KR101028433B1 - 웨이퍼 프로브 스테이션 및 그의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 프로브 스테이션에 관한 것이다. 본 웨이퍼 프로브 스테이션은 착탈가능한 프로브 카드를 포함하는 프로브 장치; 상기 웨이퍼를 로딩하는 척; 상기 척을 구동시키는 척이송장치; 상기 척에 고정 설치되어, 상기 프로브 장치에 장착된 프로브 카드의 탐침들의 위치정보를 감지하는 제1 카메라; 및 상기 프로브 장치에 상기 프로브 카드가 장착되는 경우, 상기 제1 카메라에 의해 감지된 상기 탐침들의 위치정보를 인식하고, 상기 인식된 위치정보를 기초로 상기 프로브 카드의 장착 시 발생하는 상기 프로브 카드의 평면기울기와 상기 웨이퍼의 평면기울기의 오차값을 계산하며, 상기 계산된 평면기울기의 오차값에 대응하여 상기 기울기오차를 보정하도록 상기 척이송장치를 제어하고, 상기 보정된 상태에서 상기 웨이퍼의 접촉전극들이 상기 탐침들과 접촉하도록 상기 척이송장치를 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 상기 기울기오차를 보정하여 보다 안정된 프로빙을 수행하는 것이 가능하다.
프로브 장치, 웨이퍼 프로브 스테이션, 프로브 카드, 탐침, DUT보드

Description

웨이퍼 프로브 스테이션 및 그의 제어방법{Wafer probe station and method thereof}
본 발명은 웨이퍼 프로브 스테이션에 관한 것으로, 구체적으로는, 검사를 수행할 웨이퍼에 따라 프로브 카드의 교체가 가능한 가능한 웨이퍼 프로브 스테이션에 관한 것이다.
종래의 웨이퍼 프로브 스테이션은, 웨이퍼를 장착하는 척이 수평, 수직 이동 및 회전동작을 하는 척이송장치에 고정되어 있다. 그리고, 비전 시스템 등을 이용하여 웨이퍼 상의 접촉전극과 프로브 장치의 탐침의 위치를 측정하고, 이 측정값을 토대로 척이송장치를 적정한 위치로 이동하여 접촉전극과 탐침을 일정량 접촉 시킨다. 최근 웨이퍼의 프로빙 시간을 단축 시키기 위해 웨이퍼 프로브 스테이션의 대형화로 단일 접촉을 통해 웨이퍼 프로빙을 진행 하는 경우가 많아지고 있다.
특히, 프로브 카드가 웨이퍼 프로브 스테이션에 장착될 때, 공차나 기계적 간섭에 의해 발생하는 프로브 카드와 웨이퍼의 평행도가 일치하지 않는 기울기오차가 문제된다. 이러한 기울기오차가 존재하는 상태에서 웨이퍼의 프로빙이 진행되는 경우 프로브 카드와 웨이퍼가 서로 평행하지 않기 때문에, 웨이퍼의 접촉전극과 프 로브 카드의 탐침의 접촉 정도가 위치에 따라 달라지고, 균일한 테스트 결과를 얻을 수 없어 테스트 결과의 신뢰성이 떨어지며 접촉력이 작은 부분의 접촉력을 향상시키기 위해 전체적인 평균 접촉력을 높일 경우 프로브 장치의 손상을 초래 할 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 프로브 장치의 탐침의 위치를 측정하여, 프로브 카드의 장착 시 발생되는 프로브 카드와 웨이퍼의 평행도가 일치하지 않는 기울기오차를 보정하여 보다 안정된 프로빙이 가능한 웨이퍼 프로브 스테이션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 제1 특징은, 웨이퍼 프로브 스테이션에 관한 것으로, 착탈가능한 프로브 카드를 포함하는 프로브 장치; 상기 웨이퍼를 로딩하는 척; 상기 척을 구동시키는 척이송장치; 상기 척에 고정 설치되어, 상기 프로브 장치에 장착된 프로브 카드의 탐침들의 위치정보를 감지하는 제1 카메라; 및 상기 프로브 장치에 상기 프로브 카드가 장착되는 경우, 상기 제1 카메라에 의해 감지된 상기 탐침들의 위치정보를 인식하고, 상기 인식된 위치정보를 기초로 상기 프로브 카드의 장착 시 발생하는 상기 프로브 카드의 평면기울기와 상기 웨이퍼의 평면기울기의 오차값을 계산하며, 상기 계산된 평면기울기의 오차값에 대응하여 상기 기울기오차를 보정하도록 상기 척이송장치를 제어하고, 상기 보정된 상태에서 상기 웨이퍼의 접촉전극들이 상기 탐침들과 접촉하도록 상기 척이송장치를 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 제2 특징은, 웨이퍼 프로브 스테이션에 관한 것으로, 착탈가능한 프로브 카드를 포함하는 프로브 장치; 상기 웨이퍼를 로딩하는 척; 상기 척을 구동시키는 척이송장치; 상기 척에 고정 설치되어, 상기 프로브 장치에 장착된 프로브 카드의 탐침들의 위치정보를 감지하는 제1 카메라; 상기 웨이퍼의 접촉전극들의 위치정보를 감지하는 제2 카메라; 및 상기 프로브 장치에 상기 프로브 카드가 장착되는 경우, 상기 제1 카메라에 의해 감지된 상기 탐침들의 위치정보를 인식하고, 상기 인식된 위치정보를 기초로 상기 프로브 카드의 장착 시 발생하는 상기 프로브 카드의 평면기울기와 상기 웨이퍼의 평면기울기의 평면기울기의 오차값을 계산하며, 상기 계산된 평면기울기의 오차값에 대응하여 상기 기울기오차를 보정하도록 상기 척이송장치를 제어하고, 상기 보정된 상태에서 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 의해 인식된 상기 접촉전극들 및 상기 탐침들의 위치정보를 이용하여 상기 접촉전극들이 상기 탐침들과 접촉하도록 상기 척이송장치를 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
전술한 본 발명의 제1 특징 또는 제2 특징에 있어서, 상기 제1 카메라는 CCD카메라로 마련되고, 상기 제어장치는, 상기 탐침들의 위치정보를 상기 CCD카메라에 의해 촬영된 화상정보를 분석하는 것에 의해 추출할 수 있다.그리고, 상기 제어장치는, 상기 평면기울기의 오차값을 계산하기 위해, 상기 탐침들의 위치정보를, 사전에 구분된 영역별로 분리하고, 상기 영역별로 분리된 위치정보를 기초로 상기 영 역별 평균위치정보를 각각 계산하며, 상기 각각 계산된 영역별 평균위치정보를 이용하여 상기 평면기울기의 오차값을 계산한다.
여기서, 상기 제어장치는, 상기 각 영역별 평균위치정보를 꼭지점으로 하는 가상의 다각형을 생성하고, 상기 다각형의 각 꼭지점으로부터 상기 각 꼭지점에 인접하는 두개의 다른 꼭지점들을 각각 향하는 직선벡터의 쌍들을 각 영역별로 생성하며, 상기 생성된 직선벡터의 쌍들의 각각에 대한 외적값들을 계산하고, 상기 계산된 외적값들을 이용하여, 상기 평면기울기의 오차값을 계산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어장치는, 상기 꼭지점의 수가 n개이고, 상기 외적값들이, 다음 (a)식과 같이,{(a)식 : an i+bn j+cn k, n:0,1,2,3,} 표현된 경우, 상기 각 영역에 대한 영역별 평면기울기(θthn)는, 다음 (b)식에 의해, {(b)식 :
Figure 112008080057361-pat00001
}, 계산되고,
상기 각 외적값에 대한 i팩터 및 j팩터가 이루는 최저점의 각(θvn)은, 다음 (c)식에 의해, {(c)식 :
Figure 112008080057361-pat00002
} 계산되며, 상기 (c)식에 의해 계산된 상기 최저점의 각(θvn)의 평균값(θVTot)은, 다음 (d)식에 의해 {(d)식:
Figure 112008080057361-pat00003
}, 계산되며, 상기 척의 최대 반경이 Rchuck 으로 표현된 경우, 상기 탐침들의 평면기울기에 대응하는 평균높이차(Δh)는, 다음 (e)식에 의해, {(e)식:
Figure 112008080057361-pat00004
}, 계산되며, 상기 (d)식에 의해 계산된 평균값(θVTot)과 상기 (e)식에 의해 계산된 평균높이차(Δh)를 이용하여 상기 평면기울기의 오차값을 계산할 수 있다.
전술한 기술적과제를 해결하기 위한 본 발명의 제3 특징은 착탈가능한 프로브 카드를 포함하는 프로브 장치와 기울기의 조정이 가능한 척이송장치를 구비하는 웨이퍼 프로브 스테이션의 제어방법에 관한 것으로, 상기 웨이퍼 프로브 스테이션의 제어방법은, (a) 상기 프로브 장치에 상기 프로브 카드가 장착되는 경우, 상기 장착된 프로브 카드의 탐침들의 위치정보를 인식하는 단계;(b) 상기 탐침들의 위치정보를 기초로 상기 프로브 카드의 장착 시 발생하는 상기 프로브 카드의 평면기울기와 웨이퍼의 평면기울기의 오차값을 계산하는 단계; (c) 상기 계산된 평면기울기의 오차값에 대응하여 상기 척이송장치를 제어하여 상기 기울기오차를 보정하는 단계; 및 (d) 상기 보정된 상태에서, 상기 접촉전극들 및 상기 탐침들의 위치정보를 인식하여 상기 접촉전극들이 상기 탐침들과 접촉하도록 상기 척이송장치를 제어하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션은, 프로브 카드의 평면기울기와 웨이퍼의 평면기울기가 일치하지 않는 경우, 탐침들의 위치정보들을 벡터화하여 간략하게 평면기울기의 오차값을 계산하고, 계산된 오차값을 보정하는 구동신호를 효과적으로 산출하는 계산알고리즘을 이용함으로써, 보다 간이하고 안정적인 평면기울기의 오차보정이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션은, 기계적 충격에 취약한 상부 측의 프로브 장치에 기울기 조정모듈을 적용하는 대신 하부 측의 척이송장치에 기울기 조정모듈을 개재시킴으로써, 기계적으로 안정적인 평면기울기의 오차보정이 가능하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션의 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션(1)은 웨이퍼(210)를 검사하기 위한 프로브 장치(100), 웨이퍼(210)를 로딩하는 척(200), 척(200)을 구동하는 척이송장치(300), 프로브 장치(100)의 탐침(112)의 위치정보를 감지하는 제1 카메라(400), 웨이퍼(210)의 접촉전극(212)의 위치정보를 감지하는 제2 카메라(500), 전체적인 동작을 제어하는 제어장치(600)를 구비한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션(1)의 각 구성에 대해 설명한다.
프로브 장치(100)는 프로브 카드(110), 테스터(120), DUT보드(130)를 구비한 다. 프로브 카드(110)는 웨이퍼(210)를 검사하기 위해 웨이퍼와 전기적인 접촉을 수행하는 탐침(112)을 배치하고 있다. 테스터(120)는 프로브 카드(110)와 연동되어 동작하며 웨이퍼(210)의 불량여부를 검사하기 위한 다양한 프로그램을 수행한다. DUT보드(130)는 테스터(120)와 프로브 카드(110)와 테스터(120)를 연결시켜 주는 인터페이스 역할을 수행한다. 프로브 카드(110)는 DUT보드(130)에 착탈가능하도록 구성되어 있어, 검사할 웨이퍼(210)의 종류에 따라 교체해서 장착할 수 있다.
제1 카메라(400)는 척(200)에 설치되어 있으며, 제어장치(600)가 척이송장치(300)를 X축, 프로브 카드(110)의 수평방향으로 척이송장치(300)를 이동시킬 때 프로브 카드(110)의 탐침(112)를 촬영한다. 이렇게 촬영된 화상정보는 탐침(112)들의 3 차원 위치정보를 포함하고 있으며, 제어장치(600)로 전송된다. 여기서, 제1 카메라(400)는 CCD카메라로 마련될 수 있다.
제2 카메라(500)는 척(200)에 장착된 웨이퍼(210)의 접촉전극(212)의 위치정보를 감지하기 위한 것으로 웨이퍼(210)의 상부쪽에 배치된다. 제2 카메라(500)는 웨이퍼(210)의 접촉전극(212)을 촬영한다. 이렇게 촬영된 화상정보는 접촉전극(212)의 3차원 위치정보를 포함하고 있으며, 제어장치(500)로 전송된다. 여기서, 제2 카메라(500)에 의해 촬영된 화상정보는, 웨이퍼(210)의 접촉전극()의 X축 및 Y축 위치를 인식하는데 주로 사용된다. 이것은 본 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션(1)의 경우, 웨이퍼(210)가 로딩되는 척(200)의 평면기울기는 고정 설정된다. 여기서, 제어장치(600)는 제1 카메라(400)에 의해 감지된 탐침(112)의 화상정보와 제2 카메라(500)에 의해 감지된 화상정보를 각각 분석하여 탐침(112)의 위치 정보 및 접촉전극(212)의 위치정보를 이용하여, 접촉전극(212)이 탐침(112)에 접촉되도록 척이송장치(300)를 구동시킨다.
척이송장치(300)는 웨이퍼(210)가 장착된 척(200)을 이송시키거나, 척(200)의 기울기를 조정하는 기능을 수행한다. 척이송장치(300)는 평면을 움직이는 X, Y축 구동모듈(도시되지 않음), 상하로 움직이는 Z축 구동모듈(도시되지 않음), Z축을 기준으로 척(200)을 회전시키는 회전축 구동모듈(도시되지 않음)로 이루어져 있으며, 척(200)의 기울기를 조정하는 기울기 조정모듈(310)을 구비하고 있다. 기울기 조정모듈(310)은 도 2와 같이 척(200)의 중심과 대칭으로 척(200)의 하부에 설치되어 있고, 척(200)의 외각주변에 배치되어 제어장치(600)의 제어에 의해 상하 이동함으로써 척(200)의 기울기를 조정하는 액츄에이터(312, 314, 316)로 마련될 수 있다. 여기서, 액츄에이터(312, 314, 316)는 후술하는 제어장치(600)의 기울기오차보정모듈(620)에 의해 독립적으로 제어된다.
제어장치(600)에 대해서 도 3를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션(1)의 제어장치(600)의 기능블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어장치(600)는, 제1 카메라(400)에 의해 감지된 탐침(112)들의 위치정보를 이용하여 평면기울기의 오차값을 계산하는 기울기오차계산모듈(610)과, 척이송장치(300)를 구동함으로써 평면기울기의 오차를 보정하는 기울기오차보정모듈(620)과, 기울기가 보정된 상태에서 웨이퍼(210)의 접촉전극(212)들을 프로브 카드(110)의 탐침(112)들에 접촉하는 접촉모듈(630)을 구비한다.
기울기오차계산모듈(610)은, 제1 카메라(400)가 탐침(112)들의 위치를 감지하도록 제어하고, 제1 카메라(400)에 의해 촬영된 탐침(112)들의 화상정보를 분석하여 탐침(112)들의 위치정보를 인식하고, 인식된 탐침(112)들의 위치정보를 기초로 프로브 카드(110)의 평면기울기을 계산한다. 그리고, 계산된 프로브 카드(110)의 평면기울기와 웨이퍼(210)의 평면기울기를 비교함으로써 평면기울기의 오차값을 계산한다. 기울기오차계산모듈(610)에 대해서는, 기울기오차보정모듈(630) 및 접촉모듈(630)에 대해 설명한 다음, 보다 구체적으로 설명한다.
기울기오차보정모듈(620)은, 전술한 기울기오차계산모듈(610)에 의해 계산된 평면기울기의 오차값을 이용하여 척이송장치(300)를 제어하여 척(200)의 기울기를 조정함으로써 웨이퍼(210)의 평면기울기와 프로브 카드(110)의 평면기울기를 일치시키는 보정을 수행한다.
접촉모듈(630)은, 전술한 기울기오차보정모듈(620)에 의해 웨이퍼(210)의 평면기울기와 프로브 카드(110)의 평면기울기가 일치된 상태에서 접촉전극(212)들의 위치정보 및 탐침(112)들의 위치정보를 이용하여 접촉전극(212)들이 탐침(112)들과 접촉하도록 척이송장치(300)를 제어한다.
이하에서는 기울기오차계산모듈(610)에 대해 구체적으로 설명한다.
기울기오차계산모듈(610)은, DUT보드(130)에 프로브 카드(110)가 장착되는 경우나 기계적 충격 등의 외란에 의해 프로브 카드(110)의 평면기울기가 웨이퍼(210)의 평면기울기와 일치하지 않는 경우, 제1 카메라(400)가 탐침(112)들의 위치를 감지하도록 제어한다. 그리고 기울기오차계산모듈(610)은 제1 카메라(400)에 의해 촬영된 탐침(112)들의 화상정보를 분석하여 탐침(112)들의 위치정보를 인식하고, 인식된 위치정보를 기초로 프로브 카드(110)의 프로브 카드(110)의 평면기울기를 계산하고, 웨이퍼(210)의 평면기울기의 경우, 본 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션(1)의 작동 초기에 제2 카메라(500)에 의해 이미 계산되거나, 사전에 기울기값이 미리 설정되어 있다. 따라서, 기울기오차계산모듈(610)은, 위에서 계산된 프로브 카드(110)의 평면기울기와 위에서 계산 또는 설정된 웨이퍼(210)의 평면기울기를 비교함으로써, 평면기울기의 오차값을 계산한다.
기울기오차계산모듈(610)은 탐침(112)들의 위치정보를 제1 카메라(400)의 설치 지점을 중심으로 3차원 직교좌표 값으로 나타내고, X축 및 Y축이 이루는 평면의 기준은 척(200)에 장착된 웨이퍼(210)와 평행을 이루도록 설정한다.
기울기오차계산모듈(610)에 대해, 도 4 내지 도 6를 참조하여 설명한다. 도 4는, 제1 카메라(400)가 CCD카메라로 마련된 경우, CCD카메라에 의해 촬상된 탐침(112)들의 화상정보를 도시한 것이다. 기울기오차계산모듈(610)은, 도 4에 구분된 4개 영역별(P0,P1,P2,P3)로 탐침(112)들의 위치정보를 미리 설정된 3차원 직교좌표 값으로 인식한다. 그리고 각 탐침(112)들의 X,Y,Z축 위치값을 각 영역별로 평균하면, 각 영역별 평균위치정보는 (x0, y0, z0), (x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3)와 같이 계산된다.
이와 같이, 각 영역별(P0,P1,P2,P3)로 계산된 위치정보들을 이용하여 도 5에 도시된 바와 같이, 'A','B','C','D'를 꼭짓점으로 하는 가상의 사각형을 생성한다. 그리고 다각형의 각 꼭짓점으로부터 인접한 두 개의 다른 꼭짓점을 향하는 직선벡터쌍들을 각 영역별로 생성한다. 이러한 직선벡터쌍을 설명하기 위해 각 영역에 대응하는 삼각형 영역들(P0,P1,P2,P3)이 도시되어 있다.
여기서는, 도 5에 도시된 'A'점을 꼭짓점으로 하는 (P0) 영역에 대해서 예를 들어 설명한다. 'A'점에 해당하는 위치정보가 (x0, y0, z0)인 경우, z0의 값은 탐침의 높이값을 의미한다. 화상인식을 통한 특정지점의 위치정보를 식별하는 방법에 대해서는 여러가지 다양한 방법이 활용될 수 있다. 이에 대한 구체적 설명은 공지 기술이므로 여기서는 생략한다. 'A'를 기준으로 'B' 및 'D'를 향하는 직선벡터쌍은 다음 수학식 1과 같다.
Figure 112008080057361-pat00005
따라서, 'A'에 대한 외적값은 다음 식과 같이 표현된다.
Figure 112008080057361-pat00006
각 영역(P0, P1, P2, P3)에 대한, 외적값을 각각 나타내면, (a0i + b0j + c0k), (a1i + b1j + c1k), (a2i + b2j + c2k), (a3i + b3j + c3k)와 같다. 여기서, 도 5의 (P0) 영역의 외적값 (a0i + b0j + c0k)을 도시하면, 도 6의 (a)와 같이 표시할 수 있다.
이 외적값을 이용하여 각 영역의 최저점의 각도(θvn)를 구하면, 다음 수학식 3과 같다.
Figure 112008080057361-pat00007
수학식 3에 의해 구해진 각 영역(P0, P1, P2, P3)에 해당하는 최저점의 각도들에 대한 평균값은 다음 식과 같다.
Figure 112008080057361-pat00008
그리고, 각 영역에 대한 평면기울기(θthn)는 다음 식에 의해 구해진다.
Figure 112008080057361-pat00009
다음, 수학식 6은 각 영역의 평면기울기(θthn)를 이용하여, 각 영역별로 척의 최대 반경(Rchuck)에 대한 높이값을 구하고, 이 구해진 높이값을 각 영역의 갯수로 평균하여 척 최대 반경(Rchuck)에서의 평균높이차(Δh)를 구한다.
Figure 112008080057361-pat00010
기울기오차보정모듈(620)은, 기울기오차계산모듈(610)에서 계산된 평면기울기의 오차값을 이용하여 척이송장치(300)를 제어하여 척(200)의 기울기를 조정하고, 웨이퍼(210)의 접촉전극(212)들이 프로브 카드(110)의 탐침(112)들과 접촉하도록 척이송장치(300)를 제어하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 기울기오차보정모듈(620)은 전술한 기울기오차계산모듈(610)에서 설명한 수학식 4에 의해 계산된 최저점의 각도들에 대한 평균값(θVTot)과 수학식 6에 의해 계산된 평균높이차(Δh)를 이용하여, 척(200)의 기울기가 장착 시 프로브 카드(110)의 평면기울기와 일치하도록 척이송장치(300)를 제어한다. 여기서, 최저점의 각도들(θvn)에 대한 평균값(θVTot)은 프로브 카드(110)의 기울어진 방향을 나타낸다.
이하에서는, 도 7를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션(1)의 동작을 설명한다.
먼저, 프로브 카드(110)가 장착되고 웨이퍼 프로브 스테이션(1)이 동작되는 경우, 제어장치(600)는 제1 카메라(400)가 탐침(112)들의 위치를 감지하도록 제어한다(S710).
다음, 제어장치(600)는, 제1 카메라(400)에 의해 감지된 탐침(112)들의 위치정보를 기초로 프로브 카드(110)의 평면기울기값을 계산한다(S720). 여기서, 전술 한 수학식 4에 의해 계산된 최저점의 각도들에 대한 평균값(θVTot)과 수학식 6에 의해 계산된 평균높이차(Δh)는 프로브 카드(110)의 평면기울기값을 표현한다.
다음, 제어장치(600)는 계산된 프로브 카드(110)의 평면기울기값과 웨이퍼(210)의 평면기울기를 비교하여 평면기울기의 오차값을 계산한다(S730). 따라서, 계산된 평면기울기의 오차값은 수학식 4의 평균값(θVTot)과 수학식 6의 평균높이차(Δh)이다.
다음, 제어장치(600)는 S730단계에서 계산한 평면기울기의 오차값을 이용하여 척이송장치(300)를 제어하여 척(200)의 평면기울기를 프로브 카드(110)의 평면기울기에 일치시킴으로써, 기울기오차를 보정한다(S740).
마지막으로, 제어장치(600)는, 제1 카메라(400) 및 제2 카메라(500)에 의해 각각 감지된 프로브 카드(110)의 탐침(112)들의 위치정보들과 웨이퍼(210)의 접촉전극(212)들의 위치정보들을 이용하여, 탐침(112)들과 접촉전극(212)들을 접촉시킨다(S750). 여기서, 제1 카메라(400)로부터 감지하는 위치정보의 기준좌표가 척(200)에 로드된 웨이퍼(210)를 기준으로 설정되어 있는 경우, S720단계에서 계산한 프로브 카드(110)의 평면기울기값이 바로 평면기울기의 오차값에 해당한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션(1)은, 탐침(112)들의 평면기울기와 웨이퍼(210)의 평면기울기가 일치하지 않는 경우, 이러한 평면기울기의 오차값을 탐침(112)들의 위치정보들을 벡터화하여 간략하게 계산하고, 척이송장치(300)를 제어하는 구동신호를 효과적으로 산출하는 기울기오차계 산모듈(610)을 도입함으로써 보다 간이하고 안정적으로 웨이퍼(210) 프로빙을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션은, 프로브 카드를 이용한 웨이퍼 프로브 스테이션의 반도체 검사 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션의 블록도이다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 조정모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 카메라에 의해 촬영된 탐침들의 위치정보 도시한 것이다.
도 5 및 도6은 도 4의 화상정보를 이용한 평면기울기의 오차값의 계산과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션의 제어흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 웨이퍼 프로브 스테이션 100 : 프로브 장치
110 : 프로브 카드 120 : 테스터
130 : DUT보드 200 : 척
210 : 웨이퍼 212 : 접촉전극
300 : 척이송장치 400 : 제1 카메라
500 : 제2 카메라 600 : 제어장치

Claims (7)

  1. 착탈가능한 프로브 카드를 포함하는 프로브 장치와, 웨이퍼를 로딩하는 척을 포함하는 웨이퍼 프로브 스테이션에 있어서,
    상기 척의 위치 및 기울기의 구동이 가능한 척이송장치;
    상기 프로브 카드에 배치된 탐침들의 화상정보를 감지하는 제1 카메라; 및
    상기 제1 카메라에 의해 감지된 화상정보를 분석하여 상기 탐침들의 위치정보를 인식하고, 사전에 미리 설정된 상기 웨이퍼에 배치된 접촉전극들의 위치정보를 인식하고, 상기 인식된 탐침들의 위치정보 및 상기 접촉전극들의 위치정보를 기초로 상기 프로브 카드의 평면기울기와 상기 웨이퍼의 평면기울기의 오차를 계산하는 기울기오차계산모듈, 상기 계산된 평면기울기의 오차값을 이용하여 상기 척이송장치를 구동시켜 상기 평면기울기의 오차값을 보정하는 기울기오차보정모듈 및 상기 평면기울기의 오차값이 보정된 상태에서 상기 각각 인식된 상기 탐침들의 위치정보 및 상기 접촉전극들의 위치정보를 이용하여 상기 접촉전극들이 상기 탐침들과 접촉하도록 상기 척이송장치를 제어하는 접촉모듈을 구비하는 제어장치;를 구비하고,
    상기 제어장치의 기울기오차계산모듈은 상기 탐침들의 위치정보를 벡터화하여, 사전에 구분된 영역별로 분리하고, 상기 영역별로 분리된 위치정보를 기초로 상기 영역별 평균위치정보를 각각 계산하며, 상기 각각 계산된 영역별 평균위치정보를 이용하여 상기 평면기울기의 오차값을 계산하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로브 스테이션.
  2. 착탈가능한 프로브 카드를 포함하는 프로브 장치와, 웨이퍼를 로딩하는 척을 포함하는 웨이퍼 프로브 스테이션에 있어서,
    상기 척의 위치 및 기울기의 구동이 가능한 척이송장치;
    상기 프로브 카드에 배치된 탐침들의 화상정보를 감지하는 제1 카메라;
    상기 웨이퍼에 배치된 접촉전극들의 화상정보를 감지하는 제2 카메라; 및
    상기 제1 카메라에 의해 감지된 화상정보를 분석하여 상기 탐침들의 위치정보를 인식하고, 상기 제2 카메라에 의해 감지된 화상정보를 분석하여 상기 접촉전극들의 위치정보를 인식하고, 상기 인식된 탐침들의 위치정보 및 상기 접촉전극들의 위치정보를 기초로 상기 프로브 카드의 평면기울기와 상기 웨이퍼의 평면기울기의 오차를 계산하는 기울기오차계산모듈, 상기 계산된 평면기울기의 오차값을 이용하여 상기 척이송장치를 구동시켜 상기 평면기울기의 오차값을 보정하는 기울기오차보정모듈 및 상기 평면기울기의 오차값이 보정된 상태에서 상기 각각 인식된 상기 탐침들의 위치정보 및 상기 접촉전극들의 위치정보를 이용하여 상기 접촉전극들이 상기 탐침들과 접촉하도록 상기 척이송장치를 제어하는 접촉모듈을 구비하는 제어장치;를 구비하고,
    상기 제어장치의 기울기오차계산모듈은 상기 탐침들의 위치정보를 벡터화하여, 사전에 구분된 영역별로 분리하고, 상기 영역별로 분리된 위치정보를 기초로 상기 영역별 평균위치정보를 각각 계산하며, 상기 각각 계산된 영역별 평균위치정보를 이용하여 상기 평면기울기의 오차값을 계산하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로브 스테이션.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기울기오차계산모듈은, 상기 각 영역별 평균위치정보를 꼭짓점으로 하는 가상의 다각형을 생성하고, 상기 다각형의 각 꼭짓점으로부터 상기 각 꼭짓점에 인접하는 두 개의 다른 꼭짓점들을 각각 향하는 직선벡터의 쌍들을 각 영역별로 생성하며, 상기 생성된 직선벡터의 쌍들의 각각에 대한 외적값들을 계산하고, 상기 계산된 외적값들을 이용하여, 상기 평면기울기의 오차값을 계산하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로브 스테이션.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기울기오차계산모듈은, 상기 꼭짓점의 수가 n개이고, 상기 외적값들이 하기 (a)식과 같이 표현된 경우, 상기 각 영역에 대한 영역별 평면기울기(θthn)는 하기 (b)식에 의해 계산되고, 상기 각 외적값에 대한 i팩터 및 j팩터가 이루는 최저점의 각(θvn)은 하기 (c)식에 의해 계산되며, 상기 (c)식에 의해 계산된 상기 최저점의 각(θvn)의 평균값(θVTot)은 하기 (d)식에 의해 계산되며, 상기 척의 최대 반경이 Rchuck 으로 표현된 경우 상기 탐침들의 평면기울기에 대응하는 평균높이차(Δh)는 하기 (e)식에 의해 계산되며, 상기 (d)식에 의해 계산된 평균값(θVTot)과 상기 (e)식에 의해 계산된 평균높이차(Δh)를 이용하여 상기 평면기울기의 오차값을 계산하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로브 스테이션.
    (a)식 : a n i +b n j +c n k, n:0,1,2,3
    (b)식 :
    Figure 112008080057361-pat00011
    (c)식 :
    Figure 112008080057361-pat00012
    n = 0,1,2,3
    (d)식:
    Figure 112008080057361-pat00013
    (e)식:
    Figure 112008080057361-pat00014
  7. 제1 카메라 및 제2 카메라, 프로브 카드의 착탈이 가능한 프로브 장치와, 웨이퍼를 로딩하는 척, 상기 척의 위치와 기울기의 구동이 가능한 척이송장치 및 제어장치를 구비하는 웨이퍼 프로브 스테이션의 제어장치의 제어방법에 있어서,
    (a) 제1 카메라 및 제2 카메라를 이용하여 상기 프로브 카드에 배치된 탐침들의 위치정보 및 상기 웨이퍼의 접촉전극들의 위치정보를 인식하고, 상기 탐침들의 위치정보를 기초로 상기 프로브 카드의 평면기울기와 웨이퍼의 평면기울기와의 평면기울기의 오차값을 계산하는 단계;
    (b) 상기 계산된 평면기울기의 오차값에 대응하여 상기 척이송장치를 제어하여 상기 평면기울기의 오차값를 보정하는 단계; 및
    (c) 상기 보정된 상태에서, 상기 각각 인식된 상기 탐침들의 위치정보 및 상기 접촉전극들의 위치정보를 이용하여 상기 접촉전극들이 상기 탐침들과 접촉하도록 상기 척이송장치를 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 단계는 상기 탐침들의 위치정보를 벡터화하여, 사전에 구분된 영역별로 분리하고, 상기 영역별로 분리된 위치정보를 기초로 상기 영역별 평균위치정보를 각각 계산하며, 상기 각각 계산된 영역별 평균위치정보를 이용하여 상기 평면기울기의 오차값을 계산하는 것 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로브 스테이션의 제어방법.
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