KR20090121464A - 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 프로버의 척에 웨이퍼를 흡착 고정시키는 웨이퍼 고정장치에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정 장치는, 공기를 흡입하는 진공 장치; 상기 웨이퍼 프로버의 척 상면에 형성되어, 다양한 크기의 웨이퍼에 대응되는 원주 형태를 가지며, 상기 원주의 중심을 기준으로 다수로 분할된 원호 형태의 다수의 진공 홈; 상기 다수의 진공 홈 각각과 연결되어 상기 진공 홈의 공기가 상기 진공 장치에 의해 흡입될 수 있는 경로를 형성하는 다수의 진공관; 상기 다수의 진공관 각각과 상기 진공 장치 사이를 연결하거나 폐쇄하는 다수의 솔레노이드밸브; 상기 다수의 진공관 각각에 대해 진공압력을 센싱하는 다수의 진공압력센서; 비정상 크기의 웨이퍼에 대한 흡착 고정이 요청되면, 다수의 진공관과 진공장치 사이를 연결시키도록 상기 다수의 솔레노이드밸브를 제어한 후에, 상기 다수의 진공압력센서로부터의 센싱결과를 제공받아, 진공상태를 센싱한 진공압력센서들에 대응되는 진공관만이 상기 진공장치와 연결되도록 상기 다수의 솔레노이드밸브를 제어하는 제어장치;로 구성된다.

웨이퍼 프로버, 웨이퍼 고정, 진공, 척

Description

웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치{Apparatus of Holding Wafer for Wafer Prober}

본 발명은 웨이퍼 프로버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 프로버의 척에 웨이퍼를 흡착 고정시키는 웨이퍼 고정장치에 관한 것이다.

웨이퍼 프로버(Wafer Prober)는 웨이퍼 상의 칩(chip)들과 테스터(tester)를 연결하는 장치로서, 상기 테스터가 상기 웨이퍼 프로버를 통해 상기 웨이퍼 상의 칩들에 연결되어, 상기 칩들에 전기적인 신호를 제공하고 그 결과를 검사함으로써, 상기 칩들 각각의 이상 유무 또는 불량 여부를 판단할 수 있게 한다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 프로버의 구성도를 도시한 것이다. 상기 도 1을 참조하여 상기 웨이퍼 프로버의 구성을 설명한다.

상기 웨이퍼 프로버(100)는 크게 프로버 카드(102), 척(104), 척 이송장치(106), 웨이퍼 이송장치(108), 제어장치(110)로 구성된다.

상기 프로버 카드(102)는 상기 척(104) 위에 위치된 웨이퍼(114) 상의 칩들과 테스터(112)간의 전기적인 연결을 담당한다. 상기 프로버 카드(102)는 상기 웨이퍼 프로버(100)의 상부 하우징에 고정되며, 하측으로는 상기 웨이퍼(114) 상의 칩들의 패드에 접촉되는 핀(pin)들이 위치하고, 상측으로는 테스터(114)와의 접속을 위한 커넥터들이 위치한다.

상기 척(104)은 상기 웨이퍼 이송장치(108)로부터 이송된 상기 웨이퍼(116)를 흡착 고정함과 아울러, 테스트 환경에 따라 상기 웨이퍼(116)를 가열 또는 냉각시킴으로써, 상기 테스터(114)가 다양한 환경에서 상기 웨이퍼(116) 상의 칩들을 테스트할 수 있게 한다.

상기 척 이송장치(106)는 상기 웨이퍼(114)가 흡착 고정된 척(104)을 상기 프로버 카드(102)에 밀착시킴으로써, 상기 프로버 카드(102)의 핀들이 상기 웨이퍼(114)의 칩들의 패드들에 접촉될 수 있게 한다. 이를 위해, 상기 척 이송장치(106)는 상기 척(104)을 X,Y,Z축으로 이동시키거나 회전시킨다.

상기 웨이퍼 이송장치(108)는 미도시된 웨이퍼 적재장치에 적재된 웨이퍼들 중 하나를 로드하여 척(104)의 상면으로 이송시킨다.

그리고 상기 제어장치(110)는 상기 웨이퍼 프로버(100)의 각 부를 전반적으로 제어한다.

상기한 바와 같이 구성되는 웨이퍼 프로버(100)의 척(104)에 구비되는 웨이퍼 고정장치에 대해 좀더 설명한다.

상기 척(104)은 상기 웨이퍼(114)가 상면에 올려진 상태에서 상기 척 이송장치(106)에 의해 X,Y,Z축으로 이동시키거나 회전하고, 상기 웨이퍼(114) 상의 칩의 패드와 프로버 카드(102)의 핀이 접촉되도록 상기 웨이퍼(114)를 상기 프로버 카드(102)로 밀착시킴으로써, 상기 척(104)에 구비되는 웨이퍼 고정장치는 상기 웨이 퍼(114)에 손상을 주지 않으면서도 강하게 상기 웨이퍼(114)를 고정하여야 한다.

이에 종래에는 진공을 이용하여 웨이퍼(114)를 흡착 고정하는 다양한 방식이 제안되었다.

도 2는 종래 기술에 따른 웨이퍼 고정장치의 일예를 도시한 것이다. 상기 도 2에 도시한 웨이퍼 고정장치는 척에 형성된 다수의 원형 진공홈과 중심으로 교차되는 다수의 직선 진공홈과 진공홀로 형성되어 웨이퍼를 강하게 고정한다. 그러나 다양한 사이즈의 웨이퍼를 지원하기는 불가능하며, 파손된 웨이퍼에 대해서는 고정할 수 없었다.

도 3은 종래 기술에 따른 웨이퍼 고정장치의 다른 예를 도시한 것이다. 상기 도 3에 도시한 웨이퍼 고정장치는 중심으로 교차되는 다수의 직선 진공홈을 없애고, 각각의 원형 진공홈을 별도로 동작시키므로 다양한 사이즈의 웨이퍼를 고정할 수 는 있다. 그러나 이러한 웨이퍼 고정장치 역시 척 상에 파손된 웨이퍼를 올려 놓는 경우에는 진공압력이 제대로 형성되지 못하여, 정상적인 동작은 불가능하다.

이에따라 현재의 시장동향에 맞게 다양한 사이즈의 웨이퍼를 고정가능하며, 또한 파손된 웨이퍼도 안전하게 고정하여 테스트가 가능하게 할 수 있는 장치의 개발이 절실히 요구되었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 다양한 사이즈의 웨이퍼를 수용 가능하면서도 파손된 웨이퍼의 일부 조각까지도 정상적으로 흡착 고정할 수 있는 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 각 진공라인에 진공압력센서를 설치하여 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 동작이 안정적인지 센싱하여, 그 결과를 안내하는 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정 장치는, 공기를 흡입하는 진공 장치; 상기 웨이퍼 프로버의 척 상면에 형성되어, 다양한 크기의 웨이퍼에 대응되는 원주 형태를 가지며, 상기 원주의 중심을 기준으로 다수로 분할된 원호 형태의 다수의 진공 홈; 상기 다수의 진공 홈 각각과 연결되어 상기 진공 홈의 공기가 상기 진공 장치에 의해 흡입될 수 있는 경로를 형성하는 다수의 진공관; 상기 다수의 진공관 각각과 상기 진공 장치 사이를 연결하거나 폐쇄하는 다수의 솔레노이드밸브; 상기 다수의 진공관 각각에 대해 진공압력을 센싱하는 다수의 진공압력센서; 비정상 크기의 웨이퍼에 대한 흡착 고정이 요청되면, 다수의 진공관과 진공장치 사이를 연결시키도록 상기 다수의 솔레노이드밸브를 제어한 후에, 상기 다수의 진공압력센서로부터의 센싱결과를 제공받아, 진공상태를 센싱한 진공압력센서들에 대응되는 진공관만이 상기 진공장치와 연결되도록 상기 다수의 솔레노이드밸브를 제어하는 제어장치;로 구성됨을 특징으로 한다.

특히, 상기 제어장치는, 정상 크기의 웨이퍼에 대한 흡착 고정이 요청되면, 상기 웨이퍼의 크기에 대응되는 다수의 진공관과 진공장치 사이를 연결시키도록 상기 다수의 솔레노이드밸브를 제어함을 특징으로 한다.

또한 상기 제어장치는, 흡착 고정된 웨이퍼에 대한 테스트가 시작되면, 상기 다수의 진공압력센서의 센싱결과가 변화되는지를 체크하고, 상기 센싱결과가 변화되면 디스플레이 장치 또는 스피커를 통해 비정상 동작을 경보함을 특징으로 한다.

상기한 본 발명은 다양한 크기의 웨이퍼를 수용할 수 있으며 파손된 웨이퍼의 일부 조각에 대해서도 흡착 고정할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 웨이퍼의 유무 감지할 수 있으므로, 웨이퍼 프로버의 기능성 확대와 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 웨이퍼 고정장치에 구비되는 진공 홈, 진공 관, 진공 홀의 막힘 등의 이상을 용이하게 검사할 수 있게 함으로써, 웨이퍼 프로버의 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 구조도이다. 상기 도 4를 참조하면, 진공홈은 진공척의 중심으로부터 바깥방향으로 다수의 진공 홈이 가공되며, 상기 다수의 진공 홈은 중심을 기준으로 원형을 4분할한 원호 모양으로 형성된다.

상기 다수의 원호 모양의 진공 홈 각각은 별도의 진공관과 각각의 솔레노이드 밸브를 구비한다. 이에따라 상기 다수의 진공홈 각각에 대해 진공을 형성 또는 파기할 수 있게 한다.

또한 내부로부터 다양한 사이즈의 웨이퍼의 안정적인 흡착 고정을 위해 6인 치, 8인치, 12인치에 대응되는 진공 홈들에 대해 선택적으로 진공을 형성 또는 파기할 수 있게 한다.

도 5는 상기 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 내부 구조도이다.

상기 도 5를 참조하면, 원호 형상의 진공 홈 중 소수를 그룹짓고, 상기 그룹단위로 진공관을 각각 설치한다. 상기 진공 홈 그룹은 원호의 인접여부와 웨이퍼 규격에 따라 결정한다.

상기 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 사시도를 도시한 도 6을 참조하면, 6인치 웨이퍼에 대응되는 영역의 원호들에 대해 인접되는 원호들로 다수의 그룹을 지으며, 이 다수의 그룹은 도 6의 (1),(2),(3),(4)로 표식하였다. 8인치 웨이퍼에 대응되는 영역의 원호들에 대해 인접되는 원호들로 다수의 그룹을 지으며, 이 다수의 그룹은 도 6의 (5),(6),(7),(8)로 표식하였다. 12인치 웨이퍼에 대응되는 영역의 원호들에 대해 인접되는 원호들로 다수의 그룹을 지으며, 이 다수의 그룹은 도 6의 (9),(10),(11),(12)로 표식하였다.

상기한 바와 같이 다수의 진공홈은 그룹단위로 진공관이 설치되며, 상기 진공관들 각각에는 도 7에 도시한 바와 같이 진공 형성 또는 파기를 위한 솔레이노이드밸브가 설치된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 회로적인 구성을 도 8을 참조하여 설명한다.

상기 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치는 제어장치(100), 진공장치(102), 제1 내지 제N솔레노이드밸브(1041~104N), 제1 내지 제N진공압력센서(1081~108N)로 구 성된다.

상기 제어장치(100)는 상기 웨이퍼 고정장치의 각부를 전반적으로 제어함은 물론이고, 웨이퍼 척에 로드되는 웨이퍼의 크기에 따라 제1 내지 제N솔레노이드밸브(1041~104N)를 선택적으로 제어한다.

또한 상기 제어장치(100)는 제1 내지 제N진공압력센서(1081~108N)의 센싱결과를 제공받아, 상기 센싱결과를 미도시된 디스플레이장치를 통해 작업자에게 안내함과 아울러, 상기 센싱결과에 따라 상기 제1 내지 제N솔레노이드밸브(1041~104N)의 제어상태를 가변한다.

상기 제1 내지 제N솔레노이드밸브(1041~104N)는 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 진공장치(102)와 제1 내지 제N진공관(1061~106N)을 연결 또는 차단을 이행한다. 즉, 상기 제1 내지 제N솔레노이드밸브(1041~104N)는 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 진공장치(102)와 제1 내지 제N진공관(1061~106N)을 선택적으로 연결 또는 차단한다.

상기 제1 내지 제N진공압력센서(1081~108N)는 상기 제1 내지 제N진공관(1061~106N)에 각각 연결되어, 진공압력을 센싱하고, 그 결과를 상기 제어장치(100)로 제공한다.

상기 진공장치(102)는 솔레노이드밸브에 의해 연결된 진공관을 통해 공기를 흡입하여, 해당 진공홈내를 진공 상태로 형성한다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 제어장치(100)는 외부로부터 정상적인 6인치 웨이퍼의 흡착 고정이 명령되면, 6 인치 웨이퍼에 대응되는 진공홈들에 연결된 진공관들과 진공장치(102)를 연결하도록 상기 진공홈들에 연결된 솔레노이드밸브들을 제어한다. 이로서 6인치 웨이퍼에 대한 흡착 고정이 이행된다.

그리고 제어장치(100)는 외부로부터 정상적인 8인치 웨이퍼의 흡착 고정이 명령되면, 8인치 웨이퍼에 대응되는 진공홈들에 연결된 진공관들과 진공장치(102)를 연결하도록 상기 진공홈들에 연결된 솔레노이드밸브들을 제어한다. 이로서 8인치 웨이퍼에 대한 흡착 고정이 이행된다.

또한 제어장치(100)는 외부로부터 정상적인 12인치 웨이퍼의 흡착 고정이 명령되면, 12인치 웨이퍼에 대응되는 진공홈들에 연결된 진공관들과 진공장치(102)를 연결하도록 상기 진공홈들에 연결된 솔레노이드밸브들을 제어한다. 이로서 12인치 웨이퍼에 대한 흡착 고정이 이행된다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 제어장치(100)는 외부로부터 비정상 웨이퍼의 흡착 고정이 명령되면, 제1 내지 제N솔레노이드밸브(1041~104N)를 개방하도록 제어한 상태에서 제1 내지 제N진공압력센서(1081~108N)를 통해 진공상태로 센싱되는 진공관들을 검출한다. 이후 상기 제어장치(100)는 진공상태로 센싱되는 진공관을 제외한 나머지 진공관에 연결된 솔레노이드밸브를 폐쇄하여 진공관과 진공장치(102)와의 연결을 해제한다. 이로서, 척 위에 올려진 비정상 웨이퍼에 대한 흡착 고정을 이행한다.

이를 도 9 및 도 10을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 9는 일부분이 파손된 12인치 웨이퍼를 척 위에 로딩한 예를 도시한 것이 다. 이 경우에 상기 제어장치(100)는 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12번 진공홈 그룹과 연결된 진공관들에 대응되는 솔레노이드 밸브를 동작시켜, 일부분이 파손된 웨이퍼에 대해서도 흡착 고정을 가능하게 한다.

또한 도 10은 일부분만이 남은 8인치 웨이퍼를 척 위에 로딩한 예를 도시한 것이다. 이 경우에 상기 제어장치(100)는 2,6번 진공홈 그룹과 연결된 진공관들에 대응되는 솔레노이드 밸브를 동작시켜, 일부분만이 남은 웨이퍼에 대해서도 흡착 고정을 가능하게 한다.

상기한 본 발명의 실시예에서는 원주 형태의 진공 홈을 원 중심을 기준으로 4등분한 예만를 도시하였으나, 상기 원주 형태의 진공 홈을 원 중심을 기준으로 6, 8 등분하여 더 작은 크기의 웨이퍼 조각까지의 고정도 가능하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이 웨이퍼를 테스트할 때 웨이퍼를 척 위에 강하고 정확하게 밀착시키는 것은 매우 중요하다.

만약 테스트를 위해 테스터 핀이 웨이퍼와 접촉하고 있을 때에 웨이퍼가 움직인다면, 웨이퍼와 테스터 핀이 모두 손상된다. 또한 진공은 공급도관에 구멍이 생기거나 막히거나 하는 작은 손실에도 진공 압력이 쉽게 낮아지고, 진공 형성능력을 상실하게 된다.

때문에 척 위에 웨이퍼를 고정하고 테스트하는 동안에 진공 압력이 제대로 형성되었는가를 확인하는 것은 매우 중요하다.

이에따라 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공압력센서는 정상적으로 진공이 이루어지는지 여부를 판별하기 위한 목적으로도 사용될 수 있다.

즉, 제어장치는 진공압력센서를 통해 정상적인 동작중에 진공압력이 정상적으로 형성되어 있는지를 모니터링하여, 상기 진공압력이 정상적이지 못할 경우에는 미도시된 디스플레이 장치 또는 스피커 등을 통해 경보를 출력하고 작업을 중단하도록 한다.

또한 상기 웨이퍼 프로버의 초기화시에는 각각의 진공라인을 테스트하여 진공라인의 정상여부와 진공의 누설 또는 일부 파티클에 의한 막힘여부를 검사하고, 그 결과를 상기 디스플레이 장치 또는 스피커 등을 통해 안내할 수 있다.

예를 들어 만약 척 위에 웨이퍼가 없을 경우 초기 진공형성 압력이 40Kpa까지 올라가고, 척 위에 웨이퍼가 있을 경우 80Kpa까지 형성된다고 가정할 때, 초기화시에 각각의 진공라인에 진공압력을 형성하여 40Kpa이하라면 척위에 웨이퍼가 없는 것이고, 80Kpa이상이라면 척위에 웨이퍼가 존재하는 것으로 보면 된다. 그리고 40과 80Kpa중간의 압력이 형성된다면 진공 공급라인이 오염으로 일부가 막혔거나, 진공관의 일부가 손상되어 진공압력이 낮게 형성되는 것으로 의심하여 경보를 출력하여, 사용자에게 안내한다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 프로버의 구성도.

도 2 및 도 3은 종래의 기술에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 구조도.

도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 구조도.

도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치를 위한 진공라인과 솔레노이드 밸브의 배치도.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정장치의 블록 구성도.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따라 파손된 웨이퍼를 척 위에 고정하는 예를 도시한 도면.

Claims (3)

1. 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정 장치에 있어서,

   공기를 흡입하는 진공 장치;

   상기 웨이퍼 프로버의 척 상면에 형성되어, 다양한 크기의 웨이퍼에 대응되는 원주 형태를 가지며, 상기 원주의 중심을 기준으로 다수로 분할된 원호 형태의 다수의 진공 홈;

   상기 다수의 진공 홈 각각과 연결되어 상기 진공 홈의 공기가 상기 진공 장치에 의해 흡입될 수 있는 경로를 형성하는 다수의 진공관;

   상기 다수의 진공관 각각과 상기 진공 장치 사이를 연결하거나 폐쇄하는 다수의 솔레노이드밸브;

   상기 다수의 진공관 각각에 대해 진공압력을 센싱하는 다수의 진공압력센서;

   비정상 크기의 웨이퍼에 대한 흡착 고정이 요청되면, 다수의 진공관과 진공장치 사이를 연결시키도록 상기 다수의 솔레노이드밸브를 제어한 후에, 상기 다수의 진공압력센서로부터의 센싱결과를 제공받아, 진공상태를 센싱한 진공압력센서들에 대응되는 진공관만이 상기 진공장치와 연결되도록 상기 다수의 솔레노이드밸브를 제어하는 제어장치;

   로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어장치는,

   정상 크기의 웨이퍼에 대한 흡착 고정이 요청되면, 상기 웨이퍼의 크기에 대응되는 다수의 진공관과 진공장치 사이를 연결시키도록 상기 다수의 솔레노이드밸브를 제어함을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어장치는,

   흡착 고정된 웨이퍼에 대한 테스트가 시작되면,

   상기 다수의 진공압력센서의 센싱결과가 변화되는지를 체크하고,

   상기 센싱결과가 변화되면 디스플레이 장치 또는 스피커를 통해 비정상 동작을 경보함을 특징으로 하는 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 고정 장치.

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