KR100330166B1 - 압력센서의 압특성 평가장치 - Google Patents
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Abstract
웨이퍼상에 있는 압력센서 다이에 선별적으로 공기와 진공압을 인가할 수 있도록 하는 홀이 다수개 형성되어 있으며 웨이퍼와 밀착되어 웨이퍼를 지지하는 처크 어댑터와, 상기한 처크 어댑터에 온도가 균등하게 인가되도록 함으로써 압력센서 다이에 온도가 전달되도록 하며 상기한 처크 어댑터와 밀착되어 처크 어댑터를 지지하는 서멀 처크를 포함하여 이루어지며,
웨이퍼가 진공압력에 의해 처크 어댑터에 밀착지지되도록 한 뒤에 웨이퍼상에 있는 각각의 압력센서 다이에 공기를 선별적으로 분사시켜 압력특성을 판정할 수 있도록 함과 동시에, 서멀 처크를 이용하여 전체적으로 압력센서 다이에 온도가 균등하게 인가될 수 있도록 하는 효과를 가진 압력센서의 압특성 평가장치를 제공한다.
Description
이 발명은 압력센서의 압특성 평가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 웨이퍼가 진공압력에 의해 처크 어댑터에 밀착지지되도록 한 뒤에 웨이퍼상에 있는 각각의 압력센서 다이에 공기를 선별적으로 분사시켜 압력특성을 판정할 수 있도록 함과 동시에, 서멀 처크를 이용하여 전체적으로 압력센서 다이에 온도가 균등하게 인가될 수 있도록 하는, 압력센서의 압특성 평가장치에 관한 것이다.
실생활의 많은 분야에서 적용되는 메카트로닉스(mechatronics) 장치를 구현하기 위하여 사용되는 부품중의 하나로서 압력센서가 자주 이용된다. 상기한 압력센서는 물리적인 압력을 변위-전기량 변환기나 역평형식 변환기를 써서 전기신호로 변환하는 것으로서, 차동 변압기나 압전기 효과를 이용하는 압전소자, 압력에 의한 찌그러짐으로 저항이 변화하는 저항선 왜율계, 빌라리 효과를 이용하는 자왜 게이지, 홀효과(Hall's effect)를 이용하는 홀 소자 등이 있다.
반도체를 이용하여 제작되는 압력센서의 제조과정에 있어서 웨이퍼 상태에서 양 불량을 미리 하게 되면, 수율을 높일 수 있음으로써 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 조립공정에서 추가적인 테스트 단계를 생략하거나 간소화할 수 있음으로써 공수를 줄이고 초기 설비투자비용을 줄일 수 있는 강력한 장점을 갖는다.
압력센서의 웨이퍼(wafer) 상태에서의 양 불량을 판정하기 위해서는, 일반적으로 공기압을 분사하여 압력센서의 전기적 특성을 평가함으로써 양 불량을 판단하는 에어 플로우(air flow) 방법이 주로 사용되는데, 이와 같은 에어 플로우 방법의 원리를 첨부된 도면을 참조로 하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
종래의 에어 플로우 방법에서는, 도1에 도시되어 있는 바와 같이, 에어 분사장치(1)가 x, y 방향으로 움직이면서 웨이퍼 지지대(2)의 위에 놓여 있는 웨이퍼(3)상에 있는 각각의 압력센서 다이(die)마다 공기를 분사하게 되며, 이때 분사되는 공기는 압력센서 다이에 인가되는 압력으로서 치환계산되고, 이와 같은 인가 압력에 대한 압력센서 다이의 전기적 반응특성을 평가함으로써 압력센서 다이의 양불을 판정하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 에어 플로우 방법은, 분사공기를 인가압력으로 치환계산하는데 있어서 오차가 존재하게 되며, 분사공기가 주위 환경에 따라 민감하게 변화됨으로써 정확한 압력을 인가하기가 힘들게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기한 에어 플로우 방법은, 웨이퍼(2)의 가운데 부분의 압력센서 다이에 압력을 인가할 때는 변두리 부분의 압력센서 다이에 압력을 인가할 때보다 웨이퍼(2) 전체가 많이 휘게 됨으로써 각각의 압력센서 다이에서 받게 되는 스트레스 값이 변하게 되는데, 이에따라 웨이퍼(3)의 두께에 따라 스트레스가 서로 달라질 수 있다는 문제점이 추가로 대두될 수 있다. 상기한 스트레스는 압력센서에서 출력특성을 좌우하는 매우 중요한 부분이므로 웨이퍼(3)의 전체의 휨은 에어 플로우 방식의 큰 단점이라 할 수 있다.
그외에도, 상기한 에어 플로우 방법은, 웨이퍼 지지대(2)와 웨이퍼(3)간의 접촉면적이 매우 적으며, 이 접촉부분을 통해서 웨이퍼(3)로 온도가 인가된다 하더라도 분사되는 공기의 온도와 세기에 따라 각각의 압력센서 다이의 온도가 변하게 되기 때문에 온도의 인가가 거의 불가능하다는 단점이 있다.
이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼가 진공압력에 의해 처크 어댑터에 밀착지지되도록 한 뒤에 웨이퍼상에 있는 각각의 압력센서 다이에 공기를 선별적으로 분사시켜 압력특성을 판정할 수 있도록 함과 동시에, 서멀 처크를 이용하여 전체적으로 압력센서 다이에 온도가 균등하게 인가될 수 있도록 하는, 압력센서의 압특성 평가장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 에어플로우 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 압력센서의 압특성 평가장치의 전체 구성도이다.
도 3은 이 발명의 실시예에 따른 압력센서의 압특성 평가장치의 처크 어댑터의 구성도이다.
도 4는 이 발명의 실시예에 따른 압력센서의 압특성 평가장치의 압력센서 웨이퍼의 구성도이다.
도 5는 이 발명의 다른 실시예에 따른 압력센서의 압특성 평가장치의 처크 어댑터의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 에어 분사장치 2 : 웨이퍼 지지대
3 : 웨이퍼 4 : 서멀 처크
5 : 처크 어댑터 6 : 웨이퍼
51 : 홀 52 : 진공 라인
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 웨이퍼상에 있는 압력센서 다이에 선별적으로 공기와 진공압을 인가할 수 있도록 하는 홀이 다수개 형성되어 있으며 웨이퍼와 밀착되어 웨이퍼를 지지하는 처크 어댑터(chuck adaptor)와, 상기한 처크 어댑터에 온도가 균등하게 인가되도록 함으로써 압력센서 다이에 온도가 전달되도록 하며 상기한 처크 어댑터와 밀착되어 처크 어댑터를 지지하는 서멀 처크(thermal chuck)를 포함하여 이루어진다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 압력센서의 압특성 평가장치의 구성은, 웨이퍼(6)상에 있는 압력센서 다이에 선별적으로 공기와 진공압을 인가할 수 있도록 하는 홀(51)이 다수개 형성되어 있으며 웨이퍼(6)와 밀착되어 웨이퍼(6)를 지지하는 처크 어댑터(5)와, 상기한 처크 어댑터(5)에 온도가 균등하게 인가되도록 함으로써 압력센서 다이에 온도가 전달되도록 하며 상기한 처크 어댑터(5)와 밀착되어 처크 어댑터(5)를 지지하는 서멀 처크(4)를 포함하여 이루어진다.
상기한 처크 어댑터(5)의 홀(51)은 솔레노이드 밸브(도시되지 않음)가 설치되어 있는 호스(도시되지 않음)를 통해 컴프레셔(도시되지 않음) 또는 진공펌프(도시되지 않음)와 연결되도록 한다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 압력센서의 압특성 평가장치의 작용은 다음과 같다.
열(온도)을 인가하기 위한 서멀처크(4)의 위에 처크 어댑터(5)가 위치하며, 그 위에 압력센서 웨이퍼(6)가 로딩되어 처크 어댑터(5)와 밀착됨으로써 처크 어댑터(5)에 의해 지지된다. 상기한 처크 어댑터(5)의 내부구조는, 도3에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼(6)상에 있는 압력센서 다이의 크기에 맞게 각각의 압력센서 다이마다 하나의 홀(51)이 관통되도록 가공되어 있음으로써, 이 홀(51)을 통하여 공기압력이 인가되거나 진공압이 형성된다. 상기한 처크 어댑터(5)의 홀(51)은, 압력원인 콤프레셔와 또는 진공원인 진공펌프와 호스를 통해 연결되며, 상기한 호스에는 솔레노이드 밸브각 설치되어 통로를 스위칭하는 구조로 구성됨으로써, 평가를 원하는 압력센서 다이에만 압력을 인가하고 나머지 압력센서 다이에는 진공을 형성하여 웨이퍼(6)를 잡아주는 역할을 하게 된다.
한편, 상기한 처크 어댑터(5)는 열전도율이 높은 물질로 구성됨으로써 서멀처크(4)에서 공급해주는 일정한 온도를 균등하게 압력센서 웨이퍼(6)에 전달하게 된다.
상기한 압력센서 웨이퍼(6)의 이면은, 도4에 도시되어 있는 바와 같이, 가운데 부분만 벌크 에칭이 이루어져 있으며, 주변부분은 사용하지 않도록 설계된다.
압력센서 웨이퍼(6)의 정렬방법은, 비젼 시스템을 이용한 자동 정렬방법이나, 웨이퍼(6)의 사양 예를들면 주 평면 영역과 보조 평면 영역 등을 이용하여 기계적으로 처크 어댑터(5)에 자동으로 로딩되도록 홈을 파는 방법 등이 제안될 수 있다.
이 발명의 다른 실시예로서, 도5에 도시되어 있는 바와 같이, 처크 어댑터(5)에 홀(51)과 홀(51)이 이루는 라인의 사이에 부가적인 진공라인(52)을 삽입함으로써 웨이퍼(6)를 진공으로 잡아주는 능력을 향상시켜 인가압력이 누설되는 위험성을 방지하도록 하면 더욱 바람직하다.
이상의 설명에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 웨이퍼가 진공압력에 의해 처크 어댑터에 밀착지지되도록 한 뒤에 웨이퍼상에 있는 각각의 압력센서 다이에 공기를 선별적으로 분사시켜 압력특성을 판정할 수 있도록 함과 동시에, 서멀 처크를 이용하여 전체적으로 압력센서 다이에 온도가 균등하게 인가될 수 있도록 하는, 효과를 가진 압력센서의 압특성 평가장치를 제공할 수가 있다. 이 발명의 이와 같은 효과는 반도체 압력센서 제조설비 분야에서 이 발명의 기술적 범위를 벗어나지않는 범위내에서 다양하게 변형되어 이용될 수가 있다.
Claims (3)
- (삭제)
- (정정) 웨이퍼상에 있는 압력센서 다이에 선별적으로 공기와 진공압을 인가할 수 있도록 하는 홀이 다수개 형성되어 있으며 웨이퍼와 밀착되어 웨이퍼를 지지하는 처크 어댑터와, 상기한 처크 어댑터에 온도가 균등하게 인가되도록 함으로써 압력센서 다이에 온도가 전달되도록 하며 상기한 처크 어댑터와 밀착되어 처크 어댑터를 지지하는 서멀 처크를 포함하여 이루어지며,상기한 처크 어댑터의 홀과 홀이 이루는 라인의 사이에 부가적인 진공라인을 삽입함으로써 웨이퍼를 진공으로 잡아주는 능력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 압력센서의 압특성 평가장치.
- (정정) 제 2항에 있어서, 상기한 처크 어댑터는 열전도율이 높은 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력센서의 압특성 평가장치.
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