KR101040285B1 - Apparatus Measuring Pressure of Z-axis for WAFER PROBER - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르는 웨이퍼 프로버의 Z축에 대한 외부압력 측정 장치는, 척 플레이트를 Z축으로 이송하는 Z축 이송장치를 지지하는 Z축 베이스와, 상기 Z축 베이스의 하면에 결착되어 상기 척 플레이트를 XY축으로 이송하는 XY 스테이지의 사이 중 미리 정해둔 위치들에 설치되어 압력을 센싱하는 다수의 센서; 상기 웨이퍼 프로버의 초기 설치시의 상기 다수의 센서의 센싱값을 초기 설정값으로 저장하고, 상기 다수의 센서로부터의 센싱값과 상기 초기 설정값의 차이를 토대로 상기 Z축에 대한 외부압력을 검출하는 제어장치;를 포함한다. The external pressure measuring device for the Z axis of the wafer prober according to the present invention includes a Z axis base for supporting a Z axis feeder for transferring the chuck plate to the Z axis, and a lower surface of the Z axis base to be attached to the chuck plate. A plurality of sensors installed at predetermined positions among the XY stages for feeding the XY axes to sense pressure; The sensing values of the plurality of sensors during initial installation of the wafer prober are stored as initial setting values, and the external pressure on the Z axis is detected based on the difference between the sensing values from the plurality of sensors and the initial setting values. It includes a control device.
웨이퍼 프로버(wafer prober), 로드셀(loadcell), 스트레인 게이지(strain gauge), 외부압력(outside pressure or payload) Wafer prober, load cell, strain gauge, outside pressure or payload
Description
본 발명은 웨이퍼 프로버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 프로버의 Z축에 가해지는 외부 압력을 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer prober, and more particularly, to an apparatus for measuring an external pressure applied to the Z axis of a wafer prober.
웨이퍼 프로버(Wafer Prober)는 웨이퍼 상의 칩(chip)들과 테스터(tester)를 연결하는 장치로서, 상기 테스터는 상기 웨이퍼 프로버를 통해 상기 웨이퍼 상의 칩들과 연결되어, 상기 칩들에 전기적인 신호를 제공하고 그 결과를 검사함으로써, 상기 칩들 각각의 이상 유무 또는 불량 여부를 판단한다.A wafer prober is a device that connects chips on a wafer and a tester. The tester is connected to chips on the wafer through the wafer prober to provide an electrical signal to the chips. By providing and inspecting the results, it is determined whether each of the chips is abnormal or defective.
상기한 웨이퍼 프로버의 동작을 도 1를 참조하여 설명한다.The operation of the wafer prober described above will be described with reference to FIG. 1.
다수의 칩이 형성된 웨이퍼(170)가 웨이퍼 이송장치(130)에 의해 척 플레이트(150)로 로딩되면, 상기 척 플레이트(150)는 이송장치(130)에 의해 상기 웨이퍼(170)에 구비된 다수의 칩의 패드들에 상기 프로브 카드(110)에 구비된 다수의 탐침이 정렬되어 접촉되도록 X, Y, Z방향으로 움직인다. 여기서, X,Y 축은 수평방향을, Z축은 수직방향을 지시한다. When the
상기 다수의 탐침이 상기 다수의 칩의 패드들에 각각 접촉되면, 테스터(100) 는 소정 프로그램에 따른 테스트 신호를 테스터 연결단자 및 다수의 탐침을 통해 상기 다수의 칩에 제공하고, 상기 다수의 칩은 상기 테스트 신호에 따른 출력신호를 상기 테스터(100)에 제공함으로써, 각 칩에 대한 전기적인 특성 테스트를 이행할 수 있게 한다.When the plurality of probes are in contact with pads of the plurality of chips, respectively, the
상기한 바와 같이 웨이퍼(170)에 형성된 미세한 패드들과 상기 프로브 카드(110)의 탐침들을 정확하게 접촉시키기 위해서는 상기 척 플레이트(150)의 위치제어가 매우 정밀하게 이루어져야만 한다.As described above, in order to accurately contact the fine pads formed on the
즉, 상기 웨이퍼(170)의 미세한 패드들 모두에 상기 프로브 카드(100)의 탐침들 각각 안정적으로 균일하게 접촉되어야 상기 웨이퍼(170)에 형성된 미세한 패드들에 대한 테스트가 가능하기 때문이다. That is, it is possible to test the fine pads formed on the
이에 종래에는 척 플레이트(150)의 Z축에 부착된 핀 카메라를 통해 웨이퍼(170)와 프로브 카드(110)의 위치를 확인하여, 상기 웨이퍼(170)와 프로브 카드(110)의 안정적으로 균일하게 접촉될 것으로 판단되는 위치까지 Z축 이동을 이행하였다. Therefore, in the related art, the position of the
상기한 바와 같이 척 플레이트(150)의 정밀한 위치 제어를 실현하기 위한 노력이 계속되는 상황에서, 상기 평판 형태의 척 플레이트(150)의 일측 또는 전면에 대해 외부 압력이 가해지는 것은 상기 척 플레이트(150)의 정밀한 위치 제어를 방해하는 주요 원인이 되었다. As described above, in an ongoing effort to realize precise position control of the
이에 종래에는 척 플레이트(150)에 일측 또는 전면에 대해 외부 압력이 가해지는 것을 검출하는 기술의 개발이 절실하게 요망되었다. In the prior art, the development of a technique for detecting that an external pressure is applied to one side or the front surface of the
본 발명은 웨이퍼 프로버의 척 플레이트의 Z축에 가해지는 외부압력을 측정하는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus for measuring an external pressure applied to the Z axis of a chuck plate of a wafer prober.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 웨이퍼 프로버의 Z축에 대한 외부압력 측정 장치는, 척 플레이트를 Z축으로 이송하는 Z축 이송장치를 지지하는 Z축 베이스와, 상기 Z축 베이스의 하면에 결착되어 상기 척 플레이트를 XY축으로 이송하는 XY 스테이지의 사이 중 미리 정해둔 위치들에 설치되어 압력을 센싱하는 다수의 센서; 상기 웨이퍼 프로버의 초기 설치시의 상기 다수의 센서의 센싱값을 초기 설정값으로 저장하고, 상기 다수의 센서로부터의 센싱값과 상기 초기 설정값의 차이를 토대로 상기 Z축에 대한 외부압력을 검출하는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The external pressure measuring device for the Z axis of the wafer prober according to the present invention for achieving the above object, the Z axis base for supporting the Z axis feeder for transferring the chuck plate to the Z axis, and the Z axis base A plurality of sensors attached to a lower surface and installed at predetermined positions among the XY stages for transferring the chuck plate to the XY axis to sense pressure; The sensing values of the plurality of sensors during initial installation of the wafer prober are stored as initial setting values, and the external pressure on the Z axis is detected based on the difference between the sensing values from the plurality of sensors and the initial setting values. It characterized in that it comprises a control device.
상기한 본 발명은 웨이퍼 프로버의 척 플레이트의 일측 또는 전면에 가해지는 외부 압력을 검출하여, 상기 척 플레이트의 정밀한 위치제어를 가능하게 하는 효과가 있다.The present invention described above has the effect of detecting the external pressure applied to one side or the entire surface of the chuck plate of the wafer prober to enable precise position control of the chuck plate.
다시 말해, 상기한 본 발명은 웨이퍼 프로버의 Z축 상단의 척 플레이트에 작용되는 외부 압력, 즉 프로버 카드 핀의 압력을 측정할 수 있어 임의의 압력을 프로그램을 통해 설정하여 Z축이 카드 핀과 접촉시킬 때 발생되는 핀의 압력을 알 수 있다. In other words, the present invention described above can measure the external pressure acting on the chuck plate on the upper Z axis of the wafer prober, that is, the pressure of the prober card pin, so that the Z axis can be set by using a program. It can know the pressure of the pin generated when contacting
또한 상기 외부압력이 설정 값 이상의 경우에는 Z축을 하강 또는 정지 시켜 Z축 상단에 놓인 웨이퍼와 카드 핀의 손상을 방지할 수 있으며, 웨이퍼 프로버 장치의 작업 준비시간을 단축시키며, 웨이퍼와 핀의 접촉 분포도를 확인할 수 있는 이점이 있다. In addition, when the external pressure is higher than the set value, the Z axis can be lowered or stopped to prevent damage to the wafer and the card pins placed on the Z axis, shorten the preparation time of the wafer prober device, and contact the wafer and the pins. There is an advantage that can confirm the distribution.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 척 플레이트 이송장치의 구조를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. The structure of the chuck plate transfer device of the wafer prober according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
상기 웨이퍼 프로버는 척 플레이트(200)와 지지대(202), 볼 스크류(204), 모터(206), Z축 베이스(208), 제1 내지 제4센서장치(2121~2124), XY 스테이지(210)를 구비한다.The wafer prober includes a
상기 척 플레이트(200)의 상측면에는 웨이퍼가 로딩되며, 상기 척 플레이트(200)의 하측면에는 지지대(202)가 설치된다. 상기 지지대(202)의 하측면 중앙부분과 Z축 베이스(208)의 중앙부분 사이에는 볼 스크류(204)가 설치된다. A wafer is loaded on an upper side of the
상기 볼 스크류(204)의 일측 종단이며 상기 Z축 베이스(208)의 중앙부분에는 상기 볼 스크류(204)에 회전력을 제공하는 모터(206)가 설치된다. 상기 모터(206)는 상기 볼 스크류(204)를 회전시켜 상기 볼 스크류(204)의 타측 종단에 연결된 척 플레이트(200)가 상하 이동, 즉 Z축 이송되게 한다. One end of the
상기 Z축 베이스(208)의 하측면에는 XY 스테이지(210)가 위치하며, 상기 XY 스테이지(210)는 Z축 베이스(208)의 XY축 이송되게 한다. An
상기 XY 스테이지(210) 상면의 네 가장자리는 제1 내지 제4센서(2121~2124)가 각각 설치되기 위한 돌출부들이 형성되며, 상기 Z축 베이스(208) 배면의 네 가장자리는 상기 제1 내지 제4센서(2121~2124)가 설치된 돌출부들이 각각 인입될 수 있게 하는 홀들이 형성된다. 이와 같은 돌출부들과 홀들은 XY 스테이지(210)의 이송시 편심하중에 대한 변형을 줄이기 위한 것이다. Four edges of the upper surface of the
상기 Z축 베이스(208)의 홀들과 상기 XY 스테이지(210)의 돌출부들 사이이에는 제1 내지 제4센서(2121~2124)가 설치된다. 상기 제1 내지 제4센서(2121~2124)는 상기 Z축 베이스(208)의 네 가장자리에 대해 수직으로 가해지는 압력을 센싱하고, 상기 센싱에 따른 센싱정보를 미도시된 마이크로 콘트롤러로 제공하여, 상기 센싱정보의 처리를 이행할 수 있게 한다. 즉, 본 발명은 제1 내지 제4센서(2121~2124)를 통해 각 위치에서 작용되는 외압의 크기 및, 척 플레이트(200) 전체에 작용하는 외압의 크기를 검출한다. 여기서, 전체에 작용하는 외압의 경우에는 제1 내지 제4센서(2121~2124)에 가해지는 압력에 대한 합산값을 통해 획득될 수 있다. First to
상기 제1 내지 제4센서(2121~2124)는 로드셀, 변위계, 스트레인 게이지, 캐패시터 센서 등의 압력센서를 채용한다. The first to
상기 제1 내지 제4센서(2121~2124)로서 채용되는 로드셀의 구성을 도 4를 참조하여 설명한다. The configuration of the load cells employed as the first to
상기 로드셀은 가압부(400), 측정부(402), 고정부(404)으로 구성된다. 상기 가압부(400)는 Z축 베이스(208)와 체결되어 상기 Z축 베이스(208)를 통해 전달되는 척 플레이트(200)에 작용하는 외부압력을 전달받는다. 상기 측정부(402)에는 스트 레인 게이지가 부착되어 상기 가압부(400)를 통해 전달되는 압력에 따라 변화하는 값을 출력한다. 또한 상기 측정부(402)의 스트레인 게이지는 주변 환경 변화에 대한 온도 보상을 이행한다. 상기 고정부(404)는 상기 로드셀의 고정을 위한 체결부를 구비한다. The load cell is composed of a
상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 Z축에 대한 외부압력 측정장치의 구성 및 동작을 도 5를 참조하여 설명한다. The configuration and operation of the external pressure measuring device for the Z axis of the wafer prober according to the preferred embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG.
상기 웨이퍼 프로버의 Z축에 대한 외부압력 측정장치(500)는 제1 내지 제4센서(2121~2124), ADC(502), 마이크로 콘트롤러(504), 표시장치(506), DAC(508), 통신모듈(510)로 구성된다. The external
상기 제1 내지 제4센서(2121~2124)는 상기 Z축 베이스(208)의 네 가장자리에 대해 수직으로 가해지는 압력을 센싱하고, 상기 센싱에 따른 센싱신호를 ADC(502)로 송신한다. 상기 ADC(502)는 상기 제1 내지 제4센서(2121~2124)로부터의 센싱신호를 센싱정보로서 AD 변환하여 마이크로 콘트롤러(504)로 송신한다. The first to
상기 마이크로 콘트롤러(504)는 상기 센싱정보를 제공받아 초기화시에 설정해둔 설정값과 상기 센싱정보간의 차이를 토대로 Z축에 대한 외부압력이 가해지는지 여부를 판단한다. 특히 마이크로 콘트롤러(504)는 제1 내지 제4센서(2121~2124)의 각 설치 위치에서 작용하는 외부압력의 크기 및 척 플레이트(300) 전체에 작용하는 외부압력의 크기를 검출한다. The
상기 외부압력이 검출되면, 상기 마이크로 콘트롤러(504)는 상기 설정값과 상기 센싱정보간의 차이에 따른 외부압력 검출정보를 DAC(508)를 통해 아날로그 신 호로 변환하여 표시장치(506)를 통해 출력한다. When the external pressure is detected, the
또한 상기 마이크로 콘트롤러(504)는 상기 외부압력 검출정보를 통신모듈(510)을 통해 메인 제어장치(512)로 전송한다. In addition, the
상기한 바와 같이 마이크로 콘트롤러(504)는 웨이퍼 프로버를 수평 설치한 후에 척 플레이트(200)의 네 가장자리에 가해지는 압력을 센싱한 값을 초기 설정값으로 저장하고, 이후 상기 마이크로 콘트롤러(504)는 상기 제1 내지 제4센서(2121~2124)로부터의 센싱정보와 상기 초기 설정값간의 차이를 토대로 외부압력을 검출한다. As described above, the
이는 웨이퍼 프로버의 척 플레이트 이송장치의 구조에 따라 척 플레이트(200)의 네 가장자리에 가해지는 압력이 상이하기 때문이다. This is because the pressure applied to the four edges of the
도 6은 척 플레이트(600)의 하측 중앙부분에 설치된 볼 스크류(604)의 구동력을 생성하는 모터(608)가 Z축 베이스(610)의 일측 가장자리에 설치되고, 상기 모터(608)의 구동력이 벨트(606)에 의해 볼 스크류(604)에 전달된다. FIG. 6 shows that a
이와 같이 Z축 베이스(610)의 중앙이 아닌 일측 가장자리에 모터(608) 등의 장치가 설치될 수 있으므로, 상기 Z측 베이스(610)와 XY 스테이지(612) 사이에 설치되는, 센서들(6141,6142)의 초기 설정값의 저장이 요구된다. As such, a device such as a
도 1은 일반적인 웨이퍼 프로버의 구조를 도시한 도면.1 is a view showing the structure of a typical wafer prober.
도 2 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 척 이송장치의 구조를 도시한 도면.2 and 6 are views showing the structure of the chuck transfer apparatus of the wafer prober according to the preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 Z축에 대한 외부압력 측정장치 설치예를 도시한 도면.3 is a view showing an example of installing an external pressure measuring device for the Z axis of the wafer prober according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력센서의 구조도.4 is a structural diagram of a pressure sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부압력 측정 장치의 구성도. 5 is a block diagram of an external pressure measuring device according to a preferred embodiment of the present invention.
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