KR102361259B1 - 웨이퍼 시험장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 시험유닛을 슬라이드 시키는 유닛 슬라이드기구를 갖추고 웨이퍼 위치결정스테이지의 웨이퍼 트레이 재치면을 웨이퍼 위치 결정 유닛의 기울기를 따라가게 하여 그 기울기를 바꾸지 않고 승강시키는 수단을 갖춤으로써 웨이퍼 시험유닛의 아래쪽에 웨이퍼 위치 결정 유닛의 공간을 필요로 하지 않는 고 정밀도의 위치 맞춤 수단을 갖춘 다단 구성의 웨이퍼 시험장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 시험장치 {Wafer test apparatus}

본 발명은 웨이퍼 시험장치에 관한 것으로, 상세하게는 반도체웨이퍼의 번인시험장치, 후공정시험장치 또는 전공정시험장치 등에 사용되는 웨이퍼의 전극에 접속하기 위한 단자를 가진 프로브카드와, 테스트회로 등이 탑재되는 로드보드와, 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 트레이를 가진 웨이퍼 시험유닛과, 밀폐공간을 형성하는 진공챔버를 가진 웨이퍼 시험유닛과, 웨이퍼의 전극과 프로브카드 단자간의 위치를 맞추는 웨이퍼 위치결정스테이지와 위치정보 촬영 기구와 승강기구를 가지는 웨이퍼 위치 결정 유닛과 복수의 웨이퍼 시험유닛을 탑재하는 장치 프레임과, 웨이퍼의 전극과 프로브카드의 단자 사이를 진공압으로 가압 접촉시켜 시험을 실시하는 웨이퍼 시험장치에 관한 것이다.

웨이퍼의 시험은 반도체패키지의 시험과 마찬가지로 고온 혹은 저온의 환경하에서 프로버라고 불리는 시험 장치를 사용하여 스트레스시험이나 기능시험 등의 전기적 특성 시험이 수행되고 있다.

웨이퍼의 시험이 종료된 후 웨이퍼의 절단·조립공정을 거쳐 반도체패키지로서 번인소켓이나 테스트소켓에 탑재되어 번인시험이나 후공정시험이 수행되고 있다.

이에 대하여 웨이퍼의 시험에서 프로버장치의 웨이퍼 척부를 웨이퍼 플레이트와 이동스테이지로 분리하여 다단 구성의 멀티웨이퍼 시험장치를 실현하고, 프로브카드와 웨이퍼플레이트로 둘러싸이는 공간을 진공흡인력에 의해 가압 접촉시켜 웨이퍼의 시험을 수행하는 웨이퍼 검사장치가 일본 등록특허 제6031292호(이하, '선행문헌 1' 이라고 함)에 개시되어 있다.

선행문헌 1에는 웨이퍼를 웨이퍼플레이트를 통해 척 부재에 재치하여 프로브카드와 마주하는 위치까지 반송하고, 반송한 웨이퍼를 웨이퍼플레이트와 함께 승강 장치를 이용하여 프로브카드를 향해 이동시켜 웨이퍼에 설치된 반도체 디바이스의 복수의 전극을 프로브카드에 설치된 복수의 단자에 각각 접속시킨다. 이 후, 웨이퍼를 프로브카드를 향해 더 오버드라이브시키고, 그 후 프로브카드와 웨이퍼플레이트의 사이의 공간을 감압하여 반도체디바이스의 전극과 프로브카드의 단자의 접속 상태를 유지한다. 이 경우, 척부재를 분리할 수단은 웨이퍼 카드에 대비하고 있다.

즉, 선행문헌 1에 따른 발명은 웨이퍼의 탑재스테이지인 웨이퍼플레이트에 탑재된 웨이퍼와 프로브카드의 전기적 접속에 진공압을 이용하고, 또한 웨이퍼의 탑재스테이지를 웨이퍼플레이트와 해당 웨이퍼플레이트를 밀어 올리는 얼라이먼트 기구를 구비한 이동스테이지로 분리하는 방식을 채택하여 다단 구성의 웨이퍼검사장치를 실현하고 있다.

선행문헌 1에 기재된 발명은 웨이퍼 탑재부를 웨이퍼 플레이트와 웨이퍼 플레이트를 밀어올리는 부재로 분리하여 상기 웨이퍼 플레이트에 웨이퍼가 적재되어 얼라이먼트를 실시하고 웨이퍼 플레이트를 프로브카드 측에 올려 진공압으로 흡입한 후, 이동 스테이지를 하강시켜 이동하여 다음 프로버로에 대한 웨이퍼 탑재, 위치 맞춤 및 추출에 대비하는 구성을 채용함으로써 종래 장치에 비교하여 프로버 기구의 높이를 낮게 하고, 다단 구성의 웨이퍼 장치를 실현하고 있다.

그러나, 웨이퍼 시험장치의 아래쪽에 이동 스테이지가 설치되어 이동 스테이지에서 웨이퍼 플레이트를 상하로 이동시키기 때문에 웨이퍼 시험장치가 필요로 하는 높이 방향의 공간은 커져 일렬의 장치 프레임에 다수의 시험 장치를 적재하는 것은 어려웠다.

또한 이동스테이지의 승강으로 웨이퍼를 설치한 웨이퍼플레이트를 승강시킴으로써 이동스테이지의 승강시의 수직주행성과 웨이퍼 시험장치에 탑재되는 프로브카드의 수평주행성이 중요해진다. 웨이퍼 시험장치를 다단으로 적재하는 경우, 각각의 웨이퍼 시험장치의 수평 탑재와 이동스테이지의 수직 주행성이 위치정밀도에 크게 영향을 미친다는 과제가 있다.

1. 선행문헌 1 : 일본 등록특허 제6031292호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 웨이퍼 시험장치(본문에서는 기판시험 유닛이라 칭함)을 이동 구간(본문에서는 웨이퍼 위치결정 단계로 칭함)에 상대하게 슬라이드 하는 유닛 슬라이드기구를 기판 시험 장치에 대비함으로써 다수의 웨이퍼 시험장치를 탑재하는 복합 구성의 웨이퍼 시험장치를 제공하고 이동 무대의 웨이퍼 플레이트(본문에서는 웨이퍼 트레이로 약칭) 재치고 면을 웨이퍼 플레이트의 경향에 동조시키면서 웨이퍼 플레이트의 평면에 수직으로 조절시키는 수단을 갖춤으로써 웨이퍼 시험장치의 탑재시의 수평성과 이동 무대의 수직 주행성에 의존하는 것이 없는 위치 맞추기 수단을 갖춘 기판 시험 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 웨이퍼의 전극과 프로브카드의 단자 사이를 진공압으로 가압 접촉시켜 시험을 수행하는 웨이퍼 시험장치에 있어서, 테스트 회로 등을 탑재하는 로드보드와, 상기 로드보드와 전기적으로 접속이 이루어지는 상기 프로브카드와, 상기 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 트레이와, 상기 로드보드와 상기 프로브카드 사이의 공간 및 상기 프로브카드와 상기 웨이퍼 트레이 사이의 공간 주위를 둘러싸고 밀폐 공간을 구성하는 진공챔버를 구비하는 웨이퍼 시험유닛과, 상기 웨이퍼 시험유닛의 전면측에 배치되어 상기 웨이퍼의 전극과 상기 프로브카드의 단자 간의 위치를 맞추는 웨이퍼 위치결정스테이지와, 카메라를 가진 위치정보 촬영기구와, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지와 상기 위치정보 촬영기구를 승강시키는 유닛 승강기구를 구비한 웨이퍼 위치결정유닛 및 상기 웨이퍼 위치결정유닛과 웨이퍼 시험유닛이 연결되는 장치 프레임을 구비하고, 상기 웨이퍼 시험유닛은 상기 웨이퍼 시험유닛의 전면측에 배치된 상기 웨이퍼 위치결정스테이지와 상기 프로브카드가 상대하도록 상기 웨이퍼 시험유닛을 슬라이드시키는 유닛 슬라이드기구를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 유닛 슬라이드기구는 슬라이드 유닛이 내장되는 리니어 슬라이드기구와, 상기 슬라이드 유닛을 슬라이드 시키는 구동기구와, 상기 리니어 슬라이드기구와 구동기구가 탑재되는 프레임 부재와, 제1 구동모터를 구비하고, 상기 슬라이드 유닛이 상기 웨이퍼 시험유닛에 연결되고 상기 프레임 부재가 상기 장치 프레임에 설치될 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지는 상기 웨이퍼 트레이를 유지하는 웨이퍼 트레이 재치면을 구비하고, 슬라이드한 상기 웨이퍼 시험유닛의 상기 웨이퍼 트레이에 상대하도록 배치되어 X방향, Y방향 및 회전 방향의 위치를 제어하는 얼라이먼트 스테이지와, 상기 웨이퍼 트레이의 기울기에 상기 얼라이먼트 스테이지의 기울기를 추종시키는 제1 얼라이먼트 스테이지 승강 기구 및 상기 웨이퍼 트레이를 상기 진공챔버에 유지되는 위치와 상기 웨이퍼가 배치되는 위치 사이로 승하강시키는 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구를 구비할 수 있다.

나아가, 제1 상기 얼라이먼트 스테이지 승강기구는 상기 웨이퍼 위치결정스테이지가 상기 유닛 승강기구에 의해 상승하는 경우 상기 진공챔버의 네 모서리의 하면에 접촉하는 충돌부재를 가진 승강판 및 가동부와 고정부가 있는 구면미끄럼 베어링과, 상기 충돌부재가 상기 진공챔버에 접촉한 경우에 상기 승강판의 외주부에 가해지는 하중을 지탱하는 스프링 부재와 상기 승강판의 아래쪽에 상기 승강판이 승하강하는 공간을 유지하도록 설치되는 승강기구 부착판을 구비하고, 상기 충돌부재는 상기 진공챔버에 접촉한 경우 상기 위치정보 촬영기구가 상기 웨이퍼와 상기 프로브카드 사이에 삽입되어 상기 웨이퍼의 전극과 상기 프로브카드의 단자의 위치 정보를 취득할 수 있는 높이를 가지고 있으며, 상기 구면미끄럼 베어링은 상기 승강판과 상기 승강기구 부착판 사이의 중앙부에 설치되고 상기 스프링 부재는 상기 구면미끄럼 베어링의 외주부에 복수개 배치될 수 있다.

상기 제2 얼라이먼트 스테이지승강기구는 상기 유닛 승강기구에 의해 승하강 하는 승강판과, 상기 얼라이먼트 스테이지를 탑재하는 얼라이먼트 스테이지 장착판과, 볼 나사와, 상기 볼 나사의 구동으로 슬라이드 하는 구동기구 슬라이드축과, 상기 구동기구 슬라이드축과 감압하는 구동기구 슬라이드 유닛을 가진 구동기구와, 상기 구동기구를 구동하는 제2 구동모터 및 슬라이드축과 슬라이드 유닛이 있는 슬라이드 기구를 구비하고, 상기 구동기구의 상기 구동기구 슬라이드 유닛은 상기 승강판의 네 모서리 중에 적어도 한 곳에 설치되고, 상기 구동기구 슬라이드축의 상단부가 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결되며, 상기 볼 나사가 상기 승강판에 설치된 상기 제2 구동모터에 연결되며, 상기 슬라이드 기구의 상기 슬라이드 유닛은 상기 승강판의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛이 설치되지 않는 곳에 설치되고, 상기 슬라이드축의 상단부가 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판의 네 모서리 중에 상기 슬라이드 유닛이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결될 수 있다.

또한, 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구의 상기 구동기구의 개수는 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판에 가해지는 하중과 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판을 승강시키는 속도에 따라 1개 내지 4개 사이에서 선택될 수 있으며, 상기 구동기구를 2개 설치하는 경우 상기 승강판 및 얼라이먼트 스테이지 장착판의 네 모서리 중에 마주보는 두 모서리에 설치할 수 있다.

나아가, 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구는 상기 구동기구에 볼 나사 일체형 볼 스플라인이 사용되며, 상기 슬라이드 기구에 볼 스플라인이 사용될 수 있다.

한편, 상기 웨이퍼 시험유닛은 상기 유닛 슬라이드기구와 상기 웨이퍼 트레이를 상기 진공챔버에 유지되는 위치와 상기 웨이퍼가 배치되는 위치 사이로 승하강시키는 웨이퍼 트레이 승강기구를 더 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 웨이퍼 트레이 승강기구는 상기 진공챔버와, 상기 웨이퍼 트레이를 재치하는 웨이퍼 트레이 유지판과, 볼 나사와 상기 볼 나사의 구동으로 슬라이드하는 구동기구 슬라이드축과 상기 구동기구 슬라이드축과 감합하는 구동기구 슬라이드 유닛을 가진 구동기구와, 상기 볼 나사를 구동하는 제2 구동모터 및 슬라이드축과 슬라이드 유닛을 가진 슬라이드 기구를 구비하고, 상기 구동기구의 상기 구동기구 슬라이드 유닛은 상기 진공챔버의 네 모서리 중에 적어도 한 곳에 설치되고, 상기 구동기구 슬라이드축의 하단부가 상기 웨이퍼 트레이 유지판의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결되며, 상기 슬라이드 기구의 상기 슬라이드 유닛은 상기 진공챔버의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛이 설치되지 않는 곳에 설치되고, 상기 슬라이드축의 하단부가 상기 웨이퍼 트레이 유지판의 네 모서리 중에 상기 슬라이드 유닛이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결될 수 있다.

나아가, 상기 웨이퍼 트레이 승강기구의 구동기구의 개수는 상기 웨이퍼 시험장치에서 상기 웨이퍼 트레이 유지판에 가해지는 속도에 따라 1개 내지 4개 사이에서 선택될 수 있으며, 상기 구동기구를 2개 설치하는 경우 상기 진공챔버 및 웨이퍼 트레이 유지판의 네 모서리 중에 마주보는 두 모서리에 설치할 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼 트레이 승강기구는 구동기구에 볼 나사 일체형 볼 스플라인이 사용되며, 슬라이드 기구에 볼 스플라인이 사용될 수 있다.

한편, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지는 상기 웨이퍼 트레이를 유지하는 웨이퍼 트레이 재치면을 구비하고, 상기 웨이퍼 시험유닛의 상기 웨이퍼 트레이에 상대하도록 배치되어 X방향, Y방향 및 회전방향의 위치를 제어하는 얼라이먼트 스테이지 및 상기 웨이퍼 트레이의 기울기에 상기 얼라이먼트 스테이지의 기울기를 추종시키는 제1 얼라이먼트 스테이지 승강 기구를 구비할 수 있다.

이 경우, 제1 상기 얼라이먼트 스테이지 승강기구는 상기 웨이퍼 위치결정스테이지가 상기 유닛 승강기구에 의해 상승하는 경우 상기 웨이퍼 트레이 유지판의 네 모서리의 하면에 접촉하는 충돌부재를 가진 승강판 및 가동부와 고정부가 있는 구면미끄럼 베어링과, 상기 충돌부재가 상기 웨이퍼 트레이 유지판에 접촉한 경우에 상기 승강판의 외주부에 가해지는 하중을 지탱하는 스프링 부재와 상기 승강판의 아래쪽에 상기 승강판이 승하강하는 공간을 유지하도록 설치되는 승강기구 부착판을 구비하고, 상기 충돌부재는 상기 웨이퍼 트레이 유지판에 접촉한 경우 상기 얼라이먼트 스테이지가 상기 웨이퍼 트레이를 상승시켜 위치 제어를 할 수 있는 높이를 가지며, 상기 구면미끄럼 베어링은 상기 승강판과 상기 승강기구 부착판 사이의 중앙부에 설치되고 상기 스프링 부재는 상기 구면미끄럼 베어링의 외주부에 복수개 배치될 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼 위치결정유닛은 가로방향으로 배치된 복수의 상기 장치 프레임에 탑재되는 상기 웨이퍼 시험유닛의 전면측에 배치되며, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지와 상기 위치정보 촬영기구와 상기 유닛 승강기구와 상기 웨이퍼 위치결정유닛을 가로방향으로 슬라이드 시키는 가로방향 유닛슬라이드기구를 구비하고, 상기 가로방향 유닛슬라이드기구는 슬라이드 유닛과 슬라이드 가이드를 가진 리니어 슬라이드 기구와, 상기 슬라이드 유닛을 슬라이드시키는 구동기구와, 상기 리니어 슬라이드기구와 구동기구가 탑재되는 프레임 부재를 구비할 수 있다.

본 발명에 의하면 웨이퍼 시험유닛의 아래쪽에 웨이퍼 위치결정스테이지의 공간이 불필요해져 웨이퍼 시험유닛을 연속해서 장치 프레임에 탑재할 수 있다. 또한 웨이퍼 위치결정스테이지에 따라 상기 웨이퍼 시험유닛이 슬라이드한 후 상기 프로브카드의 위치를 맞출 수 있다.

또한, 웨이퍼 시험유닛의 아래쪽에 웨이퍼 위치결정유닛의 설치 공간을 없애고 웨이퍼 시험유닛을 연속해 장치 프레임에 탑재할 수 있다.

나아가, 웨이퍼 트레이의 기울기에 얼라이먼트 스테이지의 기울기를 추종시켜 해당 웨이퍼 트레이의 기울기를 바꾸지 않고 해당 웨이퍼 트레이를 진공챔버에 유지되는 위치와 웨이퍼를 적재하는 위치 사이를 승강시킬 수 있다. 이 승강에 의해 웨이퍼의 해당 웨에퍼 트레이에 재치하고 웨이퍼의 전극과 프로브카드의 단자의 위치를 맞출 수 있다.

더욱이 해당 웨이퍼 트레이를 상승시켜 웨이퍼의 전극과 프로브카드의 단자를 접촉시키는 공정에서 얼라이먼트 스테이지 승강기구와 얼라이먼트 스테이지 승강기구의 기능에 의해 해당 웨이퍼 트레이는 프로브카드에 대해 수평도를 가지고 수직으로 상승할 수 있어 상승에 의한 위치 차를 발생시키지 않고 고정밀도로 단자간의 접속을 실시할 수 있다.

한편, 얼라이먼트 스테이지가 전방위로 승강할 수 있으며, 승강판의 외주부에 가해지는 하중은 복수의 스프링 부재가 구면미끄럼 베어링 주위에 배치됨으로써 균형을 유지할 수 있다.

또한 웨이퍼 위치결정스테이지가 유닛 승강기구에 의해 상승됨으로써 요동판 윗면 네 모서리에 배치된 돌출 부재가 진공챔버 아랫면 네 모서리에 접촉함으로써 이 접촉에 의해 승강판의 기울기가 진공챔버의 기울기를 추종하고, 해당 승강판이 얼라인먼트 스테이지를 탑재하고 있기 때문에 해당 얼라이먼트 스테이지의 웨이퍼 트레이 재치면이 진공챔버의 기울기를 따라 갈 수 있다.

게다가 웨이퍼 트레이가 진공챔버에 흡인 보관 유지되고 있는 것부터 얼라이먼트 스테이지의 웨이퍼 트레이 재치면이 웨이퍼 트레이와 같은 기울기를 얻을 수 있다.

또한 충돌부재는 위치 정보 촬영기구가 웨이퍼와 프로브카드 사이에서 각각의 위치정보를 취득할 수 있는 높이를 가지고 있기 때문에 위치정보 촬영기구에 의한 위치정보를 취득할 수 있다.

한편, 볼 나사와 상기 볼 나사의 구동으로 슬라이드하는 구동기구 슬라이드축과 구동기구 슬라이드축과 감합하는 구동기구 슬라이드 유닛이 일체화된 구동기구는 웨이퍼 트레이의 기울기를 추종한 얼라이먼트 스테이지를 고속 저진동으로 승강시킬 수 있다.

게다가 구동기구가 설치되는 개소를 1개소부터 4개소까지의 사이에 선택할 수 있어 얼라이먼트 스테이지가 필요로 하는 가반 중량과 승강 속도에 의해 최적인 소요수의 선정을 실시할 수 있다. 또한 복수 설치되는 구동기구가 동기화되어 구동됨으로써 얼라이먼트 스테이지의 가반 중량을 크게 할 수 있고 진동을 억제하여 고속으로 승강시킬 수 있다.

또한, 얼라이먼트 스테이지가 필요로 하는 가반 중량과 승강속도에 의해 최적의 소요수를 선정할 수 있다. 또 구동기구가 복수 설치될 경우에는 복수의 구동기구가 동기화 하여 구동됨으로써 얼라이먼트 스테이지의 가반 중량을 크게 할 수 있고 진동을 억제하여 고속으로 승강시킬 수 있다.

나아가, 구동기구와 슬라이드 기구에 시판 제품을 이용할 수 있으며 얼라이먼트 스테이지 승강기구를 용이하게 구축할 수 있다. 또한 얼라이먼트 스테이지를 수직으로 고속 저진동으로 승강 시킬 수 있어 구동기구 설치수에 따라 해당 얼라이먼트 스테이지의 가반 중량을 50Kg, 80Kg, 100Kg등의 큰 중량에도 대응시킬 수 있다.

또한, 웨이퍼 시험유닛은 유닛 슬라이드기구와 웨이퍼 트레이를 진공챔버에 유지되는 위치와 웨이퍼가 배치되는 위치 사이를 승강시키는 웨이퍼 트레이 승강 기구를 갖추는 것으로써 웨이퍼 시험유닛의 아래쪽에 웨이퍼 위치결정스테이지의 공간이 불필요해져 웨이퍼 시험유닛을 연속해서 상기 장치 프레임에 탑재할 수 있다. 또한 웨이퍼의 승강 기구를 갖춤으로써 웨이퍼의 승강을 웨이퍼 위치결정스테이지에 의존하지 않고 웨이퍼 시험유닛이 직접 실시할 수 있다. 이로써 웨이퍼 위치결정스테이지는 위치 조정이 종료된 후 다음 시험에 대비해 이동할 수 있어 시험 장치의 가동률을 향상시킬 수 있다.

한편, 볼 나사와 볼 나사의 구동으로 슬라이드하는 구동기구 슬라이드축과 구동기구 슬라이드축과 감합하는 구동기구 슬라이드 유닛이 일체화된 구동기구는 웨이퍼 트레이 유지판을 고속 저진동으로 승강 시킬 수 있다.

게다가 구동기구가 설치되는 개소는 1개소로부터 4개소까지 선택할 수 있어 웨이퍼 트레이 보관 유지판이 필요로 하는 가반 중량과 승강 속도에 의해 최적인 소요수를 선정 실시할 수 있다. 또 복수 설치되는 구동기구가 동기화하여 구동됨으로써 웨이퍼 트레이 유지판의 가반중량을 크게 할 수 있어 고속 저진동으로 승강시킬 수 있다.

또한, 웨이퍼 트레이 승강기능 구동기구가 설치되는데 필요한 곳은 웨이퍼 트레이 보유판에 가해지는 하중과 해당 웨이퍼 트레이 보유판을 승강시키는 속도에 따라 필요수를 1개 에서 4개 사이에 선택할 수 있으며 설치장소는 2곳의 경우만 정하고 2곳 설치의 경우는 네 귀퉁이 대각선으로 마주보는 2곳에 설치됨으로써 웨이퍼 트레이 유지판이 필요로 하는 가반 중량과 승강 속도에 의해 최적의 소요수를 선정할 수 있으며 구동기구가 복수 설치될 경우에는 복수의 구동기구가 동기화하여 구동됨으로써 웨이퍼 트레이 유지판의 가반 중량을 크게 할 수 있어 고속 저진동으로 승강 시킬 수 있다.

나아가, 구동기구와 슬라이드기구에 시판 제품을 이용할 수 있으며 트레이 승강기구를 쉽게 구축할 수 있으며, 웨이퍼 트레이 유지판을 수직으로 고속 저진동으로 승강 시킬 수 있어 구동기구 설치수에 따라 해당 웨이퍼 트레이 보유판의 가반 중량을 50Kg, 80Kg, 100Kg등의 큰 중량에도 대응시킬 수 있다.

또한, 웨이퍼와 상대하도록 배치된 웨이퍼 위치결정스테이지는 유닛 승강기구가 상승함으로써 웨이퍼가 적재되는 위치로 강하된 웨이퍼 트레이 유지판의 뒷면에 접촉할 때까지 밀려 올라가 상기 얼라이먼트 스테이지 승강기구의 기능에 의해 웨이퍼 트레이 기울기에 얼라이먼트 스테이지의 기울기를 따라가게 할 수 있다. 이로써 웨이퍼의 기울기를 바꾸지 않고 웨이퍼의 전극과 프로브카드 단자의 위치를 변경할 수 있다. 덧붙여 상기 웨이퍼 트레이를 밀어 올리는 높이는 수 밀리미터로 충분히 대응할 수 있다.

한편, 얼라이먼트 스테이지 요동 기구는 얼라이먼트 스테이지가 전방위로 승강할 수 있으며 승강판의 외주부에 가해지는 하중은 복수의 스프링 부재가 주위에 배치됨으로써 균형을 유지할 수 있다. 나아가 웨이퍼 위치결정스테이지가 유닛 승강기구에 의해 상승시킴으로써 승강판에 배치된 충돌부재가 웨이퍼 트레이 유지판의 아랫쪽 네 모서리에 접촉하는 동시에 얼라이먼트 스테이지의 웨이퍼 트레이 재치면이 웨이퍼 트레이에 접촉해 수 밀리미터를 밀어 올리고 있다. 이 접촉에 의해 승강판의 기울기가 웨이퍼 트레이 승강판의 기울기를 추종하고 해당 승강판이 얼라이먼트 스테이지를 탑재하고 있기 때문에 해당 얼라이먼트 스테이지의 웨이퍼 트레이 재치면이 웨이퍼 트레이 유지판의 기울기를 따라잡을 수 있다.

또한, 웨이퍼 트레이도 해당 웨이퍼 트레이 보관 유지판에 흡인 보관 유지되고 있으므로, 얼라이먼트 스테이지의 웨이퍼 트레이 재치면이 웨이퍼 트레이와 같은 기울기를 얻을 수 있다. 또한 충돌부재는 얼라이먼트 스테이지가 웨이퍼 트레이를 수 밀리미터 밀어 올려 위치 제어를 할 수 있는 높이를 가지고 있기 때문에 얼라이먼트 스테이지에 의한 상기 웨이퍼 트레이의 X방향 Y방향과 회전 방향의 위치 제어를 실시할 수 있다.

나아가, 웨이퍼 위치 결정 유닛은 웨이퍼 위치결정스테이지와 위치정보 촬영기구와 유닛 승강 기구와 해당 웨이퍼 위치 결정 유닛을 열 방향으로 슬라이드시키는 가로방향 유닛 슬라이드기구를 갖추고 상기 가로 방향 유닛 슬라이드기구는 슬라이드 유닛과 슬라이드 가이드를 가진 리어 슬라이드 기구와 슬라이드 유닛을 슬라이드 시키는 구동기구와 리니어 슬라이드기구와 구동기구가 탑재되는 프레임 부재를 갖추는 것으로써 열 방향으로 복수 배치된 장치 프레임에 탑재된 웨이퍼 시험유닛을 대응 할 수 있다. 특히 웨이퍼의 승강기구를 갖춘 웨이퍼 시험장치에서 웨이퍼 위치 결정 유닛의 기능은 웨이퍼와 프로브카드의 위치 맞춤만 되기 때문에 복수의 웨이퍼 시험장치에 대한 대응도 가능해져 해당 웨이퍼 시험장치를 효율적으로 가동할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 웨이퍼 시험장치의 주요 구성을 나타내는 외관사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2의 실시예와 관련된 웨이퍼 시험유닛의 개략 구성을 나타내는 외관사시도이다.
도 3은 도 2에서 나타나는 웨이퍼 시험유닛을 아래쪽에서 본 사시도로 웨이퍼 시험유닛은 슬라이드한 상태를 나타내고 있다.
도 4는 본 발명 제3 부터 제7의 실시예와 관련되 웨이퍼 위치결정스테이지를 갖는 웨이퍼 위치결정유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명 제3 부터 제7의 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정스테이지의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6은 얼라이먼트 스테이지 승강 기구의 구동기구가 2개소 설치된 웨이퍼 위치결정스테이지를 나타내는 사시도이다.
도 7은 웨이퍼 시험유닛과 웨이퍼 위치결정스테이지의 위치 관계를 나타내는 정면도(단면)에서 웨이퍼 트레이는 진공챔버로 흡인되어 웨이퍼 위치결정스테이지를 구성하는 끝부분이 진공챔버에 접촉하고 잇는 상태를 나타내고 있다.
도 8은 도 7에서 나타나는 상태에서 얼라이먼트 스테이지가 위로 올라갔으며 웨이퍼 트레이와 접촉한 상태를 나타내는 정면도(단면)이다.
도 9는 도 8에서 나타나는 상태에서 얼라이먼트 스테이지가 웨이퍼가 탑재되는 위치에 강하시킨 상태를 나타내는 정면도(단면)이다.
도 10은 본 발명에서의 제8의 실시예와 관련된 웨이퍼시험 유닛이 탑재된 웨이퍼 시험장치의 외관사시도이다.
도 11은 본발명세서의 제8의 실시예와 관련된 웨이퍼 시험유닛의 개략 구성을 나타내는 사시도로 웨이퍼 시험유닛은 슬라이드한 상태를 나타내고 있다.
도 12는 도 11에 나타나는 웨이퍼 시험유닛을 아래쪽에서 본 사시도이다.
도 13은 본 발명에서의 제9 부터 제11의 실시예와 관련된 웨이퍼 트레이 승강기구의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13에 나타나는 웨이퍼 트레이 승강 기구를 아래쪽에서 본 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제12의 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정 단계를 갖는 웨이퍼 위치결정유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제12의 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정스테이지의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명에서의 제8의 실시예와 관련된 웨이퍼 시험유닛을 구성하는 주요 부재의 밀폐공간 형성을 나타내는 단면도이다.
도 18은 본 발명에서의 제8의 실시예와 관련된 웨이퍼 시험유닛으로 웨이퍼 트레이 승강 기구가 상승하여 웨이퍼 위치결정스테이지가 그 아래쪽에 배치된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 19는 도 18의 상태에서 웨이퍼 트레이 승강 기구가 웨이퍼를 적재하는 위치에 강하한 상태를 나타내는 정면도이다.
도 20은 도 19의 상태에서 웨이퍼 위치결정스테이지가 상승하여 웨이퍼와 프로브카드의 위치를 맞출 수 있는 상태를 나타내는 정면도이다.
도 21은 본 발명의 제14의 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정유닛이 탑재된 웨이퍼 시험장치를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 웨이퍼 레벨 번인(Wafer Level Burn-In)을 포함한 웨이퍼 시험장치를 인용하고, 도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명한다. 여기서 첨부 도면에 있어서 동일한 부재에는 동일 부호를 붙이고 있으며 또한 중복된 설명은 생략되어 있다. 또한 여기에서의 설명은 본 발명이 실시되는 한 형태인 점에서 본 발명은 해당 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이퍼 시험장치(10)를 나타내는 외관사시도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이퍼 시험유닛(20)을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 상기 웨이퍼 시험유닛(20)을 아래쪽에서 본 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 웨이퍼 시험장치(10)는 웨이퍼 시험유닛(20)과, 웨이퍼 위치결정유닛(30)과, 상기 웨이퍼 위치결정유닛(30)과 웨이퍼 시험유닛(20)이 연결되는 장치 프레임(11)을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 웨이퍼 시험유닛(20)은 테스트 회로 등을 탑재하는 로드보드(16)와, 상기 로드보드(16)와 전기적으로 접속이 이루어지는 프로브카드(21)와, 상기 웨이퍼(15)가 안착되는 웨이퍼 트레이(23)와, 상기 로드보드(16)와 상기 프로브카드(21) 사이의 공간 및 상기 프로브카드(21)와 상기 웨이퍼 트레이(23) 사이의 공간 주위를 둘러싸고 밀폐 공간을 구성하는 진공챔버(24)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼 위치결정유닛(30)은 상기 웨이퍼 시험유닛(20)의 전면측에 배치되어 상기 웨이퍼(15)의 전극과 상기 프로브카드(21)의 단자 간의 위치를 맞추는 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와, 카메라를 가진 위치정보 촬영기구(33)와, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와 상기 위치정보 촬영기구(33)를 승강시키는 유닛 승강기구(31)를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 웨이퍼 시험장치(10)는 상기 웨이퍼 시험유닛(20)의 전면측에 배치된 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와 상기 프로브카드(15)가 상대하도록 상기 웨이퍼 시험유닛(20)을 슬라이드시키는 유닛 슬라이드기구(28)를 구비할 수 있다. 이하 살펴보도록 한다.

도 2는 도 1의 도면에서 상부에서 하부를 향해 상기 장치프레임(11)의 두번째 단에 탑재된 웨이퍼 시험유닛(20)을 도시한다. 상기 웨이퍼 시험유닛(20)은 유닛 슬라이드기구(28)의 구동에 의해 상기 웨이퍼 시험유닛(20)의 전면 측에 배치된 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와 프로브카드(21)가 상대하도록 슬라이드할 수 있다.

또한 상기 웨이퍼(15)(도 1 참조)는 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)에 의해 웨이퍼 시험유닛(20)에서 분리되어 웨이퍼(15)의 재치가 이루어지는 위치로 이동한 상태를 나타내고 있다.

상기 웨이퍼(15)의 재치에서 시험종료까지의 공정에 관한 웨이퍼 시험장치(10)를 구성하는 웨이퍼 시험유닛(20)과 웨이퍼 위치결정유닛(30)의 설명은 도 2 이후에 실시하는 것으로 한다.

상기 웨이퍼 시험유닛(20)은 디바이스용 전원과 시험 기능을 탑재한 테스터부(26)와 로드보드(16)와 유닛 프레임(25)과 유닛 슬라이드기구(28)와 도 3에 도시된 프로브카드(21), 제1 씰부재(22), 웨이퍼 트레이(23), 진공챔버(24) 및 접속부재(27)를 구비하고 있다.

상기 유닛 슬라이드기구(28)는 슬라이드 유닛(28b)이 내장되는 리니어 슬라이드기구(28a)와, 슬라이드 유닛(28b)을 슬라이드 시키는 구동기구(28c)와, 리니어 슬라이드기구(28a)와 구동기구(28c)가 탑재되는 프레임 부재(28d)와, 제1 구동모터(28e)를 구비하고 있다.

상기 슬라이드 유닛(28b)은 상기 웨이퍼 시험유닛(20)의 유닛 프레임(25)에 연결되고, 상기 프레임 부재(28d)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 장치 프레임(11)에 설치된다. 이에 따라 상기 구동기구(28c)가 상기 제1 구동모터(28e)에 의해 구동되어 상기 웨이퍼 시험유닛(20)을 슬라이딩 시킬 수 있다.

상기 웨이퍼 시험유닛(20)은 상기 테스터부(26)를 탑재하고 외부와의 접속을 하는 배선 재료에 로봇 케이블 등의 가연성 케이블을 사용함으로써 해당 웨이퍼 시험유닛(20)을 용이하게 슬라이드 시킬 수 있다.

도 2 및 도 3에서는 상기 리니어 슬라이드기구(28a)와 상기 슬라이드 유닛(28b)과 상기 구동기구(28c)와 상기 프레임 부재(28d)가 내장된 일체형 직동 슬라이드 가이드 유닛이 사용된다. 이 경우, 상기 구동기구(28c)에는 볼 나사가 사용되며, 상기 슬라이드 유닛(28b)에는 너트가 내장된다. 상기 구동기구(28c)의 구동으로 상기 슬라이드 유닛(28b)이 슬라이딩 하게 된다.

상기 유닛 슬라이드기구(28)는 상기 웨이퍼 시험유닛(20)의 양측에 설치되고 양쪽 구동모터는 동기화되어 동작함으로써 중량이 큰 유닛을 고속 저진동으로 슬라이딩 시킬 수 있다. 상기 웨이퍼 시험유닛(20)이 경량이고 슬라이드하는 속도가 저속인 경우에는 한쪽에 설치하는 것도 가능하다.

도 1과 같이 상기 웨이퍼 시험유닛(20)은 상기 장치 프레임(11)에 적재되어 상기 유닛 슬라이드기구(28)에 의해 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)에 상대하도록 슬라이드할 수 있다. 또한 도시는 생략하지만, 상기 구동기구(28c)에 자기부상식 슬라이드 기구를 사용하는 것도 가능하다.

한편, 도 3에서는 상기 웨이퍼 시험유닛(20)이 전방에 슬라이드한 상태를 나타내며, 상기 웨이퍼 시험유닛(20)은 상기 테스터부(26)와 로드보드(16)와 진공챔버(24)와 프로브카드(21)와 제1 씰부재(22)와 웨이퍼 트레이(23), 유닛 프레임(25), 접속부재(27)를 구비한다.

나아가, 상기 로드보드(16)와 프로브카드(21), 웨이퍼 트레이(23), 진공챔버(24)로 둘러싸이는 밀폐공간 형성에 대해서는 도 7에서 설명하기로 한다.

도 4는 제3 내지 제7의 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정스테이지(32)를 구비한 웨이퍼 위치결정유닛(30)의 각 부재의 외관을 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 웨이퍼 위치결정유닛(30)은 상기 유닛 승강기구(31)와 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와 위치정보 촬영기구(33)를 구비한다. 또한, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 웨이퍼 트레이 재치면(35)을 가진 얼라이먼트 스테이지(34)와 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)와, 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)를 구비한다.

또한 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와 위치정보 촬영기구(33)는 승강테이블(36)에 탑재되어 상기 유닛 승강기구(31)에 의해 승강 또는 하강할 수 있다. 또한, 상기 위치정보 촬영기구(33)는 상하면을 촬영하는 카메라와 조명을 구비할 수 있다.

도 5는 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)를 구성하는 부재의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 5에서는 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)의 구성을 알기 쉽게 하기 위해, 상기 얼라이먼트 스테이지(34)를 상부로 이동시키고 제1 승강기구 부착판(44)을 아래 방향으로 이동해 표시한다. 또한, 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)는 얼라이먼트 스테이지 장착판(51)을 밀어올린 상태로 도시된다.

도 5를 참조하면, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 상기 웨이퍼 트레이(23)를 유지하는 웨이퍼 트레이 재치면(35)을 구비하고, 슬라이드한 상기 웨이퍼 시험유닛(20)의 상기 웨이퍼 트레이(23)에 상대하도록 배치되어 X방향, Y방향 및 회전 방향의 위치를 제어하는 얼라이먼트 스테이지(34)와, 상기 웨이퍼 트레이(23)의 기울기에 상기 얼라이먼트 스테이지(34)의 기울기를 추종시키는 제1 얼라이먼트 스테이지 승강 기구(40) 및 상기 웨이퍼 트레이(23)를 상기 진공챔버(24)에 유지되는 위치와 상기 웨이퍼(15)가 배치되는 위치 사이로 승하강시키는 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)를 구비한다.

비록 도면에 도시되지는 않지만, 상기 웨이퍼 트레이 재치면(35)은 상기 웨이퍼 트레이(23)를 흡인 유지하는 흡인구가 있으며, 진공기구(미도시)를 이용하여 상기 흡인구를 통해 흡인한다.

상기 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)는 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)가 상기 유닛 승강기구(31)에 의해 상승하는 경우 상기 진공챔버(24)의 네 모서리의 하면에 접촉하는 제1 충돌부재(42)를 가진 승강판(41) 및 가동부와 고정부가 있는 구면미끄럼 베어링(45)과 상기 제1 충돌부재(42)가 상기 진공챔버(24)에 접촉한 경우에 상기 승강판(41)의 외주부에 가해지는 하중을 지탱하는 스프링 부재(46)와 상기 승강판(41)의 아래쪽에 상기 승강판(41)이 승하강하는 공간을 유지하도록 설치되는 제1 승강기구 부착판(44)을 구비한다.

여기서, 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)는 상기 승강판(41)에 탑재될 수 있다.

한편, 상기 구면미끄럼 베어링(45)은 상기 승강판(41)과 상기 제1 승강기구 부착판(44) 사이의 중앙부에 설치되고 상기 스프링 부재(46)는 상기 구면미끄럼 베어링(45)의 외주부에 복수개 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 구면미끄럼 베어링(45)은 상기 제1 승강기구 부착판(44)의 중심부에 위치하며, 상기 구면미끄럼 베어링(45)의 외주부에 방사상으로 복수의 스프링부재(46)가 상기 제1 승강기구 부착판(44)에 구비될 수 있다.

또한 상기 승강판(41)의 중앙부가 상기 구면미끄럼 베어링(45)의 가동부(볼 조인트의 볼에 연결된 부분)와 연결되며, 상기 제1 승강기구 부착판(44)의 중앙부가 구면미끄럼 베어링(45)의 고정부와 연결되어, 상기 승강판(41)과 제1 승강기구 부착판(44) 사이에 상기 승강판(41)의 승강 공간이 확보된다. 또한 도 5에서는 상기 구면미끄럼 베어링(45)에 볼 조인트 타입의 베어링을 사용하고 스프링 부재(46)에 판 스프링을 사용한다.

이 경우, 상기 제1 충돌부재(42)는 상기 진공챔버(24)에 접촉한 경우 상기 위치정보 촬영기구(33)가 상기 웨이퍼(15)와 상기 프로브카드(21) 사이에 삽입되어 상기 웨이퍼(15)의 전극과 상기 프로브카드(21)의 단자의 위치 정보를 취득할 수 있는 높이를 가질 수 있다.

한편, 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)는 상기 유닛 승강기구(31)에 의해 승하강 하는 승강판(41)과, 상기 얼라이먼트 스테이지(34)를 탑재하는 얼라이먼트 스테이지 장착판(51)과, 볼 나사(56)와 상기 볼 나사(56)의 구동으로 슬라이드 하는 구동기구 슬라이드축(57)과 상기 구동기구 슬라이드축(57)과 감압하는 구동기구 슬라이드 유닛(58)을 가진 구동기구(55)와, 상기 구동기구(55)를 구동하는 제2 구동모터(59) 및 슬라이드축(53)과 슬라이드 유닛(54)이 있는 슬라이드 기구(52)를 구비할 수 있다.

여기서, 상기 제2 구동모터(59)는 금구를 통해 상기 승강판(41)에 설치될 수 있고, 상기 볼 나사(56)가 상기 승강판(41)에 설치된 상기 제2 구동모터(59)에 연결될 수 있다.

한편, 상기 구동기구(55)의 상기 구동기구 슬라이드 유닛(58)은 상기 승강판(41)의 네 모서리 중에 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 구동기구 슬라이드축(57)의 상단부가 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판(51)의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛(58)이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결될 수 있다.

또한, 상기 슬라이드 기구(52)의 상기 슬라이드 유닛(54)은 상기 승강판(41)의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛(58)이 설치되지 않는 곳에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 슬라이드축(53)의 상단부가 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판(51)의 네 모서리 중에 상기 슬라이드 유닛(54)이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결될 수 있다.

한편, 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)의 상기 구동기구(55)의 개수는 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판(51)에 가해지는 하중과 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판(51)을 승강시키는 속도에 따라 1개 내지 4개 사이에서 선택될 수 있다. 이 경우, 상기 구동기구(55)를 2개 설치하는 경우 상기 승강판(41) 및 얼라이먼트 스테이지 장착판(51)의 네 모서리 중에 마주보는 두 모서리에 설치할 수 있다.

예를 들어, 상기 승강판(41)의 네 모서리 중에 상기 구동기구(55)를 구성하는 구동기구 슬라이드 유닛(58)이 1개소, 상기 슬라이드 기구(52)를 구성하는 슬라이드 유닛(54)이 3개소 설치되며, 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판(51)의 네 모서리에 연결된다. 이 경우 상기 구동기구(55)가 구동됨으로써 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판이(51)이 승하강한다.

상기 구동기구(55)가 사용되는 개수는 도 5에서는 1개소만 사용되고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에서 설명하는 바와 같이 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)가 반송하는 중량과 승강하는 속도에 따라 1개소부터 4개소까지 선택할 수 있다.

도 6은 상기 구동기구(55)를 2개소 사용한 웨이퍼 위치결정스테이지(32)의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 얼라이먼트 스테이지(34)와 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)와 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)를 구비하고, 2개소의 제2 구동모터(59)가 동기화하여 구동됨으로써 상기 얼라이먼트 스테이지(34)의 반송 하중을 보다 크고 고속 저진동으로 승강시킬 수 있다.

나아가 본 발명에서의 제7 실시예에서 후술하는 바와 같이 구동기구(55)에 볼 나사 일체형 볼 스플라인을 사용하며 상기 슬라이드 기구(52)에 볼 스플라인을 사용함으로써 구동기구(55)와 슬라이드 기구(52)에 시판 제품을 이용할 수 있게 되어 상기 얼라이먼트 스테이지 승강기구를 용이하게 구축할 수 있음과 동시에 얼라이먼트 스테이지(34)를 수직으로 고속 저진동으로 승강 시킬 수 있다. 이러한 내용은 도 5의 실시예에도 동일하게 적용된다.

도 7은 상기 유닛 승강기구(31)에서 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)가 위로 올라간 상태이며, 상기 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)를 구성하는 승강판(41)의 윗면 네 모서리에 설치된 제1 충돌부재(42)가 웨이퍼 시험유닛(20)을 구성하는 진공챔버(24)의 아랫면 모서리에 접촉한 상태를 도시한다.

도 7을 참조하면, 상기 제1 충돌부재(42)가 상기 진공챔버(24)의 아랫면 모서리에 접촉함으로써, 상기 승강판(41)은 상기 진공챔버(24)와 평행도가 확보되고 동시에 얼라이먼트 스테이지(34)의 평행도도 확보된다. 또한 웨이퍼 트레이(23)는 진공챔버(24)로 흡인되어 상기 진공챔버(24)와의 평행도를 유지하고 있으므로, 상기 웨이퍼 트레이(23)와 상기 얼라이먼트 스테이지(34)는 같은 기울기를 가질 수 있으며, 동일한 평행도를 가지게 된다. 도 7은 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)가 상기 얼라이먼트 스테이지(34)를 최하점에 정지시킨 상태를 나타내고 있다.

또한 상기 웨이퍼 시험유닛(20)을 구성하는 상기 로드보드(16)와 상기 프로브카드(21)의 사이 및 상기 프로브카드(21)와 웨이퍼(15)가 탑재되는 웨이퍼 트레이(23) 사이를 진공압에 의해 전기적으로 접속시키기 위한 제1 밀폐공간(24a)과 제2 밀폐공간(24b)이 형성된다.

구체적으로, 상기 로드보드(16), 제2 씰부재(22a)와 진공챔버(24), 제3 씰부재(22b)와 상기 프로브카드(21)에 의해 상기 제1 밀폐공간(24a)이 형성된다. 또한, 상기 진공챔버(24), 제3 씰부재(22b)와 프로브카드(21), 제1 씰부재(22) 및 상기 웨이퍼 트레이(23)에 의해 상기 제2 밀폐 공간(24b)이 형성된다.

상기 제1 밀폐공간(24a)을 진공 흡인함으로써 상기 로드보드(16)와 프로브카드(21) 간의 전기적 접속이 포고타워 등의 접속부재(27)를 통해 이루어진다. 또한, 상기 제2 밀폐공간(24b)을 진공 흡인함으로써 상기 프로브카드(21)와 상기 웨이퍼(15)간의 전기적 접속이 이루어진다. 또한 전술한 진공기구(미도시)의 압력 조정으로 밀폐공간의 감압과 대기압으로의 개방을 선택적으로 조절할 수 있다.

도 8은 상기 진공챔버(24)와 평행도가 확보된 상기 얼라이먼트 스테이지(34)가 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)에 의해 승강되어 상기 진공챔버(24)에 유지되는 웨이퍼 트레이(23)에 접촉한 상태를 도시한다. 도 7과 마찬가지로 상기 제1 충돌부재(42)는 진공챔버(24)의 하면에 접촉하고 있다.

또한, 도 9는 상기 제2 밀폐공간(24b)이 진공기구에 의해 압력 조정되어 상기 진공챔버(24)에 유지되는 웨이퍼 트레이(23)가 상기 진공챔버(24)로부터 분리되어 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)에 의해 웨이퍼(15)의 탑재와 추출 및 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)의 위치가 조작되는 위치로 이동한 상태를 나타내고 있다.

도 9를 참조하면, 상기 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)의 위치 조작을 할 때 위치정보 촬영기구(33)가 웨이퍼 트레이(23)와 프로브카드(21)의 사이로 이동해 위치 정보를 취득한다. 도 7 및 도 8과 마찬가지로 제1 충돌부재(42)는 진공챔버(24)의 아랫면에 접촉하고 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 상기 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)와 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)의 기능에 의해 웨이퍼 위치결정스테이지(32)가 유닛 승강기구(31)에서 승강하여 승강판(41)의 윗면 네 모서리에 설치된 제1 충돌부재(42)가 진공챔버(24)의 아랫면 네 모서리에 접촉함으로써 진공챔버(24)의 기울기에 얼라이먼트 스테이지(34)의 기울기를 추종시킬 수 있다.

또한, 상기 진공챔버(24)의 기울기를 추종한 얼라이먼트 스테이지(34)를 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)에 의해 상승시킴으로써 웨이퍼 트레이(23)의 기울기를 바꾸지 않고 해당 웨이퍼 트레이(23)의 아랫면에 접촉시킬 수 있다. 또한 해당 웨이퍼 트레이(23)의 밑면에 접촉할 때 진공 흡인이 이루어지고 있다.

또한 상기 웨이퍼 트레이(23)를 상기 웨이퍼(15)의 탑재, 추출 및 위치 조정이 이루어지는 위치로 하강시키는 공정과, 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)의 위치 조정이 이루어지는 공정에서 웨이퍼 트레이(23)의 기울기를 변경하지 않고 해당 웨이퍼 트레이(23)를 상승시킬 수 있어 정밀하게 위치 조정이 가능해진다.

상기 웨이퍼 트레이(23)가 진공챔버(24)에 흡인, 유지되는 위치에서 상기 웨이퍼(15)가 탑재되는 위치까지의 이동거리는 상기 위치정보 촬영기구(33)에 의한 위치 정보 촬영이 가능한 높이에 해당하며, 또한 상기 제1 충돌부재(42)의 높이로 확보되어 있다.

나아가 상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)를 구성하는 구동기구에는 볼 나사 일체형 볼 스플라인이 사용되며, 슬라이드 기구(52)에는 볼 스플라인이 사용된다(본 발명의 제7 실시예). 이로써 시판 제품이 사용 가능하며ㅡ 상기 웨이퍼 트레이(23)의 수직 승강, 큰 하중에 대한 대응 및 고속 저진동으로 승강할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제8 실시예와 관련된 웨이퍼 시험유닛(20)이 탑재된 웨이퍼 시험장치(10)의 외관 사시도이다.

도 10을 참조하면, 웨이퍼 트레이 승강기구(60)는 웨이퍼(15)가 웨이퍼 트레이(23)에 게재되는 위치로 하강하며 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 그 아래쪽에 대기하고 있다.

도 11은 본 발명의 제8 실시예와 관련된 웨이퍼 시험유닛(20)을 도시한다.

본 실시예에 따른 상기 웨이퍼 시험유닛(20)은 상기 유닛 슬라이드기구(28)와 상기 웨이퍼 트레이(23)를 상기 진공챔버(24)에 유지되는 위치와 상기 웨이퍼(15)가 배치되는 위치 사이로 승하강시키는 웨이퍼 트레이 승강기구(60)를 더 구비할 수 있다.

상기 웨이퍼 시험유닛(20)은 상기 유닛 슬라이드기구(28)와 더불어 본 발명의 제9 실시예에 관한 웨이퍼 트레이 승강기구(60)를 탑재하고 웨이퍼 트레이 유지판(61)과 로드보드(16)와 웨이퍼 트레이(23)와 유닛 프레임(25)과 테스터부(26)와 도 12에 도시된 진공챔버(24)와 프로브카드(21)와 제1 씰부재(22)를 구비한다. 또한 웨이퍼 트레이 승강기구(60)는 웨이퍼(15)를 재치하는 위치에 하강한 상태이다.

상기 유닛 슬라이드기구(28)는 슬라이드 유닛(28b)이 내장되는 리니어 슬라이드기구(28a)와, 슬라이드 유닛(28b)을 슬라이드 시키는 구동기구(28c)와, 리니어 슬라이드기구(28a)와 구동기구(28c)가 탑재되는 프레임 부재(28d)와, 제1 구동모터(28e)를 구비한다.

또한 상기 유닛 슬라이드기구(28)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유닛 슬라이드기구(28)를 사용하고 있는데, 반복적인 설명은 생략한다.

도 12는 도 11에서 나타나는 웨이퍼 시험유닛(20)을 아래쪽에서 본 사시도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 로드보드(16)와 웨이퍼 트레이 승강기구(60)와 웨이퍼 트레이(23)와 유닛 프레임(25)과 테스터부(26)와 진공챔버(24)와 프로브카드(21)와 제1 씰부재(22)를 표시하고 있다.

자세한 내용은 도 17에서 설명하지만, 로드보드(16)와 진공챔버(24)와 프로브카드(21)와 제3 씰부재(22b)와 상기 제1 씰부재(22)와 웨이퍼 트레이(23)로 둘러싸이는 공간은 진공기구(미도시)에 의해 감압되어 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)사이의 가압접속이 이루어진다.

도 13은 본 발명에서의 제9 내지 제11 실시예에 관한 웨이퍼 트레이 승강기구(60)를 나타내는 사시도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 트레이 승강기구(60)는 상기 진공챔버(24)와, 상기 웨이퍼 트레이(23)를 재치하는 웨이퍼 트레이 유지판(61)과, 볼 나사(56)와 상기 볼 나사(56)의 구동으로 슬라이드하는 구동기구 슬라이드축(57)과 상기 구동기구 슬라이드축(57)과 감합하는 구동기구 슬라이드 유닛(58)을 가진 구동기구(55)와, 상기 볼 나사(56)를 구동하는 제2 구동모터(59) 및 슬라이드축(53)과 슬라이드 유닛(54)을 가진 슬라이드 기구(52)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼 트레이 승강기구(60)는 제2 씰부재(22a)와 제3 씰부재(22b)(도 17 참조)를 더 구비할 수 있다. 이해를 용이하게 하기 위해 프로브카드(21)과 웨이퍼 트레이도(23)도 표시하고 있다.

상기 구동기구(55)는 볼 나사(56)와, 상기 볼 나사(56)의 구동으로 슬라이드하는 구동기구 슬라이드축(57)과, 구동기구 슬라이드축(57)과 감합하는 구동기구 슬라이드 유닛(58)을 구비한다. 또한, 상기 슬라이드 기구(52)는 슬라이드축(53)과 슬라이드 유닛(54)을 갖추고 있다.

상기 구동기구(55)와 슬라이드 기구(52)는 도 5에서 설명된 구동기구 및 슬라이드 기구와 동일한 기구가 사용될 수 있다.

또한 상기 구동기구(55)는 제2 구동모터(59)의 구동에 의해 상기 구동기구 슬라이드축(57)을 슬라이드 시키게 된다. 또한 상기 제2 구동모터(59)는 로드보드(16) 위에서 장착금구를 통해 진공챔버(24)에 설치되어 시험유닛의 높이를 낮추기 위해 벨트로 상기 볼 나사(56)를 구동시키는 방식을 채용하고 있다.

이 경우, 상기 구동기구(55)의 상기 구동기구 슬라이드 유닛(58)은 상기 진공챔버(24)의 네 모서리 중에 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 또한, 상기 구동기구 슬라이드축(57)의 하단부가 상기 웨이퍼 트레이 유지판(61)의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛(58)이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결될 수 있다.

나아가, 상기 슬라이드 기구(52)의 상기 슬라이드 유닛(54)은 상기 진공챔버(24)의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛(58)이 설치되지 않는 곳에 설치될 수 있다. 또한, 상기 슬라이드축(53)의 하단부가 상기 웨이퍼 트레이 유지판(61)의 네 모서리 중에 상기 슬라이드 유닛(54)이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결될 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼 트레이 승강기구(60)의 구동기구(55)의 개수는 상기 웨이퍼 시험장치(10)에서 상기 웨이퍼 트레이 유지판(61)에 가해지는 속도에 따라 1개 내지 4개 사이에서 선택될 수 있다.

나아가, 상기 구동기구(55)를 2개 설치하는 경우 상기 진공챔버(24) 및 웨이퍼 트레이 유지판(61)의 네 모서리 중에 마주보는 두 모서리에 설치할 수 있다.

예를 들어, 상기 구동기구(55)의 구동기구 슬라이드 유닛(58)과 상기 슬라이드 기구(52)의 슬라이드 유닛(54)은 진공챔버(24)의 네 모서리 중에서 서로 마주보는 2곳에 각각 설치된다. 또한, 상기 구동기구(55)의 구동기구 슬라이드축(57)의 하단부와 상기 슬라이드 기구(52)의 슬라이드축(53)의 하단부는 웨이퍼 트레이 유지판(61)의 네 모서리 중에서 서로 마주보는 2곳에 각각 연결된다.

또한 상기 구동기구(55)가 설치되는 개수는 본 발명의 제10 실시예에서 기술한 바와 같이 상기 웨이퍼 트레이 유지판(61)에 가해지는 하중과 승강시키는 속도에 따라 1개에서 4개까지 선택할 수 있다.

또한 본 발명의 제11 실시예에서 기술한 바와 같이 구동기구에 볼 나사 일체형 볼 스플라인이 사용되며 슬라이드 기구(52)에 볼 스플라인이 사용됨으로써 구동기구와 슬라이드 기구(52)에 시판 제품을 이용할 수 있으며 이에 의해 웨이퍼 트레이 승강기구(60)를 용이하게 구축할 수 있으며, 웨이퍼 트레이 유지판(61)을 수직으로 고속 저진동으로 승강시킬 수 있다.

나아가 로드보드(16)와 프로브카드(21) 사이를 접속하는 접속부재(27)가 진공챔버(24)의 안쪽에 배치된다. 상기 접속부재(27)의 위치관계는 도 17에서 설명한다.

도 14는 도 13의 웨이퍼 트레이 승강기구(60)를 아래쪽에서 본 사시도이다.

도 14를 참조하면, 표시되어 있는 부재에서 프로브카드(21)와 제1 씰부재(22) 이외에는 모두 도 13과 같으므로 반복적인 설명은 생략하고 제1 씰부재(22)에 관해서는 도 17에서 설명한다.

도 15는 본 발명의 제12 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정스테이지(32)를 가진 웨이퍼 위치결정유닛(30)의 각 부재의 외관을 나타내는 사시도이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와 위치정보 촬영기구(33)는 승강테이블(36)에 탑재되며, 유닛 승강기구(31)에 의해 승강될 수 있다.

도 16은 본 발명의 제12 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와 위치정보 촬영기구(33)의 외관사시도이다.

도 16을 참조하면, 웨이퍼 위치결정스테이지(32)의 구성을 알기 쉽게 하기 위해 승강판(41) 상부의 얼라이먼트 스테이지(34)를 상부로 이동시키고 제2 승강기구 부착판(44a)을 하부로 이동시켜 표시하고 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는

상기 웨이퍼 트레이(23)를 유지하는 웨이퍼 트레이 재치면(35)을 구비하고, 상기 웨이퍼 시험유닛(20)의 상기 웨이퍼 트레이(23)에 상대하도록 배치되어 X방향, Y방향 및 회전방향의 위치를 제어하는 얼라이먼트 스테이지(34) 및 상기 웨이퍼 트레이(23)의 기울기에 상기 얼라이먼트 스테이지(34)의 기울기를 추종시키는 제1 얼라이먼트 스테이지 승강 기구(40)를 구비할 수 있다. 비록 도면에 도시되지는 않지만, 상기 웨이퍼 트레이 재치면(35)은 웨이퍼 트레이(23)를 흡인 유지하는 흡인구를 가지고 있으며, 진공기구(미도시)에 의해 흡인하고 있다.

본 발명의 제13 실시예와 관련된 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)는 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)가 상기 유닛 승강기구(31)에 의해 상승하는 경우 상기 웨이퍼 트레이 유지판(61)의 네 모서리의 하면에 접촉하는 제2 충돌부재(42a)를 가진 승강판(41) 및 가동부와 고정부가 있는 구면미끄럼 베어링(45)과 상기 제2 충돌부재(42a)가 상기 웨이퍼 트레이 유지판(61)에 접촉한 경우에 상기 승강판(41)의 외주부에 가해지는 하중을 지탱하는 스프링 부재(46)와 상기 승강판(41)의 아래쪽에 상기 승강판(41)이 승하강하는 공간을 유지하도록 설치되는 제2 승강기구 부착판(44a)을 구비한다. 여기서, 상기 제2 승강기구 부착판(44a)은 승강테이블(36)에 탑재된다.

한편, 상기 구면미끄럼 베어링(45)은 상기 승강판(41)과 상기 제2 승강기구 부착판(44a) 사이의 중앙부에 설치되고 상기 스프링 부재(46)는 상기 구면미끄럼 베어링(45)의 외주부에 복수개 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 승강판(41)의 중앙부가 구면미끄럼 베어링(45)의 가동부(볼 조인트의 볼에 연결된 부분)와 연결되며, 제2 승강기구 부착판(44a)의 중앙부가 구면미끄럼 베어링(45)의 고정부와 연결되어, 상기 승강판(41)과 제2 승강기구 부착판(44a) 사이에 상기 승강판(41)의 요동 공간이 확보된다. 또한, 도 16에서는 구면미끄럼 베어링(45)에 볼 조인트 타입의 베어링을 사용하고 스프링 부재(46)에 판 스프링을 사용한다.

상기 유닛 승강기구(31)의 상승으로 웨이퍼 위치결정스테이지(32)가 상승하여 상기 제2 충돌부재(42a)가 웨이퍼 트레이 유지판(61)에 접촉했을 때, 상기 얼라이먼트 스테이지(34)의 웨이퍼 트레이 재치면(35)이 웨이퍼 트레이(23)를 미세하게 상승시켜 상기 웨이퍼 트레이(23)가 전후 좌우로 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼 트레이(23)가 전후 좌우로 이동할 수 있는 높이가 상기 제2 충돌부재(42a)의 높이에 해당한다. 전술한 과정에 의해 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)의 위치를 맞출 수 있다.

도 17은 본 발명의 제8 실시예에 관한 웨이퍼 시험유닛(20)을 구성하는 진공챔버(24)와 프로브카드(21)와 웨이퍼 트레이(23)로 둘러싸인 밀폐공간의 형성을 나타내는 단면도이다.

도 17을 참조하면, 상기 웨이퍼 트레이 승강기구(60)에 의해 웨이퍼 트레이(23)가 상승(일점 쇄선으로 도시)하면, 로드보드(16)와 제2 씰부재(22a)와 진공챔버(24)와 제3 씰부재(22b)와 프로브카드(21)에 의해 제1 밀폐공간(24a)이 형성된다. 또한, 상기 진공챔버(24)와 제3 씰부재(22b)와 프로브카드(21)과 제1 씰부재(22)와 웨이퍼 트레이(23)에 의해 제2 밀폐 공간(24b)이 형성된다.

상기 제1 밀폐공간(24a)을 진공 흡인함으로써 로드보드(16)와 프로브카드(21)간의 전기적 접속이 포고타워 등의 전기적 접속부재(27)를 통해 이루어진다. 또한, 상기 제2 밀폐공간(24b)을 진공 흡인함으로써 프로브카드(21)와 웨이퍼(15)간의 전기적 접속이 이루어 진다.

또한, 진공흡입은 진공기구(미도시)에 의해 실시되며, 상기 진공기구의 압력 조정으로 밀폐 공간의 감압과 가압 및 대기압으로의 개방이 이루어 진다.

도 18은 본 발명의 제8 실시예와 관련된 웨이퍼 시험유닛(20)에서 웨이퍼 트레이 승강기구(60)가 상승하여 웨이퍼 트레이(23)에 안착된 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)가 접촉했을 때의 위치를 나타내는 개략도이다.

여기서, 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 웨이퍼 트레이(23)의 아래쪽에 대기하고 있다. 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 얼라이먼트 스테이지(34)와 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)를 갖추고 있다.

도 19는 도 18의 상태에서 웨이퍼 트레이 승강기구(60)가 하강하여, 웨이퍼 트레이(23)에서 웨이퍼(15)에 대한 재치와 추출이 이루어지는 위치(최하점)에 상기 웨이퍼 트레이(23)가 정지된 상태를 나타내고 있다.

또한 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 하방에 정지하고 있으며, 제2 충돌부재(42a)는 웨이퍼 트레이 유지판(61)과 떨어져 있으며 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)는 동작하지 않은 상태이다.

도 20은 도 19의 상태에서 웨이퍼 위치결정스테이지(32)가 유닛 승강기구(31)에 의해 상승하여, 상기 제2 충돌부재(42a)의 상단부가 웨이퍼 트레이 유지판(61)에 접촉한 상태를 도시한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 제2 충돌부재(42a)와 웨이퍼 트레이 유지판(61)의 접촉과 동시에 상기 얼라이먼트 스테이지(34)의 웨이퍼 트레이 재치면(35)은 웨이퍼 트레이(23)에 접촉하여 미세하게 밀어 올리게 된다.

상기 웨이퍼 트레이(23)를 미세하게 밀어올림으로써 얼라이먼트 스테이지(34)는 웨이퍼 트레이(23)를 X방향, Y방향 및 회전방향의 위치 제어를 실시할 수 있으며 위치정보 촬영기구(33)를 웨이퍼 트레이(23)와 프로브카드(21)사이에 삽입시켜 필요로 하는 위치 정보의 취득과 위치 조정을 실시할 수 있다.

도 21은 본 발명의 제14 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정유닛(30)이 탑재되는 웨이퍼 시험장치(10)의 외관 사시도를 나타낸다. 도 12에서는 웨이퍼 시험유닛(20)이 탑재된 장치프레임(11)이 2열 배치된 경우를 나타내고 있다.

도 21을 참조하면, 상기 웨이퍼 위치결정유닛(30)은 가로방향으로 배치된 복수의 상기 장치 프레임(11)에 탑재되는 상기 웨이퍼 시험유닛(20)의 전면측에 배치되어, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)와 상기 위치정보 촬영기구(33)와 상기 유닛 승강기구(31)와 상기 웨이퍼 위치결정유닛(30)을 가로방향으로 슬라이드 시키는 가로방향 유닛슬라이드기구(37)를 구비할 수 있다.

상기 가로방향 유닛슬라이드기구(37)의 구동으로 2열의 장치프레임(11)에 탑재된 웨이퍼 시험유닛(20)에 대한 대처를 가능하게 하고 있다.

상기 가로방향 유닛슬라이드기구(37)는 슬라이드 가이드(38a)와 슬라이드 유닛(38b)을 가진 리니어 슬라이드 기구(38)와, 슬라이드 유닛(38b)을 슬라이드 시키는 구동기구(39)와, 리니어 슬라이드기구(38)와 구동기구(39)가 탑재되는 프레임 부재(37a)를 구비한다

상기 웨이퍼 위치결정유닛(30)이 가로방향 유닛슬라이드기구(37)에 탑재됨으로써 상기 웨이퍼 위치결정유닛(30)을 가로방향으로 슬라이드 시킬 수 있다.

또한 상기 구동기구(39)에 리니어 모터를 사용한 기구를 채용함으로써 웨이퍼 위치결정유닛(30)을 고속 저진동으로 슬라이드 시킬 수 있다.

상기 웨이퍼 시험장치(10)의 경우, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)의 위치 정렬만 하게 된다. 따라서, 상기 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)의 위치 조정이 끝난 후 바로 다음 시험에 대비해 상하 또는 좌우 시험 유닛으로 이동할 수 있어 시험 장치의 가동률을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명은 이상과 같이 구성하기 때문에 구체적으로는 다음 과제에 대한 대응이 가능해진다.

웨이퍼 시험유닛(20)에 유닛 슬라이드기구(28)를 설치하고 웨이퍼 위치결정스테이지(32)에 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구(40)와 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구(50)를 설치함으로써 웨이퍼 시험유닛(20)의 아래쪽에 웨이퍼 위치결정스테이지(32)의 공간을 생략할 수 있으며, 웨이퍼(15)와 프로브카드(21)의 위치를 맞추고 웨이퍼(15)의 전극과 프로브카드(21)의 단자를 접촉시키는 공정에서 웨이퍼(15)의 상승에 의한 위치 차이를 발생시키지 않고 웨이퍼(15)의 전극과 프로브카드(21)의 단자를 고정밀로 접촉시킬 수 있다.

또한 웨이퍼 시험유닛(20)의 유닛 슬라이드기구(28)와 웨이퍼 위치결정스테이지(32)가 분리되어 제공되어, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지(32)는 웨이퍼의 위치 조정 공정만을 실시하게 함으로써 웨이퍼(15)의 전극과 프로브카드(21) 단자간의 고정밀도의 위치 맞춤과 고가동률 웨이퍼 시험장치(10)를 제공할 수 있다.

본 방식의 경우 웨이퍼 시험유닛(20)의 비용이 높아지는 단점도 있지만 본 발명의 제14 실시예와 관련된 웨이퍼 위치결정유닛(30)을 사용함으로써 고가동률 웨이퍼 시험장치(10)를 실현할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서의 웨이퍼 시험장치(10)는 종래의 다단 구성의 시험장치에 비해 보다 많은 웨이퍼 시험유닛(20)의 탑재를 가능하게 함에 따라 한번에 다수의 웨이퍼 시험이 요구되는 웨이퍼 레벨 번인 시험 장치로 기대할 수 있다.

10: 웨이퍼 시험장치 11: 장치프레임
15: 웨이퍼 16: 로드보드
20: 웨이퍼 시험유닛 21: 프로브카드
22: 제1 씰부재 22a: 제2 씰부재
22b: 제3 씰부재 23: 웨이퍼 트레이
24: 진공챔버 24a: 제 1 밀폐공간
24b: 제 2 밀폐공간 25: 유닛 프레임
26: 테스터부 27: 접속부재
28: 유닛 슬라이드기구
28a: 리니어 슬라이드기구 28b: 슬라이드 유닛
28C: 구동기구 28d: 프레임 부재
28e: 구동모터
30: 웨이퍼 위치결정유닛 31: 유닛 승강기구
32: 웨이퍼 위치결정스테이지 33: 위치정보 촬영기구
34: 얼라이먼트 스테이지 35: 웨이퍼 트레이재치면
36: 승강테이블 37: 가로방향 유닛 슬라이드기구
37a: 프레임 부재
38: 리니어 슬라이드기구 38a: 슬라이드 가이드
38b: 슬라이드 유닛 39: 구동기구
40: 제1 얼라이먼트 스테이지 승강기구
41: 승강판 42: 제1 충돌부재
42a: 제2 충돌부재
44: 제1 승강기구 부착판 44a: 제2 승강기구 부착판
45: 구면 미끄럼베어링
46: 스프링 부재 50: 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구
51: 얼라이먼트 스테이지 장착판 52: 슬라이드 기구
53: 슬라이드축 54: 슬라이드 유닛
55: 구동기구 56: 볼 나사
57: 구동기구 슬라이드축 58: 구동기구 슬라이드 유닛
59: 구동모터
60: 웨이퍼 트레이 승강기구
61: 웨이퍼 트레이 유지판

Claims (14)

1. 웨이퍼의 전극과 프로브카드의 단자 사이를 진공압으로 가압 접촉시켜 시험을 수행하는 웨이퍼 시험장치에 있어서,
   테스트 회로 등을 탑재하는 로드보드와, 상기 로드보드와 전기적으로 접속이 이루어지는 상기 프로브카드와, 상기 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 트레이와, 상기 로드보드와 상기 프로브카드 사이의 공간 및 상기 프로브카드와 상기 웨이퍼 트레이 사이의 공간 주위를 둘러싸고 밀폐 공간을 구성하는 진공챔버를 구비하는 웨이퍼 시험유닛;
   상기 웨이퍼 시험유닛의 전면측에 배치되어 상기 웨이퍼의 전극과 상기 프로브카드의 단자 간의 위치를 맞추는 웨이퍼 위치결정스테이지와, 카메라를 가진 위치정보 촬영기구와, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지와 상기 위치정보 촬영기구를 승강시키는 유닛 승강기구를 구비한 웨이퍼 위치결정유닛; 및
   상기 웨이퍼 위치결정유닛과 웨이퍼 시험유닛이 연결되는 장치 프레임;을 구비하고,
   상기 웨이퍼 시험유닛은 상기 웨이퍼 시험유닛의 전면측에 배치된 상기 웨이퍼 위치결정스테이지와 상기 프로브카드가 상대하도록 상기 웨이퍼 시험유닛을 슬라이드시키는 유닛 슬라이드기구를 구비하고,
   상기 유닛 슬라이드기구는 슬라이드 유닛이 내장되는 리니어 슬라이드기구와, 상기 슬라이드 유닛을 슬라이드 시키는 구동기구와, 상기 리니어 슬라이드기구와 구동기구가 탑재되는 프레임 부재와, 제1 구동모터를 구비하고, 상기 슬라이드 유닛이 상기 웨이퍼 시험유닛에 연결되고 상기 프레임 부재가 상기 장치 프레임에 설치되며,
   상기 웨이퍼 위치결정스테이지는 상기 웨이퍼 트레이를 유지하는 웨이퍼 트레이 재치면을 구비하고, 슬라이드한 상기 웨이퍼 시험유닛의 상기 웨이퍼 트레이에 상대하도록 배치되어 X방향, Y방향 및 회전 방향의 위치를 제어하는 얼라이먼트 스테이지; 상기 웨이퍼 트레이의 기울기에 상기 얼라이먼트 스테이지의 기울기를 추종시키는 제1 얼라이먼트 스테이지 승강 기구; 및 상기 웨이퍼 트레이를 상기 진공챔버에 유지되는 위치와 상기 웨이퍼가 배치되는 위치 사이로 승하강시키는 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   제1 상기 얼라이먼트 스테이지 승강기구는
   상기 웨이퍼 위치결정스테이지가 상기 유닛 승강기구에 의해 상승하는 경우 상기 진공챔버의 네 모서리의 하면에 접촉하는 충돌부재를 가진 승강판; 및
   가동부와 고정부가 있는 구면미끄럼 베어링과, 상기 충돌부재가 상기 진공챔버에 접촉한 경우에 상기 승강판의 외주부에 가해지는 하중을 지탱하는 스프링 부재와 상기 승강판의 아래쪽에 상기 승강판이 승하강하는 공간을 유지하도록 설치되는 승강기구 부착판을 구비하고,
   상기 충돌부재는 상기 진공챔버에 접촉한 경우 상기 위치정보 촬영기구가 상기 웨이퍼와 상기 프로브카드 사이에 삽입되어 상기 웨이퍼의 전극과 상기 프로브카드의 단자의 위치 정보를 취득할 수 있는 높이를 가지고 있으며,
   상기 구면미끄럼 베어링은 상기 승강판과 상기 승강기구 부착판 사이의 중앙부에 설치되고 상기 스프링 부재는 상기 구면미끄럼 베어링의 외주부에 복수개 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 얼라이먼트 스테이지승강기구는
   상기 유닛 승강기구에 의해 승하강 하는 승강판;
   상기 얼라이먼트 스테이지를 탑재하는 얼라이먼트 스테이지 장착판;
   볼 나사와, 상기 볼 나사의 구동으로 슬라이드 하는 구동기구 슬라이드축과, 상기 구동기구 슬라이드축과 감압하는 구동기구 슬라이드 유닛을 가진 구동기구;
   상기 구동기구를 구동하는 제2 구동모터; 및
   슬라이드축과 슬라이드 유닛이 있는 슬라이드 기구를 구비하고,
   상기 구동기구의 상기 구동기구 슬라이드 유닛은 상기 승강판의 네 모서리 중에 적어도 한 곳에 설치되고, 상기 구동기구 슬라이드축의 상단부가 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결되며,
   상기 볼 나사가 상기 승강판에 설치된 상기 제2 구동모터에 연결되며,
   상기 슬라이드 기구의 상기 슬라이드 유닛은 상기 승강판의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛이 설치되지 않는 곳에 설치되고, 상기 슬라이드축의 상단부가 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판의 네 모서리 중에 상기 슬라이드 유닛이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구의 상기 구동기구의 개수는 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판에 가해지는 하중과 상기 얼라이먼트 스테이지 장착판을 승강시키는 속도에 따라 1개 내지 4개 사이에서 선택될 수 있으며,
   상기 구동기구를 2개 설치하는 경우 상기 승강판 및 얼라이먼트 스테이지 장착판의 네 모서리 중에 마주보는 두 모서리에 설치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 제2 얼라이먼트 스테이지 승강기구는
   상기 구동기구에 볼 나사 일체형 볼 스플라인이 사용되며, 상기 슬라이드 기구에 볼 스플라인이 사용되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 웨이퍼 시험유닛은
   상기 유닛 슬라이드기구와 상기 웨이퍼 트레이를 상기 진공챔버에 유지되는 위치와 상기 웨이퍼가 배치되는 위치 사이로 승하강시키는 웨이퍼 트레이 승강기구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 웨이퍼 트레이 승강기구는
   상기 진공챔버;
   상기 웨이퍼 트레이를 재치하는 웨이퍼 트레이 유지판;
   볼 나사와 상기 볼 나사의 구동으로 슬라이드하는 구동기구 슬라이드축과 상기 구동기구 슬라이드축과 감합하는 구동기구 슬라이드 유닛을 가진 구동기구;
   상기 볼 나사를 구동하는 제2 구동모터; 및
   슬라이드축과 슬라이드 유닛을 가진 슬라이드 기구;를 구비하고,
   상기 구동기구의 상기 구동기구 슬라이드 유닛은 상기 진공챔버의 네 모서리 중에 적어도 한 곳에 설치되고, 상기 구동기구 슬라이드축의 하단부가 상기 웨이퍼 트레이 유지판의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결되며,
   상기 슬라이드 기구의 상기 슬라이드 유닛은 상기 진공챔버의 네 모서리 중에 상기 구동기구 슬라이드 유닛이 설치되지 않는 곳에 설치되고, 상기 슬라이드축의 하단부가 상기 웨이퍼 트레이 유지판의 네 모서리 중에 상기 슬라이드 유닛이 설치되는 곳과 대응하는 곳에 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 웨이퍼 트레이 승강기구의 구동기구의 개수는 상기 웨이퍼 시험장치에서 상기 웨이퍼 트레이 유지판에 가해지는 속도에 따라 1개 내지 4개 사이에서 선택될 수 있으며,
    상기 구동기구를 2개 설치하는 경우 상기 진공챔버 및 웨이퍼 트레이 유지판의 네 모서리 중에 마주보는 두 모서리에 설치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 웨이퍼 트레이 승강기구는 구동기구에 볼 나사 일체형 볼 스플라인이 사용되며, 슬라이드 기구에 볼 스플라인이 사용되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
12. 제8항에 있어서,
    상기 웨이퍼 위치결정스테이지는
    상기 웨이퍼 트레이를 유지하는 웨이퍼 트레이 재치면을 구비하고, 상기 웨이퍼 시험유닛의 상기 웨이퍼 트레이에 상대하도록 배치되어 X방향, Y방향 및 회전방향의 위치를 제어하는 얼라이먼트 스테이지; 및
    상기 웨이퍼 트레이의 기울기에 상기 얼라이먼트 스테이지의 기울기를 추종시키는 제1 얼라이먼트 스테이지 승강 기구;를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
13. 제12항에 있어서,
    제1 상기 얼라이먼트 스테이지 승강기구는
    상기 웨이퍼 위치결정스테이지가 상기 유닛 승강기구에 의해 상승하는 경우 상기 웨이퍼 트레이 유지판의 네 모서리의 하면에 접촉하는 충돌부재를 가진 승강판; 및
    가동부와 고정부가 있는 구면미끄럼 베어링과, 상기 충돌부재가 상기 웨이퍼 트레이 유지판에 접촉한 경우에 상기 승강판의 외주부에 가해지는 하중을 지탱하는 스프링 부재와 상기 승강판의 아래쪽에 상기 승강판이 승하강하는 공간을 유지하도록 설치되는 승강기구 부착판을 구비하고,
    상기 충돌부재는 상기 웨이퍼 트레이 유지판에 접촉한 경우 상기 얼라이먼트 스테이지가 상기 웨이퍼 트레이를 상승시켜 위치 제어를 할 수 있는 높이를 가지며,
    상기 구면미끄럼 베어링은 상기 승강판과 상기 승강기구 부착판 사이의 중앙부에 설치되고 상기 스프링 부재는 상기 구면미끄럼 베어링의 외주부에 복수개 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 위치결정유닛은
    가로방향으로 배치된 복수의 상기 장치 프레임에 탑재되는 상기 웨이퍼 시험유닛의 전면측에 배치되며, 상기 웨이퍼 위치결정스테이지와 상기 위치정보 촬영기구와 상기 유닛 승강기구와 상기 웨이퍼 위치결정유닛을 가로방향으로 슬라이드 시키는 가로방향 유닛슬라이드기구를 구비하고,
    상기 가로방향 유닛슬라이드기구는 슬라이드 유닛과 슬라이드 가이드를 가진 리니어 슬라이드 기구와, 상기 슬라이드 유닛을 슬라이드시키는 구동기구와, 상기 리니어 슬라이드기구와 구동기구가 탑재되는 프레임 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시험장치.
    
    

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