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公開番号2021005700
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210114
出願番号2020093761
出願日20200424
発明の名称ウエハー試験装置
出願人個人
代理人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20201211BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ウエハー試験ユニットをスライドさせるユニットスライド機構を備え、ウエハー位置決めステージのウエハートレー載置面をウエハートレーの傾きに追随させ、その傾きを変えることなく昇降させる手段を備えることで、ウエハー試験ユニットの下側にウエハー位置決めユニットのスペースを必要としない高精度の位置合せ手段を備える多段構成のウエハー試験装置を提供する。
【解決手段】ウエハー試験ユニット20にユニットスライド機構28を備えることで、前記ウエハー試験ユニット20の下側にウエハー位置決めステージ32のスペースを無くすことができ、前記ウエハー位置決めステージ32にアライメントステージ揺動機構40とアライメントステージ昇降機構50を備えることで前記ウエハートレー23の傾きを変えることなく昇降させ、高精度の位置合せが行える<u style="single">ウエハー試験装置10が実現できる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
ウエハーの電極とプローブカードの端子間を、真空圧で加圧接触させて試験を行うウエハー試験装置であり、
テスト回路等を搭載するロードボードと、前記プローブカードと、前記ウエハーを載置するウエハートレーと、前記ロードボードと前記プローブカードで挟まれる空間及び前記プローブカードと前記ウエハートレーで挟まれる空間の周囲を囲んで密閉空間を形成する真空チャンバーと、を有するウエハー試験ユニットと、
前記ウエハー試験ユニットの前面側に配置され、前記ウエハートレーを載置し前記ウエハーの電極と前記プローブカードの端子間の位置合せを行うウエハー位置決めステージと、カメラを有する位置情報撮影機構と、前記ウエハー位置決めステージと前記位置情報撮影機構を昇降させるユニット昇降機構と、を有するウエハー位置決めユニットと、
前記ウエハー試験ユニットを搭載する装置フレームと、
を備え、
前記ウエハー試験ユニットは、
前記プローブカードに相対するように前記真空チャンバーに保持されている前記ウエハートレーが、該ウエハー試験ユニットの前面側に配置された前記ウエハー位置決めステージに相対するように、該ウエハー試験ユニットをスライドさせるユニットスライド機構を備えることを特徴とするウエハー試験装置。
続きを表示(約 3,900 文字)【請求項2】
前記ユニットスライド機構は、
スライドユニットとスライドガイドを有するリニアスライド機構と、
前記スライドユニットをスライドさせる駆動機構と、
前記リニアスライド機構と前記駆動機構が搭載されるフレーム部材と、
を備え、
前記スライドユニットが前記ウエハー試験ユニットに連結され、
前記フレーム部材が前記装置フレームに設置されることを特徴とする請求項1に記載のウエハー試験装置。
【請求項3】
前記ウエハー位置決めステージは、
スライドした前記ウエハー試験ユニットのウエハートレーに相対するように配置され、
X方向とY方向と回転方向の位置制御を行うアライメントステージと、
前記アライメントステージのウエハートレー載置面の傾きを、前記ウエハートレーの傾きに追随させるアライメントステージ揺動機構と、
前記ウエハートレーを、前記真空チャンバーに保持される位置と前記ウエハーが載置される位置との間を昇降させるアライメントステージ昇降機構と、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のウエハー試験装置。
【請求項4】
前記アライメントステージ揺動機構は、
前記ウエハー試験ユニットがスライドし前記ウエハー位置決めステージが前記ユニット昇降機構で押し上げられる時、前記真空チャンバーの下面の四隅に接触する突き当て部材と、
前記突き当て部材を有する揺動板と、
可動部と固定部を有する球面滑り軸受と、
前記突き当て部材が前記真空チャンバーに接触した時、前記揺動板の外周部に加わる荷重を支えるバネ部材と、
前記揺動板の下側に該揺動板が揺動するスペースを保って設置される揺動機構取付け板と、を備え、
前記突き当て部材は、
前記真空チャンバーに接触した時、前記位置情報撮影機構が前記ウエハートレーと前記プローブカードの間に挿入され、前記ウエハーの電極と前記プローブカードの端子の位置情報を取得できる高さを有し、
前記球面滑り軸受は、
前記揺動板と前記揺動機構取付け板の間の中央部に設置され、
前記バネ部材は、
前記球面滑り軸受の外周部に複数配置されることを特徴とする請求項3に記載のウエハー試験装置。
【請求項5】
前記アライメントステージ昇降機構は、
前記揺動板と、
前記アライメントステージを搭載するアライメントステージ取付け板と、
ボールネジと、前記ボールネジの駆動でスライドする駆動機構スライド軸と、前記駆動機構スライド軸と嵌合する駆動機構スライドユニットと、を有する駆動機構と、
前記駆動機構を駆動する駆動モーターと、
スライド軸とスライドユニットを有するスライド機構と、
を備え、
前記駆動機構は、
前記駆動機構スライドユニットが、前記揺動板の四隅の所要の箇所に設置され、
前記駆動機構スライド軸の先端が、前記アライメントステージ取付け板の四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結され、
前記ボールネジが前記揺動板に設置された前記駆動モーターに連結され、
前記スライド機構は、
前記スライドユニットが、前記揺動板の四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置されない箇所に設置され、
前記スライド軸の先端が、前記アライメントステージ取付け板の四隅の前記スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結されることを特徴とする請求項3に記載のウエハー試験装置。
【請求項6】
前記アライメントステージ昇降機構の駆動機構が設置される所要の箇所は、
前記アライメントステージ取付け板に加わる荷重と該アライメントステージ取付け板を昇降させる速度によって、必要数を1から4の間で選ぶことができ、設置される場所は2カ所の場合のみ定め、2カ所設置の場合は四隅の斜めに対向する2カ所に設置されることを特徴とする請求項5に記載のウエハー試験装置。
【請求項7】
前記アライメントステージ昇降機構は、
前記駆動機構にボールネジ一体型ボールスプラインが使用され、
前記スライド機構にボールスプラインが使用されることを特徴とする請求項5または6に記載のウエハー試験ユニット。
【請求項8】
前記ウエハー試験ユニットは、
前記ユニットスライド機構と、
前記ウエハートレーを、前記真空チャンバーに保持される位置と前記ウエハーが載置される位置との間を昇降させるウエハートレー昇降機構と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のウエハー試験装置。
【請求項9】
前記ウエハートレー昇降機構は、
前記真空チャンバーと、
前記ウエハートレーを載置するウエハートレー保持板と、
ボールネジと、前記ボールネジの駆動でスライドする駆動機構スライド軸と、前記駆動機構スライド軸と嵌合する駆動機構スライドユニットと、を有する前記駆動機構と、
ボールネジを駆動する前記駆動モーターと、
スライド軸とスライドユニットを有する前記スライド機構と、
を備え、
前記駆動機構は、
前記駆動機構スライドユニットが、前記真空チャンバーの四隅の所要の箇所に設置され、前期駆動機構スライド軸の先端が、前記ウエハートレー保持板の四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結され、
前期ボールネジが前記真空チャンバーに設置された前記駆動モーターに連結され、
前記スライド機構は、
前記スライドユニットが、前記真空チャンバーの四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置されない箇所に設置され、
前記スライド軸の先端が、前記ウエハートレー保持板の四隅の前記スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結されることを特徴とする請求項8に記載のウエハー試験装置。
【請求項10】
前記ウエハートレー昇降機構の駆動機構が設置される所要の箇所は、
前記ウエハートレー保持板に加わる荷重と該ウエハートレー保持板を昇降させる速度によって、必要数を1から4の間で選ぶことができ、設置される場所は2カ所の場合のみ定め、2カ所設置場合は四隅の斜めに対向する2カ所に設置されることを特徴とする請求項9に記載のウエハー試験装置。
【請求項11】
前記ウエハートレー昇降機構は、
前記駆動機構にボールネジ一体型ボールスプラインが使用され、
前記スライド機構にボールスプラインが使用されることを特徴とする請求項9または10に記載のウエハー試験ユニット。
【請求項12】
前記ウエハー位置決めステージは、
スライドした前記ウエハー試験ユニットのウエハートレーに相対するように配置され、
X方向とY方向と回転方向の位置制御を行うアライメントステージと、
前記アライメントステージのウエハートレー載置面の傾きを前記ウエハートレーの傾きに追随させるアライメントステージ揺動機構と、
を備えることを特徴とする請求項8に記載のウエハー試験装置。
【請求項13】
前記アライメントステージ揺動機構は、
前記ウエハー試験ユニットがスライドし前記ウエハー位置決めステージが前記ユニット昇降機構で押し上げられる時、前記ウエハートレー保持板の下面の四隅に接触する突き当て部材と、
前記突き当て部材を有する前記揺動板と、
可動部と固定部を有する前記球面滑り軸受と、
前記突き当て部材が前記ウエハートレー保持板に接触した時、前記揺動板の外周部に加わる荷重を支える前記バネ部材と、
前記揺動板の下側に該揺動板が揺動するスペースを保って設置される揺動機構取付け板と、を備え、
前記突き当て部材は、
前記ウエハートレー保持板に接触した時、前記アライメントステージが前記ウエハートレーを押し上げて位置制御が行える高さを有し、
前記球面滑り軸受は、
前記揺動板と前記揺動機構取付け板の間の中央部に設置され、
前記バネ部材は、
前記球面軸受が設置される外周部に複数配置されることを特徴とする請求項12に記載のウエハー試験装置。
【請求項14】
前記ウエハー位置決めユニットは、
列方向に設置された複数の装置フレームに搭載される前記ウエハー試験ユニットの前面側に配置され、
前記ウエハー位置決めステージと、
前記位置情報撮影機構と、
前記ユニット昇降機構と、
該ウエハー位置決めユニットを列方向にスライドさせる横方向ユニットスライド機構と、を備え、
前記横方向ユニットスライド機構は、
スライドユニットとスライドガイドを有するリアスライド機構と、
前記スライドユニットをスライドさせる駆動機構と、
前記リニアスライド機構と前記駆動機構が搭載されるフレーム部材と、
を備えることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載のウエハー試験装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明はウエハー試験装置に関し、詳細には、半導体ウエハーの前工程試験装置、後工程試験装置、及びバーンイン試験装置等に使用されるウエハーの電極にコンタクトするための端子を有したプローブカードと、テスト回路等を搭載するロードボードと、ウエハーを載置するウエハートレーと、密閉空間を形成する真空チャンバーと、を有したウエハー試験ユニットと、
ウエハーの電極とプローブカードの端子間の位置合せを行うウエハー位置決めステージと、位置情報撮影機構と、昇降機構とを有するウエハー位置決めユニットと、
複数のウエハー試験ユニットを搭載する装置フレームと、を備え、
ウエハーの電極とプローブカードの端子間を真空圧で加圧接触させて試験を行うウエハー試験装置に関する。
続きを表示(約 10,000 文字)【背景技術】
【0002】
ウエハーの試験は、半導体パッケージの試験と同様に高温或いは低温の環境下で、プローバーと呼ばれる試験装置を使用してストレス試験や機能試験等の電気的特性試験が行われ、ウエハーの試験が終了後ウエハーの切断・組立工程を経て半導体パッケージとして、バ―ンインソケットやテストソケットに搭載され、バーンイン試験や後工程試験が行われている。
【0003】
これに対して、ウエハーの試験でプローバー装置のウエハーチャック部をウエハープレートと移動ステージに分離し、多段構成のマルチウエハー試験装置を実現し、プローブカードとウエハープレートで囲まれる空間を真空吸引力により加圧接触させて、ウエハーの試験を行うウエハー検査装置が特許文献1に開示されている。
【0004】
該特許文献1には、ウエハーを、ウエハープレートを介してチャック部材に載置してプローブカードと対向する位置まで搬送し、搬送したウエハーをウエハープレートと共に、昇降装置を用いてプローブカードに向かって移動させて、ウエハーに設けられた半導体デバイスの複数の電極をプローブカードに設けられた複数の端子にそれぞれ当接させた後、ウエハーをさらにプローブカードに向かってオーバードライブさせ、その後プローブカードとウエハープレートとの間の空間を減圧して、半導体デバイスの電極とプローブカードの端子との当接状態を保持し、チャック部材をウエハープレートから切り離すプローブカードへの当接手段が開示され、チャック部材は別のプローブカードに対応する位置まで移動して、次のウエハーの試験に備えるという発明が開示されている。
【0005】
すなわち、特許文献1に係る発明は、ウエハーの搭載ステージであるウエハープレートに載置されたウエハーとプローブカードの電気的接続に真空圧を利用し、さらにウエハーの搭載ステージをウエハープレートと該ウエハープレートを押し上げるアライメント機構を備えた移動ステージに分離する方式を採用し、多段構成のウエハー検査装置を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特許第6031292号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載の発明は、ウエハー搭載部をウエハープレートとウエハープレートを押し上げる部材に分離し、前記ウエハープレートを押し上げる部材とアライメント機構を備えたユニットを移動ステージとし、前記ウエハープレートにウエハーが載置されアライメントを行い、ウエハープレートをプローブカード側に押上げ、真空圧で吸引した後、移動ステージを下降させ移動して、次のプローバーへのウエハーの搭載、位置合せ、及び取出しに備える構成にすることにより、従来装置に比較しプローバー機構の高さを低くし、多段構成のウエハー検査装置を実現している。
しかしながら、ウエハー試験装置の下側に移動ステージが設置され、さらに移動ステージでウエハープレートを上下に移動させる為、ウエハー試験装置の必要とする高さ方向のスペースは大きくなり、一列の装置フレームに多数の試験装置を積載することは困難であった。
また、移動ステージの昇降でウエハーを載置したウエハープレートを昇降させることから、移動ステージの昇降時の垂直走行性とウエハー試験装置に搭載されるプローブカードの水平性が重要になり、ウエハー試験装置を多段に積載する場合それぞれのウエハー試験装置の水平搭載と移動ステージの垂直走行性が位置精度に大きく影響してくるという課題がある。
【0008】
したがって本発明が解決しようとする課題は、ウエハー試験装置(本文ではウエハー試験ユニットと称す)を移動ステージ(本文ではウエハー位置決めステージと称す)に相対するようにスライドさせるユニットスライド機構をウエハー試験装置に備えることで、多数のウエハー試験装置を搭載する多段構成のウエハー試験装置を提供し、移動ステージのウエハープレート(本文ではウエハートレーと称す)載置面をウエハープレートの傾きに追随させ、さらにウエハープレートの平面に対し垂直に昇降させる手段を備えることで、ウエハー試験装置の搭載時の水平性と、移動ステージの垂直走行性に依存することのない位置合せ手段を備えるウエハー試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の課題を解決するための手段は、下記のとおりである。
【0010】
第1に、
ウエハーの電極とプローブカードの端子間を、真空圧で加圧接触させて試験を行うウエハー試験装置であり、
テスト回路等を搭載するロードボードと、前記プローブカードと、前記ウエハーを載置するウエハートレーと、前記ロードボードと前記プローブカードで挟まれる空間及び前記プローブカードと前記ウエハートレーで挟まれる空間の周囲を囲んで密閉空間を形成する真空チャンバーと、を有するウエハー試験ユニットと、
前記ウエハー試験ユニットの前面側に配置され、前記ウエハートレーを載置し前記ウエハーの電極と前記プローブカードの端子間の位置合せを行うウエハー位置決めステージと、カメラを有する位置情報撮影機構と、前記ウエハー位置決めステージと前記位置情報撮影機構を昇降させるユニット昇降機構と、を有するウエハー位置決めユニットと、
前記ウエハー試験ユニットを搭載する装置フレームと、
を備え、
前記ウエハー試験ユニットは、
前記プローブカードに相対するように前記真空チャンバーに保持されている前記ウエハートレーが、該ウエハー試験ユニットの前面側に配置された前記ウエハー位置決めステージに相対するように、該ウエハー試験ユニットをスライドさせるユニットスライド機構を備えることを特徴とするウエハー試験装置。
【0011】
第2に、
前記ユニットスライド機構は、
スライドユニットとスライドガイドを有するリニアスライド機構と、
前記スライドユニットをスライドさせる駆動機構と、
前記リニアスライド機構と前記駆動機構が搭載されるフレーム部材と、
を備え、
前記スライドユニットが前記ウエハー試験ユニットに連結され、
前記フレーム部材が前記装置フレームに設置されることを特徴とする第1に記載するウエハー試験装置。
【0012】
第3に、
前記ウエハー位置決めステージは、
スライドした前記ウエハー試験ユニットのウエハートレーに相対するように配置され、
X方向とY方向と回転方向の位置制御を行うアライメントステージと、
前記アライメントステージのウエハートレー載置面の傾きを、前記ウエハートレーの傾きに追随させるアライメントステージ揺動機構と、
前記ウエハートレーを、前記真空チャンバーに保持される位置と前記ウエハーが載置される位置との間を昇降させるアライメントステージ昇降機構と、
を備えることを特徴とする第1から第2に記載するウエハー試験装置。
【0013】
第4に、
前記アライメントステージ揺動機構は、
前記ウエハー試験ユニットがスライドし前記ウエハー位置決めステージが前記ユニット昇降機構で押し上げられる時、前記真空チャンバーの下面の四隅に接触する突き当て部材と、
前記突き当て部材を有する揺動板と、
可動部と固定部を有する球面滑り軸受と、
前記突き当て部材が前記真空チャンバーに接触した時、前記揺動板の外周部に加わる荷重を支えるバネ部材と、
前記揺動板の下側に該揺動板が揺動するスペースを保って設置される揺動機構取付け板と、を備え、
前記突き当て部材は、
前記真空チャンバーに接触した時、前記位置情報撮影機構が前記ウエハートレーと前記プローブカードの間に挿入され、前記ウエハーの電極と前記プローブカードの端子の位置情報を取得できる高さを有し、
前記球面滑り軸受は、
前記揺動板と前記揺動機構取付け板の間の中央部に設置され、
前記バネ部材は、
前記球面滑り軸受の外周部に複数配置されることを特徴とする第3に記載するウエハー試験装置。
【0014】
第5に、
前記アライメントステージ昇降機構は、
前記揺動板と、
前記アライメントステージを搭載するアライメントステージ取付け板と、
ボールネジと、前記ボールネジの駆動でスライドする駆動機構スライド軸と、前記駆動機構スライド軸と嵌合する駆動機構スライドユニットと、を有する駆動機構と、
前記駆動機構を駆動する駆動モーターと、
スライド軸とスライドユニットを有するスライド機構と、
を備え、
前記駆動機構は、
前記駆動機構スライドユニットが、前記揺動板の四隅の所要の箇所に設置され、
前記駆動機構スライド軸の先端が、前記アライメントステージ取付け板の四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結され、
前記ボールネジが前記揺動板に設置された前記駆動モーターに連結され、
前記スライド機構は、
前記スライドユニットが、前記揺動板の四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置されない箇所に設置され、
前記スライド軸の先端が、前記アライメントステージ取付け板の四隅の前記スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結されることを特徴とする第3に記載するウエハー試験装置。
【0015】
第6に、
前記アライメントステージ昇降機構の駆動機構が設置される所要の箇所は、
前記アライメントステージ取付け板に加わる荷重と、該アライメントステージ取付け板を昇降させる速度によって、必要数を1から4の間で選ぶことができ、設置される場所は2カ所の場合のみ定め、2カ所設置の場合は四隅の斜めに対向する2カ所に設置されることを特徴とする第5に記載するウエハー試験装置。
【0016】
第7に、
前記アライメントステージ昇降機構は、
前記駆動機構にボールネジ一体型ボールスプラインが使用され、
前記スライド機構にボールスプラインが使用されることを特徴とする第5から第6に記載のウエハー試験装置。
【0017】
第8に、
前記ウエハー試験ユニットは、
前記ユニットスライド機構と、
前記ウエハートレーを、前記真空チャンバーに保持される位置と前記ウエハーが載置される位置との間を昇降させるウエハートレー昇降機構と、
を備えることを特徴とする第1に記載するウエハー試験ユニット。
【0018】
第9に、
前記ウエハートレー昇降機構は、
前記真空チャンバーと、
前記ウエハートレーを載置するウエハートレー保持板と、
ボールネジと、前記ボールネジの駆動でスライドする駆動機構スライド軸と、前記駆動機構スライド軸と嵌合する駆動機構スライドユニットと、を有する前記駆動機構と、
ボールネジを駆動する前記駆動モーターと、
スライド軸とスライドユニットを有する前記スライド機構と、
を備え、
前記駆動機構は、
前記駆動機構スライドユニットが、前記真空チャンバーの四隅の所要の箇所に設置され、前期駆動機構スライド軸の先端が、前記ウエハートレー保持板の四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結され、
前期ボールネジが前記真空チャンバーに設置された前記駆動モーターに連結され、
前記スライド機構は、
前記スライドユニットが、前記真空チャンバーの四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置されない箇所に設置され、
前記スライド軸の先端が、前記ウエハートレー保持板の四隅の前記スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結されることを特徴とする第8に記載のウエハー試験装置。
【0019】
第10に、
前記ウエハートレー昇降機構の駆動機構が設置される所要の箇所は、
前記ウエハートレー保持板に加わる荷重と該ウエハートレー保持板を昇降させる速度によって、必要数を1から4の間で選ぶことができ、設置される場所は2カ所設置の場合のみ定め、2カ所設置の場合は四隅の斜めに対向する2カ所に設置されることを特徴とする第9に記載のウエハー試験装置。
【0020】
第11に、
前記ウエハートレー昇降機構は、
前記駆動機構にボールネジ一体型ボールスプラインが使用され、
前記スライド機構にボールスプラインが使用されることを特徴とする第9から第10に記載のウエハー試験装置。
【0021】
第12に、
前記ウエハー位置決めステージは、
スライドした前記ウエハー試験ユニットのウエハートレーに相対するように配置され、
X方向とY方向と回転方向の位置制御を行うアライメントステージと、
前記アライメントステージのウエハートレー載置面の傾きを前記ウエハートレーの傾きに追随させるアライメントステージ揺動機構と、
を備えることを特徴とする第8に記載のウエハー試験装置。
【0022】
第13に、
前記アライメントステージ揺動機構は、
前記ウエハー試験ユニットがスライドし前記ウエハー位置決めステージが前記ユニット昇降機構で押し上げられる時、前記ウエハートレー保持板の下面の四隅に接触する突き当て部材と、
前記突き当て部材を有する前記揺動板と、
可動部と固定部を有する前記球面滑り軸受と、
前記突き当て部材が前記ウエハートレー保持板に接触した時、前記揺動板の外周部に加わる荷重を支える前記バネ部材と、
前記揺動板の下側に該揺動板が揺動するスペースを保って設置される揺動機構取付け板と、を備え、
前記突き当て部材は、
前記ウエハートレー保持板に接触した時、前記アライメントステージが前記ウエハートレーを押し上げて位置制御が行える高さを有し、
前記球面滑り軸受は、
前記揺動板と前記揺動機構取付け板の間の中央部に設置され、
前記バネ部材は、
前記球面軸受が設置される外周部に複数配置されることを特徴とする第12に記載のウエハー試験ユニット。
【0023】
第14に、
前記ウエハー位置決めユニットは、
前記ウエハー位置決めステージと、
前記位置情報撮影機構と、
前記ユニット昇降機構と、
該ウエハー位置決めユニットを列方向にスライドさせる横方向ユニットスライド機構と、を備え、
前記横方向ユニットスライド機構は、
スライドユニットとスライドガイドを有するリアスライド機構と、
前記スライドユニットをスライドさせる駆動機構と、
前記リニアスライド機構と前記駆動機構が搭載されるフレーム部材と、
を備えることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載のウエハー試験装置。
【0024】
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【0026】
第1の発明によれば、
ウエハーの電極とプローブカードの端子間を、真空圧で加圧接触させて試験を行うウエハー試験装置であり、
テスト回路等を搭載するロードボードと、前記プローブカードと、前記ウエハーを載置するウエハートレーと、前記ロードボードと前記プローブカードで挟まれる空間及び前記プローブカードと前記ウエハートレーで挟まれる空間の周囲を囲んで密閉空間を形成する真空チャンバーと、を有するウエハー試験ユニットと、
前記ウエハー試験ユニットの前面側に配置され、前記ウエハートレーを載置し前記ウエハーの電極と前記プローブカードの端子間の位置合せを行うウエハー位置決めステージと、カメラを有する位置情報撮影機構と、前記ウエハー位置決めステージと前記位置情報撮影機構を昇降させるユニット昇降機構と、を有するウエハー位置決めユニットと、
前記ウエハー試験ユニットを搭載する装置フレームと、
を備え、
前記ウエハー試験ユニットは、
前記プローブカードに相対するように前記真空チャンバーに保持されている前記ウエハートレーが、該ウエハー試験ユニットの前面側に配置された前記ウエハー位置決めステージに相対するように、該ウエハー試験ユニットをスライドさせるユニットスライド機構を備えることにより、
前記ウエハー試験ユニットの下側に前記ウエハー位置決めステージのスペースが不要になり、前記ウエハー試験ユニットを連続して前記装置フレームに搭載することができる。
さらに、前記ウエハー位置決めステージにより前記ウエハー試験ユニットがスライドした後、前記ウエハーと前記プローブカードの位置合せを行うことができる。
【0027】
第2の発明によれば、
前記ユニットスライド機構は、
スライドユニットとスライドガイドを有するリニアスライド機構と、
前記スライドユニットをスライドさせる駆動機構と、
前記リニアスライド機構と前記駆動機構が搭載されるフレーム部材と、
を備え、
前記スライドユニットが前記ウエハー試験ユニットに連結され、
前記フレーム部材が前記装置フレームに設置されることにより、
前記駆動機構の駆動で、前記ウエハートレーが前記ウエハー位置決ステージと相対するように、前記ウエハー試験ユニットをスライドさせることができ、前記ウエハー試験ユニットの下側に前記ウエハー位置決めユニットの設置スペースを無くし、前記ウエハー試験ユニットを連続して前記装置フレームに搭載することができる。
【0028】
第3の発明によれば、
前記ウエハー位置決めステージは、
スライドした前記ウエハー試験ユニットのウエハートレーに相対するように配置され、
X方向とY方向と回転方向の位置制御を行うアライメントステージと、
前記アライメントステージのウエハートレー載置面の傾きを、前記ウエハートレーの傾きに追随させるアライメントステージ揺動機構と、
前記ウエハートレーを、前記真空チャンバーに保持される位置と前記ウエハーが載置される位置との間を昇降させるアライメントステージ昇降機構と、
を備えることにより、
前記ウエハートレーに相対するように配置された前記ウエハー位置決めステージは、
前記ウエハートレーの傾きに前記アライメントステージの傾きを追随させ、該ウエハートレーの傾きを変えることなく、該ウエハートレーを前記真空チャンバーに保持される位置と前記ウエハーを載置する位置との間を昇降させることができる。
この昇降により、前記ウエハーの該ウエハートレーへの載置と、ウエハーの電極とプローブカードの端子の位置合せを行うことができる。
さらに該ウエハートレーを上昇させて前記ウエハーの電極と前記プローブカードの端子を接触させる工程において、前記アライメントステージ揺動機構と前記アライメントステージ昇降機構の機能により、該ウエハートレーは前記プローブカードに対し水平度をもって垂直に上昇することができ、上昇による位置ずれを発生させることなく高精度に端子間の接続を行うことができる。
【0029】
第4の発明によれば、
前記アライメントステージ揺動機構は、
前記ウエハー試験ユニットがスライドし前記ウエハー位置決めステージが前記ユニット昇降機構で押し上げられる時、前記真空チャンバーの下面の四隅に接触する突き当て部材と、
前記突き当て部材を有する揺動板と、
可動部と固定部を有する球面滑り軸受と、
前記突き当て部材が前記真空チャンバーに接触した時、前記揺動板の外周部に加わる荷重を支えるバネ部材と、
前記揺動板の下側に該揺動板が揺動するスペースを保って設置される揺動機構取付け板と、を備え、
前記突き当て部材は、
前記真空チャンバーに接触した時、前記位置情報撮影機構が前記ウエハートレーと前記プローブカードの間に挿入され、前記ウエハーの電極と前記プローブカードの端子の位置情報を取得できる高さを有し、
前記球面滑り軸受は、
前記揺動板と前記揺動機構取付け板の間の中央部に設置され、
前記バネ部材は、
前記球面滑り軸受の外周部に複数配置されることにより、
前記アライメントステージが全方向に揺動することができ、前記揺動板の外周部に加わる荷重は、複数の前記バネ部材が前記球面滑り軸受の周囲に配置されることにより均衡を保つことができる。
また、前記ウエハー位置決めステージが前記ユニット昇降機構により上昇させられ、前記揺動板に配置された前記突き当て部材が前記真空チャンバーの下面の四隅に接触することにより、前記揺動板の傾きが前記真空チャンバーの傾きに追随する。
該揺動板が前記アライメントステージを搭載していることから、該アライメントステージのウエハートレー載置面が、前記真空チャンバーの傾きに追随することができる。
さらに、前記ウエハートレーが前記真空チャンバーに吸引保持されていることから、前記アライメントステージのウエハートレー載置面が、前記ウエハートレーと同じ傾きを得ることができている。
なお前記突き当て部材は、前記位置情報撮影機構が前記ウエハーと前記プローブカードの間で、それぞれの位置情報を取得できる高さを有していることから、前記位置情報撮影機構による位置情報の取得ができる。
【0030】
第5の発明によれば、
前記アライメントステージ昇降機構は、
前記揺動板と、
前記アライメントステージを搭載するアライメントステージ取付け板と、
ボールネジと、前記ボールネジの駆動でスライドする駆動機構スライド軸と、前記駆動機構スライド軸と嵌合する駆動機構スライドユニットと、を有する駆動機構と、
前記駆動機構を駆動する駆動モーターと、
スライド軸とスライドユニットを有するスライド機構と、
を備え、
前記駆動機構は、
前記駆動機構スライドユニットが、前記揺動板の四隅の所要の箇所に設置され、
前記駆動機構スライド軸の先端が、前記アライメントステージ取付け板の四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結され、
前記ボールネジが前記揺動板に設置された前記駆動モーターに連結され、
前記スライド機構は、
前記スライドユニットが、前記揺動板の四隅の前記駆動機構スライドユニットが設置されない箇所に設置され、
前記スライド軸の先端が、前記アライメントステージ取付け板の四隅の前記スライドユニットが設置される箇所と相対する箇所に連結されることにより、
ボールネジと、前記ボールネジの駆動でスライドする駆動機構スライド軸と、前記駆動機構スライド軸と嵌合する駆動機構スライドユニットとが一体化された前記駆動機構は、前記ウエハートレーの傾きに追随した前記アライメントステージを高速、且つ低振動で昇降させることができる。
さらに、第6の発明で記述しているように前記駆動機構が設置される箇所が、1カ所から4カ所までの間で選ぶことができ、前記アライメントステージが必要とする可搬重量と昇降速度により最適な所要数の選定を行うことができる。
また、複数設置される前記駆動機構が同期して駆動されることにより、前記アライメントステージの可搬重量を大きくでき、且つ振動を抑えて高速に昇降させることができる。
(【0031】以降は省略されています)

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