KR101838604B1

KR101838604B1 - 프로버

Info

Publication number: KR101838604B1
Application number: KR1020150020878A
Authority: KR
Inventors: 슈지 아키야마; 카즈야 야노; 이사무 이노마타
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2018-03-14
Also published as: US20150226767A1; TW201543051A; US9684014B2; JP2015153860A; JP6276053B2; KR20150095584A

Abstract

기판의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있는 프로버를 제공한다. 프로버(10)는, 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼(W)가 재치되는 수평인 재치면(11a)를 가지는 스테이지(11)와, 이 스테이지(11)에 대향하는 프로브 카드(16)와, 수직인 회전축을 가지고, 또한 재치된 웨이퍼(W)의 둘레에서 원주 상 등간격으로 배치된 3 개의 롤러 기구(26)를 구비하고, 각 롤러 기구(26)는 웨이퍼(W)의 외주에 접하여 웨이퍼(W)를 수평면 내에서 회전시킨다.

Description

프로버{PROBER}

본 발명은 반도체 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스를 검사하는 프로버에 관한 것이다.

기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 '웨이퍼'라고 함)에 형성된 반도체 디바이스, 예를 들면 파워 디바이스 또는 메모리의 전기적 특성을 검사하는 기판 검사 장치로서 프로버가 알려져 있다.

프로버는, 다수의 프로브 니들(120)을 가지는 원판(圓板) 형상의 프로브 카드(121)(도 12 참조)와, 웨이퍼를 재치(載置)하여 상하 좌우로 자유롭게 이동하는 스테이지를 구비하고, 웨이퍼를 재치하는 스테이지가 프로브 카드(121)를 향해 이동함으로써, 각 프로브 니들(120)을 반도체 디바이스가 가지는 전극 패드 또는 땜납 범프에 접촉시켜, 각 프로브 니들(120)로부터 전극 패드 또는 땜납 범프에 검사 전류를 흐르게 함으로써 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사에서, 동일한 프로브 카드(121)를 이용한 채로, 당해 반도체 디바이스에 관하여 복수 종류의 검사를 행하는 경우가 있는데, 이 경우, 도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 예를 들면 180° 만큼 수평면 내에서 회전(이하, '수평 회전'이라고 함)시키고, 각 프로브 니들(120)에 접촉하는 전극 패드(130)를 변경한다.

종래, 스테이지는 수평 회전 가능하게 구성되는데, 스테이지의 회전 기구는 볼 나사를 이용한 슬라이드 기구로 이루어지고, 볼 나사에 나사 결합하는 슬라이더로서의 너트의 이동에 의해 스테이지를 회전시키기 때문에, 스테이지의 수평 회전량은 너트의 이동량으로 제한되어 겨우 ±7° ~ 8°로(예를 들면, 특허 문헌 2 참조), 웨이퍼(W)를 180°나 수평 회전시킬 수가 없다.

따라서, 웨이퍼(W)를 180°만큼 수평 회전시킬 시에는 일단, 웨이퍼(W)를 스테이지로부터 이탈시키고, 당해 웨이퍼(W)를 프로버의 로더 내에 배치된 회전대에 의해 수평 회전시킨 후, 재차 스테이지에 다시 재치한다.

일본특허공개공보 평07-297242호 일본특허공보 4971416호

그러나, 웨이퍼(W)를 로더 내에 배치된 회전대에 의해 수평 회전시킬 시에는, 웨이퍼(W)를 스테이지 및 회전대의 사이에서 왕복시킬 필요가 있어, 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하된다고 하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 기판의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있는 프로버를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 프로버는, 반도체 디바이스가 형성된 기판이 재치되는 수평인 재치면을 가지는 스테이지와, 상기 스테이지에 대향하는 프로브 카드를 구비하는 프로버에 있어서, 상기 스테이지의 둘레에 배치되고 수직인 회전축을 가지는 적어도 1 개의 롤러를 구비하고, 상기 롤러는 상기 기판의 외주에 접하여 상기 기판을 수평면 내에서 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 프로버는, 반도체 디바이스가 형성된 기판이 재치되는 수평인 재치면을 가지고, 수평면 내에서 회전 가능하게 지지된 원판 형상의 스테이지와, 상기 스테이지에 대향하는 프로브 카드를 구비하는 프로버에 있어서, 상기 스테이지의 둘레에 배치되고 수직인 회전축을 가지는 적어도 1 개의 롤러를 구비하고, 상기 롤러는 상기 스테이지의 외주에 접하여 상기 스테이지를 수평면 내에서 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 프로버는, 반도체 디바이스가 형성된 기판이 재치되는 수평인 재치면을 가지는 스테이지와, 상기 스테이지에 대향하는 프로브 카드를 구비하는 프로버에 있어서, 상기 스테이지는 상기 재치면의 중심부에 배치된 승강부와, 모터를 가지고, 상기 승강부는 상기 기판을 들어올리고, 상기 모터는 회전 구동력에 의해 상기 승강부를 수직인 회전축 중심으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 프로버는, 반도체 디바이스가 형성된 기판이 재치되는 수평인 재치면을 가지는 스테이지와, 상기 스테이지에 대향하는 프로브 카드와, 상기 스테이지의 상방에 배치되고 상기 스테이지와 대향 가능하도록 이동하는 이동 부재를 구비하는 프로버에 있어서, 상기 이동 부재는, 상기 기판의 중심부를 흡착하는 흡착 기구와, 모터를 가지고, 상기 모터는 회전 구동력에 의해 상기 흡착 기구를 수직인 회전축 중심으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 프로버는, 반도체 디바이스가 형성된 기판이 재치되는 수평인 재치면을 가지는 스테이지와, 상기 스테이지에 대향하는 프로브 카드를 구비하는 프로버에 있어서, 상기 스테이지로 상기 기판을 반송하는 반송 암을 구비하고, 상기 암은 상기 기판을 수평으로 재치하고, 또한 수직인 회전축 중심으로 회전하는 적어도 1 개의 롤러를 가지고, 상기 롤러는 상기 기판의 외주에 접하여 상기 기판을 수평면 내에서 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 스테이지의 둘레에 배치되고 수직인 회전축을 가지는 롤러는 기판의 외주에 접하여 기판을 수평면 내에서 회전시키므로, 롤러의 회전을 계속함으로써 기판을 수평면 내에서 큰 각도로 회전시킬 수 있고, 이로써 기판을 로더 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있다. 그 결과, 기판의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 스테이지의 둘레에 배치되고 수직인 회전축을 가지는 롤러는 스테이지의 외주에 접하여 스테이지를 수평면 내에서 회전시키므로, 롤러의 회전을 계속함으로써 스테이지와 함께 기판을 수평면 내에서 큰 각도로 회전시킬 수 있고, 이로써 기판을 로더 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있다. 그 결과, 기판의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 재치면의 중심부에 배치되고 기판을 들어올리는 승강부가 모터의 회전 구동력에 의해 수직인 회전축 중심으로 회전하므로, 모터의 회전을 계속함으로써 기판을 큰 각도로 회전시킬 수 있고, 이로써 기판을 로더 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있다. 그 결과, 기판의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판의 중심부를 흡착하는 흡착 기구가 모터의 회전 구동력에 의해 수직인 회전축 중심으로 회전하므로, 모터의 회전을 계속함으로써 기판을 큰 각도로 회전시킬 수 있고, 이로써 기판을 로더 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있다. 그 결과, 기판의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 반송 암의 롤러는 기판의 외주에 접하여 기판을 수평면 내에서 회전시키므로, 롤러의 회전을 계속함으로써 기판을 수평면 내에서 큰 각도로 회전시킬 수 있다. 즉, 기판을 로더 내에 배치된 회전대로 반송하지 않고, 기판을 반송 암이 수취하는 것만으로 기판을 큰 각도로 수평 회전시킬 수 있으므로, 기판을 로더 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있어, 기판의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로버의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 프로버의 본체의 내부 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에서의 스테이지의 둘레에 배치된 롤러 기구를 설명하기 위한 도로, 도 3a는 스테이지의 평면도이며, 도 3b는 각 롤러 기구의 측면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로버의 스테이지의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도로, 도 4a는 평면도이며, 도 4b는 도 4a에서의 선 IV-IV에 관한 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 프로버의 스테이지의 제 1 변형예의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 실시예에 따른 프로버의 스테이지의 제 2 변형예의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도로, 도 6a는 평면도이며, 도 6b는 도 6a에서의 선 VI-VI에 관한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로버의 스테이지의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도로, 도 7a는 평면도이며, 도 7b는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 프로버의 본체의 내부 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 9a ~ 도 9d는 도 8에서의 웨이퍼 회전 유닛이 실행하는 웨이퍼의 수평 회전 처리의 공정도이다.
도 10a ~도 10c는 도 8에서의 웨이퍼 회전 유닛이 실행하는 웨이퍼의 수평 회전 처리의 공정도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 프로버가 구비하는 반송 암의 구성을 개략적으로 도시한 도로, 도 11a는 평면도이며, 도 11b는 측면도이다.
도 12는 프로브 카드의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 13a 및 도 13b는 웨이퍼의 반도체 디바이스의 검사에서의 웨이퍼의 수평 회전의 모습을 설명하기 위한 공정도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로버에 대하여 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 프로버의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1에서, 프로버(10)는, 웨이퍼(W)를 재치하는 대략 원기둥 형상의 스테이지(11)를 내장하는 본체(12)와, 이 본체(12)에 인접하여 배치되는 로더(13)와, 본체(12)를 덮도록 배치되는 테스트 헤드(14)를 구비하고, 대구경, 예를 들면 직경이 300 mm 또는 450 mm의 웨이퍼(W)에 형성된 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행한다.

본체(12)는 내부가 공동의 하우징 형상을 나타내고, 천장부(12a)에는 스테이지(11)에 재치된 웨이퍼(W)의 상방에서 개구되는 개구부(12b)가 형성되고, 이 개구부(12b)에는, 대략 원판 형상의 프로브 카드 홀더(도시하지 않음)가 계합하고, 프로브 카드 홀더는 원판 형상의 프로브 카드(16)를 보지(保持)한다(후술의 도 2 참조). 스테이지(11)는 정부(頂部)에는 웨이퍼(W)가 재치되는 수평인 재치면(11a)이 형성되고, 프로브 카드(16)는 재치면(11a)에 재치된 웨이퍼(W)와 대향한다.

테스트 헤드(14)는 육면체 형상을 나타내고, 본체(12) 상에 설치된 힌지 기구(15)에 의해 상방향으로 회동 가능하게 구성된다. 테스트 헤드(14)가 본체(12)를 덮을 시, 이 테스트 헤드(14)는 콘택트 링(도시하지 않음)을 개재하여 프로브 카드(16)와 전기적으로 접속된다. 또한, 테스트 헤드(14)는 프로브 카드(16)로부터 전송되는 반도체 디바이스의 전기적 특성을 나타내는 전기 신호를 측정 데이터로서 기억하는 데이터 기억부 및 이 측정 데이터에 기초하여 검사 대상의 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 전기적인 결함의 유무를 판정하는 판정부(모두 도시하지 않음)를 가진다.

로더(13)는, 반송 용기인 FOUP(도시하지 않음)에 수용되는, 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼(W)를 취출하여 본체(12)의 스테이지(11)에 재치하고, 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 종료된 웨이퍼(W)를 스테이지(11)로부터 반출하여 FOUP에 수용한다. 또한, 로더(13)는 웨이퍼(W)를 수평 회전시키는 회전대(도시하지 않음)를 가진다.

프로브 카드(16)에서의 스테이지(11)의 대향면에는 다수의 프로브 니들(도시하지 않음)이 집중적으로 배치되고, 스테이지(11)는 프로브 카드(16) 및 웨이퍼(W)의 상대 위치를 조정하여 반도체 디바이스의 전극 패드 등을 각 프로브 니들에 접촉시킨다.

반도체 디바이스의 전극 패드 등을 각 프로브 니들에 접촉할 시, 테스트 헤드(14)는 프로브 카드(16)의 각 프로브 니들을 개재하여 반도체 디바이스에 검사 전류를 흘리고, 이 후, 프로브 카드(16)는 반도체 디바이스의 전기적 특성을 나타내는 전기 신호를 테스트 헤드(14)의 데이터 기억부로 전송하고, 이 데이터 기억부는 전송된 전기 신호를 측정 데이터로서 기억하고, 판정부는 기억된 측정 데이터에 기초하여 검사 대상의 반도체 디바이스의 전기적인 결함의 유무를 판정한다.

도 2는 도 1의 프로버의 본체의 내부 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2에서, 스테이지(11)는, 도면 중에 나타내는 Y 방향을 따라 이동하는 Y 방향 이동 유닛(18)과, 도면 중에 나타내는 X 방향을 따라 이동하는 X 방향 이동 유닛(19)과, 도면 중에 나타내는 Z 방향을 따라 이동하여 스테이지(11)를 프로브 카드(16)를 향해 이동시키는 Z 방향 이동 유닛(20)에 의해 지지된다.

Y 방향 이동 유닛(18)은 Y 방향을 따라 배치된 볼 나사(도시하지 않음)의 회동에 의해 Y 방향으로 고정밀도로 구동되고, 볼 나사는 스텝 모터인 Y 방향 이동 유닛용 모터(도시하지 않음)에 의해 회동된다. X 방향 이동 유닛(19)은 X 방향을 따라 배치된 볼 나사(19a)의 회동에 의해 X 방향으로 고정밀도로 구동된다. 볼 나사(19a)도 스텝 모터인 X 방향 이동 유닛용 모터(도시하지 않음)에 의해 회동된다.

본 실시예에서는, Y 방향 이동 유닛(18), X 방향 이동 유닛(19), Z 방향 이동 유닛(20)이 스테이지(11)를 도면 중 Y 방향, X 방향, Z 방향으로 이동 가능하며, 웨이퍼(W)를 재치하는 스테이지(11)를 프로브 카드(16)에 대향시킨다. 특히, Z 방향 이동 유닛(20)은 스테이지(11)를 도면 중 Z 방향을 따라 프로브 카드(16)를 향해 이동시키고, 웨이퍼(W)에서의 반도체 디바이스의 전극 패드 등을 각 프로브 니들에 접촉시킨다.

본체(12)의 내부에서는, 스테이지(11)에 인접하여 프로브 카드 홀더 가이드(21)가 배치된다. 프로브 카드 홀더 가이드(21)는, 프로브 카드(16)를 보지하는 프로브 카드 홀더를 지지 가능한 두 다리 형상의 포크(22)를 가지고, 도면 중 Y 방향 및 Z 방향에 관하여 이동 가능하게 구성되고, 프로브 카드(16)의 교환을 행한다.

또한 본체(12)의 내부에는, 스테이지(11) 및 프로브 카드 홀더 가이드(21)의 사이에서, ASU 카메라(23)와 니들 선단 연마 유닛(24)이 배치되고, 또한 스테이지(11)의 상방에는 얼라이먼트 브리지(25)(이동 부재)가 배치된다.

ASU 카메라(23) 및 니들 선단 연마 유닛(24)은 스테이지(11)에 고정적으로 접속되고, 도면 중 Y 방향, X 방향, Z 방향에 관하여 스테이지(11)와 함께 이동 가능하게 구성되고, 얼라이먼트 브리지(25)는 도면 중 Y 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 스테이지(11) 및 ASU 카메라(23)에 대향한다.

ASU 카메라(23)는 얼라이먼트 브리지(25)에 형성된 위치 확인용 마크(도시하지 않음)를 검지하여 본체(12)의 내부에서의 스테이지(11)의 정확한 위치를 확인한다. 니들 선단 연마 유닛(24)은 프로브 카드(16)를 향해 이동하여 프로브 카드(16)에서의 각 프로브 니들의 니들 선단을 연마한다.

스테이지(11)의 상단부의 둘레에는 수직인 회전축(Z 방향을 따르는 회전축)을 가지는 3 개의 롤러 기구(26)가, 재치면(11a)에 재치된 웨이퍼(W)의 둘레를 둘러싸도록 배치된다. 구체적으로, 도 3a에 도시한 바와 같이, 각 롤러 기구(26)는 수평면(도면 중 X 방향 및 Y 방향을 따라 연장되는 면) 내에서의 웨이퍼(W)와 동심의 원주 상에서 등간격(120° 피치)으로 배치된다.

각 롤러 기구(26)는, 도 3b에 도시한 바와 같이, 수직인 중심축(26a)과, 이 중심축(26a) 둘레에 체결되어 중심축(26a)과 함께 수직인 회전축 중심으로 회전하는 원판 형상의 롤러(26b)와, 중심축(26a)에 회전 구동력을 부여하는 모터(26c)와, 스테이지(11)의 측면에 고정되어 모터(26c)를 중심축(26a) 및 롤러(26b)와 함께 도면 중 화살표의 방향(Z 방향)으로 들어올리는 리프터(26d)를 가진다.

롤러 기구(26)에서는, 롤러(26b)가 외주에 가까워질수록 두께가 얇아지는 단면 테이퍼 형상을 나타내고, 롤러(26b)는 대략 외연에서 웨이퍼(W)의 외주에 접한다.

본 실시예에서는, 반도체 디바이스에 관하여 복수 종류의 검사를 행하기 위하여 웨이퍼(W)를 수평 회전시킬 시, 각 롤러 기구(26)에서, 각 리프터(26d)가 각 롤러(26b)를 들어올리는데, 웨이퍼(W)의 외주에는 3 개의 롤러(26b)가 접하기 때문에, 웨이퍼(W)는 3 개의 롤러(26b)와 함께 들어올려진다.

이 후, 모터(26c)가 중심축(26a)에 회전 구동력을 부여하여, 중심축(26a)과 함께 롤러(26b)를 수직인 회전축 중심으로 회전시키는데, 롤러(26b)의 회전에 의해 웨이퍼(W)도 회전 구동되어 수직인 회전축 중심으로 회전한다, 즉, 수평 회전한다. 이 때, 모터(26c)가 회전을 계속함으로써 웨이퍼(W)를 수평면 내에서 큰 각도(예를 들면, 180° 이상)로 회전시킬 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)를 큰 각도로 수평 회전시키기 위하여 당해 웨이퍼(W)를 로더(13) 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 3 개의 롤러(26b)가 웨이퍼(W)의 둘레에서 원주 상 등간격으로 배치되므로, 각 롤러(26b)에 의해 회전 구동되는 웨이퍼(W)를 안정적으로 지지할 수 있고, 이로써 웨이퍼(W)를 안정적으로 수평 회전시킬 수 있다.

이어서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로버에 대하여 설명한다.

본 실시예는 그 구성, 작용이 상술한 제 1 실시예와 기본적으로 동일하므로, 중복된 구성, 작용에 대해서는 설명을 생략하고, 이하, 상이한 구성, 작용에 대해서만 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 본 실시예에 따른 프로버의 스테이지의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도로, 도 4a는 평면도이며, 도 4b는 도 4a에서의 선 IV-IV에 관한 단면도이다.

도 4a 및 도 4b에서, 스테이지(11)와 Z 방향 이동 유닛(20)의 사이에는 대략 원기둥 형상의 베이스(27)(기대(基臺))가 개재되고, 스테이지(11)는 베이스(27)에 의해 수평 회전 가능하게 지지된다. 구체적으로, 스테이지(11)는 베이스(27)와 대향하는 면(하면)의 중심부에 반구 형상의 오목부(11b)를 가지고, 베이스(27)는 스테이지(11)와 대향하는 면(상면)의 중심부에 반구 형상의 볼록부(27a)를 가지고, 볼록부(27a)는 오목부(11b)에 여유있게 결합된다. 이에 의해, 스테이지(11)는 베이스(27)와는 독립하여 수평 회전한다.

스테이지(11)가 베이스(27)와는 독립하여 수평 회전할 시, 스테이지(11) 및 베이스(27)의 사이로 에어가 공급되어 스테이지(11)는 베이스(27)로부터 에어에 의해 부상하고, 스테이지(11)의 위치가 베이스(27)에 대하여 고정될 시, 스테이지(11)는 베이스(27)에 진공 흡착된다.

또한, 스테이지(11)의 둘레에는 수직인 회전축(Z 방향을 따르는 회전축)을 가지는 3 개의 롤러 기구(28)가, 스테이지(11)의 주위를 둘러싸도록 배치된다. 구체적으로, 도 4a에 도시한 바와 같이, 각 롤러 기구(28)는 수평면 내에서의 스테이지(11)와 동심의 원주 상에서 등간격(120° 피치)으로 배치된다.

각 롤러 기구(28)는, 도 4b에 도시한 바와 같이, 수직인 중심축(28a)과, 이 중심축(28a) 둘레에 체결되어 중심축(28a)과 함께 수직인 회전축 중심으로 회전하는 평원판 형상의 롤러(28b)와, 중심축(28a)에 회전 구동력을 부여하는 모터(28c)를 가지고, 롤러(28b)는 외주에서 스테이지(11)의 외주에 접한다.

본 실시예에서는, 웨이퍼(W)를 수평 회전시킬 시, 모터(28c)가 중심축(28a)에 회전 구동력을 부여하고, 중심축(28a)과 함께 롤러(28b)를 수직인 회전축 중심으로 회전시키는데, 롤러(28b)의 회전에 의해 스테이지(11)도 회전 구동되어 수평 회전한다. 이 때, 모터(28c)가 회전을 계속함으로써 스테이지(11)와 함께 재치면(11a)에 재치된 웨이퍼(W)를 수평면 내에서 큰 각도로 회전시킬 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)를 큰 각도로 수평 회전시키기 위하여 당해 웨이퍼(W)를 로더(13) 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에서도, 3 개의 롤러(28b)가 스테이지(11)의 둘레에서 원주 상 등간격으로 배치되므로, 각 롤러(28b)에 의해 회전 구동되는 스테이지(11)를 안정적으로 수평 회전시킬 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 베이스(27)의 볼록부(27a)가 스테이지(11)의 오목부(11b)에 여유있게 결합되고, 또한 스테이지(11)가 베이스(27)로부터 부상하므로, 스테이지(11)의 수평 회전 시에 작용하는 회전 마찰을 저감할 수 있어, 스테이지(11)를 원활하게 수평면 내에서 회전시킬 수 있다.

상술한 본 실시예에서는, 볼록부(27a) 및 오목부(11b)는 모두 반구 형상을 나타내는데, 볼록부(27a) 및 오목부(11b)의 형상은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 도 5 에 도시한 바와 같이 원추 형상을 나타내도 된다. 이 경우에도, 볼록부(27a)는 오목부(11b)에 여유있게 결합된다.

또한 상술한 본 실시예에서는, 스테이지(11)의 베이스(27)로부터의 부상에는 에어가 이용되었는데, 베이스(27) 내에 전자석을 매설하여, 스테이지(11)가 베이스(27)와는 독립하여 수평 회전할 시, 스테이지(11)를 베이스(27)로부터 자력에 의한 반발력에 의해 부상시키고, 스테이지(11)의 위치를 베이스(27)에 대하여 고정시킬 시, 스테이지(11)를 자력에 의한 흡착력에 의해 베이스(27)에 흡착시켜도 된다.

또한 상술한 본 실시예에서는, 스테이지(11)가 1 개의 부재(멤버)에 의해 구성되었지만, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 스테이지(11)를 수직 방향으로 중첩되어 서로 수평면 내에서 서로 독립하여 회전 가능하게 지지된 원판 형상의 2 개의 멤버(29, 30)로 구성해도 된다. 이 경우, 하측의 멤버(29)의 둘레에는 3 개의 롤러 기구(28)가 수평면 내에서의 멤버(29)와 동심의 원주 상에서 120° 피치로 배치되고, 상측의 멤버(30)의 둘레에도 3 개의 롤러 기구(28)가 수평면 내에서의 멤버(30)와 동심의 원주 상에서 120° 피치로 배치된다. 하측의 멤버(29)의 둘레의 각 롤러 기구(28)에서는, 모터(28c)가 중심축(28a)을 고속으로 회전 구동하고, 상측의 멤버(30)의 둘레의 각 롤러 기구(28)에서는, 모터(28c)가 중심축(28a)을 저속이지만 정밀하게 회전 구동한다. 이에 의해, 하측의 멤버(29)의 둘레의 각 롤러 기구(28)의 롤러(28b)는 하측의 멤버(29)를 큰 회전각으로 회전 구동하고, 상측의 멤버(30)의 둘레의 각 롤러 기구(28)의 롤러(28b)는 상측의 멤버(30)를 정밀하게 회전 구동한다.

이 때, 하측의 멤버(29)의 둘레의 각 롤러 기구(28)의 롤러(28b) 및 상측의 멤버(30)의 둘레의 각 롤러 기구(28)의 롤러(28b)를 동시에 회전 구동시키면, 스테이지(11)와 함께 재치면(11a)에 재치된 웨이퍼(W)를 원하는 회전각만큼 신속 또한 정확하게 수평 회전시킬 수 있다.

이어서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프로버에 대하여 설명한다.

본 실시예도 그 구성, 작용이 상술한 제 1 실시예와 기본적으로 동일하므로, 중복된 구성, 작용에 대해서는 설명을 생략하고, 이하, 상이한 구성, 작용에 대해서만 설명한다.

도 7a 및 도 7b는 본 실시예에 따른 프로버의 스테이지의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도로, 도 7a는 평면도이며, 도 7b는 측면도이다.

도 7a 및 도 7b에서, 스테이지(11)의 재치면(11a)의 중심부에는 재치된 웨이퍼(W)를 들어올리는 승강 유닛(31)(승강부)이 배치된다. 승강 유닛(31)은, 수직인 중심축(31a)과, 중심축(31a)에 접속되고 또한 웨이퍼(W)(도 7b에서 파선으로 나타냄)의 이면에 접촉하는 링 형상 부재로 구성되는 서포트(31b)와, 중심축(31a)에 회전 구동력을 부여하는 모터(31c)와, 중심축(31a)을 수직 방향으로 상하 이동시키는 리프터(31d)를 가지고, 평면에서 봤을 때의 서포트(31b)의 중심은 웨이퍼(W)의 중심과 일치한다.

본 실시예에서는, 웨이퍼(W)를 수평 회전시킬 시, 우선, 리프터(31d)가 중심축(31a)을 들어올리는데, 이 때, 웨이퍼(W)는 서포트(31b)와 함께 들어올려진다.

이 후, 모터(31c)가 중심축(31a)에 회전 구동력을 부여하여 중심축(31a)을 수직인 회전축 중심으로 회전시키는데, 중심축(31a)의 회전에 의해 웨이퍼(W)도 회전 구동되어 수평 회전한다. 이 때, 모터(31c)가 회전을 계속함으로써 웨이퍼(W)를 수평면 내에서 큰 각도로 회전시킬 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)를 큰 각도로 수평 회전시키기 위하여 당해 웨이퍼(W)를 로더(13) 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있어, 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 웨이퍼(W)의 이면에 접촉하는 서포트(31b)는 링 형상 부재로 구성되므로, 웨이퍼(W)를 안정적으로 지지할 수 있고, 또한 회전 질량을 저감 할 수 있어, 이로써 모터(31c)의 부담을 경감할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 프로버에 대하여 설명한다.

본 실시예도, 그 구성, 작용이 상술한 제 1 실시예와 기본적으로 동일하므로, 중복된 구성, 작용에 대해서는 설명을 생략하고, 이하, 상이한 구성, 작용에 대해서만 설명한다.

도 8은 본 실시예에 따른 프로버의 본체의 내부 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 8에서, 얼라이먼트 브리지(25)는 측방으로 돌출된 웨이퍼 회전 유닛(32)을 가지고, 웨이퍼 회전 유닛(32)은, 후술하는 도 9a에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심부를 흡착하는 척(32a)(흡착 기구)과, 척(32a)의 상방에 배치되는 모터(32b)와, 척(32a)을 수직 방향으로 상하 이동시키는 리프터(도시하지 않음)를 가진다. 모터(32b)는 척(32a)과 수직 방향에 관하여 동축 상에 배치되고, 회전 구동력을 부여하여 척(32a)을 수직인 회전축 중심으로 회전시킨다.

도 9a ~ 도 10c는 도 8에서의 웨이퍼 회전 유닛이 실행하는 웨이퍼의 수평 회전 처리의 공정도이다.

먼저, 얼라이먼트 브리지(25)가 스테이지(11)의 상방를 향해 이동하고(도 9a), 웨이퍼 회전 유닛(32)이 재치면(11a)에 재치된 웨이퍼(W)에 대향하면(도 9b), 리프터가 척(32a)을 강하시켜 웨이퍼(W)의 중지부에 접촉시킨다(도 9c).

이어서, 척(32a)이 웨이퍼(W)를 흡착하고, 또한 Z 방향 이동 유닛(20)이 스테이지(11)를 강하시켜 웨이퍼(W)를 스테이지(11)로부터 이탈시킨다(도 9d).

이어서, 모터(32b)가 척(32a)에 회전 구동력을 부여하여 척(32a)을 수직인 회전축 중심으로 회전시키는데, 웨이퍼(W)에는 척(32a)이 흡착되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)도 수평 회전한다. 이 때, 모터(32b)가 회전을 계속함으로써 웨이퍼(W)를 수평면 내에서 큰 각도로 회전시킬 수 있다.

이어서, 웨이퍼(W)를 원하는 각도만큼 수평 회전시킨 후, Z 방향 이동 유닛(20)이 스테이지(11)를 상승시켜 재치면(11a)에 웨이퍼(W)를 접촉시키고(도 10a), 또한 척(32a)이 웨이퍼(W)를 분리하고, 리프터가 척(32a)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 재치면(11a)에 재치시킨다(도 10b).

이어서, 얼라이먼트 브리지(25)가 스테이지(11)의 상방으로부터 대피하도록 이동하고(도 10c), 본 처리가 종료된다.

도 9a ~ 도 10c의 처리에 의하면, 웨이퍼(W)의 중심부를 흡착하는 척(32a)이 모터(32b)의 회전 구동력에 의해 수직인 회전축 중심으로 회전하므로, 모터(32b)의 회전을 계속함으로써 웨이퍼(W)를 큰 각도로 회전시킬 수 있고, 이로써 웨이퍼(W)를 로더(13) 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 척(32a)이 웨이퍼(W)를 흡착할 시에는, 진공 흡착, 전자 흡착 또는 정전 흡착 중 어느 하나를 이용해도 된다.

이어서, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 프로버에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 프로버(10)는, 로더(13)로부터 스테이지(11)로 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암(33)(도 11a 및 도 11b 참조)을 구비한다.

반송 암(33)은, 장척의 평판 형상 부재로 이루어지고, 상면(33a)에서 웨이퍼(W)를 수평 회전 가능하게 재치하고, 재치된 웨이퍼(W)의 둘레에는 수직인 회전축 중심으로 회전하는 3 개의 롤러(34)가, 상면(33a)에 재치된 웨이퍼(W)의 둘레를 둘러싸도록 배치된다. 구체적으로, 도 11a에 도시한 바와 같이, 각 롤러(34)는 수평면 내에서의 웨이퍼(W)와 동심의 원주 상에서 등간격으로 배치되고, 각 롤러(34)의 외주는 웨이퍼(W)의 외주에 접한다.

본 실시예에서는, 반도체 디바이스에 관하여 복수 종류의 검사를 행하기 위하여 웨이퍼(W)를 수평 회전시킬 시, 일단, 반송 암(33)이 웨이퍼(W)를 스테이지(11)로부터 수취하고, 반송 암(33)에서 각 롤러(34)를 수직인 회전축 중심으로 회전시킴으,로써, 웨이퍼(W)를 회전 구동하여 수평 회전시킨다. 이 때, 롤러(34)가 회전을 계속함으로써 웨이퍼(W)를 수평면 내에서 큰 각도로 회전시킬 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)를 로더(13) 내에 배치된 회전대로 반송하지 않고, 웨이퍼(W)를 반송 암(33)이 수취하는 것만으로 웨이퍼(W)를 큰 각도로 수평 회전시킬 수 있으므로, 웨이퍼(W)를 로더(13) 내에 배치된 회전대로 반송하여 수평 회전시킬 필요를 없앨 수 있어, 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 검사의 스루풋이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 3 개의 롤러(34)가 웨이퍼(W)의 둘레에서 원주 상 등간격으로 배치되므로, 각 롤러(34)에 의해 웨이퍼(W)를 안정적으로 수평 회전시킬 수 있다.

또한, 반송 암(33)에서의 웨이퍼(W)의 회전 각도 또는 위치를 정확하게 검출하기 위하여, 반송 암(33)은 상면(33a)에 재치된 웨이퍼(W)의 외주의 일부와 중첩되는 위치에 노치 창(33b)을 설치하고, 또한 노치 창(33b)을 사이에 두고 대향하도록, LED광(33c)을 조사하는 프리 얼라인 광조사기(33d)와, LED광(33c)의 수광기인 프리 얼라인 센서(33e)를 설치해도 된다(도 11b). 이 경우, 일부가 웨이퍼(W)의 외주부에 의해 차단되는 LED광(33c)을 프리 얼라인 센서(33e)에 의해 수광하여 당해 LED광(33c)의 차단 정도를 검출함으로써, 웨이퍼(W)의 회전 각도 또는 위치를 검출한다.

이상, 본 발명에 대하여 상기 실시예를 이용하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다.

예를 들면, 롤러 기구(26), 롤러 기구(28) 및 롤러(34)는 원주 상에 등간격으로 3 개 배치되었지만, 롤러 기구(26), 롤러 기구(28) 및 롤러(34)의 수는 3 개에 한정되지 않고, 웨이퍼(W) 또는 스테이지(11)를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키지 않고 수평 회전시킬 수 있으면, 롤러 기구(26), 롤러 기구(28) 및 롤러(34)의 수는 적어도 1 개여도 된다.

또한, 모터(26c), 모터(28c), 모터(31c) 및 모터(32b)는 각각 중심축(26a), 중심축(28a), 중심축(31a) 및 척(32a)을 직접 회전 구동해도 되고, 또는 캠 기어 트레인 등을 개재하여 회전 구동해도 된다.

W : 웨이퍼
10 : 프로버
11 : 스테이지
11a : 재치면
11b : 오목부
25 : 얼라이먼트 브리지
26, 28 : 롤러 기구
26b, 28b, 34 : 롤러
26c, 28c, 31c, 32b : 모터
27 : 베이스
27a : 볼록부
29, 30 : 멤버
31 : 승강 유닛
31b : 서포트
32 : 웨이퍼 회전 유닛
32a : 척
33 : 반송 암

Claims

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반도체 디바이스가 형성된 기판이 재치되는 수평인 재치면을 가지고, 수평면 내에서 회전 가능하게 지지된 원판 형상의 스테이지와, 상기 스테이지에 대향하고, 테스트 헤드에 전기적으로 접속되는 프로브 카드를 구비하는 프로버에 있어서,
상기 스테이지의 둘레에 배치되고 수직인 회전축을 가지는 적어도 1 개의 롤러를 구비하고,
상기 롤러는 상기 스테이지의 외주에 접하여 상기 스테이지를 수평면 내에서 회전시키고,
상기 스테이지는 기대에 지지되고,
상기 스테이지는 상기 기대와 대향하는 면의 중심부에 오목부를 가지고, 상기 기대는 상기 스테이지와 대향하는 면의 중심부에 볼록부를 가지고,
상기 볼록부는 상기 오목부에 여유있게 결합되는 것을 특징으로 하는 프로버.
제 3 항에 있어서,
복수의 상기 롤러가 상기 스테이지의 둘레에서 원주 상 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 프로버.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 스테이지는, 수직 방향으로 중첩되어 각각 수평면 내에서 회전 가능하게 지지된 원판 형상의 2 개의 멤버로 이루어지고, 일방의 상기 멤버의 외주에는 기설정된 각도 이상의 각도 회전용의 상기 롤러가 접하고, 타방의 상기 멤버의 외주에는 정밀 회전용의 상기 롤러가 접하는 것을 특징으로 하는 프로버.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 오목부는 반구 형상이고, 상기 볼록부는 반구 형상인 것을 특징으로 하는 프로버.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 오목부는 원추 형상이고, 상기 볼록부는 원추 형상인 것을 특징으로 하는 프로버.
제 6 항에 있어서,
상기 스테이지는, 수평면 내에서 회전할 시에는 공기에 의해 상기 기대로부터 부상하고, 위치가 고정될 시에는 상기 기대에 진공 흡착되는 것을 특징으로 하는 프로버.
제 6 항에 있어서,
상기 스테이지는, 수평면 내에서 회전할 시에는 자력에 의해 상기 기대로부터 부상하고, 위치가 고정될 시에는 자력에 의해 상기 기대에 흡착되는 것을 특징으로 하는 프로버.
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