, 피검사체와 전기적으로 접촉하여 전기적 검사를 행하는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드를 착탈할 수 있게 유지하는 클램프 기구와, 상기 클램프 기구가 인서트링을 통해 고정된 헤드 플레이트를 포함한 검사 장치에 있어서, 상기 클램프 기구는, 상기 인서트링의 하면에 고정된 플랜지부를 갖는 실린더링과, 상기 실린더링에, 그 외측으로부터 끼워 맞춘 상태로 승강하는 피스톤링과, 상기 피스톤링에 외주면에 둘레 방향을 따라 형성된 홈과 끼워 맞추는 돌기부를 가지며 상기 프로브 카드를 지지하는 지지부를 포함하는 외측링을 포함하고, 상기 인서트링의 하면에는 기체 공급원에 접속되는 깊은 홈이 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있고 상기 깊은 홈에는 그 내부의 기밀을 유지하도록 링형의 시일 부재가 장착되어 있으며, 상기 피스톤링에는 상기 깊은 홈 안의 상기 시일 부재를 지지하는 링형 돌기가 형성되어 있고, 또한 상기 실린더링의 플랜지부와 상기 피스톤링의 상면 사이에는 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 복수의 스프링이 탄성 장착되어 있으며, 상기 깊은 홈 안에 공급된 기체의 압력으로 상기 피스톤링을 상기 실린더링에 대하여 하강시켜 상기 프로브 카드를 제거하고, 상기 깊은 홈 안의 기체를 배기하고 상기 복수의 스프링에 의해 상기 피스톤링을 상승시켜 상기 실린더링과 상기 외측링의 지지부로 상기 프로브 카드를 협지하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 7에 기재된 검사 장치는, 청구항 5 또는 청구항 6에 기재된 발명에 있어서, 상기 외측링은 카드 홀더를 통해 상기 프로브 카드를 지지하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 8에 기재된 검사 장치는, 청구항 5∼청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 깊은 홈에는 기체 공급원이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 프로브 카드의 낙하를 확실하게 방지할 수 있고 구조를 간소화하여 비용을 저감할 수 있는 프로브 카드의 클램프 기구 및 검사 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 프로브 카드의 클램프 기구의 일 실시형태의 우측 절반을 도시하는 단면도.
도 2의 (a), (b)는 각각 도 1에 도시하는 프로브 카드의 클램프 기구를 도시하는 도 1에 상당하는 단면도로, (a)는 프로브 카드를 고정한 상태를 도시한 도면이고, (b)는 프로브 카드를 제거하는 상태를 도시한 도면.
도 3은 종래의 검사 장치의 일부를 파단하여 도시하는 정면도.
도 4는 종래의 프로브 카드의 클램프 기구를 도시하는 평면도.
도 5는 도 4의 IV-IV를 따라 취한 단면도.

이하, 도 1, 도 2에 도시하는 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명한다.

본 실시형태의 검사 장치는, 로더실 및 프로버실을 구비하고, 프로버실에 설치된 프로브 카드의 클램프 기구(이하, 단순히 「클램프 기구」로 칭함) 이외는 종래의 검사 장치에 준하여 구성되어 있다. 따라서 이하에서는 본 실시형태의 클램프 기구(10)를 중심으로 설명한다.

본 실시형태의 클램프 기구(10)는, 예컨대 도 1에 도시하는 바와 같이, 헤드 플레이트(20)에 고정된 인서트링(21)의 하면의 내주연부에 고정된 실린더링(11)과, 실린더링(11)의 외측에서 끼워 맞춰진 상태로 승강하는 피스톤링(12)과, 피스톤링(12)의 하단부에 연결되고 프로브 카드(30)를 지지하는 카드 지지링으로서의 외측링(13)을 구비하고, 후술하는 바와 같이 프로브 카드(30)를 착탈하도록 구성되어 있다. 프로브 카드(30)에는 카드 홀더(31)가 부설되고, 클램프 기구(10)는 카드 홀더(31)를 통해 프로브 카드(30)를 착탈한다. 인서트링(21), 실린더링(11), 피스톤링(12) 및 외측링(13)은 모두 축심(軸芯)을 공유하고 있다.

본 실시형태의 클램프 기구(10)는, 상기의 각 구성 부재 이외에도 종래와 마찬가지로 도 4, 도 5에 도시하는 지지링, 지지링에 의해 정·역회전할 수 있게 지지된 조작링, 조작링을 정·역회전시키는 레버 및 에어실린더 등을 구비하고, 외측링(13)을 정·역회전 조작하도록 구성되어 있다. 이들 부재는, 종래와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 도 1 및 도 2에는 도시되어 있지 않다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 인서트링(21)의 하면의 외주연부에는 전체 둘레에 걸쳐 예컨대 링형의 깊은 홈(21A)이 형성되고, 또한 인서트링(21)에는 그 외주면으로부터 직경 방향의 내측을 향하는 기체 통로(21B)가 복수 지점에 형성되어 있다. 깊은 홈(21A)의 직경 방향의 단면 형상은 가장 안쪽 부분으로 갈수록 좁아지고, 그 정상부에서 복수 지점의 기체 통로(21B)와 연통되어 있다. 이들 기체 통로(21B)의 개구에는 예컨대 공기 공급원(도시 생략)이 각각 접속되고, 공기 공급원으로부터 복수의 기체 통로(21B)를 통해 깊은 홈(12A) 안에 압축 공기를 화살표 X로 도시하는 바와 같이 공급하며, 또한 깊은 홈(21A)으로부터 복수의 기체 통로(21B)를 통해 외부에 압축 공기를 화살표 Y로 도시하는 바와 같이 배기하도록 되어 있다. 깊은 홈(21A) 안의 압축 공기의 압력은, 검사 장치의 사용에 의거하여 적절하게 설정할 수 있다.

전술한 바와 같이 기체 통로(21B)는 인서트링(21)의 외주면에서 개구되어 있는 것처럼, 기체 통로(21B)에 접속되는 공기 배관이나 외측링(13)을 회전 조작하기 위한 공기 배관이, 모두 헤드 플레이트(20)의 상면측에 배관되어, 배관 작업의 편리성을 확보하고 있다. 종래는 이들 공기 배관이 헤드 플레이트의 하면측에 배관되어 있었기 때문에, 배관 작업의 작업성이 좋지 않아, 배관 작업에 많은 시간을 할애할 수밖에 없었다. 또한 공기 배관 등을 헤드 플레이트(20)의 상면에 배치하고 있기 때문에, 프로브 카드(30)가 부착된 헤드 플레이트(20)의 하면을 평탄하게 할 수 있으며, 이에 의해 열, 진동 등에 기인한 나사의 풀림 등에 의한 문제점을 방지할 수 있다.

실린더링(11)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 원통형의 실린더부(11A)와, 실린더부(11A)의 하단에 형성된 플랜지부(11B)를 가지며, 실린더부(11A)의 상단면이 인서트링(21)의 하면에 접속 고정되어 있다.

또한, 피스톤링(12)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 실린더링(11)보다 대직경으로 형성된 원통형의 직동부(12A)와, 직동부(12A) 상단의 약간 아래쪽에 직동부(12A)와 직교하도록 형성된 광폭의 링부(12B)와, 직동부(12A)의 하단에 형성된 플랜지부(12C)와, 직동부(12A)의 연장선상에서 링부(12B)로부터 돌출되는 환상 돌기부(12D)를 가지며, 후술하는 바와 같이 실린더링(11)에 대하여 승강하도록 구성되어 있다. 환상 돌기부(12D)는, 인서트링(21)의 링형의 깊은 홈(21A)과 끼워 맞춰져, 후술하는 시일 부재를 지지하고 있다. 또한, 링부(12B)와 플랜지부(12C) 사이에는 전체 둘레에 걸쳐 외측링(13)을 연결하기 위한 홈이 형성되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 깊은 홈(21A)에는 전체 둘레에 걸쳐 원형상의 시일 부재(예컨대 O링)(14)가 끼워 넣어져, O링(14)에 의해 깊은 홈(21A)의 개구부를 막아, 내부의 압축 공기를 미리 정해진 압력으로 유지하고 있다. 또한 깊은 홈(21A)에는 피스톤링(12)의 환상 돌기부(12A)를 끼워 넣어, 깊은 홈(21A) 안의 O링(14)을 지지하고 있다.

또한 도 1에 도시하는 바와 같이, 실린더링(11)의 플랜지부(11B)의 상면과 피스톤링(12)의 링부(12B)의 하면에는 각각 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐 미리 정해진 간격을 두고 예컨대 원형의 오목부가 복수 형성되고, 이들 오목부 사이에 각각 코일 스프링(15)이 탄성 장착되며, 피스톤링(12)을 수평 상태 그대로 항상 위쪽으로 압박하고 있다. 따라서, 인서트링(21)의 깊은 홈(21A) 안에 압축 공기를 공급하는 것에 의해 O링(14) 및 피스톤링(12)을 하강시키고, 깊은 홈(21A) 안의 압축 공기를 배기하는 것에 의해 피스톤링(12)이 복수의 코일 스프링(15)에 의해 압박되어 상승한다.

또한, 외측링(13)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 외주연에 형성되고 피스톤링(12)의 링부(12B)와 플랜지부(12C) 사이에 형성된 홈과 결합하는 결합부(13A)와, 결합부(13A)의 아래쪽으로부터 결합부(13A)에 평행하게 평행하게 중심을 향해 미리 정해진 폭으로써 연장된 링부(13B)와, 링부(13B)의 내주단의 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 둔 위치로부터 중심을 향해 연장된 복수 지점의 카드 지지부(13C)를 갖고 있다. 그리고, 인접하는 카드 지지부(13C) 사이는 절결부로서 형성되고, 이 절결부를 링형의 카드 홀더(31)의 외주단으로부터 수평 방향으로 연장된 복수의 결합부(31A)가 빠져 나가게 되어 있다. 또한, 카드 지지부(13C)는, 링부(13B)보다 두께가 얇은 형태로 형성되어 링부(13B)와의 경계에 단부를 형성하고 있다. 이 단부의 높이는 카드 홀더(31)의 결합부(31A)의 두께와 실질적으로 동일 치수로 형성되어 있다.

따라서, 피스톤링(12)이 복수의 코일 스프링(15)을 매개로 상승하는 것에 의해 외측링(13)의 카드 지지부(13C)와 실린더링(11)의 플랜지부(11B)로 카드 홀더(31)의 결합부(31A)를 협지하여 프로브 카드(30)를 클램프 기구(10)에 고정할 수 있다.

다음에, 클램프 기구(10)의 동작에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다. 예컨대 클램프 기구(10)에 고정된 프로브 카드(30)를 교환할 때에는, 예컨대 카드 반송 기구가 클램프 기구(10)의 바로 아래까지 이동한 후, 상승하여 프로브 카드(30)를 지지하는 상태가 된다.

이때, 공기 공급원의 압축 공기를 인서트링(21)의 기체 통로(21B)를 통하여 깊은 홈(21A) 안에 공급하고, 깊은 홈(21A) 안의 공기압이 상승하면, 깊은 홈(21A) 안의 공기압이 코일 스프링(15)의 압박력을 극복하여 O링(14)이 하강한다. 이에 따라 O링(14)을 지지하는 피스톤링(12) 및 외측링(13)이 도 2의 (a)에 도시하는 상태로부터 하강하고, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이 카드 홀더(31)의 결합부(31A)가 실린더링(11)의 플랜지부(11B)로부터 이격되어 프로브 카드의 고정을 해제하며, 카드 반송 기구로 프로브 카드(30)를 지지한다. 이에 의해 카드 홀더(31)의 결합부(31A)가 외측링(13)의 카드 지지부(13C)로부터 약간 부상한다.

이 사이에 회전 조작링(도시 생략)이 외측링(13)을 회전시켜 카드 홀더(31)의 결합부(31A)가 외측링(13)의 카드 지지부(13C)로부터 떨어진다. 계속해서, 카드 반송 기구가 하강하여 클램프 기구(10)로부터 프로버실의 외부로 반송한다. 그 후, 다음의 프로브 카드(30)를 카드 반송 기구에 의해 클램프 기구(10)까지 반송하고, 프로브 카드(30)를 제거할 때와는 반대의 조작으로 외측링(13)을 회전시키면, 프로브 카드(30)의 카드 홀더(31)의 결합부(31A)가 외측링(13)의 카드 지지부(13C) 위에 위치한다. 이 때, 깊은 홈(21A) 안의 압축 공기를 배기하여 공기압을 내리면, 코일 스프링(15)의 압박력이 깊은 홈(21A) 안의 공기압을 극복하여, 피스톤링(12) 및 외측링(13)을 통해 프로브 카드(30)를 들어 올리고, 외측링(13)의 카드 지지부(13C)와 실린더링(11)의 플랜지부(11B)로 카드 홀더(31)를 협지하며, 프로브 카드(30)를 클램프 기구(10)에 의해 고정한다. 이에 의해, 프로브 카드(30)로 반도체 웨이퍼의 전기적 특성 검사를 행할 수 있다.

프로브 카드(30)에 의해 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하고 있을 때에, 어떠한 원인으로 인서트링(21)의 깊은 홈(21A) 안의 압축 공기의 압력이 저하되는 경우가 있어도, 본 실시형태의 클램프 기구(10)에서는 코일 스프링(15)의 압박력으로 프로브 카드(30)를 고정하고 있기 때문에, 프로브 카드(30)가 클램프 기구(10)로부터 낙하하지 않고, 프로브 카드(30)가 반도체 웨이퍼에 부딪침에 의해 프로브 카드(30) 및 반도체 웨이퍼가 손상되지 않으며, 미리 정해진 검사를 확실하게 행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 종래와 달리 코일 스프링(15)의 압박력으로 프로브 카드(30)를 고정하기 때문에, 인서트링(21)의 깊은 홈(21A) 안의 공기압이 어떠한 원인으로 저하되는 경우가 있어도, 프로브 카드(30)가 클램프 기구(10)로부터 낙하하여 프로브 카드(30)나 반도체 웨이퍼를 손상시키지 않고, 항상 안정된 검사를 행할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 클램프 기구(10)에 이용되는 공기 배관 등을 헤드 플레이트(20)의 상면에 배치했기 때문에, 메인터넌스 작업 등의 작업 효율을 각별히 향상시킬 수 있다. 또한, 헤드 플레이트(20)의 하면을 평탄하게 하였기 때문에, 열, 진동 등에 의한 나사의 풀림을 없앨 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 전혀 제한되는 것이 아니라, 필요에 따라 각 구성 요소를 적절하게 변경할 수 있다.

본 발명은, 반도체 제조 분야의 검사 장치에 적합하게 이용할 수 있다.

10: 클램프 기구, 11: 실린더링, 11B: 플랜지부, 12: 피스톤링, 12D: 환상 돌기부, 13: 외측링, 13C: 카드 지지부(지지부), 14: O링(시일 부재), 15: 코일 스프링, 20: 헤드 플레이트, 21: 인서트링, 21A: 깊은 홈, 30: 프로브 카드, 31: 카드 홀더

Claims

검사 장치의 헤드 플레이트에 고정된 인서트링에 고정되고 프로브 카드를 착탈 가능하게 고정하는 프로브 카드의 클램프 기구로서, 상기 인서트링의 하면에 고정된 실린더링과, 상기 실린더링에, 그 외측으로부터 끼워 맞춰진 상태로 승강하는 피스톤링과, 상기 피스톤링에 연결되고 상기 프로브 카드를 지지하는 외측링을 포함하고, 상기 인서트링의 하면의 외주연부에 있어서 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 기체가 공급 배기되는 깊은 홈과, 상기 깊은 홈 안에 그 내부의 기체를 미리 정해진 압력으로 유지하도록 장착된 링형의 시일 부재와, 상기 피스톤링의 상면에 있어서 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 상기 피스톤링의 승강에 의해 상기 시일 부재를 상기 깊은 홈 안에서 승강시키는 링형의 돌기와, 상기 실린더링의 플랜지부와 상기 피스톤링의 상면 사이에 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 탄성 장착된 복수의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 클램프 기구.
검사 장치의 헤드 플레이트에 고정된 인서트링에 고정되고 프로브 카드를 착탈 가능하게 고정하는 프로브 카드의 클램프 기구로서, 상기 인서트링의 하면에 고정된 플랜지부를 갖는 실린더링과, 상기 실린더링에, 그 외측으로부터 끼워 맞춰진 상태로 승강하는 피스톤링과, 상기 피스톤링의 외주면에 둘레 방향을 따라 형성된 홈과 끼워 맞춰지는 돌기부를 가지며 상기 프로브 카드를 지지하는 지지부를 갖는 외측링을 포함하고, 상기 인서트링의 하면에는 기체 공급원에 접속되는 깊은 홈이 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있고 상기 깊은 홈에는 그 내부의 기밀을 유지하도록 링형의 시일 부재가 장착되어 있으며, 상기 피스톤링에는 상기 깊은 홈 안의 상기 시일 부재를 지지하는 링형 돌기가 형성되어 있고, 상기 실린더링의 플랜지부와 상기 피스톤링의 상면 사이에는 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 복수의 스프링이 탄성 장착되어 있으며, 상기 깊은 홈 안에 공급된 기체의 압력으로 상기 피스톤링을 상기 실린더링에 대하여 하강시켜 상기 프로브 카드를 제거하고, 상기 깊은 홈 안의 기체를 배기하고 상기 복수의 스프링에 의해 상기 피스톤링을 상승시켜 상기 실린더링과 상기 외측링의 지지부로 상기 프로브 카드를 협지하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 클램프 기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외측링은, 카드 홀더를 매개로 상기 프로브 카드를 지지하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 클램프 기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 깊은 홈에는 기체 공급원이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 클램프 기구.
피검사체와 전기적으로 접촉하여 전기적 검사를 행하는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드를 착탈 가능하게 유지하는 클램프 기구와, 상기 클램프 기구가 인서트링을 통해 고정된 헤드 플레이트를 포함하는 검사 장치로서, 상기 클램프 기구는, 상기 인서트링의 하면에 고정된 실린더링과, 상기 실린더링에, 그 외측으로부터 끼워 맞춰진 상태로 승강하는 피스톤링과, 상기 피스톤링에 연결되고 상기 프로브 카드를 지지하는 외측링을 포함하며, 상기 인서트링의 하면의 외주연부에 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 기체가 공급 배기되는 깊은 홈과, 상기 깊은 홈 안에 그 내부의 기체를 미리 정해진 압력으로 유지하도록 장착된 링형의 시일 부재와, 상기 피스톤링의 상면에 전체 둘레에 걸쳐 형성되고 상기 피스톤링의 승강에 의해 상기 시일 부재를 상기 깊은 홈 안에서 승강시키는 링형의 돌기와, 상기 실린더링의 플랜지부와 상기 피스톤링의 상면 사이에 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 탄성 장착된 복수의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
피검사체와 전기적으로 접촉하여 전기적 검사를 행하는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드를 착탈 가능하게 유지하는 클램프 기구와, 상기 클램프 기구가 인서트링을 통해 고정된 헤드 플레이트를 포함한 검사 장치로서, 상기 클램프 기구는, 상기 인서트링의 하면에 고정된 플랜지부를 갖는 실린더링과, 상기 실린더링에, 그 외측으로부터 끼워 맞춰진 상태로 승강하는 피스톤링과, 상기 피스톤링의 외주면에 둘레 방향을 따라 형성된 홈과 끼워 맞춰지는 돌기부를 가지며 상기 프로브 카드를 지지하는 지지부를 갖는 외측링을 포함하고, 상기 인서트링의 하면에는 기체 공급원에 접속되는 깊은 홈이 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있고 상기 깊은 홈에는 그 내부의 기밀을 유지하도록 링형의 시일 부재가 장착되어 있으며, 상기 피스톤링에는 상기 깊은 홈 안의 상기 시일 부재를 지지하는 링형 돌기가 형성되어 있고, 상기 실린더링의 플랜지부와 상기 피스톤링의 상면 사이에는 둘레 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 복수의 스프링이 탄성 장착되어 있으며, 상기 깊은 홈 안에 공급된 기체의 압력으로 상기 피스톤링을 상기 실린더링에 대하여 하강시켜 상기 프로브 카드를 제거하고, 상기 깊은 홈 안의 기체를 배기하고 상기 복수의 스프링에 의해 상기 피스톤링을 상승시켜 상기 실린더링과 상기 외측링의 지지부로 상기 프로브 카드를 협지하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 외측링은 카드 홀더를 통해 상기 프로브 카드를 지지하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 깊은 홈에는 기체 공급원이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.