KR102119189B1

KR102119189B1 - 웨이퍼 프로버

Info

Publication number: KR102119189B1
Application number: KR1020190009683A
Authority: KR
Inventors: 장욱재; 박거성
Original assignee: 주식회사 쎄믹스
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-06-08

Abstract

본 발명은 테스터를 캘리브레이션할 수 있는 웨이퍼 프로버에 관한 것이다. 상기 웨이퍼 프로버는 웨이퍼 척의 외주면 또는 하부면에 TCT를 탑재할 수 있는 TCT 거치 모듈을 장착함으로써, TCT를 이용하여 테스터를 실시간으로 캘리브레이션할 수 있게 된다. 상기 TCT 거치 모듈은 TCT를 탑재할 수 있는 TCT 거치대, 상기 TCT 거치대에 탑재된 TCT를 진공 흡착시키도록 구성된 진공 흡착 모듈, TCT 거치대의 높이를 제어하기 위한 Z축 구동 모듈 및 상기 TCT 거치 모듈을 웨이퍼 척의 주변에 고정시키기 위한 고정 브래킷을 구비한다.

Description

웨이퍼 프로버{Wafer prober}

본 발명은 웨이퍼 프로버에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 테스터 캘리브레이션 툴(Tester Calibration Tool;'TCT')을 거치하고 상하 방향의 높이를 조절할 수 있는 거치대를 웨이퍼 척의 주변에 별도로 구비하여 테스터에 대한 캘리브레이션을 정확하면서도 실시간으로 수행할 수 있도록 구성된 웨이퍼 프로버에 관한 것이다.

반도체 검사 장비인 웨이퍼 프로버(Wafer prober)는 반도체 전공정(前工程)이 모두 완료된 웨이퍼를 대상으로 후공정(後工程)으로 들어가기 직전에, 웨이퍼상에 만들어진 반도체 소자들의 전기적 특성을 검사하여 불량 유무를 확인하는 장비이다. 일반적으로, 웨이퍼 프로버는 수직 및 수평 방향으로의 구동이 가능한 스테이지, 상기 스테이지 위에 안착되고 상부표면에 웨이퍼가 탑재되는 척(Chuck), 상기 웨이퍼를 검사하기 위한 전기적 시험장치인 테스터(Tester) 및 상기 테스터와 연결되어 웨이퍼와 접촉되는 프로브 카드를 포함한다.

한편, 테스터 캘리브레이션 툴(Tester Calibration Tool)은 테스트할 장비(Device Under Device;'DUT')의 레이아웃(Layout)과 매칭되는 캘리브레이션 레이아웃(Calibration Layout)을 갖는 기판으로서, Tester의 정확도를 향상시키고 반복성을 개선시키기 위하여 사용된다. 테스터 캘리브레이션 툴(Tester Calibration Tool)로는 임피던스 표준 서브스트레이트(Impedance Standard Substrate) 블록(ISS-block)등이 있다.

도 1은 일반적인 테스터 캘리브레이션 툴의 일 실시형태를 예시적으로 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 전술한 테스터 캘리브레이션 툴(10)은 내부에 패드(pad ; 100)를 구비하고, 상기 패드와 테스터의 탐침을 접촉시켜 테스터의 접촉 상태를 확인하고 이에 따라 테스터를 캘리브레이션하게 된다.

종래에는 테스터 캘리브레이션 툴을 사용하여 테스터를 캘리브레이션시키기 위하여, 먼저 척(Chuck) 위에 8 Inch 또는 12 Inch 등의 더미 웨이퍼(Dummy Wafer)를 올려 놓고, 그 위에 테스터 캘리브레이션 툴을 탑재한 후, 테스터와 테스터 캘리브레이션 툴을 정렬(Alignment)시킨 후 사용하게 된다. 이와 같이, 척 위에 더미 웨이퍼를 탑재한 후 그 위에 테스터 캘리브레이션 툴을 탑재하여 사용하여야 하므로, 실제 웨이퍼를 프로빙하는 중에는 테스터 캘리브레이션 툴을 사용할 수 없으며, 그 결과 실시간으로는 테스터를 캘리브레이션시킬 수 없는 문제점이 있다.

또한, 더미 웨이퍼 위에 테스터 캘리브레이션 툴을 탑재하는 과정 중에, 테스터의 탐침과 테스터 캘리브레이션 툴의 패드의 얼라인먼트가 틀어지는 문제도 발생하게 된다.

한국등록특허공보 제 10-1471778호

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 실시간으로 테스터를 캘리브레이션할 수 있도록 구성된 웨이퍼 프로버를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 웨이퍼 프로버를 이용하여 테스터를 실시간으로 캘리브레이션하는 방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 웨이퍼 프로버는, 테스터 캘리브레이션 툴을 탑재하기 위한 테스터 캘리브레이션 툴 거치대; 및 웨이퍼 척에 고정 장착되되 일부 영역이 웨이퍼 척(Prober Chuck)으로부터 돌출되도록 고정되고, 상기 돌출된 영역에는 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대가 고정 장착된 고정 브래킷;을 구비하여, 테스터 캘리브레이션 툴을 이용하여 테스터를 실시간으로 캘리브레이션시킬 수 있도록 구성된다.

전술한 제1 특징에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대의 하부면에 배치된 진공 흡착 모듈을 더 구비하고, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대는 상부 표면과 하부 표면을 관통하는 관통구를 구비하고, 상기 진공 흡착 모듈은 상기 관통구를 통해 테스터 캘리브레이션 툴 거치대에 탑재된 테스터 캘리브레이션 툴을 진공 흡착하여 안정되게 고정시키도록 구성된 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 테스터 캘리브레이션 툴 거치대와 고정 브래킷의 사이에 거치대 Z축 구동 모듈을 더 구비하고, 상기 거치대 Z축 구동 모듈은 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대를 상하 방향으로 이동시켜 테스터 캘리브레이션 툴 거치대의 높이를 조절할 수 있도록 구성된 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 상기 거치대 Z축 구동 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈을 더 구비하고, 상기 제어 모듈은, 테스터의 캘리브레이션을 시작하면, 상기 거치대 Z 축 구동 모듈의 구동을 제어하여, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대에 탑재된 테스터 캘리브레이션 툴이 테스터와 접촉되도록 거치대 Z축 구동 모듈을 상승시켜, 테스터 캘리브레이션 툴 거치대의 높이를 조정하거나,

테스터의 캘리브레이션이 종료되면, 상기 거치대 Z축 구동 모듈의 구동을 제어하여, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대를 웨이퍼 척의 하부에 위치하도록 거치대 Z축 구동 모듈을 하강시켜, 테스터 캘리브레이션 툴 거치대의 높이를 조정하는 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 상기 제어 모듈은, 테스터의 캘리브레이션이 종료되고 웨이퍼 프로빙하는 동안에는, 상기 거치대 Z축 구동 모듈의 구동을 제어하여, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대를 웨이퍼 척의 하부에 위치하도록 하여, 웨이퍼 프로빙에 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 특징에 따른 테스터 캘리브레이션 방법은, TCT 거치 모듈을 웨이퍼 척의 주변에 장착한 웨이퍼 프로버를 이용하여 테스터를 캘리브레이션하는 방법에 관한 것으로서, TCT를 탑재한 TCT 거치대를 상승하는 단계; TCT와 테스터 탐침에 대한 영상을 획득하여 TCT와 테스터 탐침을 서로 얼라인먼트시키는 단계; 테스터 탐침과 TCT의 내부 패드를 접촉시키고, 접촉 결과들을 이용하여 테스터를 캘리브레이션하는 단계; 테스터의 캘리브레이션이 종료되면, 상기 TCT 거치대를 하강시키는 단계;를 구비한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 프로버는 TCT를 안정되게 거치할 수 있는 TCT 거치 모듈을 웨이퍼 척(Wafer Chuck)의 외주면 또는 하부면에 장착시키고, TCT 거치 모듈의 TCT 거치대의 높이를 조정할 수 있도록 함으로써, 웨이퍼 프로빙하는 동안에도 테스터를 실시간으로 캘리브레이션할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 프로버는 별도의 TCT 거치 모듈을 웨이퍼 척(Wafer Chuck)의 주변에 장착시킴으로써, TCT 거치 모듈에 탑재된 TCT와 테스터 탐침을 매우 정확하게 얼라인먼트시킬 수 있게 된다. 그 결과 테스터에 대한 캘리브레이션의 정확성도 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 테스터 캘리브레이션 툴(Tester Calibration Tool;'TCT')의 일 실시형태를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 웨이퍼 척(30)에 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈(20)이 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 웨이퍼 척의 주변에 장착되는 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈(20)을 전체적으로 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈(20)에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, TCT 거치대(200)에 TCT(10)가 탑재된 상태의 TCT 거치 모듈(20)을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, TCT 거치 모듈을 이용하여 테스터를 캘리브레이션하는 과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명에 따른 웨이퍼 프로버는 웨이퍼 척의 외주면 또는 하부면에 TCT를 탑재할 수 있는 TCT 거치 모듈을 장착함으로써, TCT를 이용하여 테스터를 실시간으로 캘리브레이션할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간으로 테스터에 대한 캘리브레이션이 가능한 웨이퍼 프로버에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 웨이퍼 척(30)에 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈(20)이 장착된 상태를 도시한 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 프로버는 웨이퍼 척(30)의 주변, 즉 외주면 또는 하부면 등에 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈(20)을 장착함으로써, 실시간으로 테스터를 캘리브레이션할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈(20)의 구조 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 웨이퍼 척의 주변에 장착되는 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈(20)을 전체적으로 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 테스터 캘리브레이션 툴(TCT) 거치 모듈(20)에 대한 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 프로버의 테스터 캘리브레이션 툴(Tester Calibration Tool; 이하 'TCT'라 한다) 거치 모듈(20)은 TCT 거치대(200), TCT 진공 흡착 모듈(210), 거치대 Z축 구동 모듈(220) 및 고정 브래킷(230)을 구비한다.

상기 TCT 거치대(200)는 상부 표면에 TCT를 탑재하기 위한 거치대이며, 상부 표면에는 TCT를 안정되게 탑재할 수 있도록 TCT의 형상에 대응되게 형성된 탑재 홈을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 고정 브래킷(230)은 상기 TCT 거치대를 웨이퍼 척에 고정시키기 위한 브래킷으로서, 고정 브래킷의 일단부는 웨이퍼 척의 외주면 또는 하부면에 고정 장착되되 고정 브래킷의 일부 영역이 웨이퍼 척(Wafer Chuck)으로부터 돌출되도록 고정 장착된다. 그리고, 상기 고정 브래킷에 있어서, 웨이퍼 척으로부터 돌출된 영역의 상부 표면에는 상기 TCT 거치대가 고정 장착된다.

한편, 상기 웨이퍼 프로버는 상기 TCT 거치대의 하부면에 배치된 진공 흡착 모듈(210)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 진공 흡착 모듈(210)은 진공 흡입관(214)를 통해 외부의 진공 장치와 연결되어, 외부의 진공 장치로부터 진공을 제공하여 진공 공급홀(212)를 통해 TCT 거치대(200)로 제공하게 된다.

한편, 상기 TCT 거치대(200)는 상부 표면과 하부 표면을 관통하는 관통구(202)를 구비하고, 상기 관통구(202)를 통해 진공 흡착 모듈(210)로부터 진공이 제공된다. 따라서, TCT 거치대(200)의 상부 표면에 TCT가 탑재되는 경우, 상기 진공 흡착 모듈은 상기 관통구를 통해 TCT 거치대에 탑재된 TCT를 진공 흡착함으로써 TCT가 TCT 거치대의 상부 표면에 안정되게 고정시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, TCT 거치대(200)에 TCT(10)가 탑재된 상태의 TCT 거치 모듈(20)을 도시한 사시도이다. 도 5를 참조하면, TCT(10)가 TCT 거치대(200)의 상부 표면에 탑재되어 진공 흡착 모듈(210)에 의해 진공 흡착됨에 따라, TCT(10)는 TCT 거치대의 상부 표면에 안정되게 고정될 수 있다.

상기 웨이퍼 프로버는 진공 흡착 모듈(210)와 고정 브래킷(230)의 사이에 거치대 Z축 구동 모듈(220)을 더 구비하여, 진공 흡착 모듈의 상부에 탑재된 TCT 거치대를 상하 방향으로 이동시켜 TCT 거치대(200)의 높이를 조절할 수 있도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 웨이퍼 프로버는 상기 거치대 Z축 구동 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈(도시되지 않음)을 더 구비하고, 제어 모듈이 거치대 Z축 구동 모듈의 동작을 제어함으로써, 거치대 Z축 구동 모듈의 상부에 위치한 TCT 거치대의 높이를 조절하게 된다.

상기 테스터를 캘리브레이션시키고자 하는 경우에는, 상기 제어 모듈은 상기 TCT 거치대에 탑재된 TCT가 테스터와 접촉되도록, TCT 거치대를 상승시켜 TCT 거치대의 높이를 조정하는 것이 바람직하다. 한편, 테스터에 대한 캘리브레이션이 종료된 경우에는, 상기 제어 모듈은 상기 TCT 거치대를 웨이퍼 척의 하부에 위치하도록, TCT 거치대를 하강시켜 TCT 거치대의 높이를 조정하는 것이 바람직하다.

한편, 웨이퍼 프로버의 제어 모듈은, 테스터의 캘리브레이션이 종료되고 웨이퍼 프로빙하는 동안에는, 상기 거치대 Z축 구동 모듈의 구동을 제어하여, 상기 TCT 거치대를 웨이퍼 척의 하부에 위치하도록 하여, 웨이퍼 프로빙에 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 도 6을 참조하여 전술한 본 발명에 따른 웨이퍼 프로버가 TCT를 이용하여 캘리브레이션하는 과정을 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버에 있어서, 상시 제어 모듈이 TCT 거치 모듈의 구동을 제어하여 테스터를 캘리브레이션하는 과정을 도시한 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 먼저 TCT 거치대의 상부 표면에 TCT를 탑재하고 진공 흡착하여 안정되게 고정시킨 후, 상기 제어 모듈은 거치대 Z축 구동 모듈을 구동시켜 TCT 거치대를 상승시킨다(단계 600).

다음, 웨이퍼 프로버의 상판에 고정된 웨이퍼 카메라를 이용하여 TCT에 대한 영상을 획득하여 TCT의 위치를 확인하고 이에 대한 Alignment를 수행한다(단계 610). 다음, 웨이퍼 프로버의 프로빙 스테이지에 고정된 카메라를 이용하여 테스터의 탐침에 대한 영상을 획득하여 탐침의 위치를 확인하고, 상기 TCT와 테스터 탐침에 대한 Alignment를 수행한다(단계 620).

다음, 테스터 탐침과 TCT의 내부 패드를 접촉시키고 접촉 결과에 따라 테스터를 캘리브레이션하게 된다(단계 630). 테스터에 대한 캘리브레이션이 종료되면, 거치대 Z축 구동 모듈을 구동시켜 TCT 거치대를 하강시킨다(단계 640).

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 테스터 캘리브레이션 툴(Tester Calibration Tool; 'TCT')
20 : TCT 거치 모듈
30 : 웨이퍼 척
200 : TCT 거치대
210 : TCT 진공 흡착 모듈
220 : 거치대 Z축 구동 모듈
230 : 고정 브래킷

Claims

웨이퍼 프로버에 있어서,
웨이퍼 척의 주변에 테스터 캘리브레이션 툴을 탑재할 수 있는 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈을 구비하고,
상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈은,
테스터 캘리브레이션 툴을 탑재하기 위한 테스터 캘리브레이션 툴 거치대; 및
일부 영역은 웨이퍼 척에 고정 장착되고 일부 영역에는 테스터 캘리브레이션 툴 거치대가 탑재되도록 구성되어, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대를 상기 웨이퍼 척에 고정 장착시키는 고정 브래킷;
을 구비하여, 테스터 캘리브레이션 툴을 이용하여 테스터를 캘리브레이션시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버.
제1항에 있어서, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈은,
상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대의 하부면에 배치된 진공 흡착 모듈을 더 구비하고,
상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대는 상부 표면과 하부 표면을 관통하는 관통구를 구비하고,
상기 진공 흡착 모듈은 상기 관통구를 통해 테스터 캘리브레이션 툴 거치대에 탑재된 테스터 캘리브레이션 툴을 진공 흡착하여 TCT를 TCT 거치대에 안정되게 고정시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버.
제1항에 있어서, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈은,
테스터 캘리브레이션 툴 거치대와 고정 브래킷의 사이에 거치대 Z축 구동 모듈을 더 구비하고,
상기 거치대 Z축 구동 모듈은 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대를 상하 방향으로 이동시켜 테스터 캘리브레이션 툴 거치대의 높이를 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버.
제3항에 있어서, 상기 웨이퍼 프로버는,
상기 거치대 Z축 구동 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈을 더 구비하고,
상기 제어 모듈은, 테스터의 캘리브레이션을 시작하면, 상기 거치대 Z 축 구동 모듈의 구동을 제어하여, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대에 탑재된 테스터 캘리브레이션 툴이 테스터와 접촉되도록 거치대 Z축 구동 모듈을 상승시켜, 테스터 캘리브레이션 툴 거치대의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버.
제3항에 있어서, 상기 웨이퍼 프로버는,
상기 거치대 Z축 구동 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈을 더 구비하고,
상기 제어 모듈은, 테스터의 캘리브레이션이 종료되면, 상기 거치대 Z축 구동 모듈의 구동을 제어하여, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대를 웨이퍼 척의 하부에 위치하도록 거치대 Z축 구동 모듈을 하강시켜, 테스터 캘리브레이션 툴 거치대의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버.
제3항에 있어서, 상기 웨이퍼 프로버는 상기 거치대 Z축 구동 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈을 더 구비하고,
상기 제어 모듈은, 테스터의 캘리브레이션이 종료되고 웨이퍼 프로빙하는 동안에는, 상기 거치대 Z축 구동 모듈의 구동을 제어하여, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대를 웨이퍼 척의 하부에 위치하도록 하여, 웨이퍼 프로빙에 영향을 미치지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버.
제1항에 있어서, 상기 고정 브래킷은,
웨이퍼 척에 고정 장착되되 일부 영역이 웨이퍼 척(Prober Chuck)으로부터 돌출되도록 고정되고, 상기 돌출된 영역에는 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치대가 고정 장착된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버.
제1항에 있어서, 상기 테스터 캘리브레이션 툴 거치 모듈은 웨이퍼 척의 외주면 또는 하부면에 고정 장착된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버.
TCT 거치 모듈을 웨이퍼 척의 주변에 장착한 웨이퍼 프로버를 이용하여 테스터를 캘리브레이션하는 방법에 있어서,
TCT를 탑재한 TCT 거치대를 상승하는 단계;
TCT와 테스터 탐침에 대한 영상을 획득하여 TCT와 테스터 탐침을 서로 얼라인먼트시키는 단계;
테스터 탐침과 TCT의 내부 패드를 접촉시키고, 접촉 결과들을 이용하여 테스터를 캘리브레이션하는 단계;
테스터의 캘리브레이션이 종료되면, 상기 TCT 거치대를 하강시키는 단계;
를 구비하는 웨이퍼 프로버에서의 테스터 캘리브레이션 방법.