KR101007871B1

KR101007871B1 - 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도보정장치 및 방법

Info

Publication number: KR101007871B1
Application number: KR1020080081326A
Authority: KR
Inventors: 전욱일
Original assignee: 주식회사 쎄믹스
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2011-01-14
Also published as: WO2010021427A1; KR20100022686A; TWI403728B; TW201009350A; CN102124552A; CN102124552B

Abstract

본 발명은 웨이퍼 프로버의 프로브 카드의 평탄도에 따라 척 플레이트를 기울여 상기 프로브 카드와 상기 척 플레이트가 평탄하게 접촉되게 하는 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정장치 및 방법을 제공한다. 이러한 본 발명의 방법은, 상기 프로브 카드의 평탄도를 측정하는 단계; 상기 척 플레이트를 수직방향으로 지지하는 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 대해, 상기 측정된 프로브 카드의 평탄도에 대응되게 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 간격을 나타내는 다수의 변위정보를 생성하는 단계; 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 설치된 다수의 변위 센서가 자신의 설치위치에서 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 간격을 센싱하여 출력하는 다수의 변위센싱값 각각이 상기 다수의 변위정보를 각각 추종할 때까지, 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 설치된 다수의 엑츄에이터 각각을 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이를 서로 상이한 정도로 이격시키거나 근접시키도록 구동하는 단계;를 구비하여, 상기 척 플레이트가 상기 프로브 카드의 평탄도를 추종하여 상기 척 플레이트와 상기 프로브 카드가 수평되게 한다.

웨이퍼 프로버, 척 플레이트 기울임, 프로브 카드, 평탄도

Description

웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CORRECTING PLANARITY BETWEEN PROB CARD AND CHUCK PLATE}

본 발명은 웨이퍼 프로버에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정장치 및 방법에 관한 것이다.

웨이퍼 프로버는 웨이퍼 상의 칩들에 대한 테스트를 위해 상기 웨이퍼의 칩들과 테스터(tester)를 연결하는 장치이다.

상기 종래의 웨이퍼 프로버의 구성 및 동작을 도 1을 참조하여 간략히 설명한다.

상기 웨이퍼 프로버(100)는 프로버 카드(102), 웨이퍼 이송장치(104), 척 플레이트(106), 척 이송장치(108), 제어장치(110)로 구성된다.

상기 웨이퍼 이송장치(104)는 다수의 칩이 형성된 웨이퍼를 척 플레이트(106)로 로딩한다.

상기 척 플레이트(106)는 척 이송장치(108)에 의해 상기 웨이퍼(106)에 구비된 다수의 칩의 패드들에 상기 프로브 카드(102)에 구비된 다수의 탐침이 정렬되어 접촉되도록 X, Y, Z방향으로 움직인다.

상기 다수의 탐침이 상기 다수의 칩의 패드들에 각각 접촉되면, 테스터(114)는 소정 프로그램에 따른 테스트 신호를 상기 프로브 카드(102)를 통해 상기 웨이퍼(112)의 다수의 칩에 제공하고, 상기 웨이퍼(112)의 다수의 칩은 상기 테스트 신호에 따른 출력신호를 상기 프로브 카드(102)를 통해 상기 테스터(100)에 제공한다. 이로서 테스터(114)는 상기 웨이퍼(112)의 다수의 칩에 대한 테스트를 이행한다.

그런데, 상기한 웨이퍼 프로버(100)의 프로브 카드(102)가 평탄하지 않을 경우에는 프로브 카드(102)의 탐침과 웨이퍼(112)의 다수의 칩의 패드들과의 접촉이 균일하게 이루어지지 않아 상기 웨이퍼(112)의 다수의 칩에 대한 불량 여부를 정상적으로 시험할 수 없는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해 종래에는 프로브 카드(102)를 수직인 Z축 방향으로 밀어 올려, 상기 프로브 카드(102)의 탐침과 웨이퍼(112)의 다수의 칩이 강제 접촉되도록 하였으나, 이는 웨이퍼(112)의 다수의 칩의 패드 및 프로브 카드(102)의 탐침을 손상시키는 주요 원인이 되었다.

본 발명은 웨이퍼 프로버의 프로브 카드의 평탄도에 따라 척 플레이트를 기울여 상기 프로브 카드와 상기 척 플레이트가 평탄하게 접촉되게 하는 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정장치 및 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정방법은, 상기 프로브 카드의 평탄도를 측정하는 단계; 상기 척 플레이트를 수직방향으로 지지하는 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 대해, 상기 측정된 프로브 카드의 평탄도에 대응되게 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 간격을 나타내는 다수의 변위정보를 생성하는 단계; 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 설치된 다수의 변위 센서가 자신의 설치위치에서 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 간격을 센싱하여 출력하는 다수의 변위센싱값 각각이 상기 다수의 변위정보를 각각 추종할 때까지, 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 설치된 다수의 엑츄에이터 각각을 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이를 서로 상이한 정도로 이격시키거나 근접시키도록 구동하는 단계;를 구비하여, 상기 척 플레이트가 상기 프로브 카드의 평탄도를 추종하여 상기 척 플레이트와 상기 프로브 카드가 수평되게 하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명은 웨이퍼 프로버의 척 플레이트를 프로브 카드의 평탄도에 대응되도록 기울임으로써, 프로브 카드와 척 플레이트가 평탄하게 접촉되어 웨이퍼 상의 칩에 대한 테스트 효율성을 높이는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 개략적인 구성을 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 웨이퍼 프로버는 척 플레이트 기울임 장치(200)와 메인 제어장치(222), 촬상장치(224), 메모리부(226)를 구비한다.

상기 척 플레이트 기울임 장치(200)는 상기 메인 제어장치(222)의 기울임 명령에 따라 척 플레이트를 프로브 카드의 평탄도에 대응되도록 기울임으로써 상기 척 플레이트와 프로브 카드가 평탄하게 맞닿을 수 있게 한다.

상기 메인 제어장치(222)는 촬상장치(224)를 통해 프로브 카드를 촬상한 정보를 제공받아 상기 프로브 카드의 기울어짐 정도, 즉 평탄도를 검출하고, 상기 프로브 카드의 기울어짐 정도에 대응되게 상기 척 플레이트를 기울이기 위한 기울임 명령을 생성하고, 상기 기울임 명령을 척 플레이트 기울임 장치(200)로 전송한다.

상기 기울임 명령은 상기 프로브 카드의 평탄도에 대응되게 결정된 척 플레이트의 제1 내지 제3변위센서(204~208)에 대응되는 제1 내지 제3변위정보를 포함하며, 이는 웨이퍼 프로버의 제작시에 실험 등을 통해 평탄도에 대응되는 제1 내지 제3변위센서(204~208)의 제1 내지 제3변위정보를 미리 구해 메모리부(226)에 저장한 것이거나, 상기 평탄도에 대응되는 제1 내지 제3변위센서(204~208)의 제1 내지 제3변위정보간의 상관관계로부터 획득한 연산식에 의해 산출될 수도 있다.

상기 메모리부(226)는 상기 메인 제어장치(222)의 제어 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장하며, 특히 프로브 카드의 평탄도별로 각 평탄도에 대응되는 제1 내지 제3변위센서(204~208)의 제1 내지 제3변위정보로 구성되는 기울임 명령을 저장할 수 있다.

상기 척 플레이트 기울임 장치(200)는 제어장치(202), 제1 내지 제3변위센서(204~208), ADC(210), DAC(212), 제1 내지 제3액츄에이터(214~218), 통신모듈(220)로 구성된다.

상기 제1 내지 제3변위센서(204~208) 및 상기 제1 내지 제3액츄에이터(214~218)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 척 플레이트(300)와 베이스(302) 사이에 설치된다. 상기 베이스(302)는 상기 척 플레이트(300)를 수직방향으로 지지하며, 수직방향으로 지지하는 기구물들을 통틀어 Z축이라 일컫는다.

상기 제1 내지 제3변위센서(204~208)는 상기 베이스(302)와 맞닿는 상기 척 플레이트(300)의 배면의 3등분한 위치들에 각각 설치된다. 그리고 상기 제1 내지 제3액츄에이터(214~218)는 상기 베이스(302)와 맞닿는 상기 척 플레이트(300)의 배면의 3등분한 위치들에 각각 설치된다.

상기 제1 내지 제3변위센서(204~208)와 상기 제1 내지 제3액츄에이터(214~218)의 위치가 서로 겹쳐지지 않는 경우에는 상기 제1 내지 제3변위센서(204~208)의 제1 내지 제3변위센싱값과 상기 제1 내지 제3액츄에이터(214~218) 구동에 따른 척 플레이트(300)의 기울임 정도를 매칭하기 위한 초기 설정과정이 요 구된다.

상기 제1 내지 제3변위센서(204~208) 각각은 자신의 설치위치에서 베이스(302)와 척 플레이트(300)간의 수직 방향의 간격을 센싱하고, 상기 센싱에 따른 센싱신호를 ADC(210)에 제공한다.

상기 ADC(210)는 상기 제1 내지 제3변위센서(204~208)로부터의 제1 내지 제3센싱신호를 제1 내지 제3변위센싱정보로 변환하여 제어장치(202)로 제공한다.

상기 제어장치(202)는 상기 제1 내지 제3변위센서(204~208)로부터의 제1 내지 제3변위센싱정보가 상기 메인 제어장치(222)로부터의 기울임 명령에 포함된 제1 내지 제3변위센서(204~208)에 대한 제1 내지 제3변위정보를 각각 추종하도록 하는 제1 내지 제3액츄에이터(214~218) 각각에 대한 제1 내지 제3구동명령을 생성한다. 상기 제1 내지 제3액츄에이터(214~218)에 대한 제1 내지 제3구동명령은 DAC(212)를 통해 제1 내지 제3액츄에이터(214~218)에 대한 제1 내지 제3구동신호로 변환되어 제1 내지 제3액츄에이터(214~218)에 제공된다.

상기 제1 내지 제3액츄에이터(214~218) 각각은 상기 제어장치(202)로부터의 제1 내지 제3구동신호에 따라 자신의 설치위치에서 각기 다른 정도로 수직방향으로 상기 베이스(302)와 상기 척 플레이트(300) 사이를 밀거나 당겨, 상기 베이스(302)와 상기 척 플레이트(300) 사이의 수직방향 간격을 이격시키거나 밀착시킴으로써, 상기 척 플레이트(300)를 프로브 카드의 평탄도에 대응되게 기울인다.

상기 통신모듈(220)은 상기 메인 제어장치(222)와 제어장치(202)간의 통신을 담당한다.

상기한 척 플레이트 기울임 장치(200)의 제어장치(202)의 구성을 도 5를 참조하여 좀 더 설명한다.

상기 제어장치(202)는 비교기(500)와 PID 제어기(502)로 구성된다.

상기 비교기(500)는 제1 내지 제3변위정보와 제1 내지 제3변위센서(204~208)의 제1 내지 제3변위센싱값을 각각 비교하고, 상기 비교 결과를 PID 제어기(502)에 제공한다. 상기 PID 제어기(502)는 상기 비교결과가 "0"이 되도록 제1 내지 제3액츄에이터(214~218) 각각에 대한 제1 내지 제3구동명령을 생성하여 제1 내지 제3액츄에이터(214~218)로 제공한다.

상기 제어장치(202)는 상기 제1 내지 제3변위센서(204~208)의 제1 내지 제3변위센싱값이 상기 제1 내지 제3변위정보를 추종하도록 제1 내지 제3액츄에이터(214~218)를 제어하는 제1 내지 제3구동명령을 생성한다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 플레이트 Z축 기울임 장치(200)의 동작을 도 6 및 도 7의 흐름도를 참조하여 설명한다.

먼저 메인 제어장치(222)의 동작을 도 6의 흐름도를 참조하여 설명한다.

상기 메인 제어장치(222)는 초기화 과정시에 초기화 명령을 척 플레이트 기울임 장치(200)의 제어장치(202)로 통지한다(600단계).

이후 상기 메인 제어장치(222)는 촬상장치(224)를 통한 프로브 카드의 촬상을 통해 프로브 카드의 평탄도, 즉 프로브 카드의 기울어짐 정도를 검출한다(602단계).

이후 상기 메인 제어장치(222)는 상기 프로브 카드의 기울어짐 정도에 대응 되는 척 플레이트의 기울임 명령, 즉 제1 내지 제3변위센서(204~208)의 제1 내지 제3변위센싱값이 각각 추종해야 할 제1 내지 제3변위정보를 메모리부(226)로부터 독출하여 척 플레이트 기울임 명령으로 구성하여 척 플레이트 기울임 장치(200)로 전송한다(604단계).

이제 척 플레이트 기울임 장치(200)의 동작을 도 7을 참조하여 설명한다.

상기 제어장치(202)는 상기 메인 제어장치(222)로부터의 초기화 명령에 따라 제1 내지 제3엑츄에이터(214~218)의 초기화를 이행한다(700,702단계).

이후 상기 제어장치(202)는 메인 제어장치(222)로부터 척 플레이트 기울임 명령이 수신되면(704단계), 제1 내지 제3변위센서(204~208)의 제1 내지 제3변위센싱값이 상기 척 플레이트 기울임 명령에 포함된 제1 내지 제3변위정보를 추종하도록 제1 내지 제3엑츄에이터(214~218)를 구동한다. 즉 제어장치(202)는 메인 제어장치(222)가 제공하는 제1 내지 제3변위센서(204~208) 각각에 대한 제1 내지 제3변위정보와 제1 내지 제3변위센서(204~208)가 실제로 센싱한 제1 내지 제3변위센싱값을 비교하여, 두 값이 동일해질 때까지 상기 제1 내지 제3엑츄에이터(214~218)를 구동한다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 프로버의 개략적인 구조도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 플레이트 기울임 장치의 블록 구성도.

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 플레이트 기울임 장치의 구조도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 플레이트 기울임 장치의 제어장치의 상세 구성도.

도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 플레이트 기울임 장치의 처리 흐름도.

Claims

웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정방법에 있어서,

상기 프로브 카드의 평탄도를 측정하는 단계;

상기 척 플레이트를 수직방향으로 지지하는 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 대해, 상기 측정된 프로브 카드의 평탄도에 대응되게 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 간격을 나타내는 다수의 변위정보를 생성하는 단계;

상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 설치된 다수의 변위 센서가 자신의 설치위치에서 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 간격을 센싱하여 출력하는 다수의 변위센싱값 각각이 상기 다수의 변위정보를 각각 추종할 때까지,

상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 설치된 다수의 엑츄에이터 각각을 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이를 서로 상이한 정도로 이격시키거나 근접시키도록 구동하는 단계;

를 구비하여,

상기 척 플레이트가 상기 프로브 카드의 평탄도를 추종하여 상기 척 플레이트와 상기 프로브 카드가 수평되게 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정방법.
제1항에 있어서,

상기 프로브 카드의 평탄도는,

상기 프로브 카드를 촬상장치를 통해 촬상한 정보로부터 측정됨을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정방법.
웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정장치에 있어서,

상기 프로브 카드를 촬상하는 촬상장치;

상기 촬상장치의 촬상정보로부터 상기 프로브 카드의 평탄도를 측정하고, 상기 척 플레이트를 수직방향으로 지지하는 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 대해, 상기 측정된 프로브 카드의 평탄도에 대응되게 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 간격을 나타내는 다수의 변위정보를 생성하는 메인 제어장치;

상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 설치되어, 각 설치 지점에서 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 간격을 센싱하고 그에 따른 다수의 변위센싱값을 출력하는 다수의 변위 센서;

상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이의 다수 지점에 설치되어, 각 설치 지점에서 상기 베이스와 상기 척 플레이트 사이를 이격시키거나 근접시키는 다수의 엑츄에이터;

상기 메인 제어장치로부터의 상기 다수의 변위정보를 수신받아, 상기 다수의 변위센싱값 각각이 상기 다수의 변위정보 각각을 추종할 때까지 상기 다수의 엑츄 에이터를 구동하는 제어장치;

를 구비하여,

상기 척 플레이트가 상기 프로브 카드의 평탄도를 추종하여 상기 척 플레이트와 상기 프로브 카드가 수평되게 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정장치.
제3항에 있어서,

상기 제어장치는,

상기 다수의 변위정보와 상기 다수의 변위센싱값을 입력받아 비교 결과를 출력하는 비교기;

상기 비교 결과가 미리 정해둔 값이 될 때까지 상기 다수의 엑츄에이터를 구동하는 구동명령을 출력하는 PID 제어기;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버의 프로브 카드와 척 플레이트 사이의 평탄도 보정장치.