KR101962100B1 - 반도체 장비용 센서 및 원형 매트릭스 센서 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따르면 반도체 장비용 센서는 제 1 유연 회로 기판; 제 2 유연 회로 기판; 상기 제 1 유연 회로 기판에 부착되는 제 1 압력 센서; 상기 제 2 유연 회로 기판에 부착되고, 상기 제 1 압력 센서와 마주하는 제 2 압력 센서; 상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서 사이에 구비되는 전도성 고무; 및 상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판을 접착하는 접착 레이어를 포함할 수 있다.

Description

반도체 장비용 센서 및 원형 매트릭스 센서{SENSOR FOR SEMICONDUCTOR EQUIPMENT AND CIRCULAR MATRIX SENSOR}
아래의 설명은 반도체 장비용 센서 및 원형 매트릭스 센서에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩은 제조된 후에, 반도체 칩의 신뢰성을 확인하기 위하여 각종 테스트가 실시된다. 각종 테스트는 반도체 칩의 모든 입출력 단자를 테스트 신호 발생 회로와 연결하여 정상적인 동작 및 단선 여부를 테스트하는 전기 테스트와, 상기 반도체 칩의 전원 입력단자 등 일부의 입출력 단자들을 테스트 신호 발생회로와 연결하여 정상 동작 조건보다 높은 온도, 전압 및 전류 등으로 스트레스를 인가하여 반도체 칩의 수명 및 결함 발생 여부를 체크하는 번인 테스트가 있다.
결과적으로, 반도체 칩은 정상 상태에서 사용될 때 어떤 장애를 일으킬 우려가 있는 결함, 예를 들어, 게이트 산화막의 절연막 파괴 등을 포함할 수 있다. 그러므로, 번인 테스트는 테스트를 실시하는 동안 결함이 발생된 칩을 검출하여 출하 전에 미리 제거함으로써 제품의 신뢰성을 보장할 수 있다.
반도체 칩에 인가되는 압력을 정확히 측정하는 것은 테스트에 있어서 매우 중요하다. 예를 들어, 번인 소켓의 소자 장착부에 센서를 장착하여, 반도체에 불필요한 압력이 인가되는지 여부를 감지할 수 있다. 센서는 반도체에 과도한 힘이 걸리는 것을 방지할 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은, 높은 측정 정밀도를 갖고, 반도체를 안정적으로 지지할 수 있는 반도체 장비용 센서를 제공하는 것이다.
일 실시 예의 목적은, 센서 노드의 조밀도를 요구되는 측정 정밀도에 비례하게 형성함으로써, 반도체 연마기의 압력을 정밀하게 측정할 수 있는 원형 매트릭스 센서를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따르면, 반도체 장비용 센서는, 제 1 유연 회로 기판; 제 2 유연 회로 기판; 상기 제 1 유연 회로 기판에 부착되는 제 1 압력 센서; 상기 제 2 유연 회로 기판에 부착되고, 상기 제 1 압력 센서와 마주하는 제 2 압력 센서; 상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서 사이에 구비되는 전도성 고무; 및 상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판을 접착하는 접착 레이어를 포함할 수 있다.
상기 제 1 압력 센서는, 제 1 방향으로 복수 개의 열을 이루며 형성되고, 상기 제 2 압력 센서는, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 복수 개의 열을 이루며 형성될 수 있다.
상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판이 서로 연결된 상태에서, 상기 접착 레이어는 상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서를 둘러쌀 수 있다.
상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판이 서로 연결된 상태에서, 상기 접착 레이어는 상기 전도성 고무를 둘러쌀 수 있다.
상기 제 1 유연 회로 기판은 상기 제 1 압력 센서가 부착되는 제 1 베이스와, 상기 제 1 베이스로부터 연장되는 제 1 연장부를 포함하고, 상기 제 2 유연 회로 기판은 상기 제 2 압력 센서가 부착되는 제 2 베이스와, 상기 제 2 베이스로부터 연장되는 제 2 연장부를 포함하고, 상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판이 서로 연결된 상태를 기준으로, 상기 제 1 연장부 및 제 2 연장부는 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 1 유연 회로 기판은, 상기 제 1 베이스로부터 상기 제 1 연장부와 반대 방향으로 연장되고, 상기 제 2 연장부에 접착되는 제 1 보강부를 더 포함하고, 상기 제 2 유연 회로 기판은 상기 제 2 베이스로부터 상기 제 2 연장부와 반대 방향으로 연장되고, 상기 제 1 연장부에 접착되는 제 2 보강부를 더 포함할 수 있다.
상기 접착 레이어는, 상기 제 1 베이스 및 제 2 베이스를 접착하는 제 1 접착부; 상기 제 1 접착부로부터 연장되고, 상기 제 1 연장부 및 제 2 보강부를 접착하는 제 2 접착부; 및 상기 제 1 접착부로부터 연장되고, 상기 제 1 보강부 및 제 2 연장부를 접착하는 제 3 접착부를 포함할 수 있다.
상기 전도성 고무 및 접착 레이어의 두께는 동일할 수 있다.
상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판은 절연 잉크를 도포하는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 반도체 장비용 센서는, 상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판 중 어느 하나의 레이어에 부착되는 리무버블 테이프를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서 제작 방법은, 제 1 회로를 정렬시킨 후 절연 잉크를 도포하여 제 1 유연 회로 기판을 제작하는 단계; 제 2 회로를 정렬시킨 후 절연 잉크를 도포하여 제 2 유연 회로 기판을 제작하는 단계; 상기 제 1 유연 회로 기판에 제 1 압력 센서를 부착하는 단계; 상기 제 2 유연 회로 기판에 제 2 압력 센서를 부착하는 단계; 상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서 사이에 전도성 고무를 배치하는 단계; 및 상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서가 마주하도록, 상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판을 접착하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서 제작 방법은, 정렬부를 포함하는 유연 회로 기판을 제작하는 단계; 상기 정렬부 상에 복수 개의 기준 홀을 형성하는 단계; 및 압력 센서의 중심이 상기 복수 개의 기준 홀의 중심에 배치되도록, 상기 유연 회로 기판 상에 상기 압력 센서를 부착시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서 제작 방법은, 상기 정렬부를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서는, 제 1 압력 센서가 하면에 배치되는 제 1 베이스와, 제 2 압력 센서가 상면에 배치되는 제 2 베이스와, 상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서 사이에 구비되는 전도성 고무와, 상기 제 1 베이스 및 제 2 베이스를 접착하는 접착 레이어를 구비하고, 상기 소자 장착부의 바닥면에 대응하는 형상 및 크기를 갖는 센싱 패드; 상기 제 1 베이스에 연결되고, 상기 소자 장착부로부터 외부로 연장 되는 제 1 연장부; 및 상기 제 2 베이스에 연결되고, 상기 소자 장착부로부터 외부로 연장되는 제 2 연장부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 원형 매트릭스 센서는, 제 1 유연 회로 기판; 제 2 유연 회로 기판; 상기 제 1 유연 회로 기판에 부착되고, 서로 지름이 다른 복수 개의 호 형상의 라인을 포함하는 제 1 압력 센서; 및 상기 제 1 압력 센서와 마주하도록 상기 제 2 유연 회로 기판에 부착되고, 복수 개의 방사상의 라인을 포함하는 제 2 압력 센서를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 호 형상의 라인은 동일한 포인트를 중심으로 형성되고, 상기 복수 개의 방사상의 라인의 각각의 연장선은 상기 포인트를 통과할 수 있다.
상기 제 2 압력 센서는, 동일한 포인트를 중심으로 방사상으로 배치되는 복수 개의 제 1 길이 방향 센서를 포함하고, 상기 복수 개의 제 1 길이 방향 센서 각각의 단부의 폭은, 인접한 2개의 상기 제 1 길이 방향 센서 사이의 최소 간격 보다 클 수 있다.
상기 제 2 압력 센서는, 상기 복수 개의 제 1 길이 방향 센서 사이에 구비되는 복수 개의 제 2 길이 방향 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 길이 방향 센서의 폭은 상기 제 2 길이 방향 센서의 폭과 동일할 수 있다.
상기 제 2 압력 센서를 이루는 상기 복수 개의 방사상의 열 중 홀수 번째 열은, 짝수 번째 열보다 상기 제 2 유연 회로 기판의 중심에 근접할 수 있다.
상기 복수 개의 호 형상의 라인 각각의 시작점 및 끝점 사이의 개구부는 동일한 방향을 향하도록 배치되고, 상기 제 1 유연 회로 기판은, 상기 제 1 압력 센서에 접촉하고, 상기 개구부를 통과하는 제 1 회로를 포함하고, 상기 제 2 유연 회로 기판은, 제 2 압력 센서에 접촉하는 제 2 회로를 포함할 수 있다.
상기 제 1 압력 센서는 상기 복수 개의 호 형상의 라인의 중심에 위치하는 제 1 포인트를 더 포함하고, 상기 제 2 압력 센서는, 상기 제 1 포인트에 오버랩되는 제 2 포인트를 더 포함할 수 있다.
상기 원형 매트릭스 센서는, 제 1 회로 및 제 2 회로 사이의 접촉을 방지하기 위한 절연 레이어를 더 포함할 수 있다.
상기 원형 매트릭스 센서는, 상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판 사이의 간격을 유지하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판 중 적어도 어느 하나의 레이어는, 상기 어느 하나의 레이어의 일면에 부착되어 상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판 사이의 간격을 유지하는 복수 개의 돌기를 포함할 수 있다.
상기 제 1 압력 센서 중 가장 큰 호 형상의 라인의 곡률 반지름의 1/2 이상의 곡률 반지름을 갖는 복수 개의 호 형상의 라인 중 서로 인접한 적어도 일부의 호 형상의 라인은, 상기 곡률 반지름의 1/2 미만의 곡률 반지름을 갖는 호 형상의 라인의 간격보다 좁은 간격을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 반도체 장비용 센서는 높은 측정 정밀도를 갖고, 반도체를 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 원형 매트릭스 센서는 상대적으로 높은 압력 측정 정밀도를 요구하는 부분에 조밀하게 배치되는 센서 노드를 포함하고, 상대적으로 낮은 압력 측정 정밀도를 요구하는 부분에 상대적으로 덜 조밀하게 배치되는 센서 노드를 구비함으로써, 효과적으로 압력을 측정할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 번인 소켓 및 반도체 장비용 센서를 나타내는 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서가 번인 소켓의 소자 장착부 내에 장착된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 I-I 절개선을 따라 절개한 반도체 장비용 센서의 단면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제 1 유연 회로 기판 및 제 1 압력 센서를 나타내는 평면도이다.
도 7은 전도성 고무가 삽입된 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서를 이용하여 측정한 압력 분포 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 전도성 고무가 미삽입된 비교 예에 따른 반도체 장비용 센서를 이용하여 측정한 압력 분포 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7 및 도 8의 시험 결과를 비교하여 도식화한 그래프이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서를 제작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 유연 회로 기판을 제작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 원형 매트릭스 센서의 사시도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 원형 매트릭스 센서의 분해 사시도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서가 서로 교차하여 센싱 노드를 형성하는 모습을 나타내는 평면도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 제 1 유연 회로 기판 및 제 1 압력 센서를 나타내는 평면도이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 제 2 유연 회로 기판 및 제 2 압력 센서를 나타내는 평면도이다.
도 17은 일 실시 예에 따른 제 2 압력 센서를 나타내는 부분 확대도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 번인 소켓 및 반도체 장비용 센서를 나타내는 사시도이다. 도 2는 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서가 번인 소켓의 소자 장착부 내에 장착된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서(1)는 번인 소켓(Burn-In socket, 90)의 소자 장착부(93) 내부에 장착 가능하다. 번인 소켓(90)은 회동 가능하게 장착되어 반도체 칩을 가압하기 위한 2개의 가압 플레이트(91, 92)와, 반도체 칩을 수용하기 위한 소자 장착부(93)를 포함할 수 있다.
반도체 장비용 센서(1)는, 반도체 칩(C)이 장착되어야 하는 번인 소켓(90)의 소자 장착부(93)의 바닥면에 반도체 칩(C) 대신 놓여질 수 있다. 반도체 장비용 센서(1)가 소자 장착부(93) 상에 올려진 상태에서, 2개의 가압 플레이트(91, 92)는 반도체 장비용 센서(1)를 가압할 수 있다. 이와 같은 상태에서 반도체 장비용 센서(1)에 인가되는 압력을 측정함으로써, 실제 번인 소켓(90)에 반도체 칩이 장착될 경우 반도체 칩에 인가될 압력을 측정할 수 있다.
반도체 장비용 센서(1)는 일 부분이 서로 접착되는 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)을 포함할 수 있다. 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)이 서로 마주보는 부분을 "센싱 패드"라고 할 수 있다. 상기 센싱 패드는 소자 장착부(93)에 장착될 반도체 칩에 대응하는 크기 및 형상을 가질 수 있다. 반도체 장비용 센서(1) 중 상기 센싱 패드는 소자 장착부(93)에 장착되고, 나머지 부분은 번인 소켓(90)의 외부로 연장되어 외부 시스템에 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있다. 반도체 장비용 센서(1)는 외부 시스템으로 반도체 장비용 센서(1)에 인가되는 압력 정보를 전달할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서의 사시도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른, 반도체 장비용 센서(1)는 제 1 유연 회로 기판(10), 제 2 유연 회로 기판(20), 제 1 압력 센서(31), 제 2 압력 센서(32), 전도성 고무(conductive rubber, 40), 접착 레이어(50) 및 리무버블 테이프(60)를 포함할 수 있다.
제 1 유연 회로 기판(10)은 제 1 회로(11), 제 1 베이스(12), 제 1 연장부(13), 제 1 보강부(14) 및 제 1 연결부(15)를 포함할 수 있다.
제 1 회로(11)는 제 1 압력 센서(31)의 신호를 수신하여 외부로 전달할 수 있다. 제 1 회로(11)는 제 1 압력 센서(31)의 개수와 동일한 개수로 복수 개 구비될 수 있다. 제 1 회로(11)의 일 단부는 제 1 베이스(12) 상에 배치되고, 타 단부는 제 1 연결부(15) 상에 배치되고, 중간부는 제 1 연장부(13) 상에 배치될 수 있다. 제 1 베이스(12) 상에 배치된 부분은 제 1 압력 센서(31)로부터 신호를 수신할 수 있고, 제 1 연결부(15) 상에 배치된 부분은 외부로 신호를 전달할 수 있다.
제 1 베이스(12)는 제 1 압력 센서(31)를 지지할 수 있다. 제 1 베이스(12)는 번인 소켓(90, 도 1 참조)의 소자 장착부(93, 도 1 참조)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 제 1 베이스(12)는 복수 개의 길이 방향 센서를 안정적으로 지지하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 베이스(12)는 사각형일 수 있다.
제 1 연장부(13)는 제 1 베이스(12)로부터 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제 1 연장부(13)는 제 1 베이스(12) 보다 얇은 폭을 가질 수 있다. 제 1 연장부(13)는 복수 개의 제 1 회로(11)를 안정적으로 지지할 수 있는 최소의 폭을 가질 수 있다. 제 1 연장부(13)의 폭이 얇을수록, 반도체 장비용 센서(1)가 번인 소켓(90, 도 1 참조)의 소자 장착부(93, 도 1 참조)의 바닥면으로부터 이격되는 것이 줄어들거나 방지될 수 있다. 예를 들어, 제 1 연장부(13)의 폭이 얇을수록, A 구역 및 B 구역(도 2 참조)에서, 제 1 유연 회로 기판(10)에 인가되는 힘이 작을 수 있다.
제 1 보강부(14)는, 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)의 부착 강도를 향상시킬 수 있다. 제 1 보강부(14)는 제 1 연장부(13)와 반대되는 방향으로, 제 1 베이스(12)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제 1 보강부(14)의 폭은 제 1 연장부(13)의 폭과 동일할 수 있다.
제 1 연결부(15)는 제 1 회로(11)가 외부 시스템에 안정적으로 연결될 수 있도록 보조할 수 있다. 제 1 연결부(15)는 제 1 연장부(13)의 일 단부에 연결될 수 있다.
제 2 유연 회로 기판(20)은 제 2 회로(21), 제 2 베이스(22), 제 2 연장부(23), 제 2 보강부(24) 및 제 2 연결부(25)를 포함할 수 있다.
제 2 회로(21)는 제 2 압력 센서(32)의 신호를 수신하여 외부로 전달할 수 있다. 제 2 회로(21)는 제 2 압력 센서(32)의 개수와 동일한 개수로 복수 개 구비될 수 있다. 제 2 회로(21)의 일 단부는 제 2 베이스(22) 상에 배치되고, 타 단부는 제 2 연결부(25) 상에 배치되고, 중간부는 제 2 연장부(23) 상에 배치될 수 있다. 제 2 베이스(22) 상에 배치된 부분은 제 2 압력 센서(32)로부터 신호를 수신할 수 있고, 제 2 연결부(25) 상에 배치된 부분은 외부로 신호를 전달할 수 있다.
제 2 베이스(22)는 제 2 압력 센서(32)를 지지할 수 있다. 제 2 베이스(22)는 번인 소켓(90, 도 1 참조)의 소자 장착부(93, 도 1 참조)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 제 2 베이스(22)는 복수 개의 길이 방향 센서를 안정적으로 지지하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 베이스(22)는 사각형일 수 있다. 제 2 베이스(22)는 제 1 베이스(12)와 대응하는 형상일 수 있다. 예를 들어, 제 2 베이스(22) 및 제 1 베이스(12)는 같은 크기 및 형상을 가질 수 있다.
제 2 연장부(23)는 제 2 베이스(22)로부터 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제 2 연장부(23)는 제 2 베이스(22) 보다 얇은 폭을 가질 수 있다. 제 2 연장부(23)는 복수 개의 제 2 회로(21)를 안정적으로 지지할 수 있는 최소의 폭을 가질 수 있다. 제 2 연장부(23)의 폭이 얇을수록, 반도체 장비용 센서(1)가 번인 소켓(90, 도 1 참조)의 소자 장착부(93)의 바닥면으로부터 이격되는 것이 줄어들거나 방지될 수 있다. 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)이 서로 접착된 상태를 기준으로, 제 2 연장부(23)는 제 1 보강부(14)와 동일한 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제 2 연장부(23)는 제 1 보강부(14)와 접착될 수 있다.
제 2 보강부(24)는, 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)의 부착 강도를 향상시킬 수 있다. 제 2 보강부(24)는 제 2 연장부(23)와 반대되는 방향으로, 제 2 베이스(22)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제 2 보강부(24)의 폭은 제 2 연장부(23)의 폭과 동일할 수 있다. 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)이 서로 접착된 상태를 기준으로, 제 2 보강부(24)는 제 1 연장부(13)와 동일한 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제 2 보강부(24)는 제 1 연장부(13)와 접착될 수 있다.
제 2 연결부(25)는 제 2 회로(21)가 외부 시스템에 안정적으로 연결될 수 있도록 보조할 수 있다. 제 2 연결부(25)는 제 2 연장부(23)의 일 단부에 연결될 수 있다.
제 1 압력 센서(31)는 제 1 유연 회로 기판(10)의 제 1 베이스(12)에 부착될 수 있다. 제 1 압력 센서(31)는 제 2 압력 센서(32)와 센싱 노드를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32) 사이의 거리는 반도체 장비용 센서(1)에 인가되는 힘의 크기에 따라 변화될 수 있다. 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)에 의해 형성되는 센싱 노드에서 측정된 전기적 신호는 제 1 회로(11) 및 제 2 회로(21)를 통해 외부로 전달되어 상기 센싱 노드에 인가되는 압력을 측정할 수 있다. 제 1 압력 센서(31)는 제 1 방향으로 복수 개의 열을 이루며 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 압력 센서(31)는 제 1 베이스(12)로부터 제 1 연장부(13)가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 배치될 수 있다. 제 1 압력 센서(31)는 예를 들어, 힘 감지 저항(Force Sensitive Resistor, FSR)일 수 있다.
제 2 압력 센서(32)는 제 1 유연 회로 기판(10)의 제 1 베이스(12)에 부착될 수 있다. 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)이 서로 접착된 상태를 기준으로, 제 2 압력 센서(32)는 제 1 압력 센서(31)와 마주할 수 있다. 제 2 압력 센서(32)는 제 2 방향으로 복수 개의 열을 이루며 형성될 수 있다. 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 교차할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향 및 제 2 방향은 직교할 수 있다. 예를 들어, 제 2 압력 센서(32)는 제 2 베이스(22)로부터 제 2 연장부(23)가 연장되는 방향과 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 제 2 압력 센서(32)는 예를 들어, 힘 감지 저항일 수 있다.
전도성 고무(40)는 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32) 사이에 구비될 수 있다. 예를 들어, 전도성 고무(40)는 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20) 사이에 샌드위치 되어, 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)가 직접적으로 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 도 7 내지 도 9에서 후술하는 바와 같이 첫째, 전도성 고무(40)는 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)의 압력 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 전도성 고무(40)는 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)가 선형적으로 압력을 측정할 수 있도록 보조할 수 있다. 또한, 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)가 측정할 수 있는 압력의 최대 한계 값을 증가시킬 수 있다.
또한, 전도성 고무(40)는 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)의 내구도를 향상시킬 수 있다. 전도성 고무(40)는 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)에 인가되는 충격을 흡수하는 댐퍼 역할을 할 수 있다.
접착 레이어(50)는 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)을 접착시킬 수 있다. 접착 레이어(50)는, 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)이 서로 연결된 상태에서, 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)를 둘러쌀 수 있다. 접착 레이어(50)는 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32)가 상대적으로 흔들리는 것을 방지하고, 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지함으로써 측정 정밀도를 유지시킬 수 있다.
접착 레이어(50)는, 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)이 서로 연결된 상태에서, 전도성 고무(40)를 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 접착 레이어(50)의 내면은 전도성 고무(40)의 외면에 접촉할 수 있다. 접착 레이어(50)는 전도성 고무(40)의 상하좌우의 병진 운동 및 회전 운동을 방지할 수 있다. 접착 레이어(50)는 전도성 고무(40)가 제 1 압력 센서(31) 및 제 2 압력 센서(32) 내부에서 흔들리는 것을 방지함으로써, 측정 정밀도를 유지시킬 수 있다.
접착 레이어(50)는 제 1 접착부(51), 제 2 접착부(52) 및 제 3 접착부(53)를 포함할 수 있다.
제 1 접착부(51)는 제 1 베이스(12) 및 제 2 베이스(22)를 접착할 수 있다. 각각의 베이스(12, 22) 중 압력 센서(31, 32)가 배치되지 않은 테두리 부분을 "베젤 영역"이라고 할 때, 제 1 접착부(51)는 제 1 베이스(12)의 베젤 영역과 제 2 베이스(22)의 베젤 영역을 접착할 수 있다. 제 1 접착부(51)의 폭은 제 1 베이스(12) 및/또는 제 2 베이스(22)의 베젤 영역의 폭과 대략 동일할 수 있다. 제 1 접착부(51)는 전도성 고무(40)를 둘러쌀 수 있다.
제 2 접착부(52)는 제 1 접착부(51)로부터 일 방향으로 연장되고, 제 1 연장부(13) 및 제 2 보강부(24)를 접착할 수 있다. 예를 들어, 제 2 접착부(52)의 폭은 제 1 연장부(13) 및/또는 제 2 보강부(24)의 폭과 대략 동일할 수 있다.
제 3 접착부(53)는 제 1 접착부(51)로부터 타 방향으로 연장되고, 제 1 연장부(13) 및 제 2 보강부(24)를 접착할 수 있다. 예를 들어, 제 3 접착부(53)는 제 2 접착부(52)와 반대되는 방향으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 제 3 접착부(53)의 폭은 제 1 보강부(14) 및/또는 제 2 연장부(23)의 폭과 대략 동일할 수 있다.
제 1 베이스(12), 제 2 베이스(22), 제 1 압력 센서(31), 제 2 압력 센서(32), 전도성 고무(40) 및 제 1 접착부(51)는 "센싱 패드"로 지칭될 수 있다. 상기 센싱 패드는 번인 소켓(90, 도 1 참조)의 소자 장착부(93, 도 1 참조)의 바닥면과 대응하는 형상을 가질 수 있다.
리무버블 테이프(60)는 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20) 중 어느 하나의 레이어에 부착될 수 있다. 예를 들어, 리무버블 테이프(60)는 제 2 유연 회로 기판(20)의 하면에 부착될 수 있다. 리무버블 테이프(60)는 반복적으로 탈부착 가능한 비닐 커버(미도시)를 포함할 수 있다. 리무버블 테이프(60)는 반도체 장비용 센서(1)가 안정적으로 번인 소켓(90, 도 1 참조)의 소자 장착부(93, 도 1 참조)에 장착될 수 있도록 보조할 수 있다.
도 5는 도 3의 I-I 절개선을 따라 절개한 반도체 장비용 센서의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전도성 고무(40) 및 접착 레이어(50)의 두께는 동일할 수 있다. 예를 들어, 전도성 고무(40)의 두께와, 접착 레이어(50)의 제 1 접착부(51)의 두께는 동일할 수 있다. 이와 같은 경우, 제 1 베이스(12) 및/또는 제 2 베이스(22)는 전도성 고무(40) 및 접착 레이어(50)의 제 1 접착부(51) 사이의 경계 부분에서 굴곡되지 않고, 직선 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 제 1 베이스(12) 및 제 2 베이스(22)는 안정적인 접착 상태를 유지할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제 1 유연 회로 기판 및 제 1 압력 센서를 나타내는 평면도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 제 1 유연 회로 기판(10)의 평면도이다. 제 1 유연 회로 기판(10)은 제 1 회로(11), 제 1 베이스(12), 제 1 연장부(13), 제 1 보강부(14), 제 1 연결부(15) 및 정렬부(16)를 포함할 수 있다.
정렬부(16)는 제 1 베이스(12)를 둘러싸는 정사각형 형상의 플레이트일 수 있다. 정렬부(16)의 꼭지점 부근에는 기준 홀(161)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 정렬부(16)는 제 1 베이스(12)와 중심을 공유하는 정사각형 형상일 수 있고, 기준 홀(161)은 각각 정렬부(16)의 꼭지점에서 가로 방향으로 10mm, 세로 방향으로 10mm 이격된 곳에 형성되는 홀일 수 있다. 기준 홀(161)은 총 4개 형성될 수 있다. 제 1 회로(11) 및 제 1 압력 센서(31)는 정렬부(16)가 구비된 상태로 배치 및 설치될 수 있고, 제 1 회로(11) 및 제 1 압력 센서(31)가 설치된 이후에, 정렬부(16)가 제거될 수 있다. 이와 같은 방식으로 제 1 유연 회로 기판(10) 및 제 2 유연 회로 기판(20)이 올바르게 정렬된 상태에서 접착시키면서도, 각각의 유연 회로 기판(10, 20)의 베이스(12, 22) 상의 베젤 영역을 최소화함으로써, 결과적으로 반도체 장비용 센서(1)의 압력 측정 영역을 최대화시킬 수 있다.
도 7은 전도성 고무가 삽입된 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서를 이용하여 측정한 압력 분포 시험 결과를 나타내는 도면이고, 도 8은 전도성 고무가 미삽입된 비교 예에 따른 반도체 장비용 센서를 이용하여 측정한 압력 분포 시험 결과를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 7 및 도 8의 시험 결과를 비교하여 도식화한 그래프이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 전도성 고무(40)가 삽입된 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서(1)의 경우, 노이즈가 없으며, 재현성이 우수하고, 정성적인 면압 형태가 우수한 장점을 가짐에 반하여, 전도성 고무(40)가 미삽입된 비교 예에 따른 반도체 장비용 센서의 경우 센서가 빨리 포화되고, 재현성이 떨어지며, 면압의 단계적인 분포가 제대로 보이지 않는다는 점을 확인할 수 있다.
구체적으로, 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서(1)의 경우, 비교 예에 따른 반도체 장비용 센서와 비교하여 압력 측정 정밀도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 비교 예에 따른 반도체 장비용 센서의 경우 압력이 증가함에 따라서 측정되는 신호가 계단식으로 증가되는 것을 확인할 수 있으나, 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서(1)의 경우 선형적으로 압력을 측정할 수 있으므로, 압력의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서(1)의 경우, 비교 예에 따른 반도체 장비용 센서와 비교하여 압력의 최대 측정 한계 값을 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 비교 예에 따른 반도체 장비용 센서의 경우 압력이 증가함에 따라서 측정되는 신호가 급격하게 증가되어 센서가 빠르게 포화되는 것을 확인할 수 있으나, 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서(1)의 경우 압력 증가율이 비교적 완만하여 압력의 최대 측정 한계 값을 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
도 10은 일 실시 예에 따른 반도체 장비용 센서를 제작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 반도체 장비용 센서를 제작하는 방법은, 제 1 회로를 정렬시킨 후 절연 잉크를 도포하여 제 1 유연 회로 기판을 제작하는 단계(801)와, 제 2 회로를 정렬시킨 후 절연 잉크를 도포하여 제 2 유연 회로 기판을 제작하는 단계(802)와, 제 1 유연 회로 기판에 제 1 압력 센서를 부착하는 단계(803)와, 제 2 유연 회로 기판에 제 2 압력 센서를 부착하는 단계(804)와, 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서 사이에 전도성 고무를 배치하는 단계(805)와, 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서가 마주하도록, 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판을 접착하는 단계(806)를 포함할 수 있다.
단계(801)에서, 절연 잉크를 도포하는 것은 스프레이 도포 방식, 디스펜싱 방식 및 스크린프린팅 방식 중 어느 하나의 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스펜싱(dispensing) 방식은, 절연 액체를 제 1 회로 상에 뿌린 후 프레스로 가압하여 액체가 제 1 회로 주변에 골고루 분포되도록 하는 방식이다. 이와 같은 절연 잉크 도포를 통해, 제 1 유연 회로 기판의 두께를 줄일 수 있다. 제 1 유연 회로 기판의 두께가 감소할 경우, 반도체 장비용 센서가 번인 소켓에 장착되었을 때를 기준으로, A구역 및 B구역(도 2 참조)에서 제 1 회로의 단선 위험이 감소할 수 있다.
마찬가지로, 단계(802)를 통해, 제 2 유연 회로 기판의 두께를 줄일 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 유연 회로 기판을 제작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11을 참조하면, 일 실시 예에 따른 유연 회로 기판을 제작하는 방법은, 정렬부를 포함하는 유연 회로 기판을 제작하는 단계(901), 정렬부 상에 복수 개의 기준 홀을 형성하는 단계(902), 압력 센서의 중심이 복수 개의 기준 홀의 중심에 배치되도록, 유연 회로 기판 상에 상기 압력 센서를 부착시키는 단계(903) 및 정렬부를 제거하는 단계(904)를 포함할 수 있다.
단계(901)에서, 회로 및 압력 센서를 안정적으로 배치 및 설치하기 위한 정렬부(16, 도 6 참조)를 형성할 수 있다.
단계(902)에서, 정렬부 상의 꼭지점에 복수 개의 정렬부 상에 복수 개의 기준 홀을 형성할 수 있다. 기준 홀은 회로 및 압력 센서가 설치되는 위치를 가이드할 수 있다.
단계(903)에서, 압력 센서의 중심이 복수 개의 기준 홀의 중심에 배치되도록, 유연 회로 기판 상에 상기 압력 센서를 부착시킬 수 있다.
단계(904)에서, 정렬부를 제거함으로써 유연 회로 기판 제작을 완료할 수 있다.
이상의 단계 901 내지 단계 904를 통하여, 앞서 설명한 제 1 유연 회로 기판(10) 및/또는 제 2 유연 회로 기판(20)을 제작할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 원형 매트릭스 센서의 사시도이고, 도 13은 일 실시 예에 따른 원형 매트릭스 센서의 분해 사시도이고, 도 14는 일 실시 예에 따른 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서가 서로 교차하여 센싱 노드를 형성하는 모습을 나타내는 평면도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 일 실시 예에 따른 원형 매트릭스 센서(2)는 제 1 유연 회로 기판(110), 제 2 유연 회로 기판(120), 제 1 압력 센서(131), 제 2 압력 센서(132), 스페이서(140), 절연 레이어(150) 및 커버 레이어(190)를 포함할 수 있다.
제 1 유연 회로 기판(110)은, 제 1 회로(111), 제 1 베이스(112), 제 1 연장부(113) 및 복수 개의 돌기(114)를 포함할 수 있다.
제 1 회로(111)는 제 1 압력 센서(131)의 신호를 수신하여 외부로 전달할 수 있다. 제 1 회로(111)는 제 1 압력 센서(131)의 개수와 동일한 개수로 구비될 수 있다. 제 1 회로(111)의 일 부분은 제 1 베이스(12) 상에 배치되고, 타 부분은 제 1 연장부(113) 상에 배치될 수 있다. 제 1 베이스(112) 상에 배치된 부분은 제 1 압력 센서(131)로부터 신호를 수신할 수 있고, 제 1 연장부(113) 상에 배치된 부분은 외부로 신호를 전달할 수 있다.
제 1 베이스(112)는 제 1 압력 센서(131)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 제 1 베이스(112)는 제 1 압력 센서(131) 중 가장 큰 호 형상의 라인의 지름 보다 큰 모서리 길이를 갖는 사각형 형상일 수 있다.
제 1 연장부(113)는 제 1 베이스(112)로부터 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제 1 연장부(113)는 제 1 회로(111)를 외부 시스템에 안정적으로 연결시킬 수 있다.
복수 개의 돌기(114)는 제 1 유연 회로 기판(110) 상에 구비될 수 있다. 복수 개의 돌기(114)는 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120)이 서로 소정 거리만큼 이격되게 할 수 있다. 도면 상에서, 복수 개의 돌기(114)가 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120) 모두에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120) 중 어느 하나의 회로 기판 상에만 배치될 수도 있다. 복수 개의 돌기(114)에 의하면, 제 1 유연 회로 기판(110) 또는 제 2 유연 회로 기판(120)의 자중에 의해 원형 매트릭스 센서(2)에서 압력을 오감지하는 문제를 방지할 수 있다.
제 2 유연 회로 기판(120)은, 제 2 회로(121), 제 2 베이스(122), 제 2 연장부(123) 및 복수 개의 돌기(124)를 포함할 수 있다.
제 2 회로(121)는 제 2 압력 센서(132)의 신호를 수신하여 외부로 전달할 수 있다. 제 2 회로(121)는 제 2 압력 센서(132)의 개수와 동일한 개수로 구비될 수 있다. 제 2 회로(121)의 일 부분은 제 2 베이스(122) 상에 배치되고, 타 부분은 제 2 연장부(123) 상에 배치될 수 있다. 제 2 베이스(122) 상에 배치된 부분은 제 2 압력 센서(132)로부터 신호를 수신할 수 있고, 제 2 연장부(123) 상에 배치된 부분은 외부로 신호를 전달할 수 있다.
제 2 베이스(122)는 제 2 압력 센서(132)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 제 2 베이스(122)는 제 2 압력 센서(132) 중 가장 큰 호 형상의 라인의 지름 보다 큰 모서리 길이를 갖는 사각형 형상일 수 있다.
제 2 연장부(123)는 제 2 베이스(122)로부터 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제 2 연장부(123)는 제 2 회로(121)를 외부 시스템에 안정적으로 연결시킬 수 있다.
복수 개의 돌기(124)는 제 2 유연 회로 기판(120) 상에 구비될 수 있다.
제 1 압력 센서(131)는 제 1 유연 회로 기판(110)의 제 1 회로(111) 에 연결될 수 있다. 제 1 압력 센서(131)는 서로 지름이 다른 복수 개의 호 형상의 라인을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 호 형상의 라인은 동일한 포인트를 중심으로 형성되고, 서로 오버랩되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 복수 개의 호 형상의 라인의 일부는 일정한 간격으로 이격 배치될 수 있다. 복수 개의 호 형상의 라인 각각의 시작점 및 끝점 사이의 개구부(131a)는 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 제 1 회로(111)는 상기 개구부(131a)를 통과하는 경로를 따라 제 1 연장부(113)로 향할 수 있다.
제 2 압력 센서(132)는 제 2 유연 회로 기판(120)의 제 2 회로(121) 에 연결될 수 있다. 제 2 압력 센서(132)는 제 1 압력 센서(131)와 마주할 수 있다. 제 2 압력 센서(132)는 동일한 포인트를 중심으로 외측으로 연장되는 복수 개의 방사상의 라인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 압력 센서(132)의 복수 개의 방사상의 라인은 일정한 각도로 이격 배치될 수 있다.
제 1 압력 센서(131) 및 제 2 압력 센서(132) 사이의 거리는 인가되는 힘의 크기에 따라 변화될 수 있다. 제 1 압력 센서(131) 및 제 2 압력 센서(132)에 의해 형성되는 센싱 노드에서 측정되는 전기적 신호는 제 1 회로(111) 및 제 2 회로(121)를 통해 외부로 전달되어 상기 센싱 노드에 인가되는 압력을 측정할 수 있다.
제 1 압력 센서(131) 및 제 2 압력 센서(132)가 서로 오버랩되는 부분을 "센싱 노드(n)"라고 지칭할 수 있다. 센싱 노드(n)는 정밀한 압력 측정이 요구되는 부분에 조밀하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 센싱 노드(n)는 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120)의 중심 부분 및/또는 테두리 부분에 조밀하게 형성될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 원형 매트릭스 센서(2)를 통해 측정하고자 하는 측정 대상, 예를 들면, 반도체 전공정인 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에서 사용되는 연마기의 압력을 효과적으로 측정할 수 있다.
제 2 압력 센서(132)는 중심의 동일한 포인트를 중심으로 외측으로 연장되는 방사상의 라인을 포함하므로, 원형 매트릭스 센서(2)의 중앙 영역과 같이 제 1 압력 센서(131)의 복수개의 라인들이 동일한 간격을 가질 경우, 중심으로 갈수록 센싱 노드(n)가 조밀해질 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 원형 매트릭스 센서(2)의 중심 영역에 작용하는 압력을 영역별로 세밀하게 측정할 수 있다.
한편, 제 1 압력 센서(131) 중 가장 큰 호 형상의 라인의 곡률 반지름의 1/2 이상의 곡률 반지름을 갖는 복수 개의 호 형상의 라인 중 서로 인접한 적어도 일부의 호 형상의 라인은, 상기 곡률 반지름의 1/2 미만의 곡률 반지름을 갖는 호 형상의 라인의 간격보다 좁은 간격을 가질 수 있다. 다시 말하면, 테두리 부분의 센싱 노드(n)가 조밀하게 배치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 원형 매트릭스 센서(2)의 외주부에 작용하는 압력을 영역별로 세밀하게 측정할 수 있다.
도 14 등에 개시된 일 실시 예에 따르면 웨이퍼를 연마하는 과정에서 라디컬 및 이온의 불균일이 발생하기 쉬운 웨이퍼의 외주부와 중앙부에 작용하는 연마기의 압력을 영역별로 세밀하게 측정할 수 있다.
스페이서(140)는 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120)을 접착시킬 수 있다. 또한, 스페이서(140)는 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120) 사이의 간격을 유지할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(140)는 제 1 압력 센서(131) 및 제 2 압력 센서(132)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 스페이서(140)는 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120)의 테두리를 따라 배치될 수 있다. 스페이서(140)는 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120)의 테두리 부분이 서로 접착하지 않도록 보조할 수 있다. 스페이서(140)는 초기 상태에서 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120)이 서로 이격되도록 보조할 수 있다.
절연 레이어(150)는 제 1 회로(111) 및 제 2 회로(121)가 직접적으로 접촉하거나, 제작 오차 등에 의해 예상치 못하게 상호 전기적 영향을 미치는 문제를 방지할 수 있다.
커버 레이어(190)는 제 1 압력 센서(131)의 위치를 외부로 표시하는 표시부(191)를 포함할 수 있다. 커버 레이어(190)는 제 1 유연 회로 기판(110)의 상면에 부착될 수 있고, 표시부(191)는 제 1 유연 회로 기판(110)의 하면에 부착되는 제 1 압력 센서(131)와 대응되는 형상을 표시할 수 있다.
도 15는 일 실시 예에 따른 제 1 유연 회로 기판 및 제 1 압력 센서를 나타내는 평면도이고, 도 16은 일 실시 예에 따른 제 2 유연 회로 기판 및 제 2 압력 센서를 나타내는 평면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 일 실시 예에 따른 제 1 압력 센서(131)는 내측 호 형상의 라인(1311), 외측 호 형상의 라인(1312), 제 1 포인트(1313) 및 최외측 호 형상의 라인(1314)을 포함할 수 있다.
내측 호 형상의 라인(1311)은 상대적으로 넓은 간격으로 일정 간격을 이루며 복수 개가 배치될 수 있다.
외측 호 형상의 라인(1312)은 상대적으로 좁은 간격으로 일정 간격을 이루며 복수 개가 배치될 수 있다.
제 1 포인트(1313)는 복수 개의 호 형상의 라인, 즉, 내측 호 형상의 라인(1311) 및 외측 호 형상의 라인(1312)의 중심에 위치할 수 있다.
최외측 호 형상의 라인(1314)은 외측 호 형상의 라인(1312)으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 최외측 호 형상의 라인(1314) 및 외측 호 형상의 라인(1312) 사이의 간격은, 외측 호 형상의 라인(1312) 및 내측 호 형상의 라인(1311) 사이의 간격 보다 클 수 있다.
제 2 압력 센서(132)는 제 1 길이 방향 센서(1321), 제 2 길이 방향 센서(1322) 및 제 2 포인트(1323)를 포함할 수 있다.
제 1 길이 방향 센서(1321)는 일정한 각도로 이격 형성될 수 있다. 제 1 길이 방향 센서(1321)로부터 연장된 가상의 연장선은 제 1 포인트(1323)를 통과할 수 있다.
제 2 길이 방향 센서(1322)는 일정한 각도로 이격 형성될 수 있다. 제 2 길이 방향 센서(1322)의 길이는 제 1 길이 방향 센서(1321)의 길이보다 작을 수 있다. 제 2 길이 방향 센서(1322)는 제 1 길이 방향 센서(1321) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 길이 방향 센서(1322)로부터 연장된 가상의 연장선은 제 2 포인트(1323)를 통과할 수 있다.
제 2 포인트(1323)는 제 1 포인트(1313)에 오버랩될 수 있다. 제 2 포인트(1323)는 복수 개의 방사상의 라인, 즉, 제 1 길이 방향 센서(1321) 및 제 2 길이 방향 센서(1322)의 중심에 위치할 수 있다.
제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120) 중 적어도 어느 하나의 레이어는, 상기 어느 하나의 레이어의 일면에 부착되어 상기 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120) 사이의 간격을 유지하는 복수 개의 돌기(114, 124)를 포함할 수 있다. 도면 상에는, 복수 개의 돌기(114, 124)가 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120) 각각에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 제 1 유연 회로 기판(110) 및 제 2 유연 회로 기판(120) 중 어느 하나의 기판에만 형성될 수 있음을 밝혀둔다.
제 1 회로(111)는 복수 개의 호 형상의 라인(1311, 1312)의 개구부(131a)를 통해 제 1 연장부(113)로 연장된다.
제 2 회로(121)는, 제 2 유연 회로 기판(120)의 좌측에 형성되고, 반시계 방향으로 연장되는 좌측 회로(1211)와, 제 2 유연 회로 기판(120)의 우측에 형성되고, 시계 방향으로 연장되는 우측 회로(1212)를 포함한다. 좌측 회로(1211) 및 우측 회로(1212)는 제 1 회로(111)를 중심으로 서로 반대편에 위치할 수 있다.
도 17은 일 실시 예에 따른 제 2 압력 센서를 나타내는 부분 확대도이다.
도 17을 참조하면, 제 2 압력 센서(132)는, 제 2 포인트(1323)와, 제 2 포인트(1323)를 중심으로 방사상으로 배치되는 복수 개의 제 1 길이 방향 센서(1321)와, 복수 개의 제 1 길이 방향 센서(1321) 사이에 구비되고 제 1 길이 방향 센서(1321)의 길이보다 짧은 복수 개의 제 2 길이 방향 센서(1322)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 인접한 2개의 상기 제 1 길이 방향 센서(1321)의 단부 사이의 최소 간격(l)은 제 1 길이 방향 센서(1321) 각각의 폭(w)보다 작을 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 제 1 길이 방향 센서(1321) 및 제 1 압력 센서(131, 도 11 참조)에 의해 형성되는 센싱 노드(n, 도 11 참조)를 최대한 조밀하게 형성할 수 있다.
또한, 상대적으로 길이가 짧은 복수 개의 제 2 길이 방향 센서(1322)는 복수 개의 제 1 길이 방향 센서(1321) 사이에 각각 배치시킴으로써, 결과적으로 제 1 압력 센서(131) 및 제 2 압력 센서(132, 도 11 참조)에 의해 형성하는 센싱 노드(n)의 수를 증대시킬 수 있다. 제 2 길이 방향 센서(1322)의 폭은 제 1 길이 방향 센서(1321)의 폭과 동일할 수 있다.
다시 말하면, 제 2 압력 센서(132)를 이루는 복수 개의 방사상의 열(1321, 1322) 중 홀수 번째 열(1321 또는 1322)은, 짝수 번째 열(1322 또는 1321)보다 제 2 유연 회로 기판(120)의 중심, 즉 제 2 포인트(1323)에 근접할 수 있다.
한편, 도 14와 달리 제 1 길이 방향 센서(1321) 및 제 2 길이 방향 센서(1322)의 길이를 동일하게 하면서도, 폭을 충분히 얇게 함으로써 동일한 숫자의 센싱 노드(n)를 형성하는 것도 가능하지만, 이 경우 폭이 얇아지는 만큼 제 1 길이 방향 센서(1321) 및 제 2 길이 방향 센서(1322)의 저항 값이 증가하고, 결과적으로 발열이 심해지고 측정 정확도도 낮아지는 문제가 발생된다. 도 14에 도시된 실시 예에 따르면, 이와 같은 문제점들을 해소할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (26)

  1. 제 1 베이스와, 상기 제 1 베이스로부터 연장되는 제 1 연장부와, 상기 제 1 베이스로부터 상기 제 1 연장부와 반대 방향으로 연장되는 제 1 보강부를 포함하는 제 1 유연 회로 기판;
    제 2 베이스와, 상기 제 2 베이스로부터 연장되고 상기 제 1 보강부에 접착되는 제 2 연장부와, 상기 제 2 베이스로부터 상기 제 2 연장부와 반대 방향으로 연장되고 상기 제 1 연장부에 접착되는 제 2 보강부를 포함하는 제 2 유연 회로 기판;
    상기 제 1 유연 회로 기판에 부착되는 제 1 압력 센서;
    상기 제 2 유연 회로 기판에 부착되고, 상기 제 1 압력 센서와 마주하는 제 2 압력 센서;
    상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서 사이에 구비되는 전도성 고무; 및
    상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판을 접착하는 접착 레이어를 포함하고,
    상기 제 1 연장부 및 제 2 연장부는 서로 반대 방향으로 연장되는 반도체 장비용 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압력 센서는, 제 1 방향으로 복수 개의 열을 이루며 형성되고,
    상기 제 2 압력 센서는, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 복수 개의 열을 이루며 형성되는 반도체 장비용 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판이 서로 연결된 상태에서, 상기 접착 레이어는 상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서를 둘러싸는 반도체 장비용 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판이 서로 연결된 상태에서, 상기 접착 레이어는 상기 전도성 고무를 둘러싸는 반도체 장비용 센서.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착 레이어는,
    상기 제 1 베이스 및 제 2 베이스를 접착하는 제 1 접착부;
    상기 제 1 접착부로부터 연장되고, 상기 제 1 연장부 및 제 2 보강부를 접착하는 제 2 접착부; 및
    상기 제 1 접착부로부터 연장되고, 상기 제 1 보강부 및 제 2 연장부를 접착하는 제 3 접착부를 포함하는 반도체 장비용 센서.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 고무 및 접착 레이어의 두께는 동일한 반도체 장비용 센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판은 절연 잉크를 도포하는 방식으로 형성되는 반도체 장비용 센서.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판 중 어느 하나의 레이어에 부착되는 리무버블 테이프를 더 포함하는 동일한 반도체 장비용 센서.
  11. 삭제
  12. 정렬부를 포함하는 유연 회로 기판을 제작하는 단계;
    상기 정렬부 상에 복수 개의 기준 홀을 형성하는 단계; 및
    압력 센서의 중심이 상기 복수 개의 기준 홀의 중심에 배치되도록, 상기 유연 회로 기판 상에 상기 압력 센서를 부착시키는 단계를 포함하는 반도체 장비용 센서 제작 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정렬부를 제거하는 단계를 더 포함하는 반도체 장비용 센서 제작 방법.
  14. 번인 소켓의 소자 장착부에 장착되어 상기 번인 소켓의 파지압력을 측정하기 위한 반도체 장비용 센서에 있어서,
    제 1 압력 센서가 하면에 배치되는 제 1 베이스와, 제 2 압력 센서가 상면에 배치되는 제 2 베이스와, 상기 제 1 압력 센서 및 제 2 압력 센서 사이에 구비되는 전도성 고무와, 상기 제 1 베이스 및 제 2 베이스를 접착하는 접착 레이어를 구비하고, 상기 소자 장착부의 바닥면에 대응하는 형상 및 크기를 갖는 센싱 패드;
    상기 제 1 베이스에 연결되고, 상기 소자 장착부로부터 외부로 연장 되는 제 1 연장부;
    상기 제 2 베이스에 연결되고, 상기 소자 장착부로부터 외부로 연장되는 제 2 연장부;
    상기 제 1 베이스에 연결되고 상기 제 2 연장부에 접착되는 제 1 보강부; 및
    상기 제 2 베이스에 연결되고 상기 제 1 연장부에 접착되는 제 2 보강부를 포함하는 반도체 장비용 센서.
  15. 제 1 유연 회로 기판;
    제 2 유연 회로 기판;
    상기 제 1 유연 회로 기판에 부착되고, 서로 지름이 다른 복수 개의 호 형상의 라인을 포함하는 제 1 압력 센서; 및
    상기 제 1 압력 센서와 마주하도록 상기 제 2 유연 회로 기판에 부착되고, 복수 개의 방사상의 라인을 포함하는 제 2 압력 센서를 포함하고,
    상기 복수 개의 호 형상의 라인 및 상기 복수 개의 방사상의 라인은, 상기 제 1 유연 회로 기판에 대해 수직한 방향을 기준으로 서로 오버랩되는 원형 매트릭스 센서.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수 개의 호 형상의 라인은 동일한 포인트를 중심으로 형성되고,
    상기 복수 개의 방사상의 라인의 각각의 연장선은 상기 포인트를 통과하는 원형 매트릭스 센서.
  17. 제 1 유연 회로 기판;
    제 2 유연 회로 기판;
    상기 제 1 유연 회로 기판에 부착되고, 서로 지름이 다른 복수 개의 호 형상의 라인을 포함하는 제 1 압력 센서; 및
    상기 제 1 압력 센서와 마주하도록 상기 제 2 유연 회로 기판에 부착되고, 복수 개의 방사상의 라인을 포함하는 제 2 압력 센서를 포함하고,
    상기 제 2 압력 센서는, 동일한 포인트를 중심으로 방사상으로 배치되는 복수 개의 제 1 길이 방향 센서를 포함하고,
    상기 복수 개의 제 1 길이 방향 센서 각각의 단부의 폭은, 인접한 2개의 상기 제 1 길이 방향 센서 사이의 최소 간격 보다 큰 원형 매트릭스 센서.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 압력 센서는, 상기 복수 개의 제 1 길이 방향 센서 사이에 구비되는 복수 개의 제 2 길이 방향 센서를 더 포함하는 원형 매트릭스 센서.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 길이 방향 센서의 폭은 상기 제 2 길이 방향 센서의 폭과 동일한 원형 매트릭스 센서.
  20. 제 1 유연 회로 기판;
    제 2 유연 회로 기판;
    상기 제 1 유연 회로 기판에 부착되고, 서로 지름이 다른 복수 개의 호 형상의 라인을 포함하는 제 1 압력 센서; 및
    상기 제 1 압력 센서와 마주하도록 상기 제 2 유연 회로 기판에 부착되고, 복수 개의 방사상의 라인을 포함하는 제 2 압력 센서를 포함하고,
    상기 제 2 압력 센서를 이루는 상기 복수 개의 방사상의 열 중 홀수 번째 열은, 짝수 번째 열보다 상기 제 2 유연 회로 기판의 중심에 근접하는 원형 매트릭스 센서.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수 개의 호 형상의 라인 각각의 시작점 및 끝점 사이의 개구부는 동일한 방향을 향하도록 배치되고,
    상기 제 1 유연 회로 기판은, 상기 제 1 압력 센서에 접촉하고, 상기 개구부를 통과하는 제 1 회로를 포함하고,
    상기 제 2 유연 회로 기판은, 제 2 압력 센서에 접촉하는 제 2 회로를 포함하는 원형 매트릭스 센서.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 압력 센서는 상기 복수 개의 호 형상의 라인의 중심에 위치하는 제 1 포인트를 더 포함하고,
    상기 제 2 압력 센서는, 상기 제 1 포인트에 오버랩되는 제 2 포인트를 더 포함하는 원형 매트릭스 센서.
  23. 제 21 항에 있어서,
    제 1 회로 및 제 2 회로 사이의 접촉을 방지하기 위한 절연 레이어를 더 포함하는 원형 매트릭스 센서.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판 사이의 간격을 유지하는 스페이서를 더 포함하는 원형 매트릭스 센서.
  25. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판 중 적어도 어느 하나의 레이어는, 상기 어느 하나의 레이어의 일면에 부착되어 상기 제 1 유연 회로 기판 및 제 2 유연 회로 기판 사이의 간격을 유지하는 복수 개의 돌기를 포함하는 원형 매트릭스 센서.
  26. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 압력 센서 중 가장 큰 호 형상의 라인의 곡률 반지름의 1/2 이상의 곡률 반지름을 갖는 복수 개의 호 형상의 라인 중 서로 인접한 적어도 일부의 호 형상의 라인은, 상기 곡률 반지름의 1/2 미만의 곡률 반지름을 갖는 호 형상의 라인의 간격보다 좁은 간격을 갖는 원형 매트릭스 센서.
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