KR100377021B1 - 프로브 단자의 클리닝 방법, 프로빙 방법 및 프로브 장치 - Google Patents

Abstract

메인 척(15)상의 웨이퍼 W와의 사이에 간극을 만들고 또한 클리너 공구(연마판)(20)를 상면에 유지하는 유지 공구(예, 스페이서)가 메인 척(15)에 착탈이 자유롭게 장착된다. 상기 메인 척(15)은 이동되어, 웨이퍼 W가 탑재된 상태에서 클리너 공구(20)와 프로브 침(17A)이 접촉되어, 프로브 침(17A)이 클리닝되는 프로브 단자(7A)의 클리닝 방법이 개시되어 있다.

Description

프로브 단자의 클리닝 방법, 프로빙 방법 및 프로브 장치{PROBE CLEANING METHOD, PROBING METHOD AND PROBER}

본 발명은 프로브 단자의 클리닝 방법, 프로빙 방법 및 프로브 장치에 관한것으로, 특히, 반도체 웨이퍼(이하, 단지「웨이퍼」라 한다) 등의 피검사체가 탑재대 상에 탑재된 상태로, 프로브 단자를 클리닝할 수 있는 클리닝 방법, 프로빙 방법 및 프로브 장치에 관한 것이다.

프로브 장치의 전형적인 예로서, 웨이퍼상에 형성된 반도체 집적 회로(이하, 「IC 칩」이라 한다)의 전기적 검사를 실행하기 위한 프로브 장치가 설명된다.

종래의 프로브 장치(10)는, 예컨대 도 6에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 W를 수납하는 카셋트 C, 상기 카셋트 C에서 웨이퍼 W를 반송하는 로더부(11), 상기 로더부(11) 내에 마련된 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 반송된 웨이퍼 W를 검사하는 프로버부(12), 이 프로버부(12) 및 로더부(11)를 제어하는 콘트롤러(13), 이 콘트롤러(13)를 조작하는 조작 패널을 겸하는 표시 장치(14)를 구비하고 있다.

상기 로더부(11)에는 서브척(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 이 서브척에 의해, 웨이퍼 W는 오리엔테이션 플랫을 기준으로 하여 사전 정렬된다. 사전 정렬된 웨이퍼 W는 반송 기구에 의해 프로버부(12)로 반송된다.

상기 프로버부(12)에는 웨이퍼 W가 탑재되기 위한, X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동 가능한 메인 척(15), 상기 메인 척(15) 상에 탑재된 웨이퍼 W를 검사 위치에 정확히 정렬하는 정렬 브리지(16A) 등을 갖는 정렬 기구(16), 이 정렬 기구(16)에 의해 정렬된 웨이퍼 W 상에 형성된 반도체 집적 회로(이하,「IC 칩」이라 한다)의 전극에 접촉하여, 그 전기적 검사를 하기 위한 프로브 단자(예, 프로브 침)(17A), 상기 프로브 침(17A)을 갖는 프로브 카드(17)가 배치되어 있다.

프로버부(12)의 상면에는 헤드 플레이트(18)가 개폐 가능하게 설치되어 있다. 프로브 카드(17)는 상기 헤드 플레이트(18)의 중앙의 개구부에 삽입 링(18A)을 거쳐서 고정되어 있다. 프로버부(12)에는 테스트 헤드(19)가 선회 가능하게 마련되어 있다. 프로버부(12) 상에서 선회되는 테스트 헤드(19)에 의해, 프로브침(17A)과 테스터(도시하지 않음) 사이가 전기적으로 접속된다. 테스터로부터의 소정의 전기 신호는 프로브 침(17A)을 거쳐서, 메인 척(15) 상의 웨이퍼 W 상에 형성된 IC 칩에 전해지고, 반대의 경로로 상기 IC 칩의 전기적 특성을 측정한 결과의 신호가 테스터에 전해지며, 상기 테스터는 상기 신호에 근거하여 각 IC 칩의 전기적 검사를 한다.

웨이퍼 W가 검사될 때에는, 메인 척(15)은 구동 기구에 의해 X, Y, 및 θ 방향으로 이동되고, 메인 척(15) 상의 웨이퍼 W와 프로브 침(17A)과의 정렬이 행하여진다. 메인 척(15)은 윗쪽으로(Z 방향) 오버드라이브(over drive)되어, 웨이퍼 W 상에 형성된 IC 칩의 전극 패드(예컨대, 알루미늄에 의해서 형성되어 있다)와 프로브 침(17A)이 접촉된다. 이 때, 전극 표면에 자연 산화막(산화 알루미늄으로 이루어진다) 등이 형성되어 있으면, 프로브 침(17A)과 전극 패드와의 전기적 접속은 불량하게 된다. 이 때문에, 프로브 침(17A)이 전극 패드상의 자연 산화막 등을 깎아낸 후, 프로브 침(17A)과 전극 패드가 접촉되는 것에 의해, 양자의 전기적 접속은 확실하게 된다. 검사의 회수가 많아지면, 도 7에 도시하는 바와 같이, 전극 패드로부터 깎여진 산화 알루미늄 등의 부착물 ○가 프로브 침(17A) 상에 부착된다. 그 결과, 그 후의 검사에 지장을 초래한다.

그래서, 종래, 프로브 침(17A)의 침끝의 클리닝이 행해지고 있다. 도 8에 나타내는 예에서는, 연마판(20)에 의해 프로브 침(17A)의 침끝을 클리닝하고 있다. 상기 연마판(20)은 메인 척(15)의 측면에 마련된 탑재대(15A) 상에 장착되어 있다. 프로브 침(17A)의 침끝은 상기 연마판(20)에 접촉되고, 메인 척(15)의 상하 움직임에 의해 상기 프로브 침(17A)의 침끝은 연마되어, 그 부착물 ○가 제거된다.

다른 예로서는, 메인 척의 중심부에 연마줄이 설치된 장치도 개발되어 있다(일본국 공개 실용 신안 공보 소화 59-148251호 참조).

프로브 침(17A)의 침끝을 연마하기 위한 연마판이, 메인 척의 측면에 마련된 탑재대(15A) 상에 장착되어 있는 종래 장치의 경우, 프로브 침(17A)은 상기 연마판에 눌려지기 때문에, 탑재대(15A)를 거쳐서 메인 척(15)에 큰 벤딩 모멘트(bending moment)가 작용한다. 이 벤딩 모멘트에 대처하기 위해서, 메인 척(15)은 높은 기계 강도가 요구된다. 특히, 웨이퍼 사이즈가 대구경화(예, 12인치 사이즈)하면, 메인 척(15)도 대형화하여, 상기 벤딩 모멘트도 더욱 커진다. 이것에 대처하기 위해서는, 단순히 메인 척(15)이 대형화되는 것만으로는 불충분하고, 메인 척(15)의 기계 강도도 더욱 증강시킬 필요가 있다. 메인 척(15)은 점점 중량이 커진다고 하는 과제가 있었다.

상기 종래의 장치 및 메인 척의 중심부에 연마줄이 설치된 종래의 장치에 있어서는, 클리닝할 때마다 탑재대로부터 웨이퍼를 반출하지 않으면 안된다고 하는 과제가 있었다.

웨이퍼 W의 대구경화에 따라 1개의 웨이퍼 W 상에 형성되는 IC 칩의 수는 현격하게 증가하고, 1개의 웨이퍼 W에 대한 프로빙 회수(回數)도 현격하게 증가한다. 이 결과, 프로브 침(17A)에는 다량의 부착물 ○가 부착되기 때문에, 검사 도중에서의 프로브 침(17A)의 클리닝의 필요성이 높아진다. 종래의 클리닝 장치의 경우에는, 검사를 중단하고 웨이퍼 W를 탑재대로부터 일단 로더실로 반출한 후, 프로브 침(17A)을 연마하며, 이 연마후에 상기 웨이퍼 W를 다시 탑재대에 반입시켜 정렬하고, 다시 검사를 속행하는 것이 필요하다. 이 때문에, 1개의 웨이퍼 W를 검사하기 위해서, 막대한 시간이 필요하게 된다고 하는 과제가 있었다.

본 발명의 목적은 프로브 단자의 클리닝 방법 및 프로빙을 효율적으로 실시하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 프로브 단자의 클리닝 방법 및 프로빙을, 개량된 구조의 장치에 의해 실시하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 과제의 적어도 하나를 해결하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 프로브 장치의 실시예 1을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 있어서 연마판을 탑재한 스페이서가 메인 척의 바로 위에 반송된 상태를 나타내는 측면도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 있어서 스페이서의 일부를 절단하여 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 있어서 메인 척, 스페이서, 연마판 및 프로브 침의 관계를 나타내는 측면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 있어서 메인 척 및 스페이서를 이용하여 프로브 카드를 교환하는 상태를 나타내는 측면도,

도 6은 종래의 프로브 장치의 프로버실(室)의 정면을 절단하여 나타내는 정면도.

도 7은 프로브 침의 침끝에 산화 알루미늄 등이 부착한 상태를 확대하여 나타내는 측면도,

도 8은 종래의 프로브 장치의 메인 척을 확대하여 나타내는 사시도,

도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 실시예에 있어서 클리너 공구의 클리너 면에 연마 클리너 및 폴리쉬 클리너를 배치한 예를 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

12 : 프로버부15 : 메인 척

17 : 프로브 카드 17A : 프로브 침

18 : 헤드 플레이트 18A : 삽입 링

20 : 연마판 21 : 반송 기구

21B : 아암22 : 스페이서

22A : 위벽 22D : 홈

22E : 돌기23 : 메인 척의 지지부

23B : 오목부 W : 웨이퍼

본 발명에 의하면, 웨이퍼 등의 피검사체가 대구경화 하더라도, 탑재대에 대하여 벤딩 모멘트를 가하는 일이 없고, 검사 도중이어도 웨이퍼를 탑재대로부터 반출할 필요가 없는, 프로브 단자의 클리닝 방법 및 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 첫번째 측면에 따르면, 프로브 장치 본체 내에서, 피검사체를 위한 탑재대(main chuck)에 장착된 클리너 공구를 사용하여, 프로브 카드의 프로브 단자(들)을 클리닝하는 방법으로서, 상기 탑재대 상에 피검사체가 탑재된 상태의 탑재대의 상부에 상기 클리너 공구가 유지된 스페이서를 착탈 자유롭게 장착하는 공정과, 상기 탑재대를 이동시켜, 상기 클리너 공구에 의해 상기 프로브 단자를 클리닝하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 단자의 클리닝 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 반도체 웨이퍼상에 형성된, 복수의 전극을 갖는 적어도 하나의 반도체 집적 회로의 각 전극에 접촉하는 복수의 프로브 단자를 구비하는 접촉기(contctor)를 향하여, 상기 반도체 웨이퍼를 탑재한 탑재대(main chuck)를 접근시켜, 상기 각 프로브 단자와 상기 각 전극을 접촉시키는 접촉 공정과, 상기 프로브 단자에서 출력된 검사용 신호에 따라서, 상기 각 반도체 집적 회로의 전기적 특성을 검사하는 검사 공정을 구비하는, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 집적 회로의 전기적 특성을 검사하는 프로빙 방법에 있어서, 상기 프로브 단자를 클리닝하는 공정을 더 구비하며, 상기 클리닝하는 공정은, 상기 반도체 웨이퍼가 그 상면에 탑재된 상태의 탑재대의 상부에 클리너 공구가 유지된 유지 공구를 분리하여 자유롭게 장착하는 공정과, 상기 프로브 단자를 상기 클리너 공구에 의해 클리닝하는 공정과, 상기 탑재대로부터 상기 클리너 공구를 유지한 유지 공구를 분리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 검사 방법이 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 집적 회로의 전기적 특성을 검사하는 프로빙 방법에 있어서, 상기 프로브 단자를 상기 클리너 공구에 의해 클리닝하는 공정은, 상기 프로브 단자를 연마하는 공정과, 상기 프로브 단자를 폴리싱하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 검사 방법이 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 프로브 장치 본체 상면에 마련된 프로브카드와, 상기 프로브 장치 본체 내의 상기 프로브 카드의 아래쪽에 마련된, X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동 가능한 탑재대와, 그 상부에 상기 프로브 카드를 위한 클리너 공구가 유지된 스페이서와, 상기 프로브 장치 본체의 외부와 상기 탑재대 상과의 사이에서의 상기 스페이서의 반송 기구와, 상기 탑재대의 외측면에 마련된, 상기 스페이서를 지지하기 위한 지지부를 구비하며, 여기서, 상기 탑재대는 상기 프로브 카드의 바로 아래에서 승강(昇降)하여 움직이고, 탑재대 상에 유지된 상기 스페이서 상의 클리너 공구에 의해 상기 프로브 카드의 프로브 단자가 클리닝되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 프로브 장치 본체 상면에 마련된 프로브 카드와, 상기 프로브 장치 본체 내의 상기 프로브 카드의 아래쪽에서 X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동 가능하게 배치된 탑재대와, 상기 프로브 카드가 탑재된 스페이서와, 상기 프로브 장치 본체의 외부와 상기 탑재대 상과의 사이에서, 상기 스페이서의 반송 기구와, 상기 탑재대의 외측면에 마련된, 상기 스페이서를 탑재대 상에 지지하는 지지부를 구비하고, 여기에서, 상기 스페이서, 반송 기구 및 탑재대는 상기 프로브 카드의 교환 기구로서 이용되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 프로브 장치에 있어서, 상기 반송 기구는 상기 장치 본체의 측면에 진퇴(進退)하여 움직일 수 있도록 장착될 수 있음과 동시에, 상기 프로브 장치 본체의 외부와 상기 탑재대와의 사이에서 상기 스페이서를 이동 가능하게 지지하는 좌우 한 쌍의 아암을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 프로브 장치에 있어서, 상기 스페이서는 하면에 복수의 위치 결정용 돌기를 갖고, 상기 지지부는 상기 각 위치 결정용 돌기가 끼워 넣어지는 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 장치 본체와, 상기 장치 본체의 상부에 장착하여 자유롭게 설치되는, 프로브 단자를 갖는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드의 아래쪽에 설치되어, x, y, z 및 θ 방향으로 이동 가능하고, 또한 복수의 전극을 갖는 집적 회로가 형성된 반도체 웨이퍼를 위한 탑재대(main chuck)와, 상기 탑재대를 이동시켜, 상기 집적 회로의 각 전극과 상기 프로브 카드의 프로브 단자와의 정렬을 실행하는 정렬 기구와, 상기 탑재대 상에 반입되고 또한 상기 탑재대 상으로부터 반출되는 부품의 유지 공구와, 상기 유지 공구가 반입 개시되는 장소와 상기 탑재대 상과의 사이에서의, 상기 유지 공구의 반송 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 프로브 장치에 있어서, 상기 탑재대 상에 반입되고 또한 상기 탑재대 상으로부터 반출되는 부품은 상기 프로브 카드이고, 여기에서, 상기 유지 공구, 상기 반입 반출 기구 및 상기 탑재대는 상기 프로브 카드의 교환 기구를 구성하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 프로브 장치에 있어서, 상기 탑재대 상으로 반입되고 또한 상기 탑재대 상으로부터 반출되는 부품은 상기 프로브 카드의 프로브 단자를 위한 클리너 공구이고, 상기 유지 공구는 그 상부에 상기 클리너공구의 유지부를 갖고, 그 하부에 상기 유지 공구가 상기 탑재대 상의 반도체 웨이퍼와 접촉하는 일 없이, 상기 탑재대에 장착되기 위한 부착부를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 탑재대 상으로 반입되고 또한 상기 탑재대 상으로부터 반출되는 부품은, 상기 프로브 카드 및 상기 프로브 카드의 프로브 단자를 위한 클리너 공구이고, 상기 유지 공구는, 그 상부에 상기 프로브 카드를 위한 유지부를 갖는 상기 유지 공구와, 상기 클리너 공구를 위한 유지부를 갖는 상기 유지 공구이고, 이들 유지 공구는, 그 하부에 상기 유지 공구가 상기 탑재대 상의 반도체 웨이퍼와 접촉하는 일 없이, 상기 탑재대에 장착되기 위한 부착부를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 장치 본체와, 상기 장치 본체의 상부에 착탈 자유롭게 설치되는, 프로브 단자를 갖는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드의 아래쪽에 설치되어, x, y, z 및 θ 방향으로 이동 가능하고, 또한 복수의 전극을 갖는 집적 회로가 형성된 반도체 웨이퍼를 위한 탑재대(main chuck)와, 상기 탑재대를 이동시키고, 상기 집적 회로의 각 전극과 상기 프로브 카드의 프로브 단자와의 정렬을 위한 정렬 기구와, 상기 프로브 단자를 위한 클리너 공구로서, 상기클리너 공구는 그 위 면에 클리닝면을 갖고, 상기 클리닝면의 적어도 주변부에 연마 클리너가 설치되는 상기 클리너 공구와, 상기 유지 공구가 반입 개시되는 장소와 상기 탑재대 상과의 사이에서의, 상기 유지 공구의 반입 반출 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 프로브 장치에 있어서, 상기 클리너 공구는 그 클리닝면의 중앙부에는 폴리쉬 클리너가 마련되고, 그 클리닝면의 주변부에는 연마 클리너가 설치되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치가 제공된다.

본 발명의 상기 및 그밖의 목적, 특징, 국면 및 이익들은 첨부 도면을 참조로 설명하는 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

첨부한 도면은, 명세서의 일부와 연휴하면서 일부를 구성하고, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한다. 그리고, 상기 도면은 상기에서 기술한 일반적인 기술과 이하에 기술하는 바람직한 실시예에 관한 상세한 설명에 의해, 본 발명의 설명에 이바지하는 것이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.

본 발명은 프로브 단자의 클리닝 방법, 프로빙 방법 및 프로브 장치에 관한 것이지만, 설명의 편의상, 반도체 집적 회로의 검사에 사용되는 프로빙 방법 및 장치를 예로 하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

이하, 도 1∼도 5를 사용하여, 종래와 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하여 본 발명의 프로브 장치의 실시예가 설명된다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 반도체 집적 회로의 프로브 장치는 메인 척(15)을 구비한 프로버실(12)의 정면에 반송 기구(21)가 설치된다. 이 반송 기구(21)에 의해서, 클리너 공구(20)는 메인 척(15)상으로 반송된다. 이하, 메인 척(15)과 반송 기구(21)의 관계가 설명된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 반송 기구(21)는 좌우 한 쌍의 가이드레일(21A, 21A)과, 각 가이드 레일(21A, 21A)에 따라 프로버실(12)의 외부와 내부를 왕복 이동 가능한 좌우 한 쌍의 아암(21B, 21B)과, 상기 반송 기구(21)를 세우거나 눕히는 것이 자유롭게 프로버실(12)의 정면에 고정되는 힌지(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 오퍼레이터는 좌우의 아암(21B, 21B)을 수동으로 조작하여, 클리너 공구(20)를 프로버실(12) 내의 메인 척상에 반송한다. 이 반송 기구(21)는, 사용되지 않을 때에는, 프로버실(12) 정면의 바깥쪽에서 아래쪽으로 쓰러뜨려져서, 커버(도시하지 않음) 안에 수납되도록 하고 있다. 각 아암(21B, 21B)은 전동 모터에 의해 자동적으로 왕복 구동되더라도 좋다.

상기 클리너 공구(20)가 메인 척으로(및, 으로부터) 반송되는 공정 및 메인 척상에서 프로브 단자를 클리닝하는 공정에 있어서, 클리너 공구(20)는 유지 공구에 의해 유지된다. 상기 유지 공구의 예로서 스페이서(22)가 도 3에 도시되어 있다. 이 스페이서(22)는, 예컨대 스테인레스·알루미늄 등의 금속에 의해서 만들어져 있다. 상기 스페이서(22)는 상단이 닫혀 있고 하단이 열려있는 원통 형상이고, 위벽(22A)의 상면에는 오목 형상의 함몰부(22B)가 형성되어 있다. 함몰부(22B)에는, 웨이퍼 W와 대략 동일 크기의 원판 형상으로 형성된 클리너 공구(20)가 유지된다.

도 3에 도시되는 스페이서에 있어서는, 그 상부 표면의 함몰부(22B)에 클리너 공구(20)가 끼워 넣어 지는 것에 의해 유지된다.

스페이서(22)의 측벽(22C)의 외주면에는, 좌우 한 쌍의 홈(22D, 22D)(도 3a, 도 3b 참조)이 가로 방향으로 각각 형성되어 있다. 반송 기구(21)의 각 아암(21B,21B)은, 각각의 홈(22D, 22D)에 걸어 맞추어짐에 의해, 스페이서(22)를 움켜 쥔다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는, 스페이서(22)의 내경(內徑)은 메인 척(15)의 외경(外徑)보다 약간 크게 형성된다. 스페이서(22)가 메인 척(15)에 탑재될 때에는, 메인 척(15)은 스페이서(22)내로 끼워 넣어진다. 스페이서(22)의 주변 벽(22C)의 하면에는, 둘레 방향으로 복수의 삼각뿔 형상의 돌기(22E)가 형성되어 있다. 스페이서(22)는 각 지지부(23)에 의해 지지되어, 메인 척(15) 상에 탑재된다. 이렇게 탑재된 상태에 있어서는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 스페이서(22)의 위벽(22A)의 하면과 메인 척(15) 상면과의 사이에는 간극이 형성되어, 이 간극에 웨이퍼 W가 수납된다. 메인 척(15)의 외측면에는, 둘레 방향에 복수의 지지부(23)가 형성되어 있다. 각 지지부(23)의 지지면(23A)에는, 스페이서(22)의 삼각뿔형상의 돌기(22E)가 끼워 넣어지는 오목부(23B)가 형성되어 있다. 스페이서(22)는, 이 돌기(22E)가 오목부(23B)에 끼워 넣어지는 것에 의해 위치 결정이 이루어진다.

스페이서(22)에 형성되는 돌기(22E) 및 메인 척(15)의 지지부(23) 및 오목부(23B)의 수, 배치, 형상 등은 적절히 결정될 수 있다. 도 1∼4에 도시된 구조는 바람직한 예이다.

상기 메인 척(15)은 종래와 같이, X, Y 테이블(도시하지 않음)을 거쳐서 X, Y 방향으로 이동할 수 있음과 동시에, 승강 기구 및 θ 구동 기구(모두 도시하지 않음)를 거쳐서 Z, θ 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 도 4에 있어서, (24)는 테스트 헤드(19)와 프로브 카드(17)와의 사이를 전기적 접속하기 위한 접속링이다.

이하, 상기 프로브 장치를 이용한 본 발명의 프로브 단자의 클리닝 방법에 대하여 설명한다. 예컨대, 웨이퍼 W의 검사 도중에, 프로브 단자(예, 침)(17A)에 부착물이 부착하여, 프로브 침(17A)과 전극 패드 사이의 도통 성능이 저하한 경우에는, 바로 검사는 중단된다. 그리고, 프로브 침(17A)의 클리닝이 실시된다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 클리너 공구(20)를 탑재한 스페이서(22)의 홈(22D)에, 반송 기구(21)의 각 아암(21B)이 끼워진다. 각 아암(21B)은 프로버실(12) 내로 눌려 들어간다. 이 조작과 병행하여, 콘트롤러(13)의 제어하에, 웨이퍼 W가 탑재된 메인 척(15)은 스페이서(22)의 바로 아래로 이동되어 θ 방향으로 회전되고, 소정의 방향으로 설정된다. 메인 척(15)의 축 중심은 스페이서(22)의 축 중심과 일치하여, 도 2에 도시되는 상태로 된다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 메인 척(15)은 화살표 방향으로 상승하고, 메인 척(15)의 지지부(23)는 스페이서(22)를 지지한다. 이때, 스페이서(22)는, 돌기(22E)가 메인 척(15) 지지부(23)의 오목부(23B)에 끼워 맞춰지는 것에 의해, 위치 어긋남이 없는 상태로 메인 척(15)에 의해 지지된다. 메인 척(15) 상의 웨이퍼 W는 스페이서(22)에 접촉하는 일 없이, 상기 스페이서(22)내로 수납된다(도 4 참조).

도 4에 도시된 바와 같이, 콘트롤러(13)의 제어하에서, 메인 척(15)은 프로버실(12) 내에 설치된 프로브 카드(17)의 바로 아래까지 이동된다. 이 위치에서 메인 척(15)은 Z 방향으로 상승되어, 클리너 공구(20)에 프로브 침(17A)이 접촉한다. 메인 척(15)이 다소 오버드라이브한 상태로 되어 정지되고, 클리너 공구(20)와 프로브 침(17A)은 눌려 접해진 상태로 된다.

프로브 침(17A)이 클리너 공구(20)에 의해 클리닝되는 형태는 클리너 공구(20)의 구조에 따라 다르다. 클리너 공구(20)가 좌우로 진동되는 형태, 원(圓) 운동 또는 원호(圓弧) 운동되는 형태, 상하로 진동되는 형태, 이들 진동을 조합시킨 형태 등이 채용될 수 있다. 클리너 공구(20)가 숫돌과 같은 연마 클리너인 경우에는, 콘트롤러(13)의 제어하에서, 메인 척(15)은 승강(昇降) 움직임을 반복할 수 있다. 클리너 공구(20)와 프로브 침(17A)이 눌려 접해진 상태와 가볍게 접촉된 상태가 반복되는 사이에, 클리너 공구(20)의 연마에 의해 프로브 침(17A)은 클리닝된다. 클리닝 종료 후, 메인 척(15)은 상술한 경우와 반대의 동작이 실행되고, 클리너 공구(20)는 스페이서(22)와 함께 반송 기구(21)로 반환된다. 반송 기구(21)를 거쳐서, 스페이서(22)는 소정의 위치로 반송된다. 콘트롤러(13)의 제어하에서, 다시 웨이퍼 W의 검사가 속행된다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 웨이퍼 W의 검사 도중에 프로브 침(17A)을 클리닝하는 경우에도, 웨이퍼 W가 메인 척(15) 상에 지지된 상태에서, 프로브 침(17A)이 클리닝될 수 있다. 따라서, 프로브 침(17A)의 클리닝 시간을 현격하게 단축시킬 수 있다.

또한, 프로브 카드(17)의 검사 중심과 메인 척(15)의 축 중심이 일치한 상태에서 클리닝이 실시될 수 있다. 이 때문에, 금후 웨이퍼 W의 구경이 대구경화하고, 메인 척(15)의 구경도 대구경화한 경우라도, 클리닝시에 메인 척(15)에는 편중된 하중이 걸리지 않으므로, 이러한 편중된 하중을 고려하여 메인 척(15)의 기계적강도를 보강할 필요가 없다.

다음에, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다.

본 실시예의 프로브 장치는 메인 척(15), 유지 공구(22)(예, 스페이서) 및 반송 기구(21)가 프로브 카드(15)의 교환 기구로서 이용된다. 본 실시예의 프로브 장치는 스페이서(22)의 구조가 다른 것 이외에는, 전술된 실시예의 프로브 장치에 준한 구성으로 되어 있다. 본 실시예에 이용되는 스페이서(22)의 위벽(22A)에는 도 5에 도시된 바와 같이 중앙 구멍(22F)이 형성되고, 교환을 위해 위벽(22A)에 탑재되는 프로브 카드(17)의 프로브 침(17A)이 손상되지 않도록 되어 있다. 본 실시예의 스페이서(22)는 전술된 실시예와 마찬가지로 홈(22D), 돌기(22E)를 가질 수 있다.

종래 공지된 바와 같이, 프로브 카드(17)에는 카드 홀더(25)가 장착된다. 카드 홀더(25)가 장착된 프로브 카드(17)는, 프로버실(12)의 헤드 플레이트(18)에 고정된 삽입 링(18A)에 장착된다. 프로브 카드(17)의 교환시에도, 카드 홀더(25)가 장착된 프로브 카드(17)가 교환된다. 카드 홀더(25)의 외주에는 둘레 방향에 복수의 피협지부(被挾持部)(25A)가 형성되고, 삽입 링(18A)에는 이들 피협지부(25A)에 대응한 절결부(도시하지 않음)가 둘레 방향으로 복수개 형성되어 있다.

카드 홀더(25)가 장착된 프로브 카드(17)는, 콘트롤러(13)의 제어하에, 삽입 링(18A)의 바로 아래로부터 들어 올려지고, 카드 홀더(25)의 복수의 피협지부(25A)와 삽입 링(18A)의 대응한 절결부와의 공동 작용(action)에 의해, 프로브 카드(17)는 삽입 링(18A)에 장착된다. 삽입 링(18A)은 종래 공지의 것이 채용될 수 있기 때문에, 그 구체적인 구조에 관한 설명은 생략한다.

이하, 프로브 카드(17)가 교환되는 방법이 설명된다. 스페이서(22)는 반송 기구(21)에 장착된다. 반송 기구(21) 및 메인 척(15)이 조작되어, 메인 척(15)은 반송 기구(21)의 스페이서(22)를 수취하고, 메인 척(15)은 삽입 링(18A)의 바로 아래로 이동된다. 메인 척(15)은 상승되어 삽입 링(18A)으로부터 자동적으로 벗겨지고, 프로브 카드(17)가 장착된 카드 홀더(25)가 스페이서(22) 상에 유지된다. 메인 척(15)은 상술한 경우와 반대 방향으로 이동되고, 프로브 카드(17)가 장착된 카드 홀더(25)는 스페이서(22)와 함께 반송 기구(21)로 인도된다. 이들 프로브 카드(17) 등은, 반송 기구(21)에 의해 프로버실(12)의 외측으로 반출된다. 반송 기구(21)에는, 새로운 프로브 카드(17)가 장착된 카드 홀더(25)를 유지한 스페이서(22)가 세트된다.

반송 기구(21) 및 메인 척(15)은 조작되어, 메인 척(15)은 반송 기구(21)로부터 새로운 프로브 카드(17)가 장착된 카드 홀더(25)를 스페이서(22)와 함께 받아들인다. 메인 척(15)은 삽입 링(18A)의 바로 아래로 이동된다. 메인 척(15)은 상승되고, 프로브 카드(17)가 장착된 카드 홀더(25)가 삽입 링(18A)에 장착되어, 프로브 카드(17)의 교환이 종료한다. 메인 척(15)은 이동되고, 스페이서(22)는 메인 척(15)으로부터 반송 기구(21)로 인도되며, 반송 기구(21)에 의해 스페이서(22)는 프로버실(12)로부터 외측으로 인출된다. 반송 기구(21)로부터 스페이서(22)가 분리된 뒤, 반송 기구(21)는 힌지에 의해 접혀진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 유지 공구(예, 스페이서) 메인 척(15) 및 반송 기구(21)가 프로브 카드(17)의 교환 기구로서도 이용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼 등의 피검사체의 구경이 대구경화 하더라도, 탑재대에 대하여 편중된 하중이 걸리는 일 없이 프로브 단자를 클리닝할 수 있다. 검사 도중이더라도 탑재대에 피검사체가 탑재된 채로, 프로브 단자가 클리닝될 수 있어, 클리닝 시간이 단축될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 탑재대가 프로브 카드의 자동 교환 기구로서 이용될 수 있다.

상기의 설명은 본 발명의 실시예에 관한 것이지만, 본 발명은 다른 실시예로서도 실시될 수 있는 것은, 당업자에게는 인식되어야 할 것이다.

예컨대, 상기 프로브 단자로는, 피검사체의 전극에 전기적으로 접촉하여 상기 전극과 측정부를 전기적으로 접속할 수 있으면 어떠한 프로브 단자도 채용될 수 있다. 예컨대, 침과 같은 단자, 범프와 같은 단자 및 포고핀(pogo pin) 등이 채용될 수 있다.

상기 클리너 공구로는 프로브 단자에 부착한 부착물을 제거할 수 있으면 어떠한 공구도 채용될 수 있다. 예컨대, 프로브 단자를 연마하는 공구(예, 숫돌 형상의 공구, 베(布) 형상의 공구, 탄성체로 이루어지는 공구), 프로브 단자를 폴리쉬하는 공구(예, 브러시 형상의 공구)가 바람직한 공구로서 채용될 수 있다.

유지 공구 또는 스페이서에 「클리너 공구가 유지된다」라고 하는 것은, 클리너 공구가 유지 공구 또는 스페이서의 소정 개소에 탑재되는 어떠한 수단이라도좋다. 바람직하게는, 유지 공구 또는 스페이서의 상부 표면의 함몰부에 클리너 공구가 끼워 넣어지는 것에 의한 유지, 해당 상부 표면의 평탄면에 클리너 공구가 놓여지는 것에 의한 유지, 상기 상부 표면의 평탄면에 클리너 공구가 접착되는 것에 의한 유지, 또는 상기 상부 표면의 함몰부 또는 평탄면에 나사, 바(bar), 프레임 등의 누름 수단에 의해 클리너 공구가 유지되는 유지 등이 채용될 수 있다.

상기 스페이서 또는 유지 공구의 외형은 원통 형상, 각주 형상 등 여러가지의 형상이 채용될 수 있다. 또한, 상기 스페이서 또는 유지 공구의 크기도, 탑재대로의 장착 기구에 따라서 적절히 결정될 수 있다. 바람직하게는, 탑재대와 거의 마찬가지의 형상 및 크기로 될 수 있지만, 탑재대와는 다른 형상 및 크기로 될 수도 있다.

상기 접촉기(contactor)는, 웨이퍼상에 형성된 IC 칩을 1개씩 접촉시키는 접촉기, 상기 IC 칩을 복수 단위로 접촉시키는 접촉기 및 모든 상기 IC 칩을 일괄해서 접촉시키는 접촉기일 수 있다.

스페이서 또는 유지 공구가 탑재대에 착탈이 자유자재로 장착되는 기구는, 스페이서 또는 유지 공구가 상기 탑재대에 착탈이 자유자재로 장착될 수 있는 어떠한 기구라도 채용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 탑재대의 외측면에 마련된 지지부로의 착탈이 자유자재인 장착, 상기 탑재대의 상면의 주변부로의 착탈이 자유자재인 장착 및 상기 탑재대의 가까이에 마련한 지지부로의 착탈이 자유자재인 장착이 채용될 수 있다.

상기 클리너 공구의 클리닝면에 클리너를 마련하는 형태는, 프로브 카드의구조, 프로브 단자의 구조, 클리너 공구의 구조, 유지 공구의 구조 등을 감안하여 적당하게 설정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 클리닝면의 전면에 클리너(20)를 마련한 것(도 9a), 상기 클리닝면의 일부에 클리너(20)를 마련한 것(도 9b), 상기 클리닝면의 중심부에 클리너(20)를 마련한 것(도 9c), 상기 클리닝면의 중심부에 폴리쉬 클리너(20B)를 마련하고 주변부에 연마 클리너(20A)를 마련한 것(도 9d), 상기 클리닝면의 띠 형상으로 횡단하는 클리너대(帶)(20)를 마련한 것(도 9e), 상기 클리닝면을 횡단하는 형상으로 마련된 상기 클리너대(20)의 중심부에 폴리쉬 클리너(20B)를 마련하여 주변부에 연마 클리너(20A)를 마련한 것(도 9f) 등의 형태가 채용될 수 있다. 도 9a∼9f에 기재된 다른 실시예에 있어서도, 각 클리닝면의 형상은 원 형상과 띠 형상 이외에, 원 형상이 아닌 것도 채용할 수 있다.

스페이서(22)를 지지하는 지지부(23)가 메인 척(15)의 복수 개소에 마련된 경우에 대해 설명되었다. 다른 실시예로서는, 이 지지부(23)의 구조, 수 및 배치는 메인 척의 구조, 스페이서(22)의 구조 등에 따라, 스페이서(22)가 적정하게 지지될 수 있도록 적절히 결정될 수 있다.

메인 척(15)과 스페이서(22)의 위치가 어긋나지 않도록 하기 위해서, 스페이서(22)에 돌기(22E)가 마련되고, 지지부(23)에 오목부(23)가 마련된 것이 설명되었다. 다른 실시예로서는, 돌기와 오목부가 마련되는 장소가 각각 반대이더라도 좋고, 또한 돌기와 오목부의 형상도 적절하게 결정될 수 있다.

반송 기구(21)로서, 아암(21B), 가이드 레일(21C)을 구비한 기구가 설명되었다. 다른 실시예로서는, 소위 크레인과 같은 원호를 그리는 아암을 사용한 기구도채용할 수 있다.

메인 척(15)은 반송 기구(21)로부터 스페이서(22)를 받아들인 후에, 삽입 링(18A)의 바로 아래로 이동되는 순서가 채용되어 있다. 다른 실시예로서는, 삽입 링(18A)의 바로 아래의 위치에서 메인 척(15)이 반송 기구(21)로부터 스페이서(22)를 받아들이는 순서가 채용되더라도 좋다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼 등의 피검사체가 대구경화 하더라도, 탑재대에 대하여 벤딩 모멘트를 가하는 일이 없고, 검사 도중이더라도 웨이퍼를 탑재대로부터 반출할 필요가 없다.

이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.

Claims (11)

1. 프로브 장치 본체 내에서 피검사체를 위한 탑재대(main chuck)에 장착된 클리너 공구를 사용하여 프로브 카드의 프로브 단자를 클리닝하는 방법에 있어서,

   상기 탑재대 상에 피검사체가 탑재된 상태의 탑재대의 상부에, 상기 클리너 공구가 유지된 스페이서를 착탈 자유롭게 장착하는 공정과,

   상기 탑재대를 이동시켜, 상기 클리너 공구에 의해 상기 프로브 단자를 클리닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 단자의 클리닝 방법.
2. 반도체 웨이퍼상에 형성된, 복수의 전극을 갖는 적어도 하나의 반도체 집적 회로의 전극에 접촉하는 복수의 프로브 단자를 구비하는 접촉기(contactor)를 향하여, 해당 반도체 웨이퍼가 탑재된 탑재대(main chuck)를 접근시켜, 상기 각 프로브 단자와 상기 각 전극을 접촉시키는 접촉 공정과, 해당 프로브 단자에서 출력된 검사용 신호에 따라서, 상기 각 반도체 집적 회로의 전기적 특성을 검사하는 검사 공정을 포함하는, 해당 반도체 웨이퍼 상에 형성된 반도체 집적 회로의 전기적 특성을 검사하는 프로빙 방법에 있어서,

   해당 프로브 단자를 클리닝하는 공정을 더 포함하며,

   상기 클리닝하는 공정은,

   해당 반도체 웨이퍼가 그 상면에 탑재된 상태의 탑재대의 상부에, 클리너 공구가 유지된 유지 공구를 분리가 자유롭게 장착하는 공정과,

   상기 프로브 단자를 상기 클리너 공구에 의해 클리닝하는 공정과,

   해당 탑재대로부터 상기 클리너 공구를 유지한 유지 공구를 분리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 프로브 단자를 상기 클리너 공구에 의해 클리닝하는 공정은,

   상기 프로브 단자를 연마하는 공정과,

   상기 프로브 단자를 폴리쉬하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로빙 방법.
4. 프로브 장치 본체 상면에 마련된 프로브 카드와,

   해당 프로브 장치 본체 내의 해당 프로브 카드의 아래쪽에 마련된 X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동가능한 탑재대와,

   그 상부에, 상기 프로브 카드를 위한 클리너 공구가 유지된 스페이서와,

   해당 프로브 장치 본체의 외부와 해당 탑재대 상과의 사이에서의 해당 스페이서의 반송 기구와,

   상기 탑재대의 외측면에 마련된, 해당 스페이서를 지지하기 위한 지지부를포함하며,

   상기 탑재대는 상기 프로브 카드의 바로 아래에서 승강(昇降) 이동되고, 상기 탑재대 상에 유지된 상기 스페이서 상의 클리너 공구에 의해 상기 프로브 카드의 프로브 단자가 클리닝되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
5. 프로브 장치 본체 상면에 마련된 프로브 카드와,

   해당 프로브 장치 본체 내의 해당 프로브 카드의 아래쪽에서 X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동 가능하게 마련된 탑재대와,

   해당 프로브 카드가 탑재된 스페이서와,

   해당 프로브 장치 본체의 외부와 해당 탑재대 상과의 사이에서의 해당 스페이서의 반송 기구와,

   상기 탑재대의 외측면에 마련된, 상기 스페이서를 탑재대 상에 지지하는 지지부를 포함하며,

   상기 스페이서, 반송 기구 및 탑재대는 상기 프로브 카드의 교환 기구로서 이용되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
6. 장치 본체와,

   해당 장치 본체의 상부에 장착이 자유롭게 설치되는, 프로브 단자를 갖는 프로브 카드와,

   해당 프로브 카드의 아래쪽에 설치되어, x, y, z 및 θ 방향으로 이동가능하고, 복수의 전극을 갖는 집적 회로가 형성되는 반도체 웨이퍼를 위한 탑재대(main chuck)와,

   해당 탑재대를 이동시켜, 해당 집적 회로의 각 전극과 상기 프로브 카드의 프로브 단자와의 정렬을 행하는 정렬 기구와,

   해당 탑재대 상에 반입되고 해당 탑재대 상으로부터 반출되는 부품의 유지 공구와,

   해당 유지 공구가 반입 개시되는 장소와 해당 탑재대 상과의 사이에서의 해당 유지 공구의 반송 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 탑재대 상에 반입되고 해당 탑재대 상으로부터 반출되는 부품은 상기 프로브 카드이고,

   해당 유지 공구, 해당 반송 기구 및 해당 탑재대는 상기 프로브 카드의 교환 기구를 구성하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 탑재대 상에 반입되고 해당 탑재대 상으로부터 반출되는 부품은 상기 프로브 카드의 프로브 단자를 위한 클리너 공구이고,

   상기 유지 공구는, 그 상부에 해당 클리너 공구의 유지부를 갖고, 그 하부에서 해당 탑재대 상의 반도체 웨이퍼와 접촉하는 일 없이, 해당 탑재대에 장착되기 위한 부착부를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 탑재대 상에 반입되고 해당 탑재대 상으로부터 반출되는 부품은 상기 프로브 카드 및 상기 프로브 카드의 프로브 단자를 위한 클리너 공구이고,

   상기 유지 공구는, 그 상부에 상기 프로브 카드를 위한 유지부를 갖는 상기 유지 공구와, 해당 클리너 공구를 위한 유지부를 갖는 상기 유지 공구로서, 이들 유지 공구는, 그 하부에서 해당 탑재대 상의 반도체 웨이퍼와 접촉하는 일 없이, 해당 탑재대에 장착되기 위한 부착부를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
10. 장치 본체와,

    해당 장치 본체의 상부에 착탈이 자유자재로 설치되는, 프로브 단자를 갖는 프로브 카드와,

    해당 프로브 카드의 아래쪽에 설치되어, x, y, z 및 θ 방향으로 이동 가능하고, 또한 복수의 전극을 갖는 집적 회로가 형성된 반도체 웨이퍼를 위한 탑재대(main chuck)와,

    해당 탑재대를 이동시켜, 해당 집적 회로의 각 전극과 상기 프로브 카드의 프로브 단자와의 정렬을 위한 정렬 기구와,

    상기 프로브 단자를 위한 클리너 공구로서, 해당 클리너 공구는, 그 상면에 클리닝면을 갖고, 해당 클리닝면의 적어도 주변부에 연마 클리너가 설치되는 해당 클리너 공구와,

    해당 클리너 공구가 반입 개시되는 장소와 해당 탑재대 상과의 사이에서의, 해당 클리너 공구의 반입 반출 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
11. 제 9 항에 있어서,

    해당 클리너 공구는, 그 클리닝면의 중앙부에는 폴리쉬 클리너가 마련되고, 그 클리닝면의 주변부에는 연마 클리너가 마련되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.