KR20190142096A - 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치 - Google Patents

멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치는 카트리지 조립체를 구성하는 프로브카드의 탐침과 웨이퍼 간 미접촉 부위를 보정하여 접촉시키기 위한 웨이퍼의 틸팅동작 시 프로브카드를 안정되게 고정시켜 프로브카드와 웨이퍼 간 접촉 보정동작이 높은 정밀도로 안정되고 용이하게 수행될 수 있도록 하고, 테스트용 챔버의 채널 내부에서 카트리지 조립체의 상하 위치를 정밀 제어함으로써 테스트용 챔버의 채널로의 카트리지 조립체의 장입이나 인출이 원활하고 용이하게 수행될 수 있도록 한다.

Description

멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치{Variable locking machine for tilting to align wafer cartridge of multi-prober system}
본 발명은 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 카트리지 조립체를 구성하는 프로브카드의 탐침과 웨이퍼 간 미접촉 부위를 보정하여 접촉시키기 위한 웨이퍼의 틸팅동작 시 프로브카드를 안정되게 고정시켜 프로브카드와 웨이퍼 간 접촉 보정동작이 높은 정밀도로 안정되고 용이하게 수행될 수 있게 되고, 테스트용 챔버의 채널 내부에서 카트리지 조립체의 상하 위치를 정밀 제어함으로써 테스트용 챔버의 채널로의 카트리지 조립체의 장입이나 인출이 원활하고 용이하게 수행될 수 있는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 검사시스템에는 싱글프로버 방식과 멀티프로버 방식이 있다.
싱글프로버 방식은 한번에 오직 1장의 웨이퍼를 전기시험하는 방식으로, 1장의 프로브카드를 스테이지 위에 고정시킨 다음, 다수의 웨이퍼를 1장씩 스테이지로 투입하여 테스트를 수행해나가게 된다.
그리고 멀티프로버 방식은 프로버의 탐침을 가지고 웨이퍼를 한장씩 테스트하는 싱글프로버 방식과 달리 탐침과 웨이퍼를 카트리지화하는 방식을 통해 복수의 카트리지를 다단 구성하여 한번에 여러장씩 테스트하는 방식이다. 이를 위한 멀티프로버 시스템은 카트리지 조립체로 합체되는 구성요소의 적재함인 카세트, 구성요소들을 합체하여 카트리지 조립체로 만들거나 카트리지 조립체를 해체하여 구성요소들로 분리하는 얼라이너, 카트리지 조립체를 다단 구성하여 테스트할 수 있도록 적재공간을 제공하는 챔버를 포함하는 구성으로 이루어진다.
카세트에 미리 준비된 다수의 프로브카드(probe card), 다수의 웨이퍼(wafer), 다수의 개별척(thin chuck)은 합체용 얼라이너(assemble machine)에 의해 다수의 카트리지 조립체로 합체되는데, 도 1에서와 같이 전기시험의 기본단위인 1개의 프로브카드, 1개의 웨이퍼, 1개의 개별척이 합체되어 1개의 카트리지 조립체를 만들게 된다. 그리고 챔버는 단위공간인 채널을 구비하게 되는데, 각각의 채널 내부에는 카트리지 조립체를 개별적으로 테스트할 수 있는 전기적 시험장치가 공통적으로 구비된다. 다수의 채널로 구성된 챔버 내부에 카트리지 조립체가 도 2에서와 같이 순차적으로 장입되고, 각각의 카트리지 조립체에 대한 동시적인 멀티테스트가 전기적 시험장치에 의해 진행되면서 검사효율을 극대화시키게 된다.
이와 같은 멀티프로버 시스템과 관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1784187호 "반도체 웨이퍼 프로버" 등이 안출되어 있다.
그런데 카트리지 조립체의 합체과정에서 프로브카드와 웨이퍼 간 체결상태가 불완전할 경우, 프로브카드의 탐침이 웨이퍼와 접촉불량이 되면서 정상인 웨이퍼에 대해서도 불량처리가 되어 제조비용이나 단가에 엄청난 손실을 가져올 수 있다. 이에 따라 카트리지 조립체 테스트 과정에서 카트리지 조립체를 구성하는 프로브카드와 웨이퍼 간 미접촉 발생할 경우 이를 강제 접촉시킬 수 있는 틸팅장치가 추가적으로 구비될 필요가 있으며, 틸팅장치에 의해 웨이퍼를 틸팅하게 될 시 프로브카드를 고정시킬 수 있는 장치도 추가적으로 구비될 필요가 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1784187호 "반도체 웨이퍼 프로버"
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 카트리지 조립체의 상단 부위(프로브카드)가 구속되는 고정유닛을 구비함으로써 틸팅장치에 의한 카트리지 조립체 하부면의 틸팅 시 카트리지 조립체의 상부면(프로브카드)의 움직임이 방지되어 틸팅에 의한 프로브카드와 웨이퍼 간 접촉 보정동작이 높은 정밀도로 안정되고 용이하게 수행될 수 있는 새로운 형태의 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 고정유닛의 상하이동을 유도하는 이송유닛을 서보모터와 볼스크류로 구성하고, 상하단 리미트 스위치/로터리 엔코더/리니어 엔코더에 의한 센싱정보로부터 테스트용 챔버의 채널 내부에서 카트리지 조립체의 상하 위치를 정밀 피드백제어함으로써 테스트용 챔버의 채널로의 카트리지 조립체의 장입이나 인출이 원활하고 용이하게 수행될 수 있는 새로운 형태의 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 순차적으로 상하 배열되어 있는 프로브카드, 웨이퍼, 개별척(thin chuck)이 합체된 카트리지 조립체의 상단 부위가 구속되는 고정유닛; 상기 카트리지 조립체의 좌우측에 배치되고, 상기 고정유닛이 결합되며, 상기 고정유닛의 상하이동을 유도하는 이송유닛; 및 상기 이송유닛의 동작을 제어하는 제어유닛;을 포함하여, 상기 이송유닛에 의해 상기 고정유닛이 하강하는 과정에서 상기 카트리지 조립체 하부면이 틸팅장치 상부면에 접하도록 하는 한편 상기 카트리지 조립체 상부면이 상기 고정유닛에 접하도록 하여, 상기 틸팅장치에 의한 상기 카트리지 조립체 하부면의 틸팅 시 상기 카트리지 조립체 상부면의 움직임이 방지되는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치에서 상기 고정유닛은 상하방향으로 이격되어 수평하게 평행 배치되는 한쌍의 직선형 랙 가이드로 이루어지고, 한쌍의 상기 직선형 랙 가이드 사이에 형성되는 고정홈에 상기 카트리지 조립체를 이루는 프로브카드 폭방향 끝단부위가 끼움고정될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치에서 한쌍의 상기 고정유닛과 한쌍의 상기 이송유닛이 상기 카트리지 조립체 폭방향 양단 부위에 각각 배치되고, 상기 제어유닛은 한쌍의 상기 이송유닛을 독립적으로 개별 제어하는 개별 제어모드와 한쌍의 상기 이송유닛을 동시적으로 제어하는 동시 제어모드 중에서 선택된 어느 하나의 제어모드를 수행하게 될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치에서 상기 이송유닛은, 수직으로 배치되고, 상기 고정유닛이 결합되는 수직이송판; 상기 수직이송판을 상하이동시키는 액추에이터;를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
여기서 상기 액추에이터는, 설정지점에 수직으로 설치되는 서보모터; 상기 서보모터의 모터축과 연결되어 회전하고, 수직으로 배치되는 볼스크류; 상기 볼스크류에 회전되지 않게 삽입되고, 상기 수직이송판과 결합되어 상기 볼스크류 회전시 상기 수직이송판과 일체로 상하이동하는 이동블록;을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다. 또한 상기 액추에이터는, 서로 이격되어 수직으로 평행 배치되는 한쌍의 LM 가이드; 각 LM 가이드에 삽입되고, 상기 수직이송판과 결합되어 상기 수직이송판과 일체로 상하이동하는 한쌍의 슬라이딩 블록;을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 액추에이터는, 상기 서보모터의 모터축과 동심축 상에 배치되어 상기 모터축을 전자기적으로 제동하게 되는 브레이크를 더 포함할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치에서 상기 제어유닛은, 설정높이에 배치되어 상기 수직이송판의 수직이동 상사점을 센싱하게 되는 상단 리미트 스위치; 상기 상단 리미트 스위치로부터 하측으로 이격 배치되어 상기 수직이송판의 수직이동 하사점을 센싱하게 되는 하단 리미트 스위치; 상기 서보모터와 결합되어 상기 서보모터의 회전정보를 센싱하게 되는 로터리 엔코더; 및 상기 상단 리미트 스위치, 하단 리미트 스위치, 로터리 엔코더로부터 센싱정보를 전달받고, 전달받은 센싱정보로부터 도출되는 상기 수직이송판의 위치정보에 따라 상기 서보모터의 회전동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 제어유닛은, 수직으로 배치되어 상기 수직이송판의 수직이동 위치를 센싱하게 되는 리니어 엔코더를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상단 리미트 스위치, 하단 리미트 스위치, 로터리 엔코더, 리니어 엔코더로부터 센싱정보를 전달받고, 전달받은 센싱정보로부터 도출되는 상기 수직이송판의 위치정보에 따라 상기 서보모터의 회전동작을 피드백 제어하게 될 수 있다.
또한 상기 제어유닛은, 상기 틸팅장치 상부면과 상기 틸팅장치의 틸팅 액추에이터 사이에 배치되어 상기 카트리지 조립체 하부면이 틸팅장치 상부면에 접할 시 발생되는 압력을 센싱하게 되는 접촉센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상단 리미트 스위치, 하단 리미트 스위치, 로터리 엔코더, 리니어 엔코더, 접촉센서로부터 센싱정보를 전달받고, 전달받은 센싱정보로부터 상기 서보모터의 회전동작을 피드백 제어하게 될 수도 있다.
본 발명에 의한 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치에 의하면, 한쌍의 직선형 랙 가이드로 이루어진 고정유닛에 카트리지 조립체의 상단 부위(프로브카드)가 구속되므로, 틸팅에 의한 프로브카드와 웨이퍼 간 접촉 보정동작이 높은 정밀도로 안정되고 용이하게 수행되는 효과가 있다. 그리고 본 발명에 의한 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치에 의하면, 서보모터와 볼스크류로 구성된 이송유닛에 의해 카트리지 조립체가 상하이동하고, 상하단 리미트 스위치/로터리 엔코더/리니어 엔코더에 의한 센싱정보로부터 카트리지 조립체의 이동이 정밀 피드백제어되므로, 테스트용 챔버의 채널로의 카트리지 조립체의 장입이나 인출이 원활하고 용이하게 수행되는 효과가 있다.
도 1은 멀티프로버 시스템의 구성도
도 2는 카트리지 조립체가 채널 케이스 내부로 장입되는 것을 보여주기 위한 도면;
도 3은 카트리지 조립체가 장입되기 전후의 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치의 정면 구성도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치의 평면 구성도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치와 연동되는 틸팅장치의 구성 예시도;
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치의 이송유닛 상세 구성을 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치와 연동되는 틸팅장치에 접촐센서가 설치되는 것을 보여주기 위한 도면;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치의 상단 리미트 스위치와 리미트스위치 인식자를 보여주기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치를 이루는 제어유닛의 상세 구성 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 9에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 반도체 웨이퍼 검사시스템, 멀티프로버 시스템, 웨이퍼, 카트리지, 프로브카드, 웨이퍼, 개별척(thin chuck), 랙, 서보모터, 볼스크류, LM 가이드, 전자기적 제동, 리미트 스위치, 로터리 엔코더, 리니어 엔코더, 접촉센서, 힘 센서(force sensor) 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치는 도 3과 도 4에서와 같이 고정유닛(200), 이송유닛(300), 제어유닛(400)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
고정유닛(200)은 카트리지 조립체(4)의 상단 부위가 구속되는 유닛으로, 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치는 한쌍의 고정유닛(200)이 카트리지 조립체(4)의 폭방향 양단 부위에 각각 배치되도록 한다. 여기서 카트리지 조립체(4)는 순차적으로 상하 배열되어 있는 프로브카드(1), 웨이퍼(2), 개별척(3)이 합체된 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 고정유닛(200)은 상하방향으로 이격되어 수평하게 평행 배치되는 한쌍의 직선형 랙 가이드(210)로 이루어진다. 이에 따라 한쌍의 직선형 랙 가이드(210) 사이에 형성되는 고정홈(220)에 카트리지 조립체(4)를 이루는 프로브카드(1) 폭방향 끝단부위가 끼움고정된다. 즉 챔버의 채널 케이스(500) 내부로 장입되는 카트리지 조립체(4)는 한쌍의 직선형 랙 가이드(210) 사이에 형성되는 고정홈(220)으로 유도되어 슬라이딩 수평이동하면서 고정유닛(200)에 놓여져 고정된다.
이송유닛(300)은 카트리지 조립체(4)의 좌우측에 배치되는 것으로, 고정유닛(200)이 결합되어 고정유닛(200)의 상하이동을 유도하게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치는 한쌍의 이송유닛(300)이 카트리지 조립체(4)의 폭방향 양단 부위에 각각 배치되도록 한다. 이와 같은 이송유닛(300)에 의해 고정유닛(200)이 하강하는 과정에서 카트리지 조립체(4)의 하부면이 틸팅장치(100)의 상부면에 접하는 한편 카트리지 조립체(4)의 상부면이 고정유닛(200)에 접하게 되는데, 이때 이송유닛(300)의 동작을 정지시키게 되면 고정유닛(200)의 현재위치가 유지되면서 카트리지 조립체(4)의 상부면 위치가 구속된다. 이에 따라 틸팅장치(100)에 의한 카트리지 조립체(4) 하부면의 틸팅 시 카트리지 조립체(4) 상부면의 움직임이 방지되는 것이다. 틸팅장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 가변 잠금장치와 연동되는 장치로서, 본 출원인에 의해 출원된 특허출원번호 제10-2017-0139013호 "피에조 엑츄에이터식 1축 정밀 제어모듈과 피에조 엑츄에이터식 1축 정밀 제어장치"의 기술구성이 틸팅장치(100)에 적용될 수 있다. 이와 같은 틸팅장치(100)는 도 5에서와 같이 피에조 액추에이터가 사용될 수 있는 틸팅 액추에이터(10), 틸팅 액추에이터(10) 측면에 세워져 틸팅 액추에이터(10)를 고정시키는 고정 모듈(20), 틸팅 액추에이터(10)와 고정 모듈(20)을 지지하는 지지판(30), 복수의 틸팅 액추에이터(10)와 고정 모듈(20)가 배치되는 영역을 제공하는 베이스 플레이트(40), 3개의 틸팅 액추에이터(10)가 120°각도로 배치되어 공유하는 작동판이 되는 척(50)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 이송유닛(300)은 수직이송판(310)과 액추에이터(320)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
수직이송판(310)은 수직으로 배치되는 것으로, 수직이송판(310)의 상부에 고정유닛(200)이 결합된다. 이와 같은 수직이송판(310)의 배면에는 도 6에서와 같이 상단 스토퍼(312)와 하단 스토퍼(313)가 고정설치된다. 이에 대응하여 채널 케이스(500)의 측벽(510)에는 이동제한 블록(314)의 고정설치되는데, 이동제한 블록(314)은 상단 스토퍼(312)와 하단 스토퍼(313) 사이에 배치되어 이동제한 블록(314)이 상단 스토퍼(312)와 접촉하면서 수직이송판(310)의 하강이 제한되고, 이동제한 블록(314)이 하단 스토퍼(313)와 접촉하면서 수직이송판(310)의 상승이 제한된다. 또한 수직이송판(310)은 도 8에서와 같이 리미트스위치 인식자(311)를 후방으로 수평하게 돌출형성시켜 상단 리미트 스위치(410)나 하단 리미트 스위치(420)와 접촉할 수 있도록 한다. 이와 같은 리미트스위치 인식자(311)에 의해 상단 리미트 스위치(410)나 하단 리미트 스위치(420)가 동작하게 된다.
액추에이터(320)는 수직이송판(310)을 상하이동시키는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터(320)는 서보모터(321), 볼스크류(322), 이동블록(323), 한쌍의 LM 가이드(324), 한쌍의 슬라이딩 블록(325), 브레이크(326)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
서보모터(321)는 설정지점에 수직으로 설치되는데, 본 발명의 실시예에 따른 서보모터(321)는 채널 케이스(500)의 바닥판(520)에 고정된다.
볼스크류(322)는 서보모터(321)의 모터축과 연결되어 회전하는 것으로, 수직으로 배치된다.
이동블록(323)은 볼스크류(322)에 회전되지 않게 삽입되는 것으로, 수직이송판(310)과 결합되어 볼스크류(322) 회전시 수직이송판(310)과 일체로 상하이동하게 된다.
한쌍의 LM 가이드(324)는 서로 이격되어 수직으로 평행 배치되고, 한쌍의 슬라이딩 블록(325)은 각 LM 가이드(324)에 삽입된다. 슬라이딩 블록(325)은 수직이송판(310)과 결합되어 수직이송판(310)과 일체로 상하이동한다. 이와 같은 LM 가이드(324)에 의해 수직이송판(310)의 폭방향 좌우측이 구속되면서 볼스크류(322)의 회전시 이동블록(323)이 회전하지 않고 상하 직진운동하게 된다. 또한 한쌍의 LM 가이드(324)에 의해 직진도의 정밀도가 향상된다.
브레이크(326)는 서보모터(321)의 모터축과 동심축 상에 배치되어 모터축을 전자기적으로 제동하게 된다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 브레이크(326)는 서보모터(321)의 회전동작에 따라 하강하는 카트리지 조립체(4)의 하부면이 틸팅장치(100)의 상부면에 접하는 한편 카트리지 조립체(4)의 상부면이 고정유닛(200)에 접하게 되는 시점에 동작하여 서보모터(321)의 회전동작을 정지시키는 동시에 카트리지 조립체(4)의 하강도 정지시키게 되고, 카트리지 조립체(4)의 상부면(프로브카드)는 정지된 위치를 지속적으로 유지하게 된다. 이를 통해 틸팅장치(100)에 의한 카트리지 조립체(4) 하부면의 틸팅 시 카트리지 조립체(4)의 상부면(프로브카드)이 견고하게 고정상태를 유지하게 되면서 틸팅에 의한 프로브카드(1)와 웨이퍼(2) 간 접촉 보정동작이 높은 정밀도로 안정되고 용이하게 수행될 수 있게 된다. 또한 카트리지 조립체(4)의 불필요한 하강에 의한 각종 구성요소의 손상이나 파손이 방지된다.
제어유닛(400)은 이송유닛(300)의 동작을 제어하는 유닛으로, 한쌍의 이송유닛(300)을 독립적으로 개별 제어하는 개별 제어모드로 동작하거나, 한쌍의 이송유닛(300)을 동시적으로 제어하는 동시 제어모드로 동작한다.
본 발명의 실시예에 따른 제어유닛(400)은 상단 리미트 스위치(410), 하단 리미트 스위치(420), 로터리 엔코더(430), 리니어 엔코더(440)(441), 접촉센서(450), 컨트롤러(460)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상단 리미트 스위치(410)는 설정높이에 배치되어 수직이송판(310)의 수직이동 상사점을 센싱하게 되고, 하단 리미트 스위치(420)는 상단 리미트 스위치(410)로부터 하측으로 이격 배치되어 수직이송판(310)의 수직이동 하사점을 센싱하게 된다. 이와 같은 상단 리미트 스위치(410)와 하단 리미트 스위치(420)에 의한 센싱정보를 통해서 카트리지 조립체(4)의 장입 및 인출을 위한 위치점이 산출될 수 있다.
로터리 엔코더(430)는 서보모터(321)와 결합되어 서보모터(321)의 회전정보를 센싱하게 되는 것이고, 리니어 엔코더(440)(441)는 수직으로 배치되어 수직이송판(310)의 수직이동 위치를 센싱하게 되는 것이다. 이와 같은 로터리 엔코더(430)와 리니어 엔코더(440)(441)를 통해 정밀 위치제어를 위한 피드백제어를 수행할 수 있게 된다.
여기서 리니어 엔코더 스케일(440)은 채널 케이스(500)의 측벽(510)에 고정되고, 리니어 엔코더 헤드(441)는 수직이송판(310)의 배면에 고정된다.
접촉센서(450)는 도 7에서와 같이 틸팅장치(100)의 상부면과 틸팅장치(100)의 틸팅 액추에이터(10) 사이에 배치되어 카트리지 조립체(4)의 하부면이 틸팅장치(100)의 상부면에 접할 시 발생되는 압력을 센싱하게 된다. 이와 같은 접촉센서(450)로는 힘 센서(force sensor)가 사용될 수 있다.
컨트롤러(460)는 상단 리미트 스위치(410), 하단 리미트 스위치(420), 로터리 엔코더(430), 리니어 엔코더(440), 접촉센서(450)로부터 센싱정보를 전달받고, 전달받은 센싱정보로부터 서보모터(321)의 회전동작을 피드백 제어하게 된다.
여기서 카트리지 조립체(4)의 폭방향 좌우측에 각각 배치되는 이송유닛(300)의 서보모터(321)를 회전시켜 카트리지 조립체(4)의 하부면을 틸팅장치(100)의 상부면에 접촉시킬 시 카트리지 조립체(4)의 좌우측이 동시에 틸팅장치(100)의 상부면에 닿지 않을 수 있으므로, 컨트롤러(460)는 한쌍의 이송유닛(300)을 독립적으로 개별 제어하는 개별 제어모드로 동작할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치는 카트리지 조립체(4)의 상단 부위(프로브카드)가 구속되는 고정유닛(200)을 구비하므로, 틸팅장치(100)에 의한 카트리지 조립체(4) 하부면의 틸팅 시 카트리지 조립체(4)의 상부면(프로브카드)의 움직임이 방지되어 틸팅에 의한 프로브카드(1)와 웨이퍼(2) 간 접촉 보정동작이 높은 정밀도로 안정되고 용이하게 수행될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치는 고정유닛(200)의 상하이동을 유도하는 이송유닛(300)을 서보모터(321)와 볼스크류(322)로 구성하고, 상하단 리미트 스위치(410)(420), 로터리 엔코더(430), 리니어 엔코더(440)(441)에 의한 센싱정보로부터 테스트용 챔버의 채널 내부에서 카트리지 조립체(4)의 상하 위치를 정밀 피드백제어하므로, 테스트용 챔버의 채널로의 카트리지 조립체(4)의 장입이나 인출이 원활하고 용이하게 수행될 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
1 : 프로브카드
2 : 웨이퍼
3 : 개별척
4 : 카트리지 조립체
100 : 틸팅장치
10 : 틸팅 액추에이터
20 : 고정 모듈
30 : 지지판
40 : 베이스 플레이트
50 : 척
60 : 피벗
70 : 상부나사
200 : 고정유닛
210 : 직선형 랙 가이드
220 : 고정홈
300 : 이송유닛
310 : 수직이송판
311 : 리미트스위치 인식자
312 : 상단 스토퍼
313 : 하단 스토퍼
314 : 이동제한 블록
320 : 액추에이터
321 : 서보모터
322 : 볼스크류
323 : 이동블록
324 : LM 가이드
325 : 슬라이딩 블록
326 : 브레이크
400 : 제어유닛
410 : 상단 리미트 스위치
420 : 하단 리미트 스위치
430 : 로터리 엔코더
440 : 리니어 엔코더 스케일
441 : 리니어 엔코더 헤드
450 : 접촉센서
460 : 컨트롤러
500 : 채널 케이스
510 : 측벽
520 : 바닥판

Claims (10)

  1. 순차적으로 상하 배열되어 있는 프로브카드, 웨이퍼, 개별척(thin chuck)이 합체된 카트리지 조립체의 상단 부위가 구속되는 고정유닛;
    상기 카트리지 조립체의 좌우측에 배치되고, 상기 고정유닛이 결합되며, 상기 고정유닛의 상하이동을 유도하는 이송유닛; 및
    상기 이송유닛의 동작을 제어하는 제어유닛;을 포함하여,
    상기 이송유닛에 의해 상기 고정유닛이 하강하는 과정에서 상기 카트리지 조립체 하부면이 틸팅장치 상부면에 접하도록 하는 한편 상기 카트리지 조립체 상부면이 상기 고정유닛에 접하도록 하여, 상기 틸팅장치에 의한 상기 카트리지 조립체 하부면의 틸팅 시 상기 카트리지 조립체 상부면의 움직임이 방지되는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정유닛은 상하방향으로 이격되어 수평하게 평행 배치되는 한쌍의 직선형 랙 가이드로 이루어지고,
    한쌍의 상기 직선형 랙 가이드 사이에 형성되는 고정홈에 상기 카트리지 조립체를 이루는 프로브카드 폭방향 끝단부위가 끼움고정되는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    한쌍의 상기 고정유닛과 한쌍의 상기 이송유닛이 상기 카트리지 조립체 폭방향 양단 부위에 각각 배치되고,
    상기 제어유닛은 한쌍의 상기 이송유닛을 독립적으로 개별 제어하는 개별 제어모드와 한쌍의 상기 이송유닛을 동시적으로 제어하는 동시 제어모드 중에서 선택된 어느 하나의 제어모드를 수행하게 되는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이송유닛은,
    수직으로 배치되고, 상기 고정유닛이 결합되는 수직이송판;
    상기 수직이송판을 상하이동시키는 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    설정지점에 수직으로 설치되는 서보모터;
    상기 서보모터의 모터축과 연결되어 회전하고, 수직으로 배치되는 볼스크류;
    상기 볼스크류에 회전되지 않게 삽입되고, 상기 수직이송판과 결합되어 상기 볼스크류 회전시 상기 수직이송판과 일체로 상하이동하는 이동블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 액축에이터는,
    서로 이격되어 수직으로 평행 배치되는 한쌍의 LM 가이드;
    각 LM 가이드에 삽입되고, 상기 수직이송판과 결합되어 상기 수직이송판과 일체로 상하이동하는 한쌍의 슬라이딩 블록;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    상기 서보모터의 모터축과 동심축 상에 배치되어 상기 모터축을 전자기적으로 제동하게 되는 브레이크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    설정높이에 배치되어 상기 수직이송판의 수직이동 상사점을 센싱하게 되는 상단 리미트 스위치;
    상기 상단 리미트 스위치로부터 하측으로 이격 배치되어 상기 수직이송판의 수직이동 하사점을 센싱하게 되는 하단 리미트 스위치;
    상기 서보모터와 결합되어 상기 서보모터의 회전정보를 센싱하게 되는 로터리 엔코더; 및
    상기 상단 리미트 스위치, 하단 리미트 스위치, 로터리 엔코더로부터 센싱정보를 전달받고, 전달받은 센싱정보로부터 도출되는 상기 수직이송판의 위치정보에 따라 상기 서보모터의 회전동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    수직으로 배치되어 상기 수직이송판의 수직이동 위치를 센싱하게 되는 리니어 엔코더를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상단 리미트 스위치, 하단 리미트 스위치, 로터리 엔코더, 리니어 엔코더로부터 센싱정보를 전달받고, 전달받은 센싱정보로부터 도출되는 상기 수직이송판의 위치정보에 따라 상기 서보모터의 회전동작을 피드백 제어하게 되는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 틸팅장치 상부면과 상기 틸팅장치의 틸팅 액추에이터 사이에 배치되어 상기 카트리지 조립체 하부면이 틸팅장치 상부면에 접할 시 발생되는 압력을 센싱하게 되는 접촉센서를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상단 리미트 스위치, 하단 리미트 스위치, 로터리 엔코더, 리니어 엔코더, 접촉센서로부터 센싱정보를 전달받고, 전달받은 센싱정보로부터 상기 서보모터의 회전동작을 피드백 제어하게 되는 것을 특징으로 하는 멀티프로버 시스템의 웨이퍼 카트리지 얼라인용 틸팅을 위한 가변 잠금장치.
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