KR102300626B1 - 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼의 볼 단자 검사 장치는 보관부, 픽업부, 장착부 및 검사부를 포함한다. 상기 보관부는 웨이퍼에 형성된 칩의 볼 단자의 인장 강도를 검사하기 위하여 상기 볼 단자에 접촉하는 팁을 갖는 카트리지의 서로 다른 종류가 다수 보관된다. 상기 픽업부는 상기 보관부의 인접하게 설치되어, 상기 다수 보관된 카트리지들 중 상기 웨이퍼의 특성에 해당하는 어느 하나를 픽업한다. 상기 장착부는 상기 픽업부와 연결 설치되어, 상기 픽업된 카트리지를 상기 인장 강도의 검사를 위한 검사 소켓에 장착한다. 상기 검사부는 상기 검사 소켓에 설치되어, 상기 장착된 카트리지의 팁을 상기 볼 단자에 접촉시켜 상기 인장 강도를 검사한다.

Description

웨이퍼의 볼 단자 검사 장치{APPARATUS FOR INSPECTING A BALL SHEAR OF WAFER}

본 발명은 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 웨이퍼에 형성된 칩의 볼 단자의 인장 강도를 검사하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 칩이 기판 상에 연결된 구조를 갖는 전자 부품 중의 하나이다. 상기 반도체 소자는 일 예로, 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 등과 같은 메모리 소자를 포함할 수 있다.

상기 반도체 소자는 실리콘 재질의 얇은 단결정 기판으로 이루어진 웨이퍼(wafer)를 기초로 하여 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 소자는 상기 웨이퍼 상에 회로 패턴이 증착 및 식각 방식을 통해 패터닝된 다수의 칩들을 형성하는 팹 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 칩들 각각을 기판들 각각에 전기적으로 연결시키는 본딩 공정 등을 수행하여 제조된다.

이때, 상기 팹 공정에서는 상기 칩들 각각에 상기 기판들 각각과의 전기적인 연결을 위한 볼 단자들을 형성하고 있다. 이에, 상기 볼 단자들이 상기 본딩 공정 도중 상기 칩들로부터 분리될 경우에는 접속 불량으로 처리될 수밖에 없으므로, 상기 볼 단자들 각각이 안정적으로 형성되었는지 별도의 검사 공정을 통해 그 인장 강도를 확인하고 있다.

구체적으로, 상기의 검사 공정은 검사 소켓에 장착된 카트리지의 팁을 상기 볼 단자의 측면에 위치시킨 다음, 이 카트리지를 측방으로 힘을 가하여 상기 볼 단자가 떨어질 때의 응력을 검사하여 상기 인장 강도를 측정한다.

그러나, 상기와 같은 검사 공정 시 상기 웨이퍼의 특성에 따라 상기 카트리지의 종류가 달라질 경우, 검사자가 직접 해당 카트리지를 상기 검사 소켓에 수동적으로 장착하여야 하는 불편한 문제가 있다.

대한민국 특허공개 제10-1995-0034403호 (공개일; 1995.12.28, 반도체 웨이퍼 검사 방법) 대한민국 특허공개 제10-2008-0056086호 (공개일; 2008.06.20, 웨이퍼 검사장치)

본 발명의 목적은 웨이퍼에 형성된 칩의 볼 단자의 인장 강도를 검사할 때 사용되는 카트리지를 상기 웨이퍼의 특성에 따라 자동적으로 교환하면서 검사할 수 있는 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치는 보관부, 픽업부, 장착부 및 검사부를 포함한다.

상기 보관부는 웨이퍼에 형성된 칩의 볼 단자의 인장 강도를 검사하기 위하여 상기 볼 단자에 접촉하는 팁을 갖는 카트리지의 서로 다른 종류가 다수 보관된다. 상기 픽업부는 상기 보관부의 인접하게 설치되어, 상기 다수 보관된 카트리지들 중 상기 웨이퍼의 특성에 해당하는 어느 하나를 픽업한다. 상기 장착부는 상기 픽업부와 연결 설치되어, 상기 픽업된 카트리지를 상기 인장 강도의 검사를 위한 검사 소켓에 장착한다. 상기 검사부는 상기 검사 소켓에 설치되어, 상기 장착된 카트리지의 팁을 상기 볼 단자에 접촉시켜 상기 인장 강도를 검사한다.

일 실시예에 따른 상기 보관부는 y축 방향으로 구동하는 y축 구동부를 포함하고, 상기 픽업부는 z축 방향으로 구동하는 z축 구동부를 포함하며, 상기 장착부는 x축 방향으로 구동하는 x축 구동부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 장착부는 상기 픽업된 카트리지를 상기 검사 소켓에 장착하기 위해 상기 x축 방향을 따라 순간적인 직선 구동력을 제공하는 제2 x축 구동부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 제2 x축 구동부는 에어 척(air chuck)을 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성에 따라, 본 발명의 웨이퍼의 볼 단자의 인장 강도를 검사하는 장치가 웨이퍼의 특성에 따른 다수의 카트리지들이 보관되는 보관부, 상기 보관된 카트리지들 중 어느 하나를 픽업하는 픽업부 및 상기 픽업된 카트리지를 상기 인장 강도의 검사를 위한 검사 소켓에 장착하는 장착부를 포함함으로써, 상기 웨이퍼 특성에 따라 해당하는 카트리지를 자동적으로 상기 검사 소켓에 장착할 수 있다.

이에 따라, 상기 웨이퍼의 볼 단자의 인장 강도를 검사하는 공정을 보다 정확하고 신속하게 수행하여 전체적인 생산성 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치를 개략적으로 나타낸 사시 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 검사 장치에서 카트리지를 검사 소켓에 장착하는 부분을 구체적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치를 개략적으로 나타낸 사시 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼(10)의 볼 단자(12)를 검사하는 검사 장치(100)는 보관부(200), 픽업부(300), 장착부(400) 및 검사부(500)를 포함한다.

상기 보관부(200)는 상기 웨이퍼(10)의 볼 단자(12)들 각각의 인장 강도를 검사하기 위하여 상기 볼 단자(12)들 각각과 실질적으로 접촉하는 팁(22)을 갖는 카트리지(20)가 다수 보관된다. 여기서, 상기 보관부(200)에 보관된 다수의 카트리지(20)들은 상기 웨이퍼(10)의 특성에 따라 서로 다른 종류로 구성된다. 또한, 상기 볼 단자(12)들 각각은 실질적으로 상기 웨이퍼(10)에 패터닝된 칩들(미도시) 각각에 대응해서 형성된다.

또한, 상기 보관부(200)에 보관된 카트리지(20)들은 y축 방향을 따라 나란하게 보관된다. 이에, 상기 보관부(200)는 이하의 픽업부(300)가 상기 웨이퍼(10)의 특성에 해당하는 카트리지(20)를 픽업할 수 있도록 y축 방향을 따라 구동하는 y축 구동부(210)를 포함할 수 있다. 상기 y축 구동부(210)는 직선 구동력을 직접 발생시키는 실린더 구조를 포함할 수도 있지만, 상기 보관된 카트리지(20)들 각각의 위치를 정확하게 가이드하기 위하여 정밀성이 우수한 리니어 모터 또는 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 동력 전환부를 갖는 서보 모터로 구성될 수 있다.

상기 픽업부(300)는 상기 보관부(200)의 상부에서 상기 보관부(200)와 인접하게 설치된다. 상기 픽업부(300)는 상기 보관부(200)에 다수 보관된 카트리지(20)들 중 상기 웨이퍼(10)의 특성에 해당하는 어느 하나를 픽업한다. 구체적으로, 상기 픽업부(300)가 상기 카트리지(20)를 픽업하는 위치를 항상 일정하게 유지시킨 상태에서, 상기 보관부(200)를 상기 y축 구동부(210)를 통해 y축 방향으로 이동시키면서 상기 픽업부(300)는 상기 카트리지(20)를 선택적으로 픽업할 수 있다.

이에, 상기 픽업부(300)는 상기 카트리지(20)를 픽업하는 동작을 수행할 수 있도록 z축 방향을 따라 구동하는 z축 구동부(310)를 포함할 수 있다. 상기 z축 구동부(310)는 상기 픽업부(300)가 상기 카트리지(20)를 픽업하는 동작이 일정한 스트로크를 두고 반복 왕복 운동하는 구조를 가지므로, 실질적으로 모터 구조를 이용한 구동보다는 실린더 구조를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 장착부(400)는 상기 픽업부(300)와 연결 설치된다. 상기 장착부(400)는 상기 픽업부(300)에 픽업된 카트리지(20)를 상기 볼 단자(12)의 인장 강도 검사를 위한 검사 소켓(30)에 장착한다. 구체적으로, 상기 장착부(400)는 상기 보관부(200)와 평면적으로 교차되는 x축 방향을 따라 구동하는 x축 구동부(410)를 포함하여 상기 픽업부(300)를 상기 보관부(200)로부터 멀어지도록 이동시켜 상기 픽업된 카트리지(20)를 상기 검사 소켓(30)에 장착시킨다.

이하, 상기 장착부(400)에 의해서 상기 카트리지(20)가 상기 검사 소켓(30)에 장착되는 실질적인 구조에 대해서 도 2를 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 도 1에 도시된 검사 장치에서 카트리지를 검사 소켓에 장착하는 부분을 구체적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 추가적으로 참조하면, 상기 장착부(400)는 상기 카트리지(20)의 접속 핀(24)을 상기 검사 소켓(30)의 삽입 단자(32)에 안정하게 삽입 장착되도록 x축 방향을 따라 순간적인 직선 구동력을 제공하는 제2 x축 구동부(420)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 x축 구동부(420)는 비교적 짧은 스트로크를 가지면서 순간적인 직선 구동력을 발생하는 에어 척(air chuck)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 접속 핀(24)이 상기 제2 x축 구동부(420)를 통하여 상기 삽입 단자(32)에 보다 안정하게 삽입 장착될 수 있도록 상기 카트리지(20)의 측면 부위를 전체적으로 커버할 수 있는 별도의 가이드 플레이트(430)를 사이에 설치될 수 있다.

이러한 구성을 통해서 상기 카트리지(20)가 상기 검사 소켓(30)에 장착되는 과정을 정리하면, 우선 상기 보관부(200)는 상기 픽업부(300)가 픽업되는 위치에 상기 웨이퍼(10)의 특성에 해당하는 카트리지(20)가 위치하도록 상기 y축 구동부(210)를 통해 이동한다. 이어, 상기 픽업부(300)는 상기 y축 구동부(210)에 의해서 위치한 카트리지(20)를 상기 z축 구동부(310)를 통해서 픽업한다. 이어, 상기 카트리지(20)가 픽업된 픽업부(300)와 연결된 장착부(400)를 상기 x축 구동부(410)를 통해서 상기 카트리지(20)의 접속 핀(24)이 상기 검사 소켓(30)의 삽입 단자(32)에 근접하게 위치하도록 이동시킨다. 이어, 상기 제2 x축 구동부(420)를 통한 순간적인 직선 구동력을 이용하여 상기 접속 핀(24)을 상기 삽입 단자(32)에 전기적으로 안정하게 접속시켜서 상기 카트리지(20)를 자동적으로 상기 검사 소켓(30)에 장착할 수 있다.

상기 검사부(500)는 상기 검사 소켓(30)에 설치된다. 상기 검사부(500)는 상기 검사 소켓(30)에 장착된 카트리지(20)의 팁(22)을 통해 상기 웨이퍼(10)의 볼 단자(12)의 인장 강도를 측정한다. 구체적으로, 상기 검사 소켓(30)의 하부에 배치된 스테이지(600)에 상기 볼 단자(12)들을 갖는 웨이퍼(10)를 놓은 상태에서 상기 검사 소켓(30)에 장착된 카트리지(20)의 팁(22)을 상기 볼 단자(12)의 측면에 위치시킨 다음, 상기 카트리지(20)에 측방으로 힘을 가하여 상기 볼 단자(12)가 떨어질 때의 응력을 검사하여 상기 인장 강도를 측정한다. 이때, 상기 카트리지(20)의 팁(22)을 상기 스테이지(600)에 놓여진 웨이퍼(10)의 볼 단자(12)의 측면에 위치시키기 위하여 상기 검사 소켓(30)을 상기 스테이지(600)로 이동시킬 수도 있고, 상기 스테이지(600)를 상기 검사 소켓(30)으로 이동시킬 수 있으므로, 이에 따른 구조에 대한 상세한 설명은 생략하고자 한다.

또한, 상기 인장 강도를 검사하기 위하여 상기 팁(22)이 접촉되는 볼 단자(12)가 형성된 칩은 상기 접촉된 볼 단자(12)가 검사 도중 떨어져 결국 불량 처리될 수밖에 없으므로, 생산 수율이 떨어지지 않도록 상기 웨이퍼(10)의 형상으로 인하여 칩으로의 사용이 실질적으로 어려운 가장 자리 부분에 형성된 볼 단자(12)를 상기 인장 강도의 검사에 활용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 웨이퍼(10)의 볼 단자(12)의 인장 강도를 검사하는 장치가 웨이퍼(10)의 특성에 따른 다수의 카트리지(20)들이 보관되는 상기 보관부(200), 상기 보관된 카트리지(20)들 중 어느 하나를 픽업하는 상기 픽업부(300) 및 상기 픽업된 카트리지(20)를 상기 인장 강도의 검사를 위한 상기 검사 소켓(30)에 장착하는 상기 장착부(400)를 포함함으로써, 상기 웨이퍼(10) 특성에 따라 해당하는 카트리지(20)를 자동적으로 상기 검사 소켓(30)에 장착할 수 있다.

이에 따라, 상기 웨이퍼(10)의 볼 단자(12)의 인장 강도를 검사하는 공정을 보다 정확하고 신속하게 수행하여 전체적인 생산성 향상을 기대할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 웨이퍼 12 : 볼 단자
20 : 카트리지 22 : 팁
24 : 접속 핀 30 : 검사 소켓
32 : 삽입 단자 100 : 검사 장치
200 : 보관부 210 : y축 구동부
300 : 픽업부 310 : z축 구동부
400 : 장착부 410 : x축 구동부
420 : 제2 x축 구동부 500 : 검사부
600 : 스테이지

Claims (5)

1. 웨이퍼에 형성된 칩의 볼 단자의 인장 강도를 검사하기 위하여 상기 볼 단자에 접촉하는 팁을 갖는 카트리지의 서로 다른 종류가 다수 보관되는 보관부;
   상기 보관부의 인접하게 설치되어, 상기 다수 보관된 카트리지들 중 상기 웨이퍼의 특성에 해당하는 어느 하나를 픽업하는 픽업부;
   상기 픽업부와 연결 설치되어, 상기 픽업부에 픽업된 카트리지를 상기 인장 강도의 검사를 위한 검사 소켓에 장착하는 장착부; 및
   상기 검사 소켓에 설치되어, 상기 검사 소켓에 장착된 카트리지의 팁을 상기 볼 단자에 접촉시켜 상기 인장 강도를 검사하는 검사부를 포함하되,
   상기 보관부는 y축 방향으로 구동하는 y축 구동부를 포함하고, 상기 픽업부는 z축 방향으로 구동하는 z축 구동부를 포함하며, 상기 장착부는 x축 방향으로 구동하는 x축 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 장착부는 상기 픽업된 카트리지를 상기 검사 소켓에 장착하기 위해 x축 방향을 따라 순간적인 직선 구동력을 제공하는 제2 x축 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2 x축 구동부는 에어 척(air chuck)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼는 상기 검사 소켓의 하부에 배치된 스테이지에 놓여지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 볼 단자 검사 장치.

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