KR20150093046A - 웨이퍼 테스트 장치 - Google Patents

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KR20150093046A
KR20150093046A KR1020140013823A KR20140013823A KR20150093046A KR 20150093046 A KR20150093046 A KR 20150093046A KR 1020140013823 A KR1020140013823 A KR 1020140013823A KR 20140013823 A KR20140013823 A KR 20140013823A KR 20150093046 A KR20150093046 A KR 20150093046A
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Abstract

본 발명의 웨이퍼 테스트 장치는 웨이퍼 테스트시에 척 상에 위치하는 상기 웨이퍼와 접촉하는 프로브 카드가 설치된 프로브 스테이션과, 상기 프로브 카드 상에 위치하고 상기 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하는 테스트 헤드와, 상기 테스트 헤드의 하부에 설치되어 상기 웨이퍼의 테스트시에 상기 프로브 카드의 수평을 조절하는 프로브 카드 수평 조절부를 포함한다.

Description

웨이퍼 테스트 장치{Wafer test apparatus}
본 발명의 기술적 사상은 웨이퍼 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 전기적 테스트(검사)를 수행하는 웨이퍼 테스트 장치에 관한 것이다.
웨이퍼 상에 복수개의 반도체 칩들을 제조한 후에는, 웨이퍼 상에 형성된 복수개의 반도체 칩들을 프로브 카드를 갖는 웨이퍼 테스트 장치를 이용하여 전기적 테스트를 수행할 수 있다. 상술한 반도체 칩의 테스트시에, 프로브 카드가 복수개의 반도체 칩들과 전체적으로 균일한 압력으로 접촉하여 반도체 칩들을 테스트하는 것이 필요하다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 프로브 카드가 반도체 칩들과 균일한 압력으로 접촉하여 반도체 칩들을 테스트할 수 있는 웨이퍼 테스트 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치는 웨이퍼 테스트시에 척 상에 위치하는 상기 웨이퍼와 접촉하는 프로브 카드가 설치된 프로브 스테이션과, 상기 프로브 카드 상에 위치하고 상기 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하는 테스트 헤드와, 상기 테스트 헤드의 하부에 설치되어 상기 웨이퍼의 테스트시에 상기 프로브 카드의 수평을 조절하는 프로브 카드 수평 조절부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프로브 카드 수평 조절부는, 관통구를 갖는 내주 바디부; 상기 내주 바디부의 외측 둘레에 위치하는 외주 바디부; 상기 관통구를 중심으로 상기 내주 바디부 및 외주 바디부를 연결하는 복수개의 연결부들; 및 상기 복수개의 연결부들에 설치되어 상기 프로브 카드의 하중을 조정하는 프로브 카드 하중 조정 부재를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 연결부들은 상기 관통구를 중심으로 서로 대향되는 위치에 설치되고, 상기 프로브 카드 하중 조정 부재는 상기 관통구를 중심으로 대향되는 위치의 연결부들에 설치될 수 있다. 상기 프로브 카드 하중 부재는 상기 복수개의 연결부들에 설치된 복수개의 스프링 부재들을 포함할 수 있다.
상기 프로브 카드 하중 조정 부재는 상기 프로브 카드에 가해지는 하중을 측정하는 프로브 카드 하중 센서와 상기 프로브 카드의 수평을 조절하는 프로브 카드 엑츄에이터를 포함할 수 있다. 상기 프로브 카드 하중 센서에서 측정된 하중 데이터 전기 신호는 상기 테스트 헤드에 설치된 하중 제어기에 입력되고, 상기 하중 제어기에 입력된 하중 데이터 전기 신호는 상기 테스트 헤드에 설치된 유량 제어기에 입력되고, 상기 유량 제어기는 상기 하중 데이터 전기 신호에 따라 상기 프로브 카드 엑츄에이터를 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 테스트 헤드는, 상기 웨이퍼 테스트시에 상기 웨이퍼와 접촉하는 상기 프로브 카드를 하면에서 지지하는 지지판; 상기 지지판의 상면측에 설치되고 상기 프로브 카드에 테스트용의 전기 신호를 보내는 회로 기판; 및 상기 회로 기판의 상면에 설치되고 상기 회로 기판을 관통하는 연결 기둥을 통하여 상기 지지판과 연결되는 연결판을 구비할 수 있다. 상기 연결 기둥의 외주부에는 상기 지지판의 연직 방향의 이동만을 안내하는 안내 부재가 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결판에는 상기 웨이퍼 테스트시 상기 프로브 카드와 연결된 상기 회로 기판의 수평도를 조절할 수 있는 회로 기판 수평 조절부가 설치되어 있을 수 있다. 상기 회로 기판 수평 조절부는 상기 연결판에 설치되어 상기 프로브 카드의 하중을 조정하는 회로 기판 하중 조정 부재를 포함할 수 있다.
상기 회로 기판 하중 부재는 상기 연결판에 설치되고 상기 회로 기판에 가하는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서 및 상기 회로 기판 하중 센서 상에 위치하는 스프링 부재를 포함할 수 있다. 상기 회로 기판 하중 부재는 상기 연결판에 설치되고 상기 회로 기판에 가해지는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서와 상기 회로 기판의 수평을 조절하는 회로 기판 엑츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 테스트 헤드는, 상기 웨이퍼 테스트시에 상기 웨이퍼와 접촉하는 캔티러버부 구조의 프로브를 구비하는 지지판; 상기 지지판의 상면측에 설치되고 상기 프로브 카드에 테스트용의 전기 신호를 보내는 회로 기판; 및 상기 회로 기판의 상면에 설치되고 상기 회로 기판을 관통하는 연결 기둥을 통하여 상기 지지판과 연결되는 연결판을 구비하고, 상기 지지판은 상기 웨이퍼 테스트시 상기 프로브 카드 역할을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 테스트 장치는 웨이퍼 테스트시에 척 상에 위치하는 상기 웨이퍼와 접촉하는 프로브 카드를 포함하는 프로브 스테이션과, 상기 프로브 카드 상에 위치하고, 상기 프로브 카드에 테스트용의 전기 신호를 보내는 회로 기판을 포함하는 테스트 헤드와, 상기 테스트 헤드의 상기 회로 기판 상에 형성되어 상기 웨이퍼의 테스트시에 상기 회로 기판의 수평을 조절하는 회로 기판 수평 조절부와, 상기 테스트 헤드의 하부에 설치되어 상기 웨이퍼의 테스트시에 상기 프로브 카드의 수평을 조절하는 프로브 카드 수평 조절부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회로 기판 수평 조절부 및 프로브 카드 수평 조절부는 스프링 부재를 포함하여 구성하거나, 상기 회로 기판 수평 조절부 및 프로브 카드 수평 조절부는 하중 센서에 따라 작동하는 엑츄에이터로 구성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치는 테스트 헤드의 하부 및 프로브 카드의 상부에 프로브 카드 수평 조절부를 구비할 수 있다. 프로브 카드 수평 조절부는 프로브 카드에 가해지는 압력을 직접적으로 조절하여 수평도를 유지할 수 있다.
아울러서, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치는 테스트 헤드 내에 회로 기판 수평 조절부를 구비할 수 있다. 회로 기판 수평 조절부는 프로브 카드와 연결된 회로 기판의 수평도를 조절함으로써 결과적으로 프로브 카드의 수평도를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 카드 수평 조절부를 도시한 사시도들이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 카드 수평 조절부를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 카드 수평 조절부를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 일부 확대 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6의 프로브 카드 수평 조절부를 구비하는 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 카드의 하중 조절 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도들이다.
도 10은 도 9a 및 도 9b의 회로 기판 및 연결판의 상면 부근의 평면도이다.
도 11은 도 9a 및 도 9b의 프로브 카드의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도이다.
도 14는 도 13의 프로브 카드와 웨이퍼간의 접촉 상태를 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하의 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 이하의 본 발명의 실시예들은 어느 하나로 구현될 수 있으며, 또한, 이하의 실시예들은 하나 이상을 조합하여 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
구체적으로, 웨이퍼 테스트 장치(1)는 웨이퍼(W)에 마련된 반도체 칩에 전기적 신호를 인가하여 전기적 특성을 테스트할 수 있는 테스트 헤드(2)와, 테스트 헤드(2)로부터 인가된 전기적 신호를 반도체 칩에 전달될 수 있게 프로브 카드(10)를 갖는 프로브 스테이션(5)을 포함할 수 있다.
테스트 헤드(2)의 하부에는 프로브 카드 수평 조절부(300)가 설치되어 있을 수 있고, 내부에는 회로 기판 수평 조절부(도 9a 및 도 9b의 20)가 설치되어 있을 수 있다. 테스트 헤드(2)는 매니퓰레이터(Manipulator, 409)에 장착될 수 있다.
프로브 스테이션(5)은 베이스 프레임(401) 및 베이스 프레임(401)의 가장자리에 형성되는 지지 기둥(407) 및 지지 기둥(407) 상에 위치하는 프로브 카드 홀더(417)를 포함할 수 있다. 지지 기둥(407) 상의 프로브 카드 홀더(417)에는 프로브 카드(10)가 장착될 수 있다.
프로브 스테이션(5)은 척 이송부(415) 및 로더(403)를 포함할 수 있다. 척 이송부(415)는 베이스 프레임(401)의 상부에 위치할 수 있다. 척 이송부(405) 위에는 웨이퍼(W)가 높여지는 척(3)이 위치할 수 있다. 척 이송부(415)는 척(3)을 좌우 방향(XY 방향)으로 이동시키는 XY 스테이지(411) 및 척(3)을 연직 방향(상하 방향, Z 방향)으로 이동시키는 Z 스테이지(413)를 구비할 수 있다. 척 이송부(415)의 일측에는 테스트하는 웨이퍼(W)를 카세트로부터 척(3)으로 이송하는 로더(403)가 위치할 수 있다.
테스트 헤드(2)는 매니퓰레이터(419)를 구동하여 화살표 방향을 따라 회전시킴으로써 테스트 헤드(2)와 프로브 카드(10)는 접촉될 수 있다. 그리고, 척 이송부(415)가 척(3)을 좌우 및 위아래 방향으로 이동하여 웨이퍼(W)가 프로브 카드(10)와 접촉될 수 있다. 웨이퍼(W)와 프로브 카드(10)와 접촉될 경우, 반도체 칩이 테스트될 수 있다.
테스트 헤드(2)와 프로브 카드(10)가 접촉되면 테스트 헤드(2)의 무게가 프로브 카드(10) 및 웨이퍼(W)에 전달될 수 있다. 테스트 헤드(2)의 무게, 즉 압력이 프로브 카드(10) 및 웨이퍼(W)에 전체적으로 균일하게 가해지지 않을 경우, 프로브 카드(10)와 웨이퍼(W)간의 접촉이 균일하지 못할 수 있다.
더욱이, 척 이송부(415)가 척(3)을 위 방향으로 이동하여 웨이퍼(W)가 프로브 카드(10)와 접촉될 경우, 프로브 카드(10)가 휘어져 웨이퍼(W) 상의 일부의 반도체 칩이 테스트되지 않을 수도 있다.
이에 따라, 프로브 카드(10)에 가해지는 압력을 직접적으로 조절하여 수평도를 유지할 수 있게 테스트 헤드(2)의 하부에 프로브 카드 수평 조절부(300)가 설치될 수 있다. 프로브 카드 수평 조절부(300)는 테스트 헤드(2)의 하부 및 프로브 카드(10)의 상부에 설치될 수 있다.
아울러서, 테스트 헤드(2)에는 프로브 카드(10)와 연결된 회로 기판의 수평도를 조절할 수 있게 회로 기판 수평 조절부(도 9a 및 도 9b의 20)가 설치될 수 있다. 프로브 카드 수평 조절부(300) 및 회로 기판 수평 조절부(도 9a 및 도 9b의 20)에 대해서는 후에 보다 더 자세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 카드 수평 조절부를 도시한 사시도들이다.
구체적으로, 도 2는 프로브 카드 수평 조절부(300)를 도시한 사시도로써 위쪽 부분이 프로브 카드(도 1의 10)측을 향하는 부분일 수 있다. 도 3은 도 2의 일부 확대 사시도이고, 도 4는 도 3의 프로브 카드 조정 부재의 분해 사시도이다.
프로브 카드 수평 조절부(300)는 도 2에 도시한 바와 같이 웨이퍼 모양에 대응되게 원반형일 수 있다. 프로브 카드 수평 조절부(300)는 관통구(301)를 갖는 내주 바디부(304)와 내주 바디부(304)의 외측 둘레에 위치하는 외주 바디부(302)를 포함할 수 있다. 관통구(301)는 중앙 부분에 위치하며 프로브 카드(도 1의 10)가 삽입되는 부분일 수 있다. 외주 바디부(302)에는 프로브 카드 홀더(도 1의 417)에 삽입될 수 있는 삽입 부재(308)가 설치될 수 있다. 내주 바디부(304)와 외주 바디부(302) 사이의 관통 부분(320)은 프로브 카드 홀더(도 1의 417)에 삽입되거나 체결될 수 있는 부분일 수 있다.
프로브 카드 수평 조절부(300)는 관통구(301)를 중심으로 내주 바디부(304) 및 외주 바디부(302)를 연결하는 복수개의 연결부들(306)이 설치될 수 있다. 연결부들(306)은 관통구(301)를 중심으로 서로 대향되는 위치에 설치될 수 있다. 프로브 카드 수평 조절부(300)는 연결부들(306)에 설치되어 프로브 카드(10)의 하중을 조정하는 프로브 카드 하중 조정 부재(318)가 설치될 수 있다. 프로브 카드 하중 조정 부재(318)는 관통구(301)를 중심으로 대향되는 위치에 설치된 연결부들(306)에 설치될 수 있다. 프로브 카드 하중 조정 부재(318)는 프로브 카드(10)에 가해지는 압력을 직접적으로 조절하여 수평도를 유지할 수 있게 할 수 있는 스프링 부재(312)를 포함할 수 있다. 프로브 카드 하중 조정 부재(318)를 구성하는 스프링 부재(312)를 지지하는 방식은 다양할 수 있다.
일 예로, 도 4에 도시한 바와 같이 프로브 카드 하중 조정 부재(318)는 연결부(306)에 설치되고 내측에 나사홈이 형성된 나사 구멍(310), 나사 구멍(310)에 삽입되는 스프링 부재(312)와, 상기 스프링 부재(312)를 덮고 외부의 하중을 받는 내측 덮개(314), 외측에 나사산이 형성되어 나사 구멍(312)에 삽입되어 체결되고 상기 내측 덮개(314)를 외부로 탈출하지 않게 하면서 내부 구멍(310)을 통하여 외부로 돌출시키는 외측 덮개(316)를 포함할 수 있다. 내측 덮개(314)가 하중을 받을 경우 스프링 부재(312)가 하중을 완화시키는 역할을 할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 프로브 카드 수평 조절부(300)로써 프로브 카드 하중 조정 부재(318)를 구비함으로써 프로브 카드(10)에 가해지는 압력을 직접적으로 조절하여 수평도를 유지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 카드 수평 조절부를 도시한 분해 사시도이다.
구체적으로, 도 5의 프로브 카드 수평 조절부(300??1)는 도 2 내지 도 4의 프로브 카드 수평 조절부(300)와 비교할 때 프로브 카드 하중 조정 부재(318??1)를 제외하고는 동일하다.
프로브 카드 하중 조정 부재(318??1)는 복수개의 연결부들(306) 각각에 복수개 설치될 수 있다. 프로브 카드 하중 조정 부재(318??1)는 연결부(306)에 설치되는 구멍(310??1), 구멍(310??1)에 삽입되는 스프링 부재(312??1), 스프링 부재(312??1)를 덮는 덮개(316??1), 덮개(316??1)에 대응되는 덮개 구멍(324)을 구비하고 덮개(316)를 외부로 탈출하지 않게 하는 덮개 커버(322)를 포함할 수 있다.
덮개 커버(322)는 복수개의 프로브 카드 하중 조정 부재(318??1)를 체결 및 지지할 수 있다. 덮개(316??1)가 하중을 받을 경우 스프링 부재(312)가 하중을 완화시키는 역할을 할 수 있다. 그리고, 도 5에 도시한 바와 같이 웨이퍼 테스트 장치(1)가 복수개의 프로브 카드 하중 조정 부재(318??1)를 구비할 경우 보다 효과적으로 프로브 카드(10)에 가해지는 하중을 조정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 카드 수평 조절부를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 일부 확대 사시도이다.
구체적으로, 도 6 및 도 7의 프로브 카드 수평 조절부(300??2)는 위쪽 부분이 프로브 카드(도 1의 10)측을 향하는 부분일 수 있다. 도 6의 프로브 카드 수평 조절부(300??2)는 도 2 내지 도 4의 프로브 카드 수평 조절부(300)와 비교할 때 프로브 카드 하중 조정 부재(318??2)를 제외하고는 동일하다.
프로브 카드 하중 조정 부재(318??2)는 연결부(306)에 설치된 프로브 카드 하중 센서(324)와 프로브 카드 엑츄에이터(326)를 포함할 수 있다. 프로브 카드 하중 센서(324)는 프로브 카드(도 1의 10)에 가해지는 하중을 측정할 수 있다. 프로브 카드 엑츄에이터(326)는 프로브 카드 하중 센서(324)로부터 측정된 하중을 반영하여 프로브 카드의 수평을 조절할 수 있다.
다시 말해, 상기 프로브 카드 하중 센서(324)에서 측정된 하중 데이터 전기 신호는 테스트 헤드(1)에 설치된 하중 제어기(100)에 입력되고, 상기 하중 제어기(100)에 입력된 하중 데이터 전기 신호는 상기 테스트 헤드(1)에 설치된 유량 제어기(130)에 입력되고, 상기 유량 제어기(130)는 상기 하중 데이터 전기 신호에 따라 상기 프로브 카드 엑츄에이터(326)를 조정할 수 있다. 이와 같이 프로브 카드 수평 조절부(300??2)는 프로브 카드 하중 센서(324)와 프로브 카드 엑츄에이터(326)를 구비하여 효과적으로 프로브 카드(도 1의 10)에 가해지는 하중을 조정할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 도 6의 프로브 카드 수평 조절부를 구비하는 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 카드의 하중 조절 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
구체적으로, 도 8a는 도 6 및 도 7의 프로브 카드 수평 조절부(300??2) 및 테스트 헤드(2)를 구비하는 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 개략도이고, 도 8b는 도 6 및 도 7의 프로브 카드 수평 조절부(300??2)와 테스트 헤드(2)간의 신호 흐름을 도시한 블록도이다.
앞서 설명한 바와 같이 프로브 카드 수평 조절부(300??2)는 프로브 카드(10) 상에 위치하며 프로브 카드 하중 센서(324) 및 프로브 카드 엑츄에이터(326)를 포함할 수 있다. 테스트 헤드(2)는 하중 제어기(100) 및 유량 제어기(130)를 포함할 수 있다. 프로브 카드 하중 센서(324)에서 측정된 하중 데이터 신호는 테스트 헤드(2)에 설치된 하중 제어기(100)에 입력될 수 있다.
하중 제어기(100)에 입력된 하중 데이터 신호는 테스트 헤드(2)에 설치된 유량 제어기(130)에 입력될 수 있다. 유량 제어기(130)는 하중 데이터 신호에 따라 상기 프로브 카드 엑츄에이터(326)를 조정할 수 있다. 이에 따라, 프로브 카드(10)에 가해지는 하중은 프로브 카드 하중 센서(324), 하중 제어기(100), 유량 제어기(130), 프로브 카드 엑츄에이터(326)를 이용하여 용이하게 조정할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상에 의한 프로브 카드 수평 조절부(300)를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치(도 1의 1)의 구체예를 도시한다. 구체예로써 편의상 스프링 부재(312, 312??1)를 구비하는 프로브 카드 수평 조절부는 참조번호 300??1로 표시하고, 프로브 카드 하중 센서(324) 및 프로브 카드 엑츄에이터(326)를 구비하는 프로브 카드 수평 조절부는 참조번호 300??2로 표시한다.
그리고, 이하의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 프로브 카드(10)와 연결된 회로 기판(12)의 수평도를 조절할 수 있는 회로 기판 수평 조절부(도 9a 및 9b의 20)가 포함될 수 있다. 프로브 카드 수평 조절부(300??1, 300??2) 및 회로 기판 수평 조절부(도 9a 및 도 9b의 20)는 모두다 포함될 수 있고 필요에 따라서는 선택적으로 추가될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도들이고, 도 10은 도 9a 및 도 9b의 회로 기판 및 연결판의 상면 부근의 평면도이고, 도 11은 도 9a 및 도 9b의 프로브 카드의 구성을 나타내는 단면도이다.
구체적으로, 웨이퍼 테스트 장치(1)는 테스트 헤드(2)와 테스트 대상체로서 웨이퍼(W)를 재치하는 척(3)이 설치될 수 있다. 테스트 헤드(2)는 척(3)의 상방에 배치되어 있고, 척(3)은 상하로 이동할 수 있다. 테스트 헤드(2)는 대략 원반 형상으로 형성될 수 있다.
테스트 헤드(2)는 테스트시에 웨이퍼(W)의 전극 패드(U)에 접촉하는 프로브 카드(10)를 하면에서 지지하는 지지판(11)과, 지지판(11)의 상면측에 설치되고 프로브 카드(10)에 테스트용의 전기 신호를 보내는 회로 기판(12)을 구비할 수 있다. 회로 기판(12)의 내부에는 프로브 카드(10)와의 사이에서 테스트용의 전기 신호를 전송하기 위한 도시하지 않은 전자 회로가 실장되어 있을 수 있다. 테스트용의 전기 신호는 회로 기판(12)의 전자 회로를 거쳐 프로브 카드(10)에 송수신될 수 있다. 회로 기판(12)의 하면에는 접속 단자(12a)가 배치되어 있고, 접속 단자(12a)는 회로 기판(12)의 전자 회로의 일부로서 형성될 수 있다.
회로 기판(12)의 상면측에는 회로 기판(12)을 보강하는 보강 부재(13)가 설치되어 있을 수 있다. 보강 부재(13)는 회로 기판(12)의 상측에 평행하게 배치된 본체부(13a)와 본체부(13a)의 외주부로부터 하방으로 연신하여 회로 기판(12)의 외주부를 고정하는 고정부(13b)를 가질 수 있다. 회로 기판(12) 상의 고정부(13b)는 회로 기판(12)의 내측으로 돌출됨과 동시에 외측으로 연신될 수 있다.
회로 기판(12)의 상면에는 지지판(11)에 연결되는 연결판(14)이 회로 기판(12)과 평행하게 설치될 수 있다. 연결판(14)은 회로 기판(12)의 직경보다 작은 직경의 원반 형상으로 형성될 수 있다. 연결판(14)은 보강 부재(13)의 본체부(13a)의 하방이며, 고정부(13b)의 내측에 설치되어 있을 수 있다. 연결판(14)은 회로 기판(12)의 상면에 접함으로써 해당 회로 기판(12)의 평면도를 교정하는 기능도 가질 수 있다.
연결판(14)의 외주부의 하면에는 지지판(11)과 연결판(14)을 연결해 일체화하기 위한 연결 기둥(15)이 고정될 수 있다. 연결 기둥(15)은 연직 방향으로 긴 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 연결 기둥(15)은 지지판(11)의 외주부의 복수 개소, 예를 들면 4개소에 설치되어 있을 수 있다. 각 연결 기둥(15)은 위에서 볼 때 지지판(11)의 중심을 원심으로 하는 동일 원주 상에 등간격으로 배치되어 있을 수 있다.
연결 기둥(15)은 회로 기판(12)을 두께 방향으로 관통하고 하단부가 지지판(11)의 외주부의 외방의 위치까지 도달할 수 있다. 연결 기둥(15)의 하부에는 지지판(11) 측으로 돌출되고 해당 지지판(11)의 외주부를 잡는 돌출부(15a)가 수평 방향으로 2개소에 설치될 수 있다. 하방의 돌출부(15a)는 판 스프링 부재일 수도 있다.
돌출부(15a)는 지지판(11)의 외주부를 아래로부터 잡으면서 지지판(11)을 회로 기판(12) 측으로 눌러 지지판(11)과 회로 기판(12)과의 전기적인 접촉을 유지할 수 있다. 연결판(14)의 상면의 중앙부에는 도 10에 도시한 바와 같이 복수개, 예를 들면 3개의 볼트(16)가 설치될 수 있다. 복수의 볼트(16)의 상단부는 도 9a 및 9b에 도시한 바와 같이, 연결판(14)의 상면의 중앙부에 형성된 제1 오목부(14a)에 형성될 수 있다. 볼트(16)는 회로 기판(12)을 두께 방향으로 관통하고 그 하단부는 지지판(11)의 상면에 고정될 수 있다. 연결 기둥(15)과 볼트(16)에 의해 지지판(11)과 연결판(14)이 연결될 수 있다.
연결판(14)의 상면에는 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중을 일정하게 유지하는 회로 기판 수평 조절부(20)가 설치될 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 회로 기판 하중 조정 부재(21)로써 스프링 부재을 포함할 수 있다.
회로 기판 수평 조절부(20)는 도 10에 도시한 바와 같이 복수개, 예를 들면 3개 설치될 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 위에서 볼 때, 연결판(14)의 중심을 원심으로 하는 동일 원주 상에 등간격으로 배치될 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이 연결판(14)의 상면에 형성된 제 2 오목부(14b)에 설치될 수 있다.
회로 기판 수평 조절부(20)는 연직 방향으로 신축하도록 배치된 스프링 부재로 구성된 회로 기판 하중 조정 부재(21)와, 회로 기판 하중 조정 부재(21)를 지지하고 연직 방향으로 신축 가능한 지지부(22)와 회로 기판(14)에 걸리는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(23)를 포함할 수 있다. 제2 오목부(14b) 내에 회로 기판(14)에 걸리는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(23)가 설치될 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 보강 부재(13)에 접촉하고 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중을 소정의 하중으로 일정하게 유지할 수 있다.
프로브 카드(10)와 전극 패드(U)가 다른 높이로 접촉한 경우에도, 복수의 회로 기판 수평 조절부(20)가 설치되어 있어 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중의 면내 분포를 균일하게 할 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)의 개수는 본 실시예에 한정되지 않지만 3개 이상인 것이 바람직하다. 회로 기판 하중 센서(23)는 하중 제어기(100)가 접속될 수 있다. 하중 제어기(100)는 회로 기판 하중 센서(23)의 측정 결과에 기초하여 회로 기판(14)에 걸리는 하중이 균등하게 소정의 값이 되도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 척(3)의 높이를 변경하여 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중을 변경하거나, 비정상적인 값의 하중이 측정된 경우의 불량 요인, 예를 들면 지지판(11)의 경사 등을 없애도록 제어될 수 있다. 소정의 접촉 하중은, 프로브 카드(10)의 재질 및 치수, 예를 들면 후술하는 상면 탄성 시트(41) 및 하면 탄성 시트(42)의 재질 및 두께, 도전부(50)의 직경 및 개수 등에 기초하여 설정될 수 있다.
테스트 헤드(1)의 하부, 즉 지지판(11)의 하부에는 웨이퍼(W)의 테스트시에 상기 프로브 카드의 수평을 조절하는 프로브 카드 수평 조절부(300??1, 300??2)가 설치될 수 있다. 도 9a에서는 프로브 카드 수평 조절부(300??1)로써 스프링 부재를 포함하는 프로브 카드 하중 조정 부재(318)가 도시되어 있다. 도 9b에서는 프로브 카드 수평 조절부(300??2)로써 프로브 카드 하중 센서(324) 및 프로브 카드 엑츄에이터(326)를 구비하는 프로브 카드 하중 조정 부재(318??2)가 도시되어 있다.
프로브 카드 하중 센서(324)는 하중 제어기(100)에 연결되고, 프로브 카드 엑츄에이터(326)는 유량 제어기(130)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 프로브 카드 수평 조절부(300??1, 300??2)는 앞서 설명한 바와 같이 프로브 카드(10)에 가해지는 압력을 직접적으로 조절하여 프로브 카드(10)의 수평도를 조절하는 역할을 수행할 수 있다.
연결판(14)의 외주부에는 탄성 부재로서의 판 스프링 부재(24)가 설치되어 있다. 판 스프링 부재(24)의 일단은 연결판(14)의 외주부에 고정되고, 타단은 보강 부재(13)의 고정부(13b)에 고정될 수 있다. 판 스프링 부재(24)는 도 10에 도시한 바와 같이 복수, 예를 들면 3개 설치될 수 있다. 판 스프링 부재(24)는 위에서 볼 때 연결판(14)의 중심을 원심으로 하는 동일 원주 상에 등간격으로 배치될 수 있다.
판 스프링 부재(24)에 의해 지지판(11)의 수평 방향의 위치가 고정될 수 있다. 즉, 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)가 접촉한 상태에서 프로브 카드(10)를 지지하는 지지판(11)에 수평 방향의 힘이 작용해도, 판 스프링 부재(24)에 의해 지지판(11)은 수평 방향으로 이동하지 않는다. 지지판(11)에 수평 방향의 힘이 작용하는 경우란, 예를 들면 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)가 접촉한 상태에서, 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 약간 이동시켜 양호한 접촉을 얻는 경우 등이다. 판 스프링 부재(24)의 개수는 본 실시예에 한정되지 않지만, 3개 이상인 것이 바람직하다.
지지판(11)은 도 9a 및 9b에 도시한 바와 같이 척(3)과 대향하고 회로 기판(12)과 평행이 되도록 배치될 수 있다. 지지판(11)의 상면에는 복수의 접속단자(11a)가 설치되어 있다. 접속 단자(11a)는 회로 기판(12) 하면의 접속 단자(12a)의 배치에 대응하도록 형성될 수 있다.
지지판(11)의 접속 단자(11a)와 접속 단자(11a)에 대응하는 회로 기판(12)의 접속 단자(12a)와의 사이에는, 해당 접속 단자(11a, 12a) 간의 전기적 도통을 도모하기 위한 중간 부재(30)가 복수 설치될 수 있다. 복수의 중간 부재(30)는 지지판(11)의 상면 내에서 분포에 편향이 없도록 균일하게 배치될 수 있다. 각 중간 부재(30)는 각각이 독립하여 연직 방향으로 신축하도록 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들면 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)가 다른 높이로 접촉한 경우에도, 이들 중간 부재(30)가 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중의 면내 분포를 균일하게 할 수 있다.
지지판(11)의 하면에는 상면의 접속 단자(11a)보다 좁은 피치로 접속 단자(11b)가 설치될 수 있다. 하면의 접속 단자(11b)는 상면의 접속 단자(11a)와 동일한 수가 설치되고 상면의 접속 단자(11a)와 대응하는 하면의 접속단자(11b)는 각각 접속될 수 있다. 지지판(11)은 회로 기판(12)의 접속 단자(12a)의 간격을 변경하는 피치 변환 기판으로서 기능할 수 있다.
지지판(11)의 하면에 지지된 프로브 카드(10)는 도 11에 도시한 바와 같이, 예를 들면 중간체로서의 평판 형상의 중간 기판(40)과, 중간 기판(40)의 상면에 장착된 상면 탄성 시트(41)와, 중간 기판(40)의 하면에 장착된 하면 탄성 시트(42)를 구비하는 3층 구조를 가질 수 있다. 하면 탄성 시트(42)에는 도전성을 가지는 복수의 도전부(50)가 형성될 수 있다.
도전부(50)는 웨이퍼(W)의 전극 패드(U)의 배치에 대응하도록 형성될 수 있다. 각 도전부(50)는 하면 탄성 시트(42)를 연직 방향으로 관통하고 하면 탄성 시트(42)의 상하의 양면으로부터 볼록 형상으로 돌출되어 있고, 사각 기둥 형상을 가지고 있다. 하면 탄성 시트(42)의 도전부(50) 이외의 부분, 즉, 도전부(50)끼리를 접속하는 부분은, 고무 시트만으로 이루어지는 절연부(51)로 되어 있을 수 있다.
상면 탄성 시트(41)는 탄성을 가지는 절연재, 예를 들면 상기 하면 탄성 시트(42)와 같은 고무 시트에 의해 형성될 수 있다. 상면 탄성 시트(41)에는 도전성을 가지는 복수의 도전부(60)가 형성될 수 있다. 도전부(60)는, 예를 들면 지지판(11) 하면의 접속 단자(11b)의 배치에 대응하도록 배치될 수 있다. 각 도전부(60)는 상면 탄성 시트(41)를 연직 방향으로 관통하여 상면 탄성 시트(41)의 상하의 양면으로부터 볼록 형상으로 돌출될 수 있다. 상면 탄성 시트(41)의 도전부(60) 이외의 부분은 절연부(61)가 될 수 있다.
중간 기판(40)은 상면 탄성 시트(41) 및 하면 탄성 시트(42)에 비해 높은 강성을 가질 수 있다. 중간 기판(40)에는 하면으로부터 상면으로 통하는 복수의 통전로(70)가 형성될 수 있다. 통전로(70)는 중간 기판(40)의 두께 방향으로 직선 형상으로 형성될 수 있다. 통전로(70)의 상단부에는 접속 단자(70a)가 형성되고 통전로(70)의 하단부에는 접속 단자(70b)가 형성될 수 있다. 중간 기판(40)의 통전로(70)는 하면 탄성 시트(42)의 도전부(50) 및 상면 탄성 시트(41)의 도전부(60)와 1대1로 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이에 의해, 통전로(70)의 접속 단자(70b)와 하면 탄성 시트(42)의 도전부(50)가 대응될 수 있다. 통전로(70)의 접속 단자(70a)와 상면 탄성 시트(41)의 도전부(60)가 대응될 수 있다.
하면 탄성 시트(42)는 그 외주부를 둘러싸는 금속 프레임(80)에 고정될 수 있다. 금속 프레임(80)은 하면 탄성 시트(42)의 외주부에 따른 사각의 테두리 형상을 가질 수 있다. 금속 프레임(80)은, 예를 들면 탄성을 가지는 접착제(81)에 의해, 중간 기판(40)의 외주부의 하면에 접착될 수 있다. 이에 의해, 하면 탄성 시트(42)의 각 도전부(50)가 중간 기판(40)의 통전로(70)의 접속 단자(70b)에 접촉될 수 있다.
상면 탄성 시트(41)는 그 외주부를 둘러싸는 금속 프레임(90)에 고정될 수 있다. 금속 프레임(90)은 상면 탄성시트(41)의 외주부를 따른 사각의 테두리 형상을 가질 수 있다. 금속 프레임(90)은 탄성을 가지는 접착제(91)에 의해 중간 기판(40)의 외주부의 상면에 접착될 수 있다. 이에 의해, 상면 탄성 시트(41)의 각 도전부(60)가 중간 기판(40)의 통전로(70)의 접속 단자(70a)에 접촉될 수 있다. 척(3)은 수평 방향 및 연직 방향으로 이동 가능하고 재치한 웨이퍼(W)를 3차원 이동할 수 있다.
앞서와 같은 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치는 지지판(11) 상에 프로브 카드 수평 조절부(300??1, 300??2)가 설치되고, 지지판(11)에 연결되는 연결판(14)의 상면에도 회로 기판 수평 조절부(20)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 테스트시에 프로브 카드(10)의 도전부(50)와 전극 패드(U)가 접촉할 때, 그 접촉 하중을 소정의 하중으로 유지할 수 있다. 즉, 전극 패드(U)의 위치 변위에 의해 접촉 하중이 변화하지 않는다. 따라서, 도전부(50)와 웨이퍼(W)의 전극 패드(U)와의 접촉을 안정시킬 수 있고, 전극 패드(U)의 전기적 특성의 테스트를 적정하게 실시할 수 있다.
앞서와 같은 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치는 지지판(11) 상에 프로브 카드 수평 조절부(300??1, 300??2)가 설치되고, 연결판(14)의 상면에 복수의 회로 기판 수평 조절부(20)가 설치되어 있으므로, 복수의 도전부(50)와 전극패드(U)가 다른 높이로 접촉한 경우에도, 모든 도전부(50)와 전극 패드(U)를 소정의 접촉 하중으로 접촉시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치는 도전부(50)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중의 면내 분포를 균일하게 할 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)에 의해 도전부(50)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중이 소정의 접촉 하중으로 유지되므로, 프로브 카드(10)에 과도한 하중이 걸리지 않고, 프로브 카드(10)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치는 연결판(14)의 외주부에는 지지판(11)의 수평 방향의 위치를 고정하는 복수의 판 스프링 부재(24)가 설치되어 있으므로 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)가 접촉한 상태에서 지지판(11)에 수평 방향의 힘이 작용한 경우에도, 지지판(11)을 수평 방향으로 이동시키지 않고 연직 방향으로만 이동시킬 수 있다. 따라서, 도전부(50)와 전극 패드(U)를 적절히 접촉시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치는 회로 기판 수평 조절부(20)에는 회로 기판(14)에 걸리는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(23)를 포함한다. 이에 따라, 하중 제어기(100)는 회로 기판 하중 센서(23)의 측정 결과에 기초하여, 회로 기판(14)에 걸리는 하중이 균등하게 소정의 값이 되도록 제어한다. 따라서, 도전부(50)와 전극 패드(U)와의 사이에 비정상적인 값의 접촉 하중이 발생한 경우에도 하중 제어기(100)에 의해 도전부(50)와 전극 패드(U)를 적절히 접촉시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 12의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 회로 기판 수평 조절부(20)로써 회로 기판 엑츄에이터(110) 및 회로 기판 하중 센서(120)를 설치한 것을 제외하고는 도 9b와는 동일하다. 회로 기판 엑츄에이터(110) 및 회로 기판 하중 센서(120)는 앞서 프로브 카드 엑츄에이터(326) 및 프로브 카드 하중 센서(24)에 해당할 수 있고, 그 역할은 동일할 수 있다. 도 12에서는 편의상 테스트 헤드(2)와 척(3) 상의 웨이퍼를 분리하여 도시한다. 척(3) 상의 웨이퍼(W)는 좌우 및 상하(연직) 방향으로 이동하여 테스트 헤드(2)의 프로브 카드(10)와 접촉할 수 있다.
본 실시예의 회로 기판 엑츄에이터(110)는 공기에 의해 일정 방향으로 일정한 추진력을 발생시킴으로써, 하중의 작용점의 위치에 의하지 않고 해당 하중을 일정하게 발생시킬 수 있다. 회로 기판 엑츄에이터(100)에는 전기에 의해 일정한 추진력을 발생시키는 것을 이용할 수도 있다.
회로 기판 엑츄에이터(110)는 압력 부재(111)를 연결판(14)의 상면에 개재하여 설치될 수 있다. 회로 기판 엑츄에이터(110)의 상단부는 보강 부재(13)에 고정될 수 있다. 회로 기판 엑츄에이터(110)는 복수개, 예를 들면 3개 설치될 수 있다. 회로 기판 엑츄에이터(110)는 제1 오목부(14a) 내에 설치되고, 각 회로 기판 엑츄에이터(110)의 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(120)에 접속될 수 있다. 회로 기판 하중 센서(130)는 하중 제어기(100)에 접속될 수 있다. 복수의 회로 기판 엑츄에이터(110)는 유량 제어기(130)에 접속될 수 있다. 유량 제어기(130)는 회로 기판 엑츄에이터(110)에 공기를 공급하여 제어할 수 있다. 유량 제어기(130)는 하중 제어기(100)와 접속되어 있을 수 있다. 회로 기판 엑츄에이터(110)의 도시하지 않은 피스톤 로드(rod)는 연직 방향으로 이동 가능하고, 엑츄에이터(110)내는 유량 제어기(130)로부터 공급된 공기의 압력에 의해, 피스톤 로드의 정지 위치에 관계없이 항상 일정한 추진력으로 유지될 수 있다.
예를 들면, 테스트시에 프로브 카드(10)가 전극 패드(U)에 접촉할 때에도 그 접촉 하중을 소정의 하중으로 유지할 수 있다. 즉, 하중 제어기(100)에 의해 회로 기판 하중 센서(120)의 측정 결과에 기초하여, 유량 제어기(130)로부터의 공기의 압력을 조정함으로써 프로브 카드(10)와 전극 패드와의 접촉 하중이 일정하도록 제어될 수 있다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도이고, 도 14는 도 13의 프로브 카드와 웨이퍼간의 접촉 상태를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 13의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 프로브 카드(10??1)의 형태가 변경된 것을 설치한 것을 제외하고는 도 9b 및 도 12와 동일하다. 도 13에 도시한 프로브 카드(10??1)는 캔틸레버 구조의 프로브(200)를 가질 수 있다. 회로 기판(12)의 하면측에는 캔틸레버 구조의 프로브(200)를 구비하는 지지판(11)이 설치되어 있다. 지지판(11)은 웨이퍼 테스트시 프로브 카드(10??1) 역할을 수행할 수 있다.
지지판(11)의 하면에는 웨이퍼(W) 상의 전극 패드(U)에 대응하는 위치에 복수의 캔틸레버 구조의 프로브(200)가 설치될 수 있다. 캔틸레버 구조의 프로브(200)는 지지판(11)의 상면에 설치된 접속 단자(11a)와 전기적으로 접속될 수 있다.
캔틸레버 구조의 프로브(200)는 도 14에 도시한 바와 같이 지지판(11)의 하면으로부터 돌출하는 지지부(210)를 가질 수 있다. 지지부(210)의 하단에는 캔틸레버부(211)가 설치될 수 있다. 캔틸레버부(211)의 자유 단부에는 캔틸레버부(211)의 직각 방향 하부로 연신하는 접촉자(212)가 설치될 수 있다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 15의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 회로 기판 수평 조절부(20)로써 회로 기판 엑츄에이터(110) 및 회로 기판 하중 센서(120)를 포함하는 것을 제외하고는 도 13과 동일하다.
앞서 설명한 바와 같이 도 15의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 회로 기판 엑츄에이터(110)는 회로 기판(14)의 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(120)에 접속될 수 있다. 회로 기판 하중 센서는 하중 제어기(100)에 접속될 수 있다. 회로 기판 엑츄에이터(110)는 유량 제어기(130)에 접속될 수 있다. 유량 제어기(130)는 하중 제어기(100)가 접속될 수 있다. 하중 제어기(100)에 의해 회로 기판 하중 센서(120)의 측정 결과에 기초하여, 유량 제어기(130)로부터의 공기의 압력을 조정함으로써 프로브 카드(10)와 전극 패드와의 접촉 하중이 일정하도록 제어될 수 있다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 16의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 지지판(11)의 연직 방향의 이동만을 안내하는 안내 부재가 설치된 것을 제외하고는 도 9b와 동일하다. 도 16의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 수평 방향의 발생 하중이 큰 경우에는 연결 기둥(15)의 외주부에 안내 부재(250)를 더 설치할 수 있다. 안내 부재(250)의 외주부는 도시하지 않은 홀더에 의해 지지질 수 있다. 안내 부재(250)는 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)가 접촉한 상태에서 웨이퍼(W)를 상승시킬 때, 지지판(11)의 수평 방향의 위치를 고정하여 지지판(11)의 연직 방향의 이동을 안내할 수 있다. 따라서, 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)를 보다 적절히 접촉시킬 수 있다.
이상의 실시예들에서는 프로브 카드(10, 10??1)로서, 중간 기판(40), 상면 탄성 시트(41), 하면 탄성 시트(42)의 3층 구조를 가지는 것 또는 캔틸레버 구조의 프로브(200)를 이용하는 것을 설명하였으나, 예를 들면 포고핀(pogo pin) 타입의 프로브를 이용할 수도 있다. 즉, 회로 기판 수평 조절부나 프로브 카드 수평 조절부를 통해 프로브 카드(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중을 일정하게 할 수 있으므로, 프로브 카드(10)에는 모든 타입의 접촉체를 이용할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 개략적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형, 치환 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 웨이퍼 테스트 장치, 2: 테스트 헤드, 3: 척, 5: 프로브 스테이션, 10, 10??1: 프로브 카드, 11: 지지판, 12: 회로 기판, 14: 연결판, 15: 연결 기둥, 20: 회로 기판 수평 조절부, 21: 회로 기판 하중 조정 부재, 23: 회로 기판 하중 센서, 24: 판 스프링 부재, 30: 중간 부재, 40: 중간 기판, 50, 60: 도전부, 70: 통전로, 80, 90: 금속 프레임, 100: 하중 제어기, 110: 엑츄에이터, 120: 회로 기판 하중 센서, 130: 유량 제어기, 200: 캔틸레버 구조의 프로브, 250: 안내 부재, 300, 300??1, 300??2: 프로브 카드 수평 조절부, 312, 312??1: 스프링 부재, 318, 318??1, 318??2: 하중 조정 부
324: 프로브 카드 하중 센서, 326: 프로브 카드 엑츄에이터,

Claims (10)

  1. 웨이퍼 테스트시에 척 상에 위치하는 상기 웨이퍼와 접촉하는 프로브 카드가 설치된 프로브 스테이션;
    상기 프로브 카드 상에 위치하고 상기 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하는 테스트 헤드; 및
    상기 테스트 헤드의 하부에 설치되어 상기 웨이퍼의 테스트시에 상기 프로브 카드의 수평을 조절하는 프로브 카드 수평 조절부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로브 카드 수평 조절부는, 관통구를 갖는 내주 바디부; 상기 내주 바디부의 외측 둘레에 위치하는 외주 바디부; 상기 관통구를 중심으로 상기 내주 바디부 및 외주 바디부를 연결하는 복수개의 연결부들; 및 상기 복수개의 연결부들에 설치되어 상기 프로브 카드의 하중을 조정하는 프로브 카드 하중 조정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프로브 카드 하중 조정 부재는 상기 프로브 카드에 가해지는 하중을 측정하는 프로브 카드 하중 센서와 상기 프로브 카드의 수평을 조절하는 프로브 카드 엑츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 테스트 헤드는, 상기 웨이퍼 테스트시에 상기 웨이퍼와 접촉하는 상기 프로브 카드를 하면에서 지지하는 지지판; 상기 지지판의 상면측에 설치되고 상기 프로브 카드에 테스트용의 전기 신호를 보내는 회로 기판; 및 상기 회로 기판의 상면에 설치되고 상기 회로 기판을 관통하는 연결 기둥을 통하여 상기 지지판과 연결되는 연결판을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 연결판에는 상기 웨이퍼 테스트시 상기 프로브 카드와 연결된 상기 회로 기판의 수평도를 조절할 수 있는 회로 기판 수평 조절부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 회로 기판 수평 조절부는 상기 연결판에 설치되어 상기 프로브 카드의 하중을 조정하는 회로 기판 하중 조정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회로 기판 하중 부재는 상기 연결판에 설치되고 상기 회로 기판에 가하는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서 및 상기 회로 기판 하중 센서 상에 위치하는 스프링 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 회로 기판 하중 부재는 상기 연결판에 설치되고 상기 회로 기판에 가해지는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서와 상기 회로 기판의 수평을 조절하는 회로 기판 엑츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 테스트 헤드는, 상기 웨이퍼 테스트시에 상기 웨이퍼와 접촉하는 캔티러버부 구조의 프로브를 구비하는 지지판; 상기 지지판의 상면측에 설치되고 상기 프로브 카드에 테스트용의 전기 신호를 보내는 회로 기판; 및 상기 회로 기판의 상면에 설치되고 상기 회로 기판을 관통하는 연결 기둥을 통하여 상기 지지판과 연결되는 연결판을 구비하고, 상기 지지판은 상기 웨이퍼 테스트시 상기 프로브 카드 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  10. 웨이퍼 테스트시에 척 상에 위치하는 상기 웨이퍼와 접촉하는 프로브 카드를 포함하는 프로브 스테이션;
    상기 프로브 카드 상에 위치하고, 상기 프로브 카드에 테스트용의 전기 신호를 보내는 회로 기판을 포함하는 테스트 헤드;
    상기 테스트 헤드의 상기 회로 기판 상에 형성되어 상기 웨이퍼의 테스트시에 상기 회로 기판의 수평을 조절하는 회로 기판 수평 조절부; 및
    상기 테스트 헤드의 하부에 설치되어 상기 웨이퍼의 테스트시에 상기 프로브 카드의 수평을 조절하는 프로브 카드 수평 조절부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
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