KR200203848Y1 - 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인덱서와 웨이퍼 핸들러를 통합하여 일체형으로 형성한 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치에 관한 것이다. 본 고안의 로딩 장치는 상하 방향으로 이동하는 상하 이동축, 상하 이동축의 일측에 연결되어 설치되고 앞뒤 방향으로 이동하는 전후 이동축, 회전 방향으로 이동하는 회전 이동축 및 회전 이동축의 일측에 연결되어 설치된 핸드부를 구비하고, 상기 회전 이동축에서의 핸드부가 설치된 측면의 대향 측면이 서로 연결된 상하 이동축과 전후 이동축의 일측과 연결되어 설치된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하여, 로딩 장치를 하드웨어적으로 간단하게 형성할 수 있으며, 반도체 웨이퍼의 로딩시간을 짧게 할 수 있으며, 센서의 설치 및 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치{APPARATUS FOR LOADING WAFER IN SEMICONDUCTOR WAFER PROBER}

본 고안은 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인덱서, 웨이퍼 핸들러 및 센서부를 일체형으로 형성한 로딩 장치에 관한 것이다.

웨이퍼 프로버(wafer prober)는 반도체 패키지를 제조하기 전에 웨이퍼 상태의 칩(chip)인 다이(die)들이 각각 정상적으로 동작하는지를 테스트하는 장비로서, 이 장비를 이용하여 웨이퍼상의 다이들을 패키징하기 전에 다이들로 전기적인 신호를 가하고 그 결과를 검사함으로써 각 다이의 이상 유무 또는 불량 여부를 판단하게 된다.

도 1은 웨이퍼 프로버의 전체 시스템을 나타내는 블록도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 웨이퍼 프로버의 구성을 상세히 설명한다.

먼저, 웨이퍼 프로버는 검사할 웨이퍼를 장착하는 프로버 스테이션(prober station), 웨이퍼와 전기적 연결을 제공하고 전기적 신호를 송수신하는 프로버 카드(prober card;132), 프로버 카드를 통하여 송수신된 전기적 신호를 검사하는 테스터(tester;100) 및 프로버 스테이션과 테스터를 제어하는 컴퓨터(120)를 구비한다.

이하, 전술한 웨이퍼 프로버의 구성 요소들의 구성 및 기능을 설명한다.

먼저, 프로버 스테이션은 카세트내에 있는 테스트할 웨이퍼를 한 장씩 꺼내어서 척으로 이송하는 로딩 장치(도 1에서는 도시되지 않음, 도 2의 200) 및 로딩 장치에 의해 척으로 이송된 웨이퍼의 패드와 프로버 카드의 핀을 정렬시키고 Z축을 상승시키는 스테이지부(110)로 이루어진다.

스테이지부(110)는 베이스 프레임(112) 위에 XY 스테이지(113, 114), Z 스테이지(115) 및 θ스테이지(116)가 순차적으로 형성되어 있으며, 그 상부에 테스트할 웨이퍼를 배치하는 척(Chuck;117)이 형성된다. 프로버 스테이션은 XY 스테이지를 이용하여 척을 지지하고 X축 방향과 Y축 방향으로 웨이퍼를 이송함으로써 프로버 카드와 웨이퍼 내부의 패드의 위치를 일치시키며, Z 스테이지(115) 및 θ스테이지(116)를 이용하여 상하 방향과 회전 방향으로 웨이퍼를 이송함으로써 프로버 카드와 웨이퍼 내부의 패드의 물리적인 접촉을 가능하게 하여, 척(117) 위의 정확한 위치에 웨이퍼가 배치되도록 하고 웨이퍼 내부의 패드와 프로버 카드의 핀들이 물리적으로 정확히 접촉하도록 한다.

상기 로딩 장치(도 2의 200)는 카세트내에 웨이퍼가 잘 정돈되어 있는지를 확인하고 순서에 따라 한 장씩 척으로 이송하는 것으로서, 웨이퍼 카세트를 상하로 이동하는 인덱서, 웨이퍼를 척으로 이동시키는 웨이퍼 핸들러 그리고 인덱서의 좌우에 설치되어 웨이퍼의 이상 유무와 웨이퍼 장수를 세는 센서부로 이루어진다.

다음, 상기 프로버 카드(132)는 프로버 스테이션의 척 위에 배치된 웨이퍼와 테스터 간의 전기적 연결을 담당하는 것으로서, 프로버 스테이션의 상부판에 고정되어 있으며, 프로버 카드의 핀(pin)들이 척을 향하도록 설치되어 있다. 테스터와 척 위의 웨이퍼 간의 정확한 전기적 연결을 하기 위하여, 프로버 카드의 모든 핀은 웨이퍼의 다이의 패드와 일치되도록 설계된다.

다음, 상기 테스터(100)는 척 위에 배치된 웨이퍼 내부의 칩의 상태를 테스트하기 위한 전기적 신호를 프로버 카드로 전달하고, 프로버 카드로 전달된 전기적 신호는 프로버 카드의 프로버 핀을 통하여 웨이퍼 내부의 패드로 전달된다.

다음, 컴퓨터(120)는 이미지 카드(Image Grabber Card;122), 모션 카드(Motion Card;124) 및 통신 카드(GPIB Card;126)을 포함한다.

이하, 종래 로딩 장치의 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 로딩 장치의 구성을 살펴 보면, 상기 인덱서는 카세트를 상하로 이동시킬 수 있는 상하 구동축을 구비하며, 상기 웨이퍼 핸들러는 웨이퍼를 집는 핸드부, 앞뒤 방향으로 움직이는 전후 구동축 및 핸드부에 의해 집어진 웨이퍼를 척으로 이송하며 회전축을 따라 이동하는 회전 구동축을 구비하며, 상기 센서부는 발광부 및 수광부를 구비하며, 이들 각각은 인덱서의 좌우에 분리되어 설치된다.

다음, 상기 로딩 장치의 동작을 구체적으로 설명한다.

먼저, 인덱서의 상하 구동축에 의하여 카세트를 상하로 이동시키면서, 인덱서의 좌우에 위치한 센서부의 수광부 및 발광부를 이용하여 카세트 내에 놓여 있는 웨이퍼가 정확하게 놓여 있는지 여부와 카세트 내의 웨이퍼 장수를 확인한다. 다음, 인덱서의 상하 구동축이 카세트를 상하로 이송하고 웨이퍼 핸들러는 전후 구동축을 앞뒤 방향으로 이동하여, 웨이퍼 핸들러가 핸드부를 이용하여 카세트 내의 특정한 웨이퍼를 꺼낼 수 있는 위치가 되도록 조정한다. 다음, 핸드부가 특정한 웨이퍼 한 장을 잡은 후, 웨이퍼 핸들러의 회전 구동축을 이용하여 검사할 웨이퍼를 잡은 핸드부를 회전시켜 상기 웨이퍼를 척으로 이송한다.

전술한 바와 같이, 종래의 웨이퍼 프로빙 장치의 로딩 장치는 인덱서와 웨이퍼 핸들러가 각각 분리되어 있으므로, 상하 이동, 전후 이동 및 회전 이동을 위한 축들이 모두 분리되어 있으며 또한 센서부의 발광부와 수광부가 각각 분리되어 있다.

따라서, 종래의 로딩 장치는 각각의 이동 축들을 분리시켜 설치함으로써 하드웨어가 매우 복잡하게 되는 문제점이 있다. 또한, 웨이퍼를 척위에 로딩하기 위하여서는, 인덱서와 센서를 이용하여 카세트 내의 웨이퍼의 배치 및 장수를 읽은 다음, 인덱서를 이용하여 카세트를 다시 적절한 위치로 이동하고 다시 웨이퍼 핸들러를 이용하여 카세트 내의 웨이퍼를 척으로 이송하는 과정이 필요하므로, 종래의 로딩 장치는 웨이퍼 로딩 시간이 길어져서 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 발광부와 수광부로 이루어지는 센서부는, 발광부와 수광부를 인덱서의 좌우에 분리하여 배치하되 서로 광신호를 송수신할 수 있도록 위치가 정렬되어야 하므로, 센서들의 수평을 조정하고 발광부와 수광부의 서로 마주 보는 각도를 매우 정밀하게 설치하여야 하는 문제점이 있으며, 또한 이렇게 정밀하게 조절하여 설치하더라도 발광부와 수광부의 마주 보는 각도가 시간의 경과에 따라 틀어지는 경우가 많이 발생하는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 하드웨어가 간단하게 구성되고, 웨이퍼 로딩 시간이 빠른 로딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 반도체 웨이퍼 프로버의 전체 시스템을 나타내는 블록도.

도 2는 본 고안에 따른 프로버 스테이션을 나타내는 정면도.

도 3은 도 2에 대한 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 로딩 장치

210 : 상하 이동축

212 : 전후 이동축

214 : 회전 이동축

216 : 핸드부

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치는, 상하 방향으로 이동하는 상하 이동축와, 상기 상하 이동축의 일측에 연결되어 설치되고, 앞뒤 방향으로 이동하는 전후 이동축와, 회전 방향으로 이동하는 회전 이동축와, 상기 회전 이동축의 일측에 연결되어 설치되고, 카세트 내의 웨이퍼를 집는 핸드부를 구비한다. 그리고, 상기 회전 이동축의 상기 핸드부가 설치된 측면의 대향 측면은 서로 연결된 상하 이동축와 전후 이동축의 일측과 연결되어 설치되어, 상기 상하 이동축, 전후 이동축, 회전 이동축 및 핸드부가 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 핸드부의 끝 부분에 센서가 설치되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 발광부와 수광부가 일체형으로 형성된 센서를 이용하는 것이다.

본 고안에 의하여, 카세트를 고정시켜 인덱스 축을 이동하지 않는 것을 반도체 장비의 표준 규격으로 채택함으로써 이에 적합한 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치를 개발하고, 또한 종래에 비해 하드웨어적으로 간편하고 빠른 웨이퍼 로딩 시간을 갖는 로딩 장치를 제공할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼 프로버의 프로버 스테이션의 스테이지부 및 로딩 장치를 나타내는 정면도이며, 도 3은 도 2에 대한 평면도이다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 고안에 따른 로딩 장치의 일실시예의 구성을 설명한다.

스테이지부(110)는 베이스 프레임(112), XY 스테이지(114), Z 스테이지(115), θ스테이지(116) 및 척(117)으로 이루어진다. 이들 각각의 구성 요소들의 구성 및 동작은 전술된 바와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다음, 로딩 장치(200)는 상하 방향으로 이동하는 상하 이동축(210), 앞뒤 방향으로 이동하는 전후 이동축(212), 회전 방향으로 이동하는 회전 이동축(214), 웨이퍼를 집는 핸드부(216) 및 센서를 포함한다.

먼저, 상하 방향으로 이동하는 상하 이동축(210)과 앞뒤 방향으로 이동하는 전후 이동축(212)이 서로 연결되도록 설치된다. 다음, 서로 연결된 상하 이동축과 전후 이동축의 일측에 회전 이동축(214)이 설치되고, 서로 연결된 상하 이동축과 전후 이동축의 타측은 스테이지부의 베이스 프레임(112)와 로딩 장치(200)를 구분하는 프레임에 고정되도록 설치된다.

또한, 웨이퍼를 집는 핸드부(216)가 상기 회전 이동축(214)의 일측에 연결되어 설치된다. 그리고, 센서가 상기 핸드부의 회전 이동축과의 연결된 측면의 대향 측면에 설치된다. 이때, 상기 센서는 발광부와 수광부에 동일한 센서를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 고안이 발광부와 수광부가 분리되지 않고 일체형으로 형성된 센서를 이용함으로써, 종래와는 달리 발광부와 수광부의 수평을 조절할 필요가 없어지고 또한 발광부와 수광부의 서로 마주 보는 각도를 조정해야 할 필요성이 없어진다. 따라서, 본 고안은 센서의 설치 및 유지 보수를 매우 용이하게 할 수 있도록 한다.

전술한 바와 같이, 본 고안은 로딩 장치의 상하 이동축, 전후 이동축, 회전 이동축 및 핸드부를 일체형으로 형성함으로써, 로딩 장치를 하드웨어적으로 매우 간단하게 구성할 수 있게 된다. 또한 본 고안의 이러한 구성은 반도체 장비의 표준 규격으로서 새로이 채택된 것인 카세트를 고정시켜 인덱서의 축을 이송하지 않도록 한 반도체 장비에 적합하다.

다음, 전술한 로딩 장치의 구성에 의한 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 로딩 장치는 일체형을 형성된 상하 이동축, 전후 이동축 및 회전 이동축을 적절히 조정함으로써, 핸드부의 끝부분이 카세트에 근접하도록 이동시킨다. 카세트에 근접된 위치에서 다시 상하 이동축을 상하 방향으로 이동하면서 센서를 이용하여 카세트 내부의 웨이퍼의 위치 및 정렬 상태를 파악하고 카세트 내부의 웨이퍼의 장수를 읽는다.

다음, 상하 이동축과 전후 이동축을 이동시켜 카세트 내의 제일 앞에 놓여 있는 웨이퍼의 센터와 핸드부의 센터를 일치시킨 다음, 전후 이동축을 다시 이동시키면서 핸드부가 공압을 이용하여 카세트내의 웨이퍼를 집는다.

웨이퍼를 집은 핸드부는 전후 이동축을 뒤로 이동시키고 상하 이동축의 위치를 이동시켜 척의 위치와 일치시킨 후, 회전 이동축을 이동시켜 핸드부를 회전시킨 후, 웨이퍼를 척 위에 배치시킨다.

본 고안에 의하여, 새로이 채택된 반도체 장비의 표준 규격, 즉 카세트가 고정되어 인덱스의 축을 이동하지 않도록 한 표준 규격에 적합한 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치를 제공할 수 있게 된다. 또한, 인덱스의 상하 이동축과 웨이퍼 핸들러의 좌우 이동축 및 회전 이동축을 일체형으로 형성함으로써 로딩 장치를 하드웨어적으로 매우 간단하게 구성할 수 있다. 또한, 본 고안은 핸드부의 끝 부분에 발광부와 수광부가 일체형으로 형성된 센서를 설치함으로써, 센서의 설치 및 유지 보수를 매우 용이하게 할 수 있도록 한다.

Claims (3)

1. 반도체 웨이퍼의 다이들이 정상적으로 동작하는지 여부를 테스트하는 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치에 있어서,

   상하 방향으로 이동하는 상하 이동축과;

   상기 상하 이동축의 일측에 연결되어 설치되고, 앞뒤 방향으로 이동하는 전후 이동축과;

   회전 방향으로 이동하는 회전 이동축과;

   상기 회전 이동축의 일측에 연결되어 설치되고, 카세트 내의 웨이퍼를 집는 핸드부를 구비하고,

   상기 회전 이동축의 상기 핸드부가 설치된 측면의 대향 측면은 서로 연결된 상하 이동축과 전후 이동축의 일측과 연결되어 설치되어, 상기 상하 이동축, 전후 이동축, 회전 이동축 및 핸드부가 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 핸드부의 끝 부분에 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 센서는 발광부와 수광부가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 프로버의 로딩 장치.