KR102660264B1 - 박막 반도체 핸들링 장치 및 이를 포함하는 반도체 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
박막 반도체 장치 핸들러를 포함하는 반도체 검사 장치가 개시된다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 기판 핸들링 장치는, 상기 반도체 기판과 평행한 제 1 면을 가지는 플레이트 및 상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 배치된 적어도 3개의 응력 조절 파지 유닛을 포함하고, 상기 응력 조절 파지 유닛은, 상기 반도체 기판에 고정되는 파지부, 상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 고정되고, 상기 파지부를 상기 제 1 면과 평행한 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 응력 조절 구동부 및 상기 핸들링 유닛에 가해지는 응력을 감지하는 응력 감지 센서를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박막 반도체 장치 핸들러를 포함하는 반도체 검사 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서, 반도체 장치를 구성하는 소자의 집적이 완료된 반도체 기판은 반도체 장치의 정상 작동 여부를 검사하는 단계를 거칠 수 있다. 반도체 장치의 검사는 기판 상에 형성된 반도체 회로에 대해 프로브(probe)를 접촉하여 통전시킴으로써 전기적 특성을 측정하고 회로가 정상적으로 작동하는지를 검측하는 동작을 포함할 수 있다. 반도체 핸들링 장치는 반도체 장치의 검사 시에, 반도체 기판을 이송하고 검사 위치에 반도체 기판을 정렬하기 위해 사용될 수 있다.
일부 반도체 장치는 반도체 패키지를 소형화하거나 투과성과 같은 광학적 특성을 개선하기 위해 박막 기판 상에서 제조될 수 있다. 상술한 박막 기판 반도체 장치는 빛의 투과를 요하는 광학 소자, 예컨대 필름형 광전소자, 박막 태양전지, 반도체 광증폭기 또는 광필터와 같은 장치를 포함할 수 있다.
종래의 반도체 검사 장비는, 박막 기판의 검사를 위한 반도체 기판을 이송 및 정렬할 시에 기판의 관성 및 기판 상에 가해지는 공기의 공력저항에 의해 박막 기판이 불균형한 응력을 받아 굽힘 및/또는 뒤틀림을 일으킬 수 있다. 박막 기판의 낮은 강도 및 강성으로 인해, 상술한 응력 및 이에 의한 기판의 변형은 박막 기판 상에 형성된 박막 반도체 장치가 손상될 위험을 야기한다. 따라서 박막 반도체 장치를 종래의 반도체 검사 장비를 사용하여 검사하는 데 어려움이 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 검사 장치는 박막 기판에 가해지는 불균형한 응력을 감소시키고 박막 반도체 장치의 손상 위험을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 기판을 파지하여 이동시키는 반도체 기판 핸들링 장치는, 상기 반도체 기판과 평행한 제 1 면을 가지는 플레이트 및 상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 배치된 적어도 3개의 응력 조절 파지 유닛을 포함하고, 상기 응력 조절 파지 유닛은, 상기 반도체 기판에 고정되는 파지부, 상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 고정되고, 상기 파지부를 상기 제 1 면과 평행한 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 응력 조절 구동부 및 상기 핸들링 유닛에 가해지는 응력을 감지하는 응력 감지 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 파지부는 상기 파지부의 상기 제 1 면과 평행하고 상기 반도체 기판과 마주보는 면 상에 형성되며, 상기 반도체 기판의 어느 한 면을 흡착함으로써 상기 파지부를 상기 반도체 기판에 대해 고정시키는 진공 흡입구를 포함하는 진공 블록일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 응력 감지 센서는 상기 파지부의 적어도 하나의 면에 부착할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 응력 감지 센서는 상기 파지부의 상기 반도체 기판과 마주보는 면과 수직한 면 상에 부착할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 응력 조절 구동부는 상기 제 1 면과 평행한 복수의 구동축을 가지는 다축 스테이지(multi-axis stage)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 플레이트는 상기 제 1 면에 수직한 방향으로 상기 플레이트를 관통하는 중공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 따른 반도체 기판 검사 장치는, 프로브 카드, 상기 프로브 카드가 장착되고, 상기 반도체 기판이 이송되어 정렬되는 영역을 포함하는 정렬 스테이지 및 상기 정렬 스테이지에 대하여 상기 반도체 기판을 이송 및 정렬하는 응력 조절 핸들링 장치를 포함하고, 상기 응력 조절 핸들링 장치는, 상기 반도체 기판과 평행한 제 1 면을 가지는 플레이트 및 상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 배치되고 서로 독립적으로 구동되는 적어도 3개의 응력 조절 파지 유닛을 포함하며, 상기 응력 조절 파지 유닛은, 상기 반도체 기판에 고정되는 파지부, 상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 고정되고, 상기 파지부를 상기 제 1 면과 평행한 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 응력 조절 구동부 및 상기 핸들링 유닛에 가해지는 응력을 감지하는 응력 감지 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 파지부는 상기 파지부의 상기 제 1 면과 평행하고 상기 반도체 기판과 마주보는 면 상에 형성되며, 상기 반도체 기판의 어느 한 면을 흡착함으로써 상기 파지부를 상기 반도체 기판에 대해 고정시키는 진공 흡입구를 포함하는 진공 블록일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 응력 감지 센서는 상기 파지부의 적어도 하나의 면에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 응력 감지 센서는 상기 파지부의 상기 반도체 기판과 마주보는 면과 수직한 면 상에 부착될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 응력 조절 구동부는 상기 제 1 면과 평행한 복수의 구동축을 가지는 다축 스테이지(multi-axis stage)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 정렬 스테이지에 정렬된 상기 반도체 기판을 중심으로 상기 정렬 스테이지와 마주보는 위치에 배치되는 광학 분석부를 포함하고, 상기 응력 조절 핸들링 장치는 상기 제 1 면에 수직한 방향으로 상기 플레이트를 관통하고, 상기 응력 조절 핸들링 장치에 의해 상기 반도체 기판이 상기 정렬 스테이지에 정렬될 시에 상기 광학 분석부와 정렬되는 중공부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 광학 분석부는 광원 또는 광감지기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 광학 분석부는 컴퓨터 비전에 의해 상기 반도체 기판 및 상기 정렬 스테이지의 정렬상태를 감지하는 카메라를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 정렬 스테이지에 정렬된 상기 반도체 기판을 중심으로 상기 정렬 스테이지와 마주보는 위치에서, 상기 반도체 기판에 대해 상기 프로브 카드가 접촉되는 방향의 반대 방향에서 상기 반도체 기판을 지지하며, 투명한 재질을 포함하는 윈도우를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 검사 장치의 반도체 기판 핸들링 장치는, 응력 감지 센서가 감지한 반도체 기판에 가해지는 응력에 대응하여, 반도체 기판을 파지하는 파지부가 응력 조절 구동부에 의해 구동되어 반도체 기판에 가해지는 응력을 해소함으로써, 박막 반도체 장치의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치를 나타내는 평면 모식도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치의 응력 조절 파지 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 기판 핸들링 장치의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치(100)의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치를 나타내는 평면 모식도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치의 응력 조절 파지 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 기판 핸들링 장치의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치(100)의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치(100)를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치(100)를 나타내는 평면 모식도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치(100)는 반도체 기판, 특히 100nm 내지 1mm의 두께를 가지는 박막(thin film) 반도체 기판을 프로브 카드(105)에 접촉시켜 통전함으로써 반도체 기판 상에 형성된 반도체 장치를 검사하는 장치일 수 있다.
도 1및 도 2를 참조하면, 반도체 기판 검사 장치(100)는 정렬 스테이지(104), 응력 조절 핸들링 장치, 픽업 장치(101), 제 1 레일(102) 및 제 2 레일(103)을 포함할 수 있다.
정렬 스테이지(104)는 프로브 카드(105)(probe card)가 고정되고, 반도체 기판이 정렬되기 위한 기준점이 될 수 있다. 프로브 카드(105)는 적어도 하나의 탐침 전극을 포함하고, 후술하는 응력 조절 핸들링 장치에 의해 반도체 기판이 이송 및 정렬되어 탐침 전극과 접촉될 시에, 반도체 기판 상에 형성된 반도체 장치에 대해 통전함으로써 반도체 장치를 검사하는 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 정렬 스테이지(104) 및 프로브 카드(105)는 반도체 기판의 하부(도 1의 -z 방향)에 위치하고, 정렬된 반도체 기판은 프로브 카드(105)를 향해 하강함으로써 탐침 전극과 접촉할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로브 카드(105)는 정렬 스테이지(104)에서 정렬된 반도체 기판의 하부를 향해 상승함으로써, 탐침 전극과 반도체 기판을 접촉시킬 수 있다.
픽업 장치(101)는 투입 영역(A)에 도착한 검사 대상 반도체 기판을 이송 영역(B)으로 이동시키고, 응력 조절 핸들링 장치에 대해 검사 대상 반도체 기판을 전달하며, 검사가 완료된 반도체 기판을 응력 조절 핸들링 장치로부터 전달받아 출력 영역(B)으로 이동시키는 장치일 수 있다. 픽업 장치(101)는 제 1 레일(102)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 입력 영역, 이송 영역 및 출력 영역 사이를 이동할 수 있다.
응력 조절 핸들링 장치는 픽업 장치(101)로부터 전달받은 반도체 기판을 파지하여 정렬 스테이지(104)로 이동 및 정렬시키고, 정렬 스테이지(104)의 프로브 카드(105)에 대해 반도체 기판을 접촉시켜 반도체 기판 상의 반도체 장치를 검사하는 장치일 수 있다. 응력 조절 핸들링 장치는 상면부(z축에 대해 수직한 면)가 응력 조절 핸들링 장치에 파지된 반도체 기판과 평행하도록 배열된 플레이트(210) 및 플레이트(210)의 상면부 상에 배치되는 응력 조절 파지 유닛(220)을 포함할 수 있다. 응력 조절 파지 유닛(220)은 반도체 기판을 이동 및 정렬시키기 위하여 파지하고, 반도체 기판에 가해지는 응력을 조정하여 반도체 기판에 가해지는 불균형한 응력 및 반도체 기판의 변형을 적어도 부분적으로 해소함으로써 반도체 기판 상에 형성된 반도체 장치의 손상 위험을 감소시키는 장치일 수 있다. 플레이트(210)는 상면이 반도체 기판과 평행한 평판 형상의 부재로서 응력 조절 파지 유닛(220)이 배치되는 토대일 수 있다. 응력 조절 핸들링 장치는 반도체 기판을 일정한 기하학적 평면 상에 안정적으로 파지할 수 있도록 적어도 3 개의 응력 조절 파지 유닛(220)을 포함할 수 있다. 응력 조절 파지 유닛(220)의 자세한 구성은 후술한다. 일부 실시예에서, 응력 조절 핸들링 장치는 플레이트(210)를 제 2 레일(103)에 대하여 슬라이딩 가능하게 결합시키고, 복수의 축 방향(예컨대, x, y 및/또는 z 방향)으로 플레이트(210)를 이동시키는 플레이트 구동부(201)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 반도체 기판 검사 장치(100)는 광학 분석부(107)를 포함할 수 있다. 광학 분석부(107)는 정렬 스테이지(104)에 대해 정렬된 반도체 기판을 중심으로 하여, 정렬 스테이지(104)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 예컨대 정렬 스테이지(104)는 반도체 기판의 하부에 위치하고, 광학 분석부(107)는 정렬 스테이지(104)의 상부에 위치할 수 있다. 광학 분석부(107)는 반도체 기판 상에 형성된 반도체 장치의 광학적 특성 및 성능을 검사하는 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 분석부(107)는 광원 및/또는 광감지기를 포함할 수 있다. 광원은 빛에 대해 반응하여 동작하는 반도체 장치, 예컨대 포토다이오드, 태양 전지, 이미지 센서 및/또는 광증폭기를 포함하는 반도체 장치를 활성화시킴으로써 반도체 장치를 검사할 수 있다. 광감지기는 동작 시에 적외선 내지 자외선에 해당하는 빛을 발생시키는 반도체 장치, 예컨대 LED, 마이크로LED, OLED 및/또는 광증폭기를 포함하는 반도체 장치가 프로브 카드(105)를 통해 인가된 전류에 의해 활성화될 시에 발생하는 빛을 감지함으로써 반도체 장치를 검사할 수 있다.
일부 실시예에서, 광학 분석부(107)는 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 정렬 스테이지(104) 및 정렬 스테이지(104)에 대해 정렬된 반도체 기판을 촬영하도록 지향될 수 있다. 카메라에 의해 촬영된 영상은 영상 인식, 예컨대 합성곱 신경망 네트워크와 같은 영상 인식 수단을 통해 분석되어 반도체 기판의 정렬 상태를 자동적으로 확인 및 피드백하기 위한 데이터로 활용될 될 수 있다.
일부 실시예에서, 반도체 기판 검사 장치(100)는 윈도우(106)를 포함할 수 있다. 윈도우(106)는 적외선, 가시광선 및 자외선 중 적어도 일부의 파장 대역에 대해 투과성을 가지는 재질, 예컨대 유리, 사파이어, 석영(quartz) 및/또는 폴리카보네이트와 같은 재질을 포함할 수 있다. 윈도우(106)는 프로브가 박막 반도체 기판과 접촉할 시에 박막 반도체 기판을 수직 방향(z축 방향)에 대하여 지지하여 반도체 기판의 손상을 방지하고, 광원해서 발생시킨 빛을 통과시켜 반도체 장치에 도달하게 하거나, 반도체 장치에서 발생된 빛을 광 증폭기 광원에서 발생하는 빛을 통과시켜 광감지기에 도달하게 하는 부재일 수 있다. 본 발명의 반도체 기판 검사 장치(100)는 프로브가 반도체 기판 핸들링 장치(200)에 파지된 반도체 기판의 어느 하나의 면 방향(예컨대 하방(-z방향))으로부터 접근하도록 구성되고, 프로브의 접근 방향과 반대되는 방향에 윈도우(106) 및 광학 분석부(107)가 위치함으로써, 박막 반도체 기판 상에 형성된 광학적 반도체 장치의 광학적 특성을 효과적으로 검사할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치(200)를 나타내는 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치(200)를 나타내는 측면도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 핸들링 장치(200)의 응력 조절 파지 유닛(220)을 나타내는 사시도이다.
도3b에는 4개의 응력 조절 파지 유닛(220)을 포함하는 실시예가 도시되어 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 반도체 기판 핸들링 장치(200)는 플레이트(210) 및 응력 조절 파지 유닛(220)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 플레이트(210)는 수직 방향(z축 방향)에 대해 플레이트(210)를 관통하는 중공부(211)를 포함할 수 있다. 중공부(211)는 프로브 카드(105)가 반도체 기판에 대해 접근할 수 있는 경로를 제공하고, 반도체 기판 상에 형성된 반도체 장치의 광학적 특성을 확인하기 위해 빛이 통과할 수 있는 경로를 제공하는 부위일 수 있다.
응력 조절 파지 유닛(220)은 파지부(221), 응력 조절 구동부(224) 및 응력 감지 센서(230)를 포함할 수 있다. 파지부(221)는 반도체 기판에 대해 고정되어 반도체 기판을 파지하는 부위일 수 있다. 응력 조절 구동부(224)는 플레이트(210) 상에서 파지부(221)를 지지하고, 파지부(221)를 플레이트(210)의 상부면에 대해 평행한 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 적어도 하나의 구동축 및 구동 모터를 가지는 장치일 수 있다. 응력 감지 센서(230)는 응력 조절 파지 유닛(220)에 가해지는 응력 및/또는 변형을 감지하는 센서일 수 있다.
도 3c를 참조하면, 파지부(221)는 파지부(221)에 접한 반도체 기판의 면을 음압으로 흡착함으로써 반도체 기판과 파지부(221)를 서로 고정시키는 진공 흡입구(222)를 포함할 수 있다. 진공 흡입에 의해 반도체 기판을 파지하는 파지부(221)는 진공 블록 또는 진공 블록이라고 일컬어질 수 있다. 진공 흡입구(222)가 형성되어 흡착 시에 반도체 기판과 접촉하는 파지부(221)의 면은 흡착면이라고 정의될 수 있다. 일부 실시예에서 진공 블록에는 진공 블록과 진공 펌프(미도시)를 연결하기 위한 진공 파이프 피팅(223)이 결합될 수 있다.
본 발명의 진공 블록은 진공 블록의 면 상에 배열된 복수의 흡입구를 포함할 수 있다. 본 발명에서는 강성이 낮은 박막 반도체 기판을 손상 없이 흡인할 수 있도록 복수의 흡입구가 파지부(221)의 면 상에 배열되어 흡착력을 분산하는 것이 바람직하다.
일부 실시예에서, 진공 블록은 도전성 재질, 예컨대 스테인레스 스틸과 같은 금속 재질을 포함할 수 있다. 진공 블록은 반도체 기판을 파지하면서 반도체 기판과 접촉하고, 진공 블록이 도전성 재질을 포함할 시에 반도체 기판에 대해 접지 전극으로 작용할 수 있다.
다시 도 3c를 참조하면, 응력 조절 구동부(224)는 다축 스테이지(multi-axis stage)일 수 있다. 다축 스테이지는 플레이트(210)의 상부면 상에서 플레이트(210)의 상부면과 평행한 방향으로 구동되는 복수의 구동축 및 정밀 액추에이터(예컨대 스텝 모터 또는 서보 모터)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 응력 조절 구동부(224)는 하나의 구동축 방향으로 구동되는 복수의 스테이지(225a, 225b, 225c)가 적층된 적층형 다축 스테이지일 수 있다. 복수의 스테이지(225a, 225b, 225c)는 각 구동축이 플레이트(210)의 상부면과 평행한 방향을 가지도록 배향 및 상호 적층되고, 최상층의 스테이지(225c) 상에 파지부(221)(예컨대 진공 블록)가 고정될 수 있다.
다시 도 3c를 참조하면, 응력 조절 구동부(224)는 응력 감지 센서(230)를 포함할 수 있다. 응력 감지 센서(230)는 반도체 기판의 이동 시에 반도체 기판 핸들링 장치(200)가 반도체 기판의 면(예컨대 진공 블록과 접촉하는 면)에 가하는 응력을 측정하는 센서일 수 있다. 응력 감지 센서(230)는 응력을 직접적으로 응력을 측정하거나, 파지부(221)의 변형률을 측정함으로써 간접적으로 응력을 측정할 수 있다. 일부 실시예에서, 응력 감지 센서(230)는 파지부(221)(예컨대 진공 블록)의 면 상에 부착될 수 있다. 응력 감지 센서(230)는 예컨대 복수의 캐패시터의 정전 용량의 상대적 변화를 측정함으로써 층밀림 변형을 측정하는 MEMS 층밀림 응력 게이지(MEMS shear stress gauge) 또는 유연한 부도체 필름 상에 형성된 도전체 패턴의 저항 및/또는 정전 용량 변화를 측정하는 포일 스트레인 게이지(foil strain gauge)와 같은 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 응력 감지 센서(230)는 반도체 기판이 파지부(221)에 흡착될 시에 반도체 기판과 수직한 방향으로 배향된 파지부(221)의 면(예컨대 파지부(221)의 측면) 상에 부착될 수 있다. 파지부(221)의 측면에 부착된 응력 감지 센서(230)는 파지부(221)가 반도체 기판에 가하는 응력의 반작용으로서 파지부(221)가 받는 응력을 감지함으로써, 파지부(221)가 반도체 기판에 가하는 응력을 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 기판 핸들링 장치(200)의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 4를 참조하면, 텐션 컨트롤 핸들이 반도체 기판을 파지하고 정렬 스테이지(104)에 대해 반도체 기판을 정렬하기 위해 이동될 시에, 반도체 기판에는 관성력(A)에 의한 층밀림(shear) 힘, 공력저항(aerodynamic drag)(B)에 의해 발생하는 층밀림 및 굽힘 힘, 응력 조절 파지 유닛(220)이 가하는 파지력의 불균형 및/또는 반도체 기판에 작용하는 중력(C)에 의한 처짐에서 발생하는 장력(tension)과 같은 다양한 힘이 가해질 수 있다.
복수의 응력 감지 센서(230)에 의해 측정된, 복수의 응력 조절 파지 유닛(220)이 반도체 기판에 대해 가하는 응력을 종합하여, 반도체 기판에 가해지는 다양한 응력이 산출될 수 있다. 반도체 기판 검사 장치(100)의 제어부(미도시)는 반도체 기판에 가해지는 응력을 기초로 하여, 상술한 응력에 의한 반도체 기판의 변형(strain)을 해소하는 방향으로 파지부(221)를 움직이도록 응력 조절 구동부(224)에 피드백을 가할 수 있다. 복수의 응력 조절 구동부(224)는 상호 독립적으로 복수의 축 방향으로 움직여 반도체 기판의 변형을 해소시키는 방향으로 파지부(221)를 구동할 수 있다. 따라서, 본 발명의 반도체 기판 핸들링 장치(200)는 반도체 기판 및 반도체 기판 상에 형성된 반도체 장치가 파손될 위험을 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 기판 검사 장치(100)의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 5를 참조하면, 반도체 검사 장비는 픽업 장치(101)가 반도체 기판을 파지하고, 반도체 기판을 반도체 기판 핸들링 장치(200)로 이송하고, 반도체 기판 핸들링 장치(200)가 정렬 스테이지(104)로 이동 및 정렬되면 윈도우(106)가 반도체 기판을 지지하고, 프로브 카드(105)가 장착된 정렬 스테이지(104)가 상승하여 반도체 기판을 검사할 수 있다. 반도체 기판의 검사 시에 전류 및/또는 전압을 인가하고 전기적 특성을 측정하는 프로브 카드(105)는 중공부(211)를 통해 접근할 수 있으며, 반도체 기판에서 방출 또는 흡수되는 빛은 윈도우(106)를 통해 통과될 수 있다. 따라서 반도체 기판 상에 형성된 반도체 장치의 전기-광학적 특성이 측정될 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 문서에 개시된 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 문서에 개시된 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 반도체 기판 검사 장치
104: 정렬 스테이지
105: 프로브 카드
106: 윈도우
107: 광학 분석부
200: 반도체 기판 핸들링 장치
201: 플레이트 구동부
210: 플레이트
211: 중공부
220: 응력 조절 파지 유닛
221: 파지부
222: 진공 흡입구
223: 진공 파이프 피팅
224: 응력 조절 구동부
225: 스테이지
104: 정렬 스테이지
105: 프로브 카드
106: 윈도우
107: 광학 분석부
200: 반도체 기판 핸들링 장치
201: 플레이트 구동부
210: 플레이트
211: 중공부
220: 응력 조절 파지 유닛
221: 파지부
222: 진공 흡입구
223: 진공 파이프 피팅
224: 응력 조절 구동부
225: 스테이지
Claims (15)
- 반도체 기판을 파지하여 이동시키는 반도체 기판 핸들링 장치로서,
상기 반도체 기판과 평행한 제 1 면을 가지는 플레이트;
상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 배치된 적어도 3개의 응력 조절 파지 유닛; 및
상기 적어도 3개의 응력 조절 파지 유닛과 작동적으로 연결된 제어부를 포함하고,
상기 응력 조절 파지 유닛은,
상기 반도체 기판에 고정되는 파지부;
상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 고정되고, 상기 파지부를 지지하며, 상기 파지부가 상기 제 1 면과 평행한 적어도 하나의 방향으로 이동되도록 구동시키는 복수의 구동축을 포함하는 응력 조절 구동부; 및
상기 파지부의 면 상에 위치하여 상기 파지부에 가해지는 층밀림(shear) 응력을 감지하도록 구성된 응력 감지 센서를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 응력 감지 센서에서 감지된 층밀림 응력을 기반으로 상기 반도체 기판에 가해지는 층밀림 응력을 산출하고, 상기 산출된 반도체 기판에 가해지는 층밀림 응력에 의한 상기 반도체 기판의 변형이 해소되도록 상기 응력 조절 구동부를 제어하는 반도체 기판 핸들링 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 파지부는 상기 파지부의 상기 제 1 면과 평행하고 상기 반도체 기판과 마주보는 면 상에 형성되며, 상기 반도체 기판의 어느 한 면을 흡착함으로써 상기 파지부를 상기 반도체 기판에 대해 고정시키는 진공 흡입구를 포함하는 진공 블록인 반도체 기판 핸들링 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 응력 감지 센서는 상기 파지부의 적어도 하나의 면에 부착되는 반도체 기판 핸들링 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 응력 감지 센서는 상기 파지부의 상기 반도체 기판과 마주보는 면과 수직한 면 상에 부착되는 반도체 기판 핸들링 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 응력 조절 구동부는 상기 제 1 면과 평행한 복수의 구동축을 가지는 다축 스테이지(multi-axis stage)를 포함하는 반도체 기판 핸들링 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 플레이트는 상기 제 1 면에 대해 수직한 방향으로 상기 플레이트를 관통하는 중공부를 포함하는 반도체 기판 핸들링 장치. - 반도체 기판 검사 장치로서
프로브 카드;
상기 프로브 카드가 장착되고, 상기 반도체 기판이 이송되어 정렬되는 영역을 포함하는 정렬 스테이지;
상기 정렬 스테이지에 대하여 상기 반도체 기판을 이송 및 정렬하는 응력 조절 핸들링 장치; 및
상기 응력 조절 핸들링 장치와 작동적으로 연결된 제어부를 포함하고,
상기 응력 조절 핸들링 장치는,
상기 반도체 기판과 평행한 제 1 면을 가지는 플레이트; 및
상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 배치되고 서로 독립적으로 구동되는 적어도 3개의 응력 조절 파지 유닛을 포함하며,
상기 응력 조절 파지 유닛은,
상기 반도체 기판에 고정되는 파지부;
상기 플레이트의 상기 제 1 면 상에 고정되고, 상기 파지부를 지지하며, 상기 파지부가 상기 제 1 면과 평행한 적어도 하나의 방향으로 이동되도록 구동시키는 복수의 구동축을 포함하는 응력 조절 구동부; 및
상기 파지부의 면 상에 위치하여 상기 파지부에 가해지는 층밀림(shear) 응력을 감지하도록 구성된 응력 감지 센서를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 응력 감지 센서에서 감지된 층밀림 응력을 기반으로 상기 반도체 기판에 가해지는 층밀림 응력을 산출하고, 상기 산출된 반도체 기판에 가해지는 층밀림 응력에 의한 상기 반도체 기판의 변형이 해소되도록 상기 응력 조절 구동부를 제어하는 반도체 기판 검사 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 파지부는 상기 파지부의 상기 제 1 면과 평행하고 상기 반도체 기판과 마주보는 면 상에 형성되며, 상기 반도체 기판의 어느 한 면을 흡착함으로써 상기 파지부를 상기 반도체 기판에 대해 고정시키는 진공 흡입구를 포함하는 진공 블록인 반도체 기판 검사 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 응력 감지 센서는 상기 파지부의 적어도 하나의 면에 부착되는 반도체 기판 검사 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 응력 감지 센서는 상기 파지부의 상기 반도체 기판과 마주보는 면과 수직한 면 상에 부착되는 반도체 기판 검사 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 응력 조절 구동부는 상기 제 1 면과 평행한 복수의 구동축을 가지는 다축 스테이지(multi-axis stage)를 포함하는 반도체 기판 검사 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 정렬 스테이지에 정렬된 상기 반도체 기판을 중심으로 상기 정렬 스테이지와 마주보는 위치에 배치되는 광학 분석부를 포함하고,
상기 응력 조절 핸들링 장치는 상기 제 1 면에 대해 수직한 방향으로 상기 플레이트를 관통하고, 상기 응력 조절 핸들링 장치에 의해 상기 반도체 기판이 상기 정렬 스테이지에 정렬될 시에 상기 광학 분석부와 정렬되는 중공부를 포함하는 반도체 기판 검사 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 광학 분석부는 광원 또는 광감지기 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 기판 검사 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 광학 분석부는 컴퓨터 비전에 의해 상기 반도체 기판 및 상기 정렬 스테이지의 정렬상태를 감지하는 카메라를 포함하는 반도체 기판 검사 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 정렬 스테이지에 정렬된 상기 반도체 기판을 중심으로 상기 정렬 스테이지와 마주보는 위치에서, 상기 반도체 기판에 대해 상기 프로브 카드가 접촉되는 방향의 반대 방향에서 상기 반도체 기판을 지지하며, 투명한 재질을 포함하는 윈도우를 포함하는 반도체 기판 검사 장치.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210165817A KR102660264B1 (ko) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 박막 반도체 핸들링 장치 및 이를 포함하는 반도체 검사 장치 |
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