KR20010029094A - Method of cooling wafer stage in a wafer probe station - Google Patents

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KR20010029094A
KR20010029094A KR1019990041718A KR19990041718A KR20010029094A KR 20010029094 A KR20010029094 A KR 20010029094A KR 1019990041718 A KR1019990041718 A KR 1019990041718A KR 19990041718 A KR19990041718 A KR 19990041718A KR 20010029094 A KR20010029094 A KR 20010029094A
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강순구
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윤종용
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Abstract

PURPOSE: A method for cooling a stage of an equipment for testing a wafer is provided to prevent a decrease of equipment efficiency, in which the decrease is caused because the temperature of the stage is not easily changed from a high temperature to a room temperature when the wafer is tested at the high temperature and the room temperature in the equipment. CONSTITUTION: An air spraying apparatus is installed in an equipment for testing a wafer, in which the air spraying apparatus forcibly and uniformly supplies coolant air to the entire surface of a stage on which the wafer is placed.

Description

웨이퍼 검사 설비의 스테이지 냉각방법 {Method of cooling wafer stage in a wafer probe station}Method of cooling wafer stage in a wafer probe station

본 발명은 웨이퍼 검사 설비의 스테이지 냉각방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼상에 형성된 반도체장치 단계에서 기능을 검사하기 위해 사용하는 웨이퍼 탐침 검사 설비에서 웨이퍼가 놓이는 스테이지를 냉각시키는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage cooling method of a wafer inspection equipment, and more particularly, to a method of cooling a stage on which a wafer is placed in a wafer probe inspection equipment used for inspecting a function in a semiconductor device step formed on a wafer.

반도체장치의 제조를 위해 웨이퍼는 여러 가지 공정을 거치게 된다. 따라서 웨이퍼에는 칩 단위로 필요한 장치가 형성된다. 이런 상태에서 웨이퍼를 칩 단위로 잘라 패키징(packaging)을 통해 개별 반도체 장치를 형성하게 된다. 그러나 웨이퍼상의 모든 칩이 정상적으로 형성되는 것은 아니고 경우에 따라서는 수선이 필요하거나 폐기하여야 하는 부분도 있다. 이들 부분을 패키징을 통해 완성한 제품 상태에서 검사하여 제거한다는 것은 불합리하고 비용이 낭비되는 것이다. 따라서, 일단 웨이퍼에 반도체장치가 전적으로 혹은 부분적으로 형성된 상태에서 반도체장치를 칩 단위로 분할하지 않고 반도체장치의 정상여부를 탐침으로 요소요소를 연결하여 검사하게 된다. 이러한 검사 장치를 흔히 프루버 시스템(prober system)이라고 한다. 이 검사 장비에서 반도체장치의 정확한 검사를 위해서 웨이퍼는 정확한 위치에 놓여야 하는데, 이때 웨이퍼가 놓이는 장소를 스테이지라 한다. 스테이지는 주로 척의 형태로 이루어져 있다.Wafers go through a variety of processes for manufacturing semiconductor devices. Therefore, the required device is formed on the wafer in units of chips. In this state, the wafer is cut into chips to form individual semiconductor devices through packaging. However, not all chips on the wafer are normally formed, and in some cases, repairs are necessary or discarded. Inspecting and removing these parts from the finished product through packaging is unreasonable and wasteful. Therefore, once the semiconductor device is entirely or partially formed on the wafer, the semiconductor device is inspected by connecting the element elements with a probe without dividing the semiconductor device into chip units. Such inspection devices are often referred to as prober systems. In this inspection equipment, the wafer must be placed in the correct position for accurate inspection of the semiconductor device, and the place where the wafer is placed is called a stage. The stage mainly consists of chucks.

이러한 웨이퍼 검사는 상온에서 이루어질 뿐만 아니라 칩이 실제로 작동하면서 주변 기기가 열을 받은 상태에서의 안정성을 확인하기 위해 상당한 온도, 가령 80℃나 110℃에서도 이루어진다. 이런 고온에서 검사하기 위해서 웨이퍼의 온도를 높여야 하며 그러기 위해서는 웨이퍼가 놓이는 스테이지의 온도를 높이게 된다. 그리고 검사시 웨이퍼의 모든 부분이 고르고 정확한 온도를 가져야 하므로 스테이지의 온도를 높이기 위해서 스테이지에 설치되는 가열기구는 전면에 고르게 분포하도록 설치된다.This wafer inspection is not only done at room temperature, but also at significant temperatures, such as 80 ° C or 110 ° C, to ensure the stability of the peripherals while the chip is actually operating. In order to inspect at such high temperatures, the temperature of the wafer must be increased, which in turn increases the temperature of the stage on which the wafer is placed. In order to increase the temperature of the stage, all the parts of the wafer must have an even and accurate temperature at the time of inspection.

그런데, 스테이지의 온도를 높이는 것은 히터와 같은 가열장치를 이용하여 쉽고 빠르게 실시할 수 있으나, 온도를 낮추는 것은 현재의 검사 장비에서는 가열하는데 걸리는 시간의 수배 내지 수십배까지 시간이 더 소요되었다. 가령 상온에서 110℃까지 가열하는 데에는 수분 내지 십 수분이 소요되나 반대로 냉각시키는 데에는 두세시간까지도 소요된다. 따라서 검사 단계에서의 장비의 능률성과 효과성이 문제가 되고 있다.By the way, increasing the temperature of the stage can be carried out easily and quickly by using a heating device such as a heater, but lowering the temperature took more than several times to several tens of times the heating time in the current inspection equipment. For example, heating from room temperature to 110 ° C takes several minutes to ten minutes, but conversely, cooling takes up to two or three hours. Therefore, the efficiency and effectiveness of the equipment at the inspection stage becomes a problem.

본 발명은 웨이퍼 단계에서의 반도체장치 탐침 검사에서 고온에서의 기능성을 확인하기 위해 가열하고 난 다음에 다른 웨이퍼를 상온에서 검사하기 위해서 웨이퍼가 놓이는 스테이지의 온도를 낮추는 과정의 소요시간이 너무 많아서 검사 설비 자체의 가동율과 효과성을 떨어뜨리는 문제를 개선할 수 있는 웨이퍼 검사 설비의 새로운 냉각 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, the time required for lowering the temperature of the stage on which the wafer is placed to inspect another wafer at room temperature after heating to confirm functionality at high temperature in the semiconductor device probe inspection at the wafer stage is too high. It aims to provide a new cooling method for wafer inspection equipment that can improve the problem of deteriorating its own operation rate and effectiveness.

도1 및 도2는 본 발명을 실시하기 위해 사용될 수 있는 스테이지 냉각장치의 측면도 및 저면도이다.1 and 2 are side and bottom views of stage cooling apparatus that may be used to practice the present invention.

도3은 본 발명의 방법을 실시하기 위한 다른 냉각장치를 나타내는 측면도이다.3 is a side view showing another cooling device for carrying out the method of the present invention.

도4는 웨이퍼 검사 설비에서 가열장비를 갖춘 진공척에 냉각용 공기를 인가할 수 있도록 공기 주입구가 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.4 is a configuration diagram showing a state in which an air inlet is installed so that cooling air can be applied to a vacuum chuck with heating equipment in a wafer inspection facility.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing

10: 공기 튜브 20: 공기 유입구10: air tube 20: air inlet

30,60: 본체 40: 다리30, 60: body 40: legs

50: 공기 분사구 80: 팬(fan)50: air nozzle 80: fan

90: 전기 인입선 100: 모터90: electric lead wire 100: motor

110: 척 111: 홀(hole)110: chuck 111: hole

120, 160: 제어기 130: 전선120, 160: controller 130: electric wire

140: 열선 170: 밸브140: heating wire 170: valve

171: 공기 배관 172: 진공 배관171: air piping 172: vacuum piping

180: 타이머180: timer

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각 방법은 웨이퍼 검사 설비에서 웨이퍼가 놓이는 스테이지 전면에 고르게 냉각용 공기를 강제로 공급할 수 있도록 공기 분사장치를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The cooling method of the present invention for achieving the above object is characterized in that the air injection device is installed so as to forcibly supply the cooling air evenly to the front surface of the stage on which the wafer is placed in the wafer inspection equipment.

본 발명에서 고르게 냉각용 공기를 공급하는 방법으로는 외부 공기가 유입되는 유입구와 유입된 공기를 웨이퍼가 놓이는 스테이지 상면에 전면적으로 뿌려주는 다수의 분사구가 구비된 원반형 몸체를 가지는 것일 수도 있고, 스테이지를 이루고 있는 진공척에 냉각용 공기를 함께 연결하여 공정에 따라 진공과 냉각용 공기를 선택적으로 공급하는 장치일 수도 있다.In the present invention, the method for supplying the cooling air evenly may have a disk-shaped body provided with a plurality of injection holes for spraying the inlet for the outside air and the upper surface of the stage on which the wafer is placed. It may be a device for selectively supplying the air for cooling and vacuum depending on the process by connecting the air for cooling to the vacuum chuck forming.

또한 외부 공기를 분배하는 방식이 아니고 직접 모터와 팬을 설치하여 웨이퍼가 놓이는 스테이지 전면에 냉각용 공기를 보내는 방식일 수도 있다.In addition, it may not be a method of distributing external air, but may be a method of directly installing a motor and a fan to send cooling air to the front of the stage on which the wafer is placed.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 살펴본다. 도1 및 도2는 본 발명을 실시하기 위해 사용될 수 있는 스테이지 냉각장치의 측면도 및 저면도이다. 스테이지 냉각장치는 전체적으로 본체(30)는 구리와 같은 금속으로 된 원판형 혹은 짧은 원통형으로 되어 있고, 본체(30) 하면에는 다수의 공기 분사구(50)가 형성되고, 측면에는 공기 유입구(20)가 설치되어 외부의 공기 공급용 튜브와 접속된다. 그리고 중앙부에는 위쪽으로 밸브를 가진 별도의 공기 튜브(10)가 설치된다. 공기 튜브는 4부분으로 분리되어 각 끝단은 본체의 주변부에서 아래쪽 스테이지를 향하도록 위치한다. 공기 튜브(10)는 원하는 갯수로 더 분리될 수 있다. 공기 튜브(10)는 철심이 든 고무관이나 무른 금속으로 된, 가변적인 구조를 취하고 있다. 그리고 하면에는 4개의 다리(40)가 설치되어 스테이지에 본체(30)가 놓이도록 한다. 도면상으로 본체(30) 하면에는 정육각형의 꼭지점 부분과 중심의 7곳에 공기 분사구(50)가 설치되어 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 are side and bottom views of stage cooling apparatus that may be used to practice the present invention. The stage cooling device as a whole, the main body 30 is a disk-like or short cylindrical made of a metal such as copper, a plurality of air inlet 50 is formed on the lower surface of the main body 30, the air inlet 20 is It is installed and connected to the external air supply tube. And in the center is installed a separate air tube 10 having a valve upwards. The air tube is divided into four parts so that each end is positioned toward the lower stage from the periphery of the body. The air tube 10 can be further separated into the desired number. The air tube 10 has a variable structure made of an iron tube or a soft metal. And four legs 40 are installed on the lower surface so that the main body 30 is placed on the stage. On the lower surface of the main body 30, the air injection hole 50 is provided in the vertex part and center of a regular hexagon.

도3은 본 발명의 방법을 실시하기 위한 다른 냉각장치를 나타내는 것이다. 짧은 원통형의 본체(60)에는 냉각용 공기를 스테이지 바로 위에서 공급할 수 있는 팬(fan:80)과 모터(100)가 설치되어 있다. 그리고 외부 공기 유입구 대신에 모터(100)에 전력을 공급할 전기 인입선(90)이 설치되어 있다. 본체(60) 하면에는 다수의 공기 분사구를 형성할 수도 있지만 그 대신 전면을 개방하여 팬(80)이 보내는 공기가 스테이지 전면에 고루 공급될 수 있도록 하고 있다. 여기서도 본체(60)에 다리(40)가 형성되어 있으나 전체가 평행이동이 가능한 아암에 설치되어 아암의 움직임에 따라 필요한 부분에 냉각용 공기를 공급하는 형태를 취할 수도 있다.Figure 3 shows another cooling apparatus for carrying out the method of the present invention. The short cylindrical body 60 is provided with a fan 80 and a motor 100 capable of supplying cooling air directly above the stage. And instead of the outside air inlet is provided with an electric lead wire 90 to supply power to the motor (100). A plurality of air injection holes may be formed on the lower surface of the main body 60, but instead, the front surface is opened so that the air from the fan 80 can be supplied evenly to the front surface of the stage. Although the leg 40 is formed in the main body 60 here, the whole body is installed in the arm which can be moved in parallel, and may take the form which supplies cooling air to the required part according to the movement of an arm.

도4는 웨이퍼 검사 설비에서 웨이퍼의 온도를 상온에서 고온으로 높이기 위한 가열 척에 냉각용 공기를 인가할 수 있도록 공기 주입구가 설치된 상태를 나타낸다. 본 예에서 냉각용 공기는 공기 배관(171)을 통해 공급되는데 진공 배관(172)을 통해 공급되는 진공과 선택적으로 인가될 수 있도록 밸브(170)를 통해 가열 척(110)과 연결되며 가열 척(110)의 상면으로는 웨이퍼를 잡는 진공을 인가하거나, 가열 척을 냉각할 수 있는 공기가 공급되는 공기 분사구의 역할을 하도록 다수의 홀(111)이 형성되어 있다. 밸브(170)에서 척(110)에 진공을 인가할 것인가 혹은 냉각용 공기를 인가할 것인가는 열선(140)에 전류를 공급하는 제어기(120)와 별도로 형성된 제어기(160)를 통해 조절되며 공정 진행을 위한 타이머(180)가 제어기(160)와 함께 연결되어 있다.4 shows a state in which an air inlet is installed so that cooling air can be applied to a heating chuck for raising the temperature of the wafer from room temperature to high temperature in a wafer inspection facility. In this example, the cooling air is supplied through the air pipe 171 and is connected to the heating chuck 110 through the valve 170 to be selectively applied with the vacuum supplied through the vacuum pipe 172. A plurality of holes 111 are formed on the upper surface of the 110 to serve as an air injection hole to which a vacuum for holding a wafer is applied or air for cooling the heating chuck is supplied. Whether to apply a vacuum or cooling air to the chuck 110 in the valve 170 is controlled through a controller 160 formed separately from the controller 120 for supplying current to the heating wire 140 and the process proceeds. Timer 180 is connected with the controller 160 for.

이상에서 전류 공급용 제어기와 냉각용 공기 인가용 밸브를 조절할 제어기 및 타이머는 함께 일체로 형성될 수 있고 전류를 열선에 보내는 제어기에서 전류를 분기하여 밸브를 조절하는 제어기에 공급함으로써 공기 및 진공의 인가를 조절할 수도 있다.In the above, the controller for controlling the current supply and the valve for applying the cooling air and the timer may be integrally formed together, and the air and vacuum may be applied by supplying the controller to branch and adjust the valve from the controller that sends the current to the heating wire. You can also adjust.

본 발명에 따르면, 웨이퍼 검사 설비에서 고온과 상온을 번갈아 가면서 웨이퍼를 검사할 때 웨이퍼가 놓이는 스테이지의 온도가 고온에서 상온으로 쉽게 변하지 않아 설비의 효율이 떨어지는 문제를 해결할 수 있다.According to the present invention, when the wafer is inspected while alternating the high temperature and the normal temperature in the wafer inspection equipment, the temperature of the stage on which the wafer is placed does not easily change from a high temperature to a normal temperature, thereby reducing the efficiency of the equipment.

Claims (3)

웨이퍼 검사 설비에서 웨이퍼가 놓이는 스테이지 전면에 고르게 냉각용 공기를 강제로 공급할 수 있도록 공기 분사장치를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장비의 스테이지 냉각 방법.A stage cooling method of a wafer inspection equipment, characterized by providing an air injector so as to forcibly supply cooling air to the front surface of the stage on which the wafer is placed in the wafer inspection equipment. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스테이지 냉각장치는 본체부가 원판형 혹은 짧은 원통형으로 되어 있고, 하면에는 다수의 공기 분사구가 형성되고, 측면에는 공기 유입구가 설치되어 외부의 공기 공급용 튜브와 접속되며, 중앙부에는 위쪽으로 밸브를 가진 별도의 공기 튜브가 설치되어 상기 공기 튜브는 복수로 분리되어 각 끝단은 본체의 주변부에 스테이지를 향하도록 위치하되 가변적인 구조를 취하고 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장비의 스테이지 냉각 방법.The stage cooling device has a main body portion of a disk or a short cylindrical shape, a plurality of air injection holes are formed on the lower surface, the air inlet is installed on the side is connected to the external air supply tube, the central portion having a valve upwards A separate air tube is installed so that the air tube is separated into a plurality of stages, each end is positioned so as to face the stage to the periphery of the main body, the stage cooling method of the wafer inspection equipment, characterized in that it takes a variable structure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스테이지는 웨이퍼의 온도를 높이기 위한 가열용 진공 척으로 이루어지고, 냉각용 공기는 진공과 선택적으로 인가될 수 있도록 밸브를 통해 가열 척과 연결되며, 가열 척의 상면으로는 웨이퍼를 잡는 진공홀은 냉각용 공기가 공급될 때 공기 분사구의 역할을 하도록 설치되며, 상기 밸브에서 상기 가열 척에 진공과 공기 가운데 어느 것을 인가할 것인가를 조절할 수 있도록 타이머가 함께하는 제어기가 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장비의 스테이지 냉각 방법.The stage consists of a heating vacuum chuck to increase the temperature of the wafer, the cooling air is connected to the heating chuck through a valve to be selectively applied with the vacuum, the vacuum hole for holding the wafer on the upper surface of the heating chuck is It is installed to act as an air inlet when air is supplied, the stage of the wafer inspection equipment, characterized in that the controller is connected with a timer to control whether to apply the vacuum or air to the heating chuck in the valve Cooling method.
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