KR20180017437A - 기판 지지 부재 및 이를 구비하는 프로브 스테이션 - Google Patents

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KR20180017437A
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Abstract

웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해 웨이퍼를 지지하는 기판 지지 부재가 개시된다. 기판 지지 부재는, 웨이퍼를 지지하는 척, 및 상기 척을 지지하고 상기 척을 상하로 승강시키는 지지 유닛을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 지지 유닛은, 중공형의 고정축, 상기 고정축 안에 삽입되고 상기 척에 결합되며 상기 척을 승강시키기 위해 수직 방향으로 이동 가능한 승강축, 상기 승강축을 수직 이동시키는 수직 구동부, 상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되고 상기 고정축에 상기 승강축을 결합하며 상기 고정축이 고정된 상태에서 상기 수직 구동부에 의해 상기 승강축을 상하로 승강시키기 위한 복수의 LM 가이드, 및 상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되며 상기 고정축에 결합되고 상기 승강축을 브레이킹하기 위해 상기 수직 구동부의 온(on)/오프(off) 동작에 따라 상기 LM 가이드들의 위치를 고정 또는 고정 해제하는 복수의 브레이킹부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 기판 지지 부재는 수직 구동부에 별도의 유지 브레이크 기능을 추가할 필요가 없이 승강축을 브레이킹할 수 있으므로, 프로브 카드의 탐침들이 가압하는 압력에 의해 승강축이 밀리는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 지지 부재 및 이를 구비하는 프로브 스테이션{Substrate supporting member and probe station having the same}
본 발명의 실시예들은 기판 지지 부재 및 이를 구비하는 프로브 스테이션에 관한 것이다. 보다 상세하게는 프로브 카드를 이용하여 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼에 대하여 전기적인 검사를 수행하기 위해 웨이퍼를 지지하는 기판 지지 부재 및 이를 구비하는 프로브 스테이션에 관한 것이다.
일반적으로 집적 회로 소자들과 같은 반도체 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 일련의 반도체 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 박막을 전기적 특성들을 갖는 패턴들로 형성하기 위한 식각 공정, 패턴들에 불순물들을 주입 또는 확산시키기 위한 이온 주입 공정 또는 확산 공정, 패턴들이 형성된 웨이퍼로부터 불순물들을 제거하기 위한 세정 및 린스 공정 등을 반복적으로 수행함으로써 반도체 회로 소자들이 웨이퍼 상에 형성될 수 있다.
이러한 일련의 공정들을 통해 반도체 소자들을 형성한 후 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 검사 공정이 수행될 수 있다. 검사 공정은 복수의 탐침들을 갖는 프로브 카드를 포함하는 프로브 스테이션과 전기적인 신호를 제공하기 위하여 프로브 카드와 연결된 테스터에 의해 수행될 수 있다.
검사 공정을 위해 검사 챔버의 상부에는 프로브 카드가 배치될 수 있으며, 프로브 카드 아래에는 웨이퍼를 지지하는 척이 배치될 수 있다. 척의 아래에는 척을 회전시키는 회전 구동부가 배치될 수 있으며, 회전 구동부의 아래에는 척을 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동부와 척을 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동부가 배치될 수 있다.
검사 공정은 프로브 카드의 탐침들과 웨이퍼 상의 패드들이 균일하게 접촉된 상태에서 이루어져야 하기 때문에, 탐침들과 패드들을 접촉시키기 전에 프로브 카드와 웨이퍼를 정렬하는 단계가 필요하다.
프로브 카드와 웨이퍼의 정렬을 위해 척은 수직 및 수평 방향으로의 이동과 회전 및 프로브 카드에 대한 레벨링을 실시하며, 프로브 카드의 홀더 또한 웨이퍼에 대하여 프로브 카드를 레벨링한다.
그러나 프로브 카드와 웨이퍼를 정렬한 후에 탐침들을 패드들에 접촉시키더라도, 탐침들이 패드들을 가압하는 압력에 의해 척의 수직 방향의 축인 Z축이 밀려 프로브 카드에 대한 웨이퍼의 레벨이 변경될 수 있다. 이로 인해, 탐침들과 패드들의 접촉 위치에 따라 접촉 깊이가 서로 달라지는 문제점이 발생한다. 특히, 프로브 카드의 탐침들의 가압 힘이 증가하는 추세에 따라 상기한 문제점이 이슈화되고 있고 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 척을 수직 방향으로 이동시키는 모터의 용량을 증가시키는 방안이 있으나, 모터의 용량이 증가할 경우 척에 추가적인 리니어모션 구성 부재가 요구된다. 그러나 리니어모션 구성 부재의 추가는 공간적 한계로 그 설치에 제약이 많다.
(001) 한국공개특허 제10-2002-0066120호 (2002.08.14.)
본 발명의 실시예들은 프로브 카드의 탐침들의 누르는 힘에 의한 척의 밀림 현상을 방지할 수 있는 기판 지지 부재 및 이를 구비하는 프로브 스테이션을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예들에 따르면, 기판 지지 부재는, 웨이퍼를 지지하는 척, 및 상기 척을 지지하고, 상기 척을 상하로 승강시키는 지지 유닛을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 지지 유닛은, 중공형의 고정축, 상기 고정축 안에 삽입되고 상기 척에 결합되며 상기 척을 승강시키기 위해 수직 방향으로 이동 가능한 승강축, 상기 승강축을 수직 이동시키는 수직 구동부, 상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되고 상기 고정축에 상기 승강축을 결합하며 상기 고정축이 고정된 상태에서 상기 수직 구동부에 의해 상기 승강축을 상하로 승강시키기 위한 복수의 LM 가이드, 및 상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되며 상기 고정축에 결합되고 상기 승강축을 브레이킹하기 위해 상기 수직 구동부의 온(on)/오프(off) 동작에 따라 상기 LM 가이드들의 위치를 고정 또는 고정 해제하는 복수의 브레이킹부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 LM 가이드는, 상기 고정축에 결합된 LM 블럭, 및 상기 승강축과 동일한 방향으로 연장되고 상기 승강축에 결합되어 상기 수직 구동부에 의해 상기 승강축과 함께 수직 이동하며 상기 LM 블럭과 상기 브레이킹부에 이동 가능하게 결합된 가이드 레일을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 브레이킹부는 상기 가이드 레일을 제동하기 위해 상기 수직 구동부의 온/오프 동작에 따라 상기 가이드 레일을 클램핑 또는 클램핑 해제할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 브레이킹부는, 상기 고정축에 결합되고, 상기 가이드 레일을 일부분 둘러싸며, 상기 가이드 레일로부터 이격되어 위치하는 몸체, 및 상기 몸체 내부에 결합되고, 상기 가이드 레일의 양측에 각각 배치되며, 상기 가이드 레일의 측부를 향해 이동 가능하게 구비되어 상기 수직 구동부의 온/오프 동작에 따라 상기 가이드 레일의 양측부를 각각 가압 또는 가압 해제하는 한 쌍의 클램핑 콘택부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 브레이킹부는 상기 구동부가 오프 상태일 경우 상기 가이드 레일을 클램핑하고, 상기 수직 구동부가 온 상태일 경우 상기 가이드 레일을 클램핑 해제할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 브레이킹부는 상기 LM 가이드에 대응하여 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 브레이킹부는 리니어 클램프일 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 프로브 스테이션은, 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들에 대한 전기적 검사를 위한 프로브 카드, 및 상기 웨이퍼가 로딩되는 척과 상기 척을 지지하고 상기 척을 상하로 승강시키는 지지 유닛을 구비하며, 상기 프로브 카드의 아래에 배치되는 기판 지지 부재를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 지지 유닛은, 중공형의 고정축, 상기 고정축 안에 삽입되고 상기 척에 결합되며 상기 척을 승강시키기 위해 수직 방향으로 이동 가능한 승강축, 상기 승강축을 수직 이동시키는 수직 구동부, 상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되고 상기 고정축에 상기 승강축을 결합하며 상기 고정축이 고정된 상태에서 상기 수직 구동부에 의해 상기 승강축을 상하로 승강시키기 위한 복수의 LM 가이드, 및 상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되며 상기 고정축에 결합되고 상기 승강축을 브레이킹하기 위해 상기 수직 구동부의 온(on)/오프(off) 동작에 따라 상기 LM 가이드들의 위치를 고정 또는 고정 해제하는 복수의 브레이킹부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판 지지 부재 및 이를 구비하는 프로브 스테이션은 가이드 레일의 수직 이동을 제동할 수 있는 브레이킹부들을 구비함으로써, 수직 구동부에 별도의 유지 브레이크 기능을 추가할 필요가 없이 척을 상하로 승강시키기 위한 승강축을 브레이킹할 수 있다. 이에 따라, 프로브 카드의 탐침들이 가압하는 압력에 의해 승강축이 밀리는 것을 방지할 수 있으므로, 프로브 스테이션은 상기 탐침들과 반도체 소자들 간의 접촉 불량을 방지하고 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 프로브 카드의 탐침들의 가압력 상승에 대응하여 지지 유닛의 내 하중 및 강성 증가를 위해 승강축과 LM 가이드들 및 승강 전달부의 크기가 증가하더라도, 종래 대비 생략된 유지 브레이크 설치 공간만큼 공간을 더 확보할 수 있으므로 승강축과 LM 가이드들 및 승강 전달부의 크기 증가를 위한 공간 확보에 유리하다. 더욱이, 브레이킹부들은 LM 가이드들이 배치되는 고정축과 승강축 사이에 배치됨으로써, 브레이킹부들을 설치하기 위한 추가의 설치 공간이 필요하지 않다. 이에 따라, 지지 유닛은 종래 대비 콤팩트한 구성이 가능하고 공간 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 지지 부재를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 LM 가이드와 브레이킹부의 배치 관계를 설명하기 위한 종단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 LM 가이드와 브레이킹부의 동작 관계를 설명하기 위한 횡단면도들이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션을 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 지지 부재를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션(200)은 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼(10)에 대하여 프로브 카드(20)를 이용해 전기적 특성 검사를 수행한다. 여기서, 상기 프로브 스테이션(200)은 상기 웨이퍼(10)의 전기적 특성을 검사하기 위한 테스터(30)와 연결될 수 있다. 상기 테스터(30)는 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)을 통해 검사 신호를 상기 반도체 소자들에 인가하고, 상기 반도체 소자들로부터 출력되는 신호들을 이용하여 상기 웨이퍼(10)의 전기적인 특성을 검사한다.
상기 프로브 스테이션(200)은 검사 챔버(210)와 기판 지지 부재(100)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 검사 챔버(210)는 상기 웨이퍼(10)에 대하여 전기적 검사를 수행하기 위한 공정 공간을 제공하며, 상기 검사 챔버(210) 안에는 상기 기판 지지 부재(100)와 상기 프로브 카드(20)가 배치될 수 있다.
상기 기판 지지 부재(100)는 상기 프로브 카드(20)의 아래에 배치되고, 대체로 원 기둥 형상을 가지며, 상기 웨이퍼(10)를 지지한다. 상기 웨이퍼(10)가 상기 기판 지지 부재(100)에 로딩된 후에, 상기 기판 지지 부재(100)는 상기 웨이퍼(10)의 반도체 소자들을 상기 프로브 카드(20)에 접속시키기 위해 수직 방향으로 이동할 수 있다. 특히, 상기 기판 지지 부재(100)는 상기 프로브 카드(20)와 상기 웨이퍼(10) 간의 정렬이 완료된 후에, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)이 상기 반도체 소자들의 검사 패드들을 가압하는 압력에 의해 하측으로 밀리지 않도록 수직 방향의 위치가 고정될 수 있다.
구체적으로, 상기 기판 지지 부재(100)는, 상기 웨이퍼(10)가 안착되는 척(101)과, 상기 척(101)을 회전시켜 상기 웨이퍼(10) 상의 상기 반도체 소자들과 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)을 정렬하기 위한 회전 유닛(102)과, 상기 척(101)을 지지하고 상기 척(101)을 상하로 승강시켜 상기 반도체 소자들을 상기 탐침들(22)에 접속시키는 지지 유닛(103)을 포함할 수 있다.
상기 척(101)은 대체로 원판 형상을 가질 수 있으며, 상기 회전 유닛(102)은 상기 척(101)의 하부에 결합될 수 있다. 상기 지지 유닛(103)은 상기 회전 유닛(102)의 하부에 결합될 수 있으며, 상기 척(101)의 수직 위치를 조절할 수 있다.
상기 지지 유닛(103)은, 중공형의 고정축(110)과, 상기 고정축(110) 안에 삽입되고 상기 척(101)에 결합되며 상기 척(101)을 승강시키기 위해 수직 방향으로 이동 가능한 승강축(120)과, 상기 승강축(120)을 수직 이동시키는 수직 구동부(130)와, 상기 고정축(110)과 상기 승강축(120) 사이에 개재되며 상기 고정축(110)이 고정된 상태에서 상기 수직 구동부(130)에 의해 상기 승강축(120)을 상하로 승강시키기 위한 복수의 LM 가이드(140)와, 상기 고정축(110)과 상기 승강축(120) 사이에 개재되며 상기 고정축(110)에 결합되고 상기 승강축(120)을 브레이킹하기 위해 상기 수직 구동부(130)의 온(on)/오프(off) 동작에 따라 상기 LM 가이드들의 위치를 고정시키기 위한 복수의 브레이킹부(150)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 승강축(120)은 중공형의 관 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 고정축(110)과 동일한 방향으로 연장된다. 상기 승강축(120)은 상기 고정축(110) 안에서 상기 고정축(110) 축으로부터 이격되어 위치할 수 있으며, 이에 따라 상기 고정축(110)이 고정된 상태에서 상기 승강축(120)만 상하 승강될 수 있다. 상기 승강축(120)은 상기 회전 유닛(102)에 결합되어 상기 척(101)과 상기 회전 유닛(102)을 지지할 수 있으며, 상기 수직 구동부(130)의 구동에 의해 상하로 승강할 수 있다.
상기 수직 구동부(130)는 상기 승강축(120)의 아래에 배치되며, 상기 승강축(120)을 상하 승강시키기 위한 상기 수직 구동부(130)의 구동력을 상기 승강축(120)에 전달하는 승강 전달부(160)와 결합할 수 있다. 일례로, 상기 승강 전달부(160)는 볼 스크류로 이루어질 수 있으며, 상기 볼 스크류(160)는 상기 승강축(120) 안에 배치된 나사축(162)과 상기 나사축(162)에 끼워진 너트부(164)를 구비할 수 있다. 상기 나사축(162)은 상기 승강축(120)과 동일한 방향으로 연장되며, 상기 승강축(120) 안에 삽입된다. 상기 나사축(162)의 상부는 상기 회전 유닛(102)의 하부에 결합될 수 있으며, 상기 나사축(162)의 하부는 상기 수직 구동부(130)의 이동축에 결합될 수 있다. 상기 너트부(164)는 상기 승강축(120)과 결합되며, 상기 수직 구동부(130)의 구동에 의해 상기 나사축(162)과 함께 수직 이동할 수 있다. 즉, 상기 수직 구동부(130)가 온(on)될 경우 상기 수직 구동부(130)의 이동축이 상측 또는 하측으로 이동하며, 상기 이동축의 상하 운동력은 상기 나사축(162)에 전달되어 상기 나사축(162)이 상측 또는 하측으로 이동한다. 이때, 상기 나사축(162)에 끼워진 상기 너트부(164)가 함께 수직 이동하며, 그 결과, 상기 너트부(164)에 결합된 상기 승강축(120)이 상측 또는 하측으로 이동한다.
한편, 상기 고정축(110)과 상기 승강축(120) 사이에는 상기 승강축(120)을 상기 고정축(110)에 수직 이동 가능하게 결합시키는 상기 LM 가이드들(140)이 구비될 수 있다. 상기 LM 가이드들(140) 각각은 상기 고정축(110)에 결합된 LM 블럭(142)과, 상기 승강축(120)에 결합된 가이드 레일(144)을 포함할 수 있다.
상기 LM 블럭(142)은 상기 고정축(110)에 결합되어 그 위치가 고정되며, 상기 가이드 레일(144)에 끼워질 수 있다. 여기서, 하나의 LM 가이드(140)는 복수의 LM 블럭(142)을 구비할 수 있다. 상기 가이드 레일(144)은 상기 승강축(120)과 동일한 방향으로 연장되며, 수직이동 가능하게 상기 LM 블럭(142)에 결합될 수 있다. 상기 가이드 레일(144)은 상기 승강축(120)에 결합되며, 상기 수직 구동부(130)의 구동에 의해 상기 승강축(120)과 함께 수직 이동한다. 상기 수직 구동부(130)에 의해 상기 승강축(120)이 수직 이동할 경우 상기 가이드 레일(144)만 상기 승강축(120)과 함께 수직 이동하며, 상기 LM 블럭(142)은 상기 가이드 레일(144)에 끼워진 상태로 상기 고정축(110)에 고정되어 수직 이동하지 않는다. 그 결과, 상기 고정축(110)에 의해 상기 승강축(120)이 안정적으로 지지된 상태에서 상기 승강축(120)만이 상기 수직 구동부(130)에 의해 상하 승강할 수 있으며, 상기 고정축(110)은 상기 수직 구동부(130)에 의해 수직 이동하지 않는다.
상기 반도체 소자들의 테스트 공정을 위한 상기 기판 지지 부재(100)의 구동 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 상기 웨이퍼(10)가 상기 척(101)에 로딩된 후에 상기 정렬 유닛(102)이 상기 척(101)을 회전시켜 상기 웨이퍼(10)의 반도체 소자들과 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)을 서로 정렬한다. 이어, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)에 상기 웨이퍼(10)의 반도체 소자들을 접속시키기 위해 상기 수직 구동부(130)가 온(on)되어 상기 승강축(120)이 상측으로 수직 이동하며, 이에 따라, 상기 척(101)이 상기 프로브 카드(20) 측으로 수직 이동된다. 이때, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)은 상기 반도체 소자들에 접속하기 위해 상기 반도체 소자들의 검사 패드들을 가압한다.
이와 같이, 상기 승강축(120)이 위로 상승한 상태에서 상기 탐침들(22)이 상기 웨이퍼(10)를 가압하기 때문에, 상기 탐침들(22)이 가압하는 압력에 의해 상기 승강축(120)이 아래로 밀릴 수 있다. 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)은 상기 검사 신호를 상기 검사 패드들에 인가하기 위해 기 설정된 접촉 깊이로 상기 웨이퍼(10)에 접촉될 수 있다. 이렇게 상기 탐침들(22)이 상기 웨이퍼(10)를 누르는 압력에 의해 상기 기판 지지 부재(100)의 수직 방향의 축인 Z축이 밀릴 수 있으며, 이로 인해 상기 척(101)의 레벨이 변경되어 상기 탐침들(22)의 접촉 깊이(contact depth)가 접촉 위치에 따라 달라질 수 있다.
이를 방지하기 위해, 상기 브레이킹부들(150)은 상기 수직 구동부(130)의 온/오프 동작에 따라 상기 가이드 레일(144)의 위치를 고정하여 상기 승강축(120)을 브레이킹한다.
즉, 상기 브레이킹부들(150)은 상기 승강축(120)과 상기 고정축(110) 사이에 개재되며, 상기 고정축(110)에 결합된다. 각 브레이킹부(150)는 상기 가이드 레일(144)이 유동 가능하게 상기 가이드 레일(144)에 끼워질 수 있으며, 상기 가이드 레일(144)을 제동하기 위해 상기 수직 구동부(130)의 온/오프 동작에 따라 상기 가이드 레일(144)을 클램핑 또는 클램핑 해제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 브레이킹부들(150)은 상기 LM 가이드들(140)에 대응하여 구비될 수 있으며, 상기 브레이킹부(150)로는 리니어 클램프가 이용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 상기 브레이킹부(150)의 구성과 동작에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 LM 가이드와 브레이킹부의 배치 관계를 설명하기 위한 부분 종단면도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 LM 가이드와 브레이킹부의 동작 관계를 설명하기 위한 부분 횡단면도들이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 브레이킹부(150)는 상기 고정축(110)에 결합되고 상기 가이드 레일(144)을 일부분 둘러싸며 상기 가이드 레일(144)로부터 이격되어 위치하는 몸체(152)와, 상기 몸체(152) 내부에 결합되고 상기 가이드 레일(144)의 양측에 각각 배치되며 상기 가이드 레일(144)의 측부를 향해 이동 가능하게 구비된 한 쌍의 클램핑 콘택부(154)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(142)는 상기 고정축(110)에 결합되어 그 위치가 고정되며, 상기 가이드 레일(144)에 끼워져 상기 가이드 레일(144)을 일부분 둘러싸되 상기 가이드 레일(144)이 상기 승강축(120)과 함께 상하 승강할 수 있도록 상기 가이드 레일(144)로부터 이격되어 위치한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 몸체(152)는 도 5에 도시된 바와 같이 'ㄷ' 자 형상을 가질 수 있으며, 상기 몸체(152)의 개구부를 통해 상기 가이드 레일(144)에 끼워질 수 있다.
상기 클램핑 콘택부들(154)은 상기 가이드 레일(144)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치될 수 있으며, 상기 수직 구동부(130)의 온/오프 동작에 따라 상기 가이드 레일(144)의 양측부를 각각 가압 또는 가압 해제하여 상기 가이드 레일(144)을 클램핑 또는 클램핑 해제할 수 있다.
즉, 상기 수직 구동부(130)는 상기 승강축(120)을 상측 또는 하측으로 수직 이동시킬 경우 온(on) 상태로 전환되며, 상기 승강축(120)의 수직 이동이 완료된 경우 오프(off) 상태로 전환한다. 상기 수직 구동부(130)가 온 상태일 경우, 상기 클램핑 콘택부들(154)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가이드 레일(144)이 상기 승강축(120)과 함께 수직이동 할 수 있게 상기 가이드 레일(144)로부터 이격되어 클램핑 해제한다. 반면, 상기 수직 구동부(130)가 오프 상태일 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 클램핑 콘택부들(154)은 상기 가이드 레일(120)의 양 측부 측으로 신장되어 상기 가이드 레일(144)를 가압함으로써 상기 가이드 레일(144)을 클램핑한다. 이와 같이, 상기 가이드 레일(144)이 상기 브레이킹부(150)에 의해 제동됨에 따라 하측 또는 상측으로 수직 이동할 수 없게 되며, 그 결과, 상기 가이드 레일(144)에 결합된 상기 승강축(120) 또한 브레이킹되어 현 위치에 고정되므로, 상기 승강축(120)은 상기 프로브 카드(20; 도 1 참조)의 탐침들(22; 도 1 참조)이 가압하는 압력에 의해 아래로 밀리지 않을 수 있다.
또한, 상기 지지 유닛(103)은 상기 수직 구동부(130)의 온/오프 동작에 의해 상기 브레이킹부들(150)의 동작을 제어하는 브레이킹 제어부(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 브레이킹 제어부(170)는 상기 수직 구동부(130)의 온/오프 동작에 따라 상기 클램핑 콘택부들(154)의 동작을 제어하여 상기 가이드 레일(144)을 클램핑 또는 클램핑 해제하도록 한다. 여기서, 상기 브레이킹 제어부(170)는 상기 수직 구동부(130)의 구동 또한 제어할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상기 지지 유닛(103)은 상기 가이드 레일(144)의 수직 이동을 제동할 수 있는 상기 브레이킹부들(150)을 구비함으로써, 상기 수직 구동부(130)에 별도의 유지 브레이크 기능을 추가할 필요가 없이 상기 척(101)을 상하로 승강시키기 위한 상기 승강축(120)을 브레이킹할 수 있다. 이에 따라, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)이 가압하는 압력에 의해 상기 승강축(120)이 밀리는 것을 방지할 수 있으므로, 상기 프로브 스테이션(200)은 상기 탐침들(22)과 상기 웨이퍼(10)의 반도체 소자들 간의 접촉 불량을 방지하고 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)의 가압력 상승에 대응하여 상기 지지 유닛(103)의 내 하중 및 강성 증가를 위해 상기 수직 구동부(130)의 용량이 증가되고 상기 승강축(120)과 상기 LM 가이드들(140) 및 상기 승강 전달부(160)의 크기가 증가하더라도, 종래 대비 생략된 유지 브레이크 설치 공간만큼 공간을 더 확보할 수 있으므로 상기 승강축(120)과 상기 LM 가이드들(140) 및 상기 승강 전달부(160)의 크기 증가를 위한 공간 확보에 유리하다. 더욱이, 상기 브레이킹부들(150)은 상기 LM 가이드들(140)이 배치되는 상기 고정축(110)과 상기 승강축(120) 사이에 배치됨으로써, 상기 브레이킹부들(150)을 설치하기 위한 추가의 설치 공간이 필요하지 않다. 이에 따라, 상기 지지 유닛(103)은 종래 대비 콤팩트한 구성이 가능하고 공간 효율을 향상시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 기판 지지 부재(100)는 척 스테이지(220) 상에 배치될 수 있다. 상기 척 스테이지(220)는 수평 구동부(230)에 결합될 수 있으며, 상기 기판 지지 부재(100)는 상기 수평 구동부(230)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 프로브 스테이션(200)은 상기 기판 지지 부재(100)의 일측에 배치된 하부 정렬 카메라(240)와 상기 프로브 카드(20)의 일측에 배치된 상부 정렬 카메라(250)를 더 구비할 수 있다.
상기 하부 정렬 카메라(240)는 상기 척 스테이지(220) 상에 배치되어 상기 기판 지지 부재(100)과 함께 이동 가능하며, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 상기 상부 정렬 카메라(250)는 상기 기판 지지 부재(100)의 상측에 배치되어 상기 웨이퍼(10) 상의 패턴들에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 도면에는 상세히 도시하지 않았으나, 상기 상부 정렬 카메라(250)는 브릿지 형태를 갖는 구동부에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 특히, 상기 하부 및 상부 정렬 카메라들(240, 250)은 상기 웨이퍼(10)와 상기 프로브 카드(20) 사이의 정렬을 위해 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 웨이퍼 20 : 프로브 카드
22 : 탐침 30 : 테스터
100 : 기판 지지 부재 101 : 척
102 : 정렬 유닛 103 : 지지 유닛
110 : 고정축 120 : 승강축
130 : 수직 구동부 140 : LM 가이드
150 : 브레이킹부 160 : 승강 전달부
170 : 브레이킹 제어부 210 : 검사 챔버
220 : 척 스테이지 230 : 수평 구동부
240 : 하부 정렬 카메라 250 : 상부 정렬 카메라

Claims (9)

  1. 웨이퍼를 지지하는 척; 및
    상기 척을 지지하고, 상기 척을 상하로 승강시키는 지지 유닛을 포함하고,
    상기 지지 유닛은,
    중공형의 고정축;
    상기 고정축 안에 삽입되고, 상기 척에 결합되며, 상기 척을 승강시키기 위해 수직 방향으로 이동 가능한 승강축;
    상기 승강축을 수직 이동시키는 수직 구동부;
    상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되고, 상기 고정축에 상기 승강축을 결합하며, 상기 고정축이 고정된 상태에서 상기 수직 구동부에 의해 상기 승강축을 상하로 승강시키기 위한 복수의 LM 가이드; 및
    상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되며, 상기 고정축에 결합되고, 상기 승강축을 브레이킹하기 위해 상기 수직 구동부의 온(on)/오프(off) 동작에 따라 상기 LM 가이드들의 위치를 고정 또는 고정 해제하는 복수의 브레이킹부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LM 가이드는,
    상기 고정축에 결합된 LM 블럭; 및
    상기 승강축과 동일한 방향으로 연장되고, 상기 승강축에 결합되어 상기 수직 구동부에 의해 상기 승강축과 함께 수직 이동하며, 상기 LM 블럭과 상기 브레이킹부에 이동 가능하게 결합된 가이드 레일을 구비하고,
    상기 브레이킹부는 상기 가이드 레일을 제동하기 위해 상기 수직 구동부의 온/오프 동작에 따라 상기 가이드 레일을 클램핑 또는 클램핑 해제하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 부재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브레이킹부는,
    상기 고정축에 결합되고, 상기 가이드 레일을 일부분 둘러싸며, 상기 가이드 레일로부터 이격되어 위치하는 몸체; 및
    상기 몸체 내부에 결합되고, 상기 가이드 레일의 양측에 각각 배치되며, 상기 가이드 레일의 측부를 향해 이동 가능하게 구비되어 상기 수직 구동부의 온/오프 동작에 따라 상기 가이드 레일의 양측부를 각각 가압 또는 가압 해제하는 한 쌍의 클램핑 콘택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 부재.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 브레이킹부는 상기 구동부가 오프 상태일 경우 상기 가이드 레일을 클램핑하고, 상기 수직 구동부가 온 상태일 경우 상기 가이드 레일을 클램핑 해제하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 브레이킹부는 상기 LM 가이드에 대응하여 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 부재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 브레이킹부는 리니어 클램프인 것을 특징으로 하는 기판 지지 부재.
  7. 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들에 대한 전기적 검사를 위한 프로브 카드; 및
    상기 웨이퍼가 로딩되는 척과 상기 척을 지지하고 상기 척을 상하로 승강시키는 지지 유닛을 구비하며, 상기 프로브 카드의 아래에 배치되는 기판 지지 부재를 포함하고,
    상기 지지 유닛은,
    중공형의 고정축;
    상기 고정축 안에 삽입되고, 상기 척에 결합되며, 상기 척을 승강시키기 위해 수직 방향으로 이동 가능한 승강축;
    상기 승강축을 수직 이동시키는 수직 구동부;
    상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되고, 상기 고정축에 상기 승강축을 결합하며, 상기 고정축이 고정된 상태에서 상기 수직 구동부에 의해 상기 승강축을 상하로 승강시키기 위한 복수의 LM 가이드; 및
    상기 승강축과 상기 고정축 사이에 개재되며, 상기 고정축에 결합되고, 상기 승강축을 브레이킹하기 위해 상기 수직 구동부의 온(on)/오프(off) 동작에 따라 상기 LM 가이드들의 위치를 고정 또는 고정 해제하는 복수의 브레이킹부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 LM 가이드는,
    상기 가이드부에 결합된 LM 블럭; 및
    상기 승강축과 동일한 방향으로 연장되고, 상기 승강축에 결합되어 상기 수직 구동부에 의해 상기 승강축과 함께 수직 이동하며, 상기 LM 블럭과 상기 브레이킹부에 이동 가능하게 결합된 가이드 레일을 구비하고,
    상기 브레이킹부는 상기 가이드 레일을 제동하기 위해 상기 수직 구동부의 오프 동작에 따라 상기 가이드 레일을 클램핑 또는 클램핑 해제하는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 브레이킹부는,
    상기 고정축에 결합되고, 상기 가이드 레일을 일부분 둘러싸며, 상기 가이드 레일로부터 이격되어 위치하는 몸체; 및
    상기 몸체 내부에 결합되고, 상기 가이드 레일의 양측에 각각 배치되며, 상기 가이드 레일의 측부를 향해 이동 가능하게 구비되어 상기 수직 구동부의 온/오프 동작에 따라 상기 가이드 레일의 양측부를 각각 가압 또는 가압 해제하는 한 쌍의 클램핑 콘택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.
KR1020160101248A 2016-08-09 2016-08-09 기판 지지 부재 및 이를 구비하는 프로브 스테이션 KR20180017437A (ko)

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