KR970000712B1 - 전기적 프로우빙 시험장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기적 프로우빙 시험장치

제1도는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 제습기능을 가진 웨이퍼 프로우빙 시험장치를 그의 일부를 절결하여 도식적으로 나타낸 종단면도.

제2도는 본 발명에서 제습기내의 공기의 흐름을 설명하기 위하여 제습기의 내부구조를 개념적으로 나타낸 도면.

제3도는 본 발명에서 메인처크의 열교환소자제어 시스템 및 냉매순환 시스템을 나타낸 회로도.

제4도는 본 발명의 메인처크의 종단면도.

제5도는 본 발명에서 메인처크, 반도체 웨이퍼 및 프로우브 카아드를 개념적으로 나타낸 사시도.

제6도는 본 발명에서 메인처크를 냉각하는 경우에 대한 설명도.

제7도는 본 발명에 메인처크를 가열하는 경우에 대한 설명도.

제8도는 본 발명에서 프로우빙 시험장치의 테스트스페이스 펜을 형성한 경우의 실시예를 도식적으로 나타낸 종단면도.

제9도는 본 발명의 제2의 실시예에 관한 웨이퍼 프로우빙 장치를 그의 일부를 절결하여 개념적으로 나타낸 종단면도.

제10도는 본 발명의 제3의 실시예에를 설명하기 위한 건조공기의 공급 및 배기와 순환을 설명하기 위한 도면.

제11도는 제10도의 기구를 포함하는 프로우브 장치의 설명도.

제12도는 제10도는 검사 스테이지의 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 웨이퍼 5a : 칩(디바이스 패턴)

10 : 전자동 웨이퍼 프로우빙 장치(프로우버)

1 : 본체 13,13a : 스페이스

14 : 현미경 15 : 카세트

16 : 메인처크 16a : 처크 톱

16b : 요입부 17 : 로우더부

18 : 어라이먼트기구 18a : 프로우브카아드

18b : 프로우브침 26 : 커버

26a : 개구 27a : 공급배기구

27b : 공급배기구 29 : 제급기(Dehumidifier)

30a,30b : 충전통 31 : 관

31a : 팬(Fan) 32,33 : 셔틀밸브

34 : 관 35a,35b : 관

36a,36b : 안전밸브 37a : 관

38,38b : 관 39a,39b : 오리피스

40 : 재키트 40a : 유로

41 : 콘트로울러 42 : 온도센서

43 : 탱크 44 : 부동역

45 : 펌프 46 : 관

47 : 관 48 : 히이터

48a : 열전도부 49 : 냉동기

49a : 열전도부 50 : 열교환소자

51 : 보울트 52 : 배기관

53 : 0형상 링 54 : 스페이스

55 : 통로 56 : 구멍

57 : 핀 60 : 프로우빙장치

61 : 투명커버 62 : 시험부

63 : 로우딩부 80 : 현미경

81 : 라이트시일드 101 : 프로우브장치

102 : 웨이퍼 카세트 103 : 웨이퍼

104 : 수납부 105 : 위치결정 스테이지

106 : 검사스테이지 107 : 프로우브 카아드

108 : 플로우브 침 109 : 얹어놓는면

110 : 재키트 111 : 리브

112 : 액체 배출구 113 : 히이터

114 : 공간부 115 : 공기공급구

116 : 공급용 덕트(Duct) 117 : 제습기

118 : 에어필터 119 : 배기구

120 : 순환구 121 : 순환용 덕트

122 : 트리플 밸브(Triple valve) 123 : 공기 흡입구

본 발명은, LSI 등의 반도체 디바이스의 제조공정에 있어서, 반도체 웨이퍼에 형성된 디바이스패턴을 검사하기 위한 웨이퍼 프로우버나 액정표시장치, 프린트기판 등 전기회로의 프로우빙장치에 관한 것으로서, 특히, 저온조건하에서 테스트를 실시하는 경우에 피측정체 등에로의 서리의 부착을 방지할 수 있는 제습기능을 가지는 전기적 프로우빙 시험장치에 관한 것이다.

근년에 킴퓨터의 연산속도를 고속화하는 목적에서, 저온에서 동작시키는 반도체 디바이스, 예를 들면 HEMT 또는 조셉손 소자의 개발이 한창이다.

저온 조건하에 있어서의 각 디바이스 패턴의 특성시험은, 개개의 반도체 칩을 웨이퍼로부터 잘라내는 다이싱(Dicing) 공정후에 있어서는 테스트 코스트가 커지기 때문에, 웨이퍼의 최종단계에서 테스트된다.

웨이퍼 테스트는 웨이퍼 테스트 형성공정과 어셈블리 공정과의 중간, 즉 패턴의 에칭 및 보호막의 코우팅등의 앞 공정후에 각 디바이스패턴마다 전기적 시험을 행하는 공정이다.

이 웨이퍼 테스트에 있어서는, 불량 디바이스를 웨이퍼 단계에서 흔들어 낙하시킬 것 및 테스트 결과를 앞 공정에 피이드 백하여 제품의 원료의 소비 및 신뢰성의 향상을 도모하는 것을 목적으로 하고 있다.

이러한 웨이퍼 테스트 시스템은 기본적으로 웨이퍼 프로우빙 장치(웨이퍼 프로우버(Wafer prober)라고 도 칭함) 및 테스터의 2개의 장치로 구성되어 있다.

양자는 측정선에 의하여 접속되고, 프로우브 침(Probe)을 디바이스패턴의 본딩패드(Bonding pad)에 각각 접촉시켜, 테스트 코트롤라인의 테스트 스타아트에 대하여 테스트 완료신호 및 실패 신호등이 장치 및 테스터의 사이에서 서로 주고받을 수 있도록 되어 있다.

일본국 특공소 59-50942호 공보, 실개소 61-97839호 공보, 및 실개소 61-88240호 공보 등 다수에, 각각 의 프로우브 장치가 기재되어 있다.

그러나 이들의 프로우브장치는 실온환경하에서 사용되는 것이며, 저온환경하에서 웨이퍼 테스트를 실시하는 데에는 적합하지 못하다. 일본국 실개소 59-35876호 공보 및 특원소 62-60581호 명세서에는 웨이퍼를 올려놓는 메인처크를 테스트시에 냉각할 수 있는 프로우브장치가 기재되어 있다.

그러나 이들의 프로우브장치에 있어서는, 메인처크를 냉각하면, 빙사냉각에 의하여 메인처크의 근방에 존재하는 공기가 급속히 냉각되어, 공기중의 수증기가 이슬 맺힘되고, 이것이 처크톱에 부착하여 동결한다.

이와같은 서리는 처크톱에 부착하면, 웨이퍼가 소정의 높이 레벨로 얹어지지 않고, 다수의 프로우브 칩을 다수의 본딩패드에 각각 정확하게 전기적인 접촉을 얻기 어렵게 된다.

또한 웨이퍼가 처크톱에 얼어붙어버려서 웨이퍼를 메인처크로부터 제거하는 것이 곤란하게 된다.

또한 얼어붙은 웨이퍼를 무리하게 메인처크로부터 제거할때에 웨이퍼가 손상되는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 메인처크의 방사냉각에 의하여 근방의 기체가 냉각되더라도 실질적으로 이슬 맺힘이 발생하지 않고, 처크톱에 서리가 부착하여 동결하지 않는 프로우브장치를 제공하는 것으로 목적으로 한다. 특히, 대기압하의 저온테스트에 있어서도 처크톱에로의 서리의 부착을 유효하게 방지할 수가 있는 프로우브장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 웨이퍼 프로우빙장치는 다수의 프로우브를 웨이퍼에 접속시켜서 테스터에 테스트 신호를 보내는 본체와, 웨이퍼를 테스트 온도에서 유지하는 처크와, 처크부분을 외부에서 볼수 있도록 포위하여 외부공기로부터 차단하는 수단과, 포위된 처크부분에 공급하는 수단과를 가지고, 상기 건조 기체가, 공급온도로부터 테스트 온도까지 온도를 강하하였을 경우에, 테스트 온도에 있어서의 포화 수증기량을 초과하지 않는 정도로 건조되어 있다. 포위수단에 의하여, 처크부분 뿐만아니라 로우더 부분도 포위한다.

더우기, 웨이퍼 프로우버의 본체도 포함하여도 좋다. 상기 포위수단에, 아크릴수지등의 투명 플라스틱제의 하드커버를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 포위수단에 유연한 투명재료, 예를 들면 연질염화 비닐 시이트 등을 사용할 수도 있다.

또한, 포위수단의 일부에 개구를 형성하여, 개구를 기밀하게 개폐할 수 있도록 커버를 제작하여도 좋다.

이 경우에, 차단포막형상의 라이트시일드에 의하여 개구부를 덮고, 외부공기의 칩입을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 건조기체 공급수단에, 제습기를 사용하는 것도 바람직하다.

이 경우에, 제습기나 건조기체공급수단 및 배기 수단을 겸하는 것이 바람직하다.

또한, 제습기가 한쌍의 건조제충전통을 가지고, 한쪽의 통의 건조제에 의하여 공기를 제습건조함과 동시에, 건조공기의 일부를 이용하여 다른쪽의 통의 건조제를 재생하고, 제습건조 및 재생을 한쌍의 건조제 충전통의 사이에서 서로 행하는 것이 바람직하다.

또한, 건조기체에는 항상 공기를 사용하지만, 질소가스 또는 알곤 가스등의 불활성가스를 채용할 수도 있다.

또한, 테스트온도가 마이너스 10℃의 조건하에서, 실온 20℃에 있어서의 건조공기의 절대습도가 2.25g/㎥를 밑도는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명의 여러가지 실시예에 대하여 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼를 테스트하기 위한 전자동 웨이퍼프로우빙장치(프로우버)(10)가 방진부재를 개재하여 바닥위에 설치되어 있다.

프로우버(10)의 주요부는, 본체(11)와, 1개 또는 복수개의 카세트(15)에서 반도체 웨이퍼를 빼내어 반송하기 위한 로우더부(17)와 반송된 웨이퍼를 얹어넣기 위한 메인처크(16)와, 메인처크(16)를 XYZθ방향으로 이동시켜 위치를 조정하는 어라이먼트기구(18)와, 메인처크(16)의 톱면에 대면하도록 형성한 다수의 프로우브침(18b)을 가진 프로우브카아드(18a)에 의하여 구성되어 있다. 각 프로우브침(18b)은, 측정선에 의하여 테스터(도시하지 않음)에 접속되어 있다.

프로우버(10)에 의하여 웨이퍼 테스트를 실시하는 경우에는, 웨이퍼에 형성된 칩(디바이스패턴)의 패트(전극)에 열에 프로우브침(18b) 열을 각각 전기적으로 접촉시켜 통전하고, 테스터로부터 테스트 신호를 공급하고, 그 응답신호를 테스터에 보내어, 각 칩마다 전기특성을 측정한다. 커버(25)에 의하여 프로우버(10)의 전체가 포위되어 있다. 커버(26)는 투명체, 예를 들면 투명 아크릴수지와 같은 플라스틱판으로 제작된 상자형상으로 에워싸고, 프로우버(10)의 위쪽에서 덮어씌우던가 빼낼수도 있는 붙었다 떼었다 할수 있는 구조가 채용되고 있다. 커버(36)는 적절한 장소에서 복수개의 스페이서(도시하지 않음)를 개재하여 본체(11)에 고정되고, 커버(26)와 프로우버(10)의 윗부분 및 측면부와의 사이에 스페이스(13)가 형성되어 있다.

또한 커버 (26)의 윗부분에는 개구(26a)가 형성되어, 메뉴얼 인스펙션(Manual Inspection)용의 현미경(14)의 개구(26a)를 개재하여 외부에서 내부로 로 반입가능하도록 구성되어 있다. 개구(26a)에 있어서 현미경(14)과 커버(26)와는 기밀하게 시일드되어, 개구에서 테스트스페이스내에로의 외부공기의 침입을 방지하도록 되어 있다.

제습기(29)가 프로우버(10)의 외부에 설치되어 있다. 제습기(29)의 공급배기관(34),(31)의 공급배기구(27a),(27b)가 커버 (26)의 개구를 개재하여 각각 스페이스(13)내에 도입되고 있다.

또한, 제8도에 나타낸 바와 같이, 팬(31a)을 메인처크(16)의 근방에 예를 들면 이 처크(16)이 측면쪽에서 흡연하도록 형성하여 반대방향에 형성된 공급배기구(27a)에서 공급된 견조공기를 팬(31a)에 의하여 강제적으로 흡인유통시킬 수 있도록 구성되어 있다. 다음에, 제2도를 참조하면서 제습기(28)의 개요에 대하여 설명한다.

제습기(29)는, 건조제가 충전된 한쌍의 통(30a),(30b)을 가지고 있다. 충전건조제로서 합성 제오라이트, 실리카겔 등을 사용한다. 통(31)에서 흡입된 습기를 포함한 공기는, 제1의 셔틀밸브(32) 및 관(35a)를 경유하여 제1의 건조제충전통(30a)내에 도입된다.

건조공기는, 관(37a),(38a) 및 제2의 셔틀밸브(33)를 경유하여 관(34)에서 스페이스(13)내에 공급된다. 건조공기의 일부는, 오리피스(39b)를 개재하여 관(37b)에 의하여 제2의 건조제통(30b)에 도입되어, 통(30b)내의 건조제가 재생건조되도록 되어 있다. 재생건조에 사용된 공기는 관(35b) 및 안전밸브(36b) (SVI)를 경유하여 대기중에로 방출되도록 되어 있다. 제1 및 제2의 셔틀밸브(32)(33)는 제어복스(도시하지 않음)내의 타이밍 모우터의 의하여 전환가능하게 형성되어 있다. 즉 양자를 전환하여 공기의 흐름의 방향을 역회전시키면, 제1 및 제2의 건조제통(30a),(30b)에 의한 건조·재생의 변화되도록 되어 있다.

다음에, 제3도를 참조하여, 웨이퍼가 얹어진 체크톱(16a)의 열교환제어 시스템에 대하여 설명한다.

메인처크(16)의 주요부는, 처크톱(16a) 및 열교환 재키트(40)에 의하여 구성되어 있다. 처크톱(16a)은, 일 교환소자(50)를 개재하여 열교환재키트(40)에 접속되어 있다. 또한 처크톱(16a)은, 콘트로울러(14)에 접속된 온도센서(42)를 구비하고, 센서(42)에 의한 검출온도에 기인하여 콘트로울러(41)에 의하여 소자(50)에로의 인가전류가 제어되도록 되어 있다. 열교환 재키트(40)내에는 유로(40a)가 형성되고, 이 유로(40a)에는 관(46),(47)이 연이어 통하게 되어, 펌프(45)에 의하여 탱크(43)내의 부동액(44)이 관(46), 유로(40a), 곤(47), 탱크(43)를 강제순환되도록 되어 있다. 부동액(44)으로서, 예를 들면 에틸렌글리코올 수용액이 사용되고 있다.

또한, 탱크(43)내의 액(44)에는 히이터(48)의 열전도부(48a) 및 냉동기(49)의 열전도부(49a)가 각각 침지되어, 액(44)이 가열 또는 냉각되도록 되어 있다.

이 경우에 온도센서(42)에는 예를 들면 디어미스터를 채용하여, 부동액(44)의 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 즉, 콘트로울러(41)에 의하여 더어미스터(41) 출력온도와 미리 설정된 소정의 온도(설정온도)와 비교되어, 양자의 온도차이가 0이 되도록 히이터(48) 및 냉동기(49)의 전류값이 각각 제어되도록 되어 있다.

제4도에 나타낸 바와 같이, 처크톱(16a) 및 재키트(40)는 서로 겹쳐져서 복수개의 보울트(51)에 의하여 고정되고, 그의 가장 자리부가 0 형상링(53)에 의하여 시일드되어 있다. 처크톱(16a)의 뒷면쪽에는 원고리 형상의 요입부(16b)가 형성되어, 소자(50)가 처크톱(16a) 및 재키트(40)의 양쪽에 밀착하도록 요입부(16b)에 삽입되고 있다. 처크톱(16a)의 두께 방향으로 복수의 통로(55)가 형성되어, 통로(55)에 의하여 요입부(16b)쪽과 윗면쪽의 연이어 통하도록 되어 있다.

또한, 처크톱의 요입부(16b), 재키트(40) 및 0 형성링 (53)에 의하여 에워싸아진 스페이스(54)에, 진공펌프(도시하지 않음)에 연이어 통한 배기관(52)의 통로가 개구되어 있다. 즉 배기관(52)를 통하여 스페이스(54)내의 공기를 배기하면, 웨이퍼(5)가 처크톰(16a)의 윗면에 흡착되도록 되어 있다. 또한 핀(57)이 처크톱(16a)의 윗면보다 윗쪽으로 돌출하도록, 구멍(56)내에 수납되어 있다.

이 핀(57)의 역할은 테스트 완료후에 웨이퍼(5)를 위로 돌출시켜 처크톱(16a)의 윗면에서 이탈시키는 것에 있다. 제5도에 나타낸 바와 같이 프로우브카아트(18a)가 처크톱(16a) 위의 웨이퍼(5)에 대면하여 배열설치되어 있다.

프로우브카아드(18a)는, 칩(디바이스패턴)(5a)의 패스수와 동일한 수의 프로우브칩(Probe)(18b)을 가지고 있다. 또한, 각 프로우브침(18b)은 외부의 테스터(도시하지 않음)에 접속되어, 테스터에 신호가 보내지도록 되어 있다.

다음에, 제6도 내지 제8도를 참조하며서, 상기 제1의 실시예의 프로우빙 장치에 의하여 반도체 웨이퍼를 저온 조건하에서 테스트하는 경우에 대하여 설명한다. 스페이스(13),(13a)내의 공기를 제습기(29)로 흡인배기하고 공기에 포함된 습기분을 제거하여 건조한다. 이 건조 공기가 처크톱(16a)에 직접 불어넣어지도록 스페이스(13),(13a)에 공급한다.

건조공기를, 예를 들면, 매초 100밀리리터(ml)의 유속으로 연속적으로 공급하고, 스페이스(13),(13a) 내를 건조공기에서 충분하게 채운다. 예를 들면, 스페이스(13a)내에 공급되는 공기의 절대습도가 2.25g/㎥를 밀도는 것과같은 상태로 된다. 테스트 스페이스(13a)를 건조상태로 한후에, 처크톱(16a)을 마이너스 10℃에서 냉각한다.

제6도에 나타낸 바와 같이, 처크톱(16a)을 냉가하는 경우에는, 열교환소자(50)의 네가티브(N)을 측을 정(+) 극으로, 소자(50)의 포지티브(P)측을 부(-)극으로하여 통전하고, 펠티어효과(Peltier effect)에 의하여 처크톱(16a)축을 흡열시켜, 재키트,(40)측을 발열시킨다. 이때에, 냉동기(49)를 작동시켜, 액(44)를 냉각하고, 이것을 재키트의 통로(40a)에 공급하여, 소자(50)의 발열부를 냉각한다. 재키트의 통로(40a)에는, 처크톱(16a)의 설정온도보다 약간 낮은 온도의 냉각액을 통류시킨다.

다음으로, 약간 과냉기미의 처크톱(16a)을 가열하여 온도 콘트롤을 미세 조정한다. 즉, 제7도에 나타낸 바와 같이, 소자(50)의 네가티브측(N)을 부극으로, 소자(50)의 포지티브측(P)을 정극으로 하여 통전하고, 펠티어효과에 의하여 처크톱(16a)을 발열시켜, 재키트(40)측을 흡열시킨다. 이때에 히이터(48)를 작동시켜, 액(44)을 가열하고, 이것을 재키트의 통로(40a)에 공급하여 소자(50)의 흡열부를 가열한다.

상기와 같이, 처크톱(16a)의 윗면이 정확하게 마이너스 10℃가 되도록 온도를 콘트롤 한다.

표 1에 각 온도에 있어서의 포화 수증기량(상대습도 100%)을 나타낸다. 여기에서, 실온 20℃, 시험온도를 마이너스 10℃라 가정하면, 공급되는 공기의 절대습도를 2.25g/㎥(마이너스 10℃)의 포화 수증기량)미만으로 하면, 마이너스 10℃의 조건하에서도 처크톱(16A)에 이슬맺힘 현상이 생기지 않게되는 것이 표 1에서 명백하다.

따라서, 제습기(29)에서 스페이스(13),(13a)에 절대습도 2.25g/㎥미만의 건조 공기를, 처크톱(16a)에 항상 불어 넣어 두면, 마이너스 10℃의 조건하에서도 처크톱(16a)에 이슬맺힘 형상이 생기지 않게 된다.

이와 관련하여, 다음 (1)식을 사용하여, 마이너스 10℃의 시험온도에서 처크톱(16a)에 이슬맺힘 현상이 생기지 않게 되는 건조공기의 상대습도 θ의 최대값을 구하면, 최대상대습도 θ는 13%로 된다.

θ= (2.25-17.3)×100(%)=13(%)...........................(1)

또한, 제8도에 나타낸 바와 같이 팬(31a)을 건조공기 공급구(27a)에 대향설치하고, 팬(31a)을 사용하여 처크 근방의 공기를 강제로 배기하면 보다더 처크톱(16a)의 이슬 맺힘 현상의 방지에 효과가 있다.

테스트 스페이스(13a) 내가 충분하게 건조된 분위기에 도달하면, 포로우터(10)의 전원 스위치를 온으로하고, 프로그램 카아드를 본체(11)의 입력부에 삽입한다.

이로인하여, 전자동 웨이퍼 반송장치의 액츄에이터에 의하여 웨이퍼 카세트(15)로부터 1매의 웨이퍼(5)를 빼내고, 메인처크(16)에 반송되어, 처크톱(16a)의 진공 흡착기구에 의하여 웨이퍼(5)가 진공 흡착된다. 웨이퍼(5)가 처크톱(16a)에 얹어지만, 오토어라이먼트 기구(18)에 의하여 θ조정되고, 이어서 XYZ 스테이지가 동작하여 웨이퍼(5)의 XYZ 방향의 위치맞춤이 이루어진다. 그후에, 프로우버 카아드(18a)의 각 프로우브침(18b)이 칩(5a)의 각 패스에 접촉된다.

이와 같이 접촉시에, 미리 1매 째의 측정대상 웨이퍼에 있어서, 각 프로우브침과 각 전극패드와의 위치맞춤을 행한다. 이 위치맞춤은 오퍼레이터가 마이크로스코우프등으로 각 패드와 각 프루오브침과의 접촉위치를 확인하고, 메인처크 구동을 조작하여, 웨이퍼에 형성되어 있는 모든 칩의 측정을 가능하도록 행한다. 또한, 동시에 이 내용을 기억한다.

그리고, 상기의 기억된 내용에 의하여 자동적으로 접촉을 실행한다. 여기에서, 테스트 스타아트 신호를 프로우버에서 테스터로 보내면, 데이터의 측정프로그램이 동작하여, 프로우브카아드에 걸려있는 측정선을 통하여, 디바이스의 측정을 실행한다.

한개의 패턴은 테스트가 종료되면 테스터(도시하지 않음)에서 프로우버(10)에 테스트 완료 신호가 보내지고 이것에 의하여 XYZ 스테이지가 동작하고, 다음의 패턴에 침합된다. 테스트에 의하여 불량패턴이 발견된경우에는, 실패신호가 테스터에서 프로우버(10)도 보내지고, 이것에 의하여 인커(Inker)(도시하지 않음),에 의하여 불량 패턴에 마아킹된다. 이상의 모든 동작은 자동적으로 이루어진다. 현미경(14)을 사용하는 것은 1매째의 웨이퍼의 프로우브침에로의 위치맞춤시 장치의 보수점검시, 또는 프로우브카아드(18a)의 교환시등이다.

또한, 상기 제1의 실시예에서는, 커버(26)를 투입 아크릴판으로 제작하였으나, 이에 한정되는 것만이 아니고, 투명 또는 반투명이면 변형이 유용한 비닐도 제작할수도 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 제습기(29)와 테스트 스페이스(13a)와의 사이에서 공기를 순환시키면서 제습, 건조하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것만이 아니고, 건조 공급 공급수단과 배기 수단과를 별개로 설치하여, 테스트스페이스내의 고습도 공기를 건조공기로 바꾸어 사용하도록 하여도 좋다. 상기 제1의 실시예에 의하면, 커버(26)에 의하여 프로우버의 본체(11)를 모두 덮을 수가 있기 때문에, 본체(11)에서 생기는 먼지를 제습기(29)에 의하여 전부 캐치할 수 있어서, 클린룸내의 청정도를 높게 유지할수가 있다. 제9도는, 본 발명의 제2의 실시예의 웨이퍼 프로우빙장치를 나타낸 도면이다.

또한, 제1의 실시예가 상술한 제1의 실시예와 서로 공통하는 부분에 대하여서는 설명을 생략한다.

이 제2의 실시예의 프로우빙장치(60)에서는, 본체(11)를 제외하고, 장치의 윗부분의 시험부(62) 및 로우딩부(63)만을 투명커버(61)에 의하여 덮도록 하고 있다.

또한, 라이트시일드(81)가 커버(61)의 개구에 덮이게 되고, 매뉴얼인스펙션용의 현미경(80)을 사용할때에 있어서의 개구로부터의 외부공기의 침입이 라이트시일드(981)에 의하여 방지되도록 되어있다.

상기 제2의 실시예에 의하면, 건조공기 공급스페이스가 작아지기 때문에, 건조공기의 유량을 보다 적게 할 수가 있는 동시에, 제습시간을 단측할수가 있다. 이 때문에, 런닝코스트를 절감할수가 있고, 경제성이 높은 프로우빙장치를 제공할수가 있다.

본 발명에 관한 제습기능을 가진 프로우빙장치에 의하면, 방사냉각에 의하여 처크톱 근방의 공기가 이슬 맺힘되지 않고, 체크톱에로의 서리의 부착을 유효하게 방지할수가 있기 때문에, 처크 위의 웨이퍼를 프로우브카아드에 대하여 정확하게 위치맞춤을 할수가 있다. 또한, 웨이퍼가 처크톱에 부착동결하지 않게 되므로, 시험후에 웨이퍼를 제거할때에 웨이퍼가 손상을 받지 않는다.

따라서, 높은 부가가치의 디바이스 패턴이 형성된 웨이퍼의 원료소비의 향상을 도모할 수가 있게 되므로 원가절감을 도모할수가 있다. 또한, 테스트스페이스를, 감압하지 않고, 대기압하에서 제습할수가 있기 때문에, 종래의 프로우버보다 짧은 시간으로 테스트준비 및 웨이퍼 교환을 할수가 있다.

또한, 프로우브카아드 내외의 압력차에 의하여 프로우브침이 영향을 받지 않게 되므로 칩의 패드에 프로우브침을 각각 정확하고 또한 신속하게 침을 접촉할수가 있으므로, 테스트프로그램을 신속하게 처리할 수가 있다. 다음에, 본 발명의 제3의 실시예를 제10도 및 제11도에 의하여 설명한다. 프로우브장치는 제10도에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 카세트(102)에 소정의 간격을 두어서 피검사체 예를 들면 반도체 웨이퍼(103)를 25매를 설치한다. 이 웨이퍼(103)를 수납한 카세트(102)를 카세트 수납부(104)에 반입한다.

이 수납부(104)로부터 웨이퍼(103)를 1매씩 꺼내어 예비위치 결정 스테이지(105)에 반송한다. 이 예비 위치 결정 스테이지(105)를 회전시켜서 웨이퍼(103)의 오리푸라를 기준으로 정밀도가 ±1°정도까지 예비적으로 위치를 결정한후에, 웨이퍼(103)를 검사스테이지(106)에 반송한다.

이 검사 스테이지(106)에 반송된 웨이퍼(103)를 정확하게 위치를 결정하기 위하여, CCD 카메라를 사용한 패턴 인식 기구나 레이저를 사용한 인식기구가 설치되어 있다. 이와같은 위치 결정후에 웨이퍼(103)위에 프로우브 카아드(107)의 접촉단자인 프로우브 예를 들면 프로우브 침(109)을 소프트하게 터치하여, 자동적으로 웨이퍼(103)의 전기적 특성을 측정한다.

이와같은 연속자동측정기능을 갖는 프로우브장치(101)에 의하여, 반도체 웨이퍼(103)의 검사에 있어서, 웨이퍼(103)의 품종에 따라, 웨이퍼(103)를 냉각 또는 가열하여 검사할 필요가 있다.

이와같은 냉각 및 가열은, 웨이퍼(103)를 얹어놓은 얹어놓는데 즉 검사 스테이지(106)에 의하여 행한다.

이 검사 스테이지(106)는, 얹어놓는면(109)에 배큠구멍(도시않됨)이 형성되고, 이 배큠구멍은 도시하지 아니한 진공장치에 튜우브등을 개재하여 접속되어 있는 것이어서, 앉어 놓는면(109)에 있어서 웨이퍼(103)를 진공흡착이 가능하게 되어 있다.

또한, 제12도에서와 같이 상기한 검사 스테이지(106)의 내부에는, 냉각 재키트(110)가 내장되고, 얹어 놓는면(109)의 뒷면의 대략 전체에 접촉하도록 부설되어 있다. 이 냉각 재키트(110)는, 균일한 두께의 냉각액의 유도이고, 그의 두께 방향으로 균등한 폭으로서 구획되는 재질, 예를 들면 알루미늄 등의 열전도성이 양호한 금속으로 이루어지는 리브(111)에 의하여, 꾸불꾸불한 또는 격자 형상 등의 유로를 냉각 재키트(110)에 형성하여 냉각액을 흘리도록 되어 있다.

이 리브(111)에 의하여, 냉각액의 냉각 재키트(110)내에 있어서의 흐름을 흐트러 뜨리는 것을 방지하여, 냉각액의 액체 손실을 감소할수가 있어서, 용이하게 대량의 액을 흘릴수가 있는 것이므로, 열교환 효율을 보다 높게 할수가 있다.

상기의 냉각액으로서는 에틸렌글리코올을 수용액등의 부동액이 가장 적합하게 사용된다. 이 밖에 액체 질소냉각, 후론냉각, 그리고 바람직하기로는 후론부동액의 2원 냉각을 사용할수가 있다. 또한, 냉각 재키트(110)으로서는, 그러나 그 밖의 열전도율이 좋은 재료를 사용할 필요가 있다.

상기 리브(111)의 측면에는, 냉각액을 냉각 재키트(110)내에 공급하기 위한 액체 공급구 또는 배출하기 위한 액체 배출구(112)가 형성되어, 냉각 재키트(110)에서 냉각한 냉가액을 공급함과 동시에, 냉각액을 환류시켜서 냉각장치에 되돌리는 구성으로 되어 있다.

상기 냉각 재키트(110)의 아래쪽에는, 냉각 재키트(110)와 밀착시켜서, 검사 스테이지(106)의 대략 전체면에 상당하는 넓이의, 면 형상 발열체 등으로 이루어지는 히이터(113)가 부설되어 있다.

히이터(113)를 이와같이 냉각 재키트(110)의 아래쪽에 형성한 것은, 냉각 재키트(110)의 윗쪽에 히이터(113)를 설치하면, 히이터(113) 자체가 단열재의 작용을 완수하여 버려서, 냉각을 항해하기 때문이다. 그리고, 히이터(113)를 이와같은 위치에 설치하더라도, 상기 리브(111)가 히이터(113)의 열을 얹어놓는면(109)에 스므스하게 전도한다.

따라서, 냉각중에 온도를 가하여 온도의 미세한 조정 제어를 행할수 있는 것만이 아니고, 필요에 따라 가열하는 경우에도 얹어 놓는면(109)의 온도를 균열하게 할수가 있다. 이와같은 구성에 의하여 -55℃ 내지 150℃의 온도범위에서 사용할수가 있다.

상기에서와 같은 검사 스테이지(106)에 의하여, 웨이퍼(105)를 냉각하여 검사하는 경우에는, 검사 스테이지(106)의 냉각에 의한 주변공기의 습기로부터의 이슬맺힘이나 서리의 발생을 방지할수 있도록 구성되어 있다.

이와같은 구성은, 제10도에 나타낸 바와같이, 상기 검사 스테이지(106)를 포위하는 것과 같이 외부와 차단하여 대략 기밀한 공간부(114)를 형성한다. 이 공간부(114)의 윗면에 있어서는 프로우브 카아드(107)가 형성되어 있어서, 측면에 있어서, 검사 스테이지(106)의 높이 위치와 대략 평행한 위치에 건조 공기를 공급하는 공기 공급구(115)가 형성되어 있다. 이 공기 공급부(115)는, 공기의 유로로 되는 공급용 덕트(116)를 개재하여 건식의 제습기(117)에 접속되어 있다.

또한, 제습기(117)와 덕트(116)와의 사이에는, 미세한 먼지를 제거하기 위하여 에어필터(118)가 형성되어 있다.

또한, 상기한 공간부(114)에는 공급된 건조공기를 배기하는 수단이 형성되어 있다. 이 배기수단으로서, 공간부(114)의 소망하는 위치에는, 외부와의 공기의 유로로되는 개구 즉, 배기구(119)가 형성되어 있어서, 일부의 건조공기가 이 배기구(119)로부터 외부로 배기되고, 외부에서 이 배기구(119)를 통하여 공기가 유입되지 않도록 공간부(114)는 압력이 가해지고 있다.

또한, 그밖의 건조공기에 있어서는 공간부(114)의 측면에 형성된 순환구(120)가 순환용 덕트(121)를 개재하여 제습기(117)에 접속되어 있다. 즉, 일부의 건조 공기는, 제습기(117)와 간부(114)를 인접하여 형성된 각각의 덕트(116),(121)를 개재하여 다시 순환하도록 구성되어 있다.

또한, 순환용 덕트(121)의 소망의 위치에는, 트리플밸브(22)가 형성되어 있어, 이 트리플밸브(122)의 하나는, 외부 공기를 흡입이 가능하도록 외부 공기 흡입구(123)로 되어 있다.

상기 구성의 프로우브장치(101)에 있어서의 동작 및 작용을 설명한다. 피 검사체인 반도체 웨이퍼(103)를 웨이퍼 카세트(102)로부터 도시하지 아니한 반송기구에 반송하여, 예비위치 결정후에 검사 스테이지(106)에 얹어 놓는다. 여기에서, 웨이퍼(103)를 흡착 지지하여, 정확하게 어라인먼트후에 프로우브 카아드(107)의 프로우브 침(108)으로 웨이퍼(103)에 형성된 IC 칩의 전극부를 접촉시켜서 순차적으로 IC칩의 전기 특성을 검사한다. 이때에, 웨이퍼(103)의 품종에 따라서, 미리 정해진 온도에서, 웨이퍼(103)를 냉각할 필요가 있다.

이 웨이퍼(103)의 냉각은, 검사스테이지(106)를 냉각함으로써 행한다.

즉. 우선, 냉각 재키트(110)에 얹어놓는면(109)의 설정온도보다도 약간 낮은 온도의 냉각액을 흘린다. 다음에 히이터(113)에 통전하여, 온도를 소정의 온도까지 미세조정을 한다.

이 온도제어는 얹어놓는면(109)의 반도체 웨이퍼(103)의 온도로서 측정할수 있는 위치에 온도센서, 예를 들면 더어미스터(도시않됨)를 1개 내지 복수개를 형성하고, 이 더어미스터이 출력온도를 미리 설정된 온도(설정값의 온도)와 비교하여, 차이값이 0으로 되도록 히이터의 전류값이나 부동액의 온도제어를 행하여 자동적으로 설정한다.

부동액의 온도제어는 냉동기의 온,오프 제어에 의하여 소망하는 값으로 설정할수가 있다.

상기에서와 같이, 검사 스테이지(106)를 냉각하여, 웨이퍼(103)의 전기 특성의 검사중에, 공기에 포함되는 수증기에 의한 물방울의 이슬맺힘과 서리의 발생을 방지하기 위하여 건조공기를 검사 스테이지(106)에 불어 넣는다.

즉, 건식인 제습기(117)의 도시하지 아니한 순환 블로워(Blower)로써, 제습기(117)에 공기를 흡입함과 동시에, 그 흡입한 공기를, 물의 분자를 흡착하는 흡착제 예를 들면 활성 실리카겔과 합성 제오라이트의 혼합체에 의하여 제습을 행하고 즉 흡입된 공기중에 포함되어 있는 물의 분자를, 우선 활성 실리카겔이 10 내지 25Å인 작은 작은구멍에서 흡착한 후에, 합성 제오라이트가 3 내지 9Å인 작은 구멍에서 얼마간 남아있는 물의 분자를 흡착하여 건조공기로 변환하고, 이 건조공기를 검사 스테이지(106)가 형성된 공간부(114) 에공급한다.

이 건조공기의 공급은, 에어 필터(118)에 의하여 미세한 먼지를 제거하고, 공급용 덕트(116)를 통하여 공기 공급구(115)로부터 검사 스테이지(106)가 형성된 공간부(114)에 유량 예를 들면 500 내질 1500ℓ/분이 공급된다.

또한, 공간부(114)에 있어서 상기의 건조공기의 공급과 동시에 건조공기의 순환 및 배기를 행한다. 건조공기의 순환은, 제습기(117)에 형성된 순환 블로워에 의하여 검사 스테이지(106)가 형성된 공간부(114)의 순환구(120)로부터, 순환용 덕트(121)를 통하여 건조공기를 흡입함으로써 행한다.

이 제습기(117)에 의한 흡입량은, 순환용 덕트(121)의 소망의 위치에 형성된 트리플밸브(122)를 미리 조절하여, 공간부(114)의 공기로부터 예를 들면 400 내지 l200ℓ/분 즉, 공급된 건조공기의 4/5정도를 홉입하고, 나머지 1/5 즉 100 내지 300ℓ/분을 외부공기 흡입구(123)로부터 흡입한다.

이것에 의하여, 제습기(117)로부터 공간부(114)에 공급된 건조공기내에, 약 1/5 즉, 100 내지 300ℓ/분 정도는, 공간부(114)에 형성된 배기구(119) 등에서 강제적으로 외부에 배기된다.

상기에서와 같이, 제습기(117)로부터 공급용 덕트(116)를 통하여 공간부(114)에로 건조공기를 공급하고, 이 공급된 공기내에 약 4/5의 공기를 순환용 덕트(121)를 타통하여 제습기(117)에 순환하고, 또한 공급된 공기내에 약 1/5의 공기를 공간부(114)에 형성된 배기구(119) 등에서 배기하도록 하면, 4/5의 공기는 제습 상태에서 건식제습기(117)를 순환하는 것이어서, 용이하게 제습효과의 향상이 도모되고, 또한 1/5의 공기를 공간부(14)의 배기구(119)등에서 배기하는 것이어서, 예를 들면 공간부(114)에 극간이 열려져 있더라도, 그 극간에 있어서 공간부(114) 내부에서 외부를 향하여 건조공기의 배기효과가 발생하기 때문에, 극간으로부터 의 외부공기의 진입을 방지하게 되고, 대략 기밀상태의 공간부(114)는, 항상 안정된 건조공기의 분위기를 형성하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 공간부(114)내의 검사 스테이지(106)를 냉각하더라도, 근방의 공기는 일정한 상태를 유지하면서 건조되고 있는 것이어서, 물방울등의 발생을 방지할 수가 있으므로, 항상 양호한 상태에서 검사를 실행할 수 가 있다.

또한, 검사 스테이지가 형성된 대략 기밀의 공간에 건조공기를 미리 냉각시킨 상태 예를 들면 실온 이하에서 냉각하여 공급하여도 좋다. 이 경우에, 검사 스테이지의 냉각 효과를 감소시키는 일이없이 검사 스테이지의 냉각이 용이하게 된다.

또한, 건식 제습기와 이오나이저(Ionizer)를 접속하여, 건조공기에 이온화된 예를 들면 산소를 포함시키면, 검사 스테이지 등에서 발생한 정전기를 제거할수가 있으므로, 정전파괴에 의한 나쁜 영향을 방지할 수가 있 다.

또한, 검사 스테이지가 형성된 공간부의 건조공기 공급용의 공기 공급구에, 건조공기를 확산시키기 위한 확산판 예를 들면 다수개의 작은 구멍이 규칙적으로 형성된 판형상체를 형성하고, 이판 형상체의 작은 구멍으로부터 건조공기를 검사 스테이지에 불어 넣도록 하여도 좋다. 또한, 공간부에 형성된 건조공기의 배기용의 배기구를, 반도체 웨이퍼의 수납위치쪽에 형성하면, 수납위치도 건조공기에 의하여 건조상태로 행할수 있다. 이 경우에, 건조공기를 유량하기 위한 웨이퍼 수납위치의 뒷쪽에, 건조공기배기구를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 제습기에 공기를 흡입할때에, 흡입구위치에 에어 필터를 형성하여 먼지등의 미세한 먼지가 제습기에로 흡입되는 것을 방지하여도 좋다.

상기의 실시예에서는 반도체 웨이퍼 프로우버에 대하여 설명하였으며, LCD(Liguid Crystal Device)의 검사나 프린트기판등 전기적 특성시험을 받은 것이면, 어느것이라도 적용이 가능하다.

Claims (11)

1. 다수개의 프로우브를 피측정체에 접촉시켜 테스터에 테스트 신호를 보내는 본체(11)와, 피측정체를 테스트 온도로 유지하는 처크부를 포함하여 구성되는 프로우버(10)와, 상기 프로우버(10)를 외기로부터 차단하도록 포위하는 수단과, 상기 포위수단에 의하여 포위된 공간내로 건조기체를 공급 및 배기하는 수단을 가지며, 상기 건조기체가, 상기 건조기체의 공급 및 배기수단과 상기 처크부의 사이에서 순환되어, 공급온도로 부터 테스트온도까지 온도강하한 경우에, 테스트 온도에서의 포화수증기량을 넘지않는 정도로 건조되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 프로우빙 시험장치.
2. 제1항에 있어서, 포위수단에 의하여 처크부만을 포위하는 전기적 프로우빙 시험장치.
3. 제1항에 있어서, 피측정체가 저온상태에서 측정되는 전기적 프로우빙 시험장치.
4. 제1항에 있어서, 피측정체는 반도체 웨이퍼인 전기적 웨이퍼 시험장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 건조기체의 공급 및 배기수단은 제습기(29)인 전기적 프로우빙 시험장치.
6. 제5항에 있어서, 제습기(29)가 한쌍의 건조체 충전통(30a),(30b)을 가지고 있고, 한쪽의 통의 건조제에 의하여 기체를 제습건조함과 동시에, 건조기체의 일부를 이용하여 다른쪽의 통의 건조제를 재생하여, 제습건조 및 재생을 한쌍의 건조체 충전통(30a),(30b) 사이에서 번갈아 행하는 전기적 프로우빙 시험장치.
7. 제1항에 있어서, 건조기체로서 제습된 공기를 사용하는 전기적 프로우빙 시험장치.
8. 제1항에 있어서, 건조기체로서 제습된 불활성가스를 사용하는 전기적 프로우빙 시험장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 건조기체의 공급 및 배기수단은 별개로 형성되어 있는 전기적 프로우빙 시험장치.
10. 제1항에 있어서, 건조기체의 일부를 배기하는 배기구를 가지며, 이 배기구로부터 건조기체의 일부를 배기하면서 건조기체를 순환시키는 전기적 프로우빙 시험장치.
11. 제1항에 있어서, 건조기체의 순환은 일부의 외부공기를 불어 넣으면서 행하는 것을 특징으로 하는 전기적 프로우빙 시험장치.

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