KR100726087B1

KR100726087B1 - 프로브 장치

Info

Publication number: KR100726087B1
Application number: KR1020050131519A
Authority: KR
Inventors: 이후창
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-06-08

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 반도체 웨이퍼 프로브 장치에 관한 것으로서, 웨이퍼가 안착되는 척, 웨이퍼의 두께를 측정하기 위하여 웨이퍼가 안착된 척의 상부에 위치하며 광센서를 포함하여 이루어진 프로파일러를 포함한다.

프로파일러, 광센서

Description

프로브 장치{PROBE DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 프로브 장치의 개략도이다.

도 2 및 도 3은 반도체 웨이퍼 프로브 장치의 일부를 도시한 평면도 및 측면도이다.

본 발명은 반도체 웨이퍼 프로브(probe) 장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 프로브 장치는 척 위에 안착된 웨이퍼의 표면에 프로브 카드 니들(needle)을 접촉시켜 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 장치이다. 프로브 카드 니들이 정확하게 웨이퍼의 표면에 접촉하기 위해서 미리 프로파일러(profiler)를 사용하여 웨이퍼의 두께, 평탄도 등을 측정한다.

프로파일러가 노즐로 구성된 경우 웨이퍼의 두께 측정은 웨이퍼의 상부 공간에 위치한 노즐에서 공기(air)를 분사하여 이루어진다. 그리고, 웨이퍼의 표면을 향해 분사된 공기는 웨이퍼의 표면에서 부딪혀 나올 때 반사압력을 갖는다. 이 때, 공기의 반사압력을 측정하여 전압의 수치로 전환한다. 다시, 전압은 웨이퍼의 두께를 가리키는 값으로 변환되어 웨이퍼의 두께를 측정할 수 있다.

그러나, 프로파일러가 노즐로 구성된 경우 웨이퍼의 두께 측정 시 문제점이 있다.

노즐은 반도체 웨이퍼 프로브 장치의 내부 프레임에 존재하는 구멍의 바깥으로 노출되어 있으며, 웨이퍼의 표면에 공기를 분사할 때 웨이퍼의 표면 가까이에 위치 하므로 오작동으로 인하여 웨이퍼의 표면에 손상을 일으킬 수 있다.

또한, 웨이퍼의 두께는 단 한번의 반사압력의 측정이 아닌 18 포인트(point)를 대상으로 각각의 위치에 대해 공기의 반사압력을 측정하여 이루어지므로, 노즐이 측정 지점인 각 포인트로 이동하는데 많은 시간이 소요된다.

본 발명의 기술적 과제는 광센서의 프로파일러를 사용하여 웨이퍼의 두께를 측정함으로써 생산성이 향상된 반도체 웨이퍼 프로브 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 반도체 웨이퍼 프로브 장치에 관한 것으로서, 상기 웨이퍼가 안착되는 척, 상기 웨이퍼의 두께를 측정하기 위하여 상기 웨이퍼가 안착된 상기 척의 상부에 위치하며 광센서를 포함하여 이루어진 프로파일러를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 척은 X, Y 및 Z축 방향으로 이동할 수 있으며, Z축을 중심으로 회전할 수 있다.

그리고, 상기 프로파일러의 광센서는 램프로 구성된 발광부와 검출기로 구성 된 수광부로 되어 있다.

또한, 상기 수광부에서 검출한 광선을 전압으로 전환시켜주는 인버터를 더 포함할 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼 프로브 장치(500)는 프로브 카드부(100), 척(122), 프로파일러(250), 로더부(110), 스테이지부(120), 제어부(180) 및 인버터(미도시)를 포함한다.

프로브 카드부(100)는 웨이퍼(300)를 검사하여 외부의 테스터(미도시)와 전기적 신호를 송ㆍ수신한다. 또한, 프로브 카드부(100)는 웨이퍼(300)를 검사하기 위하여 웨이퍼(300)의 표면과 접촉할 수 있는 프로브 카드 니들(미도시)을 포함한다.

척(122)은 프로브 카드부(100)의 하부에 위치하고 있다. 여기서, 척(122)은 웨이퍼(300)가 안착 및 고정되는 곳이며 웨이퍼(300)를 프로브 카드 니들(미도시) 과 접촉시키기 위해, X, Y 및 Z축 방향으로 이동할 수 있으며, Z축을 중심으로 회전(θ)할 수 있다.

프로파일러(250)는 척(122) 위에 안착된 웨이퍼(300)와 프로브 카드 니들(미도시)이 정확하게 접촉할 수 있도록 얼라인(align)을 제공하며, 웨이퍼가 안착된 척의 상부에 한쪽으로 치우쳐서 위치한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로파일러(250)는 웨이퍼(300)의 두께 및 평탄도 등을 측정하기 위해 빛을 이용한 광센서를 사용한다.

로더부(110)는 반도체 웨이퍼 프로브 장치(500)를 통해 웨이퍼(300)의 검사를 진행할 웨이퍼(300)가 수납되어 있는 카세트(미도시)를 포함한다.

스테이지부(120)는 로더부(110)의 카세트(미도시)에 수납되어 있는 웨이퍼(300)를 하나씩 꺼내어 척(122) 위에 올려 놓는 로봇 암(미도시)을 포함한다.

제어부(180)는 반도체 웨이퍼 프로브 장치(500)의 각 구성부의 동작을 제어한다.

인버터(미도시)는 프로파일러(250)에 의해 검출된 반사광선을 전압의 수치로 전환한다.

점선(700)으로 표시된 부분은 도 2 및 도 3을 설명하기 위한 것으로 척(122), 웨이퍼(300) 및 프로파일러(250)를 포함한다.

도 2 및 도 3은 반도체 웨이퍼 프로브 장치의 일부를 도시한 측면도 및 평면도이다.

도 2는 점선(700)으로 표시된 부분의 측면도로서 광센서의 프로파일러(250) 는 광선이 조사되는 발광부(260)와 조사된 광선을 검출하는 수광부(280)로 구성되어 있다. 그리고, 발광부(260)와 수광부(280)는 반도체 웨이퍼 프로브 장치(500)의 내부 프레임(220)에 존재하는 구멍(290) 위쪽에 위치한다.

발광부(260)와 수광부(280)가 내부 프레임(220)에 존재하는 구멍(290) 위쪽에 위치함으로써 웨이퍼(300)의 두께 측정을 위해 척(122)이 소정의 방향으로 이동하더라도 웨이퍼(300)의 표면과 접촉이 차단될 수 있다. 그 결과, 척(122)의 오작동으로 인한 웨이퍼(300)의 표면의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 발광부(260)에는 광선을 조사하기 위해 램프(265)가 설치되어 있으며 수광부(280)에는 조사된 광선이 웨이퍼(300)에 부딪혀 나오는 반사광선을 검출하는 검출기(285)가 설치되어 있다. 검출기(285)를 통해 검출되는 반사광선은 웨이퍼(300)의 두께에 따라 그 양이 다르다.

이 때, 수광부(280)의 검출기(285)에 의해 검출된 반사광선의 양은 인버터(미도시)를 통해 전압을 표시하는 수치로 전환된다. 그리고, 전압은 웨이퍼(300)의 두께를 나타내는 수치로 다시 전환된다.

그리고, 조사광선과 반사광선이 이루는 각도(A)는 발광부(260)와 수광부(280) 사이의 간격 및 각각의 설치 방향에 따라 달라질 수 있다.

도 3는 점선(700)으로 표시된 부분의 평면도로서 광센서로 구성된 프로파일러(250) 및 반도체 웨이퍼 프로브 장치(500)의 내부 프레임(220)은 척(122)의 중심에서 X축 방향으로 치우쳐 고정되어 있다. 그리고, 발광부(260) 및 수광부(280)는 반도체 웨이퍼 프로브 장치(500)의 내부 프레임(220)에 존재하는 구멍(290)을 통해 광선을 조사하고 검출할 수 있다.

광센서로 구성된 프로파일러(250)도 웨이퍼(300)의 두께 측정을 위해서 웨이퍼(300)의 표면의 18 포인트를 대상으로 반사광선의 양을 검출한다. 이 때, 광센서로 구성된 프로파일러(250)는 고정되어 있으므로 18 포인트에 대한 반사광선의 양을 검출하기 위해 척(122)이 X, Y 및 Z축 방향으로 이동할 수 있으며, Z축을 중심으로 회전(θ)할 수 있다. 즉, 프로파일러(250)에 의해 웨이퍼(30)의 가장자리 한 영역의 두께를 측정하는 경우, 상기 척(122)은 X, Y 또는 Z 축으로 이동하여 두께를 측정하고자 하는 상기 웨이퍼(300)의 가장자리 한 영역을 상기 프로파일러(250)의 발광부(260) 및 수광부(280)의 하측에 위치시킨다. 이때 상기 웨이퍼(300)의 두께 측정을 하고자 하는 영역이 상기 프로파일러(250)의 발광부(260) 및 수광부(280)의 측정 영역에서 벗어나 있을 경우 상기 척(122)은 Z축을 기준으로 하여 회전하게 되어 상기 웨이퍼를 상기 프로파일러(250)의 발광부(260) 및 수광부(280)의 각도영역에 위치시키므로써 상기 웨이퍼의 두께 측정을 할 수 있게 된다.

따라서, 척(122)으로만 위치 제어를 함으로써 18 포인트에 대한 두께 측정에 걸리는 시간이 단축된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 프로브 장치는 광센서의 프로파일러를 사용하여 웨이퍼의 표면의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 광센서의 프로파일러를 사용함으로써 웨이퍼의 두께 측정에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여는 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 반도체 웨이퍼 프로브 장치에 있어서,

상기 웨이퍼(300)가 안착되는 척(122),

상기 웨이퍼(300)의 두께를 측정하기 위하여 상기 웨이퍼(300)가 안착된 상기 척(122)의 상부에 위치하며 광센서를 포함하여 이루어진 프로파일러(250)

를 포함하는 반도체 웨이퍼 프로브 장치.
제1항에서,

상기 척(122)은 X, Y 및 Z축 방향으로 이동할 수 있으며, Z축을 중심으로 회전할 수 있도록 구성된 웨이퍼 프로브 장치.
제1항에서,

상기 프로파일러(250)의 광센서는 램프(265)로 구성된 발광부(260)와 검출기(285)로 구성된 수광부(280)로 되어 있는 반도체 웨이퍼 프로브 장치.
제3항에서,

상기 수광부(280)에서 검출한 광선을 전압으로 전환시켜주는 인버터를 더 포함하는 반도체 웨이퍼 프로브 장치.