KR20210009094A - 프로버용 카트리지 - Google Patents

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KR20210009094A
KR20210009094A KR1020190085662A KR20190085662A KR20210009094A KR 20210009094 A KR20210009094 A KR 20210009094A KR 1020190085662 A KR1020190085662 A KR 1020190085662A KR 20190085662 A KR20190085662 A KR 20190085662A KR 20210009094 A KR20210009094 A KR 20210009094A
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locker
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정순종
구보근
김민수
김인성
임동환
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 프로버용 카트리지는, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼척, 상기 웨이퍼척 하부에 배치되는 몸체부를 포함하는 척 구조체, 상기 웨이퍼척 상부에 결합되고 상기 웨이퍼를 검사하는 프로브 카드 구조체, 상기 프로브 카드 구조체 및 상기 몸체부에 각각 구비되어 상기 몸체부와 상기 프로브 카드 구조체 사이의 상대 회전에 의하여 상호 체결되는 상부 락킹부 및 하부 락킹부를 포함하고, 상기 상부 락킹부 또는 하부 락킹부에 전자력을 이용하여 상기 상부 락킹부와 상기 하부 락킹부의 체결력을 강화시키는 고정부를 포함한다.

Description

프로버용 카트리지{A Cartridge Of Wafer Prober}
본 발명은 프로버용 카트리지에 대한 것이다.
일반적으로 집적 회로 소자들과 같은 반도체 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 일련의 반도체 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 박막을 전기적 특성들을 갖는 패턴들로 형성하기 위한 식각 공정, 패턴들에 불순물들을 주입 또는 확산시키기 위한 이온 주입 공정 또는 확산 공정, 패턴들이 형성된 웨이퍼로부터 불순물들을 제거하기 위한 세정 및 린스 공정 등을 반복적으로 수행함으로써 반도체 회로 소자들이 웨이퍼 상에 형성될 수 있다.
이러한 일련의 공정들을 통해 반도체 소자들을 형성한 후 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 검사 공정이 수행될 수 있다. 검사 공정은 복수의 탐침들을 갖는 프로브 카드를 포함하는 프로버(Prober or Probe station)와 전기적인 신호를 제공하기 위하여 프로브 카드와 연결된 테스터에 의해 수행될 수 있다.
통상적으로, 웨이퍼 검사 시 먼저 웨이퍼를 카세트에 담아 펍(Front Opening Unified Pod, FOUP)에 올려놓는다. 웨이퍼는 카세트로부터 스테이지에 탑재된 웨이퍼척으로 이송된다. 이 후, 웨이퍼를 프로브 카드와 접촉시키기 위해 스테이지를 이동시켜 웨이퍼를 정렬시킨다. 웨이퍼척 상에 놓인 웨이퍼에 프로브 카드를 접촉시켜 테스터 장비를 이용해 웨이퍼를 검사한다.
그러나, 프로버를 웨이퍼척과 결합하는 과정에서, 프로버의 자중에 의해 탐침이 웨이퍼척과 과도하게 접촉되어 파손된다는 문제점이 있었다.
또한, 프로버 및 웨이퍼척이 결합된 상태에서 전기적 테스트를 수행하기위해 이송되는 경우, 외력에 의해 프로버 및 웨이퍼척의 변형이 발생하거나 결합이 해제될 수 있는데, 이에 따라 탐침 및 웨이퍼 간의 접촉 상태가 변화되어 테스트 정밀도가 낮아지거나, 웨이퍼가 파손되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 척 구조체 및 프로브 카드 구조체의 체결력이 향상되어, 테스트 정확성 및 안정성이 향상된 프로버용 카트리지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 동시에 여러 장의 웨이퍼를 전기 시험할 수 있는 척 어셈블리 및 이를 구비한 프로버용 카트리지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼척, 상기 웨이퍼척 하부에 배치되는 몸체부를 포함하는 척 구조체, 상기 웨이퍼척 상부에 결합되고 상기 웨이퍼를 검사하는 프로브 카드 구조체, 상기 프로브 카드 구조체 및 상기 몸체부에 각각 구비되어 상기 몸체부와 상기 프로브 카드 구조체 사이의 상대 회전에 의하여 상호 체결되는 상부 락킹부 및 하부 락킹부를 포함하고, 상기 상부 락킹부 또는 하부 락킹부에 전자력을 이용하여 상기 상부 락킹부와 상기 하부 락킹부의 체결력을 강화시키는 고정부를 포함하는 프로버용 카트리지를 제공한다.
또한, 상기 몸체부는, 회전베어링, 상기 회전베어링 내륜에 결합되는 내부몸체 및 상기 회전베어링 외륜에 회전가능하게 결합되는 외부몸체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 락킹부는 상기 프로브 카드 구조체 하부에 설치되는 상부 락킹몸체 및 상기 상부 락킹몸체 하부에 형성된 상부 락커를 포함하고, 상기 하부 락킹부는 상기 외부몸체 상부에 설치되어 상기 외부몸체와 동시에 회전되며 내측에 상기 웨이퍼척이 위치하는 하부 락킹몸체 및 상기 하부 락킹몸체 상부에 형성되어 상기 상부 락커와 체결 및 해제되는 하부 락커를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 락커는, 상기 상부 락킹몸체 하부면에서 하측으로 연장 형성되는 제1 돌출부 및 상기 제1 돌출부에서 상기 상부 락킹몸체의 횡방향으로 연장 형성되는 제1 헤드부를 포함하고 상기 하부 락커는, 상기 하부 락킹몸체 상부면에서 상측으로 연장 형성되는 제2 돌출부; 상기 제2 돌출부에서 상기 제1 헤드부의 연장 방향과 반대 방향으로 연장 형성되는 제2 헤드부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부 사이에 전자석이 형성될 수 있다.
또한, 상기 전자석은 상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부가 서로 접하는 면에 형성될 수 있다.
상기 웨이퍼척의 외부측에 배치되어 상기 척 구조체 및 상기 프로브 카드 구조체 사이의 간격을 유지하도록 하는 텐션스토퍼를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 텐션스토퍼는, 상부 지지체, 상기 상부 지지체의 하부에 위치하는 하부 지지체 및 일단이 상기 상부 지지체에 지지되고, 타단이 상기 하부 지지체에 지지되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 프로버용 카트리지는, 척 구조체 및 프로브 카드 구조체의 체결력이 향상되어, 외력에 의한 분리가 방지되어 테스트 정확도 및 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 프로버용 카트리지는, 텐션스토퍼를 구비하여 척 구조체 및 프로브 카드 구조체의 결합시 발생하는 락킹오차를 흡수할 수 있고, 충격을 완화하며, 웨이퍼 및 탐침의 파손이 방지될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 프로버용 카트리지는 락킹부를 구비시켜 상호 맞물리는 형태의 수직고정 방법과 수직고정 상태에서 진공홀을 형성시켜 수평고정을 하는 방법을 제지하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 척 어셈블리와 프로브 카드 어셈블리가 기계적 결합 방식을 통해서 견고하게 결합되고 결합 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 텐션스토퍼를 제공하여, 기판 검사 카트리지 생성 시 각각의 구성에 미치는 외력의 영향을 최소화할 수 있다. 또한, 이를 통해서 각각의 구성을 보호할 수 있으며, 기판이 깨지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로버용 카트리지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로버용 카트리지의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 척 구조체의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척 구조체의 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 척 구조체의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션스토퍼의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 락킹부의 결합 전 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 락킹부의 결합 후 상태를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 척 구조체 및 이를 구비한 프로버용 카트리지에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로버용 카트리지를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 척 구조체(100)에서 프로브 카드 구조체(120)쪽을 상방으로 규정하여 설명하고, 프로브 카드 구조체(120)에서 척 구조체(100)쪽을 하방으로 규정하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로버용 카트리지(1)는 기판 처리 공정이 끝난 복수개의 웨이퍼(W)를 동시에 검사하기 위해 웨이퍼(W), 척 구조체(100), 프로브 카드 구조체(120) 및 락킹부(200)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로버용 카트리지를 도시한 사시도이다.
도 2를 참고하면, 프로브 카드 구조체(120)는, 회로기판(121), 프로브 카드(123) 및 상부 락킹부(210)를 포함할 수 있다.
회로기판(121)은 PCB 기판으로 형성되며 판 형태로 이루어질 수 있다. 회로기판(121)의 하면에는 웨이퍼(W)와 접촉하도록 프로브 카드(123)가 설치될 수 있다.
프로브 카드(123)는 원형의 판 형상으로 하부면에는 복수개의 탐침(125)을 가질 수 있다. 탐침(125)은 하방으로 돌출 형성되므로, 프로브 카드 구조체(120)와 척 구조체(100)가 결합될 때 탐침(125)이 웨이퍼(W)와 접촉되어 웨이퍼 테스트 공정을 수행할 수 있다.
프로브 카드(123)의 외측면에는 상부 락킹부(210)가 설치될 수 있다. 상부 락킹부(210)에 대해서는 락킹부(200)에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 척 구조체의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척 구조체의 분리 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 척 구조체의 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션스토퍼의 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 척 구조체(100)는 웨이퍼(W)를 지지하고 가열하기 위해서 웨이퍼척(140), 가열부재(150), 제1 지지부재(152), 제2 지지부재(154), 몸체부(180), 하부 락킹부(220) 및 텐션스토퍼(160)를 포함할 수 있다.
웨이퍼척(140)은 웨이퍼(W)를 지지할 때 진공 흡착 방식으로 지지할 수 있다. 웨이퍼척(140)은 원통 형상으로 형성되어, 상부면에는 웨이퍼(W)가 놓이도록 지지면을 가질 수 있다. 웨이퍼척(140)의 지지면은 웨이퍼(W)와 동일하게 원형으로 형성되며, 지지면의 직경은 웨이퍼(W)의 직경과 같거나 더 크게 형성될 수 있다.
이때, 웨이퍼척(140)은 무전해 니켈도금 처리된 알루미늄 재질로 형성되어 경량화가 가능하고, 또한 전기적 도전성을 갖도록 표면 처리될 수 있다.
웨이퍼척(140)에는 방사홈(142)이 복수개로 형성될 수 있다. 방사홈(142)은 링 형상이며, 복수개의 방사홈(142)은 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 이때, 방사홈(142)은 웨이퍼척(140)의 중심부에서 외측으로 갈수록 직경이 크게 형성될 수 있다.
웨이퍼척(140) 중 방사홈(142)의 일부 영역에는 감압홈(미도시)이 형성되고, 웨이퍼척(140)의 내부에는 외부와 연통되는 감압유로(미도시)가 형성될 수 있다. 감압홈은 웨이퍼(W)를 진공 흡착 방식으로 지지할 때, 감압을 형성할 수 있다.
감압홈은 웨이퍼척(140)의 상면에 복수개가 형성될 수 있다. 어느 하나의 방사홈(142)에는 감압홈이 일정 간격 이격되어 형성되어, 링 형상을 이룰 수 있다.
감압 유로는 웨이퍼척(140)의 측면으로부터 중심을 향하는 방향으로 연장 형성될 수 있다. 감압 유로는 외부의 감압 부재(미도시)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 감압 부재는 웨이퍼척(140)의 상면에 웨이퍼(W)가 놓일 때 감압 유로를 통해서 진공 흡착 방식으로 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다.
한편, 웨이퍼척(140)의 외부측에는 텐션스토퍼(160)가 설치될 수 있다. 이때 텐션스토퍼(160)는 복수개로 형성될 수 있고 복수개의 텐션스토퍼(160)는 웨이퍼척(140)의 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 설치될 수 있다. 이에 따라, 프로브 카드 구조체(120) 및 척 구조체(100)가 결합시 텐션스토퍼(160)에 의해 충격이 완화될 수 있다. 텐션스토퍼(160)의 구체적인 내용은 후술한다.
가열부재(150)는 웨이퍼(W)를 가열하기 위하여 웨이퍼척(140)의 내부에 위치할 수 있다. 가열부재(150)는 원판 형상으로 형성되는 히터일 수 있다.
가열부재(150)는 웨이퍼(W)의 번인 검사 시 웨이퍼(W)를 기설정된 온도로 가열할 수 있다. 예를 들어, 가열부재(150)는 웨이퍼(W)가 놓이기 전에 미리 설정된 온도로 웨이퍼척(140)을 예열하여 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 또한, 가열부재(150)는 웨이퍼(W)가 놓인 후 웨이퍼(W)를 설정온도로 가열할 수 있다.
제1 지지부재(152)는 가열부재(150)의 하부측에 위치하며, 중앙부에 제1 중공부(152a)를 구비한 링 형상의 판으로 형성될 수 있다. 제1 중공부(152a)는 원통형 웨이퍼척(140)과 동심축 상으로 배치되는 원형의 홀로 형성될 수 있다. 제1 지지부재(152)는 소정의 두께를 갖는 금속 재질로 이루어짐으로써, 내부몸체(182)에 웨이퍼척(140)을 지탱할 수 있는 기계적 강성을 제공한다.
제2 지지부재(154)는 제1 지지부재(152)로부터 하측 방향으로 이격 배치될 수 있다. 제2 지지부재(154)는 중앙에 제2 중공부(154a)를 구비한 링 형상의 판으로 형성될 수 있으며, 소정의 두께를 갖는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 지지부재(152) 및 제2 지지부재(154) 사이에는 몸체부(180)가 배치되고, 제2 지지부재(154)는 몸체부(180) 하부를 안정하게 지지하여 평탄 정밀도를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 가열부재(150) 및 락킹부(200)를 웨이퍼척(140) 하부에 위치시키기 위하여 웨이퍼척(140) 하부에는 몸체부(180)가 제공된다. 이때, 몸체부(180)는 내부몸체(182), 회전베어링(184), 외부몸체(186)를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 몸체부(180)는 금속재로 이루어져 소정의 무게를 갖도록 형성되고, 상부 락커(214)와 하부 락커(224)가 체결된 상태에서 몸체부(180)의 무게에 의하여 중력으로 락킹(체결)될 수 있도록 형성된다. 내부몸체(182)는 제1 지지부재(152)와 제2 지지부재(154) 사이에 위치하고, 중앙에 제3 중공부(182a)를 구비한 링 형상의 판으로 형성될 수 있다. 이때 회전락킹 특성을 갖도록 내부몸체(182)는 회전베어링(184)의 내륜에 고정될 수 있고 외부몸체(186)는 회전베어링(184)의 외륜에 회전가능하게 결합될 수 있다.
외부몸체(186)는 링 형상의 판으로 형성될 수 있으며 웨이퍼척(140)의 중심축을 중심으로 회전하는 회전 몸체 구조로 이루어질 수 있다. 외부몸체(186)의 두께는 내부몸체(182)의 두께와 대응되도록 형성될 수 있다.
또한, 외부몸체(186)와 내부몸체(182) 사이에는 회전베어링(186)이 위치하여, 외부몸체(186)가 내부몸체(182)를 중심으로 회전할 수 있도록 형성될 수 있다.
내부몸체(182)에 대하여 외부몸체(186)가 회전할 수 있도록 형성되는 것은 락킹부(200)의 상부 락커(214)와 하부 락커(224)가 상호락킹(체결)되거나 분리(해제)될 수 있도록 하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 지지부재(152)의 제1 중공부(152a), 제2 지지부재(154)의 제2 중공부(154a), 내부 몸체의 제3 중공부(182a) 및 외부몸체(186)는 각각 웨이퍼척(140)과 동심축 상으로 배치되는 원형의 홀로 형성될 수 있다. 여기서 동심축의 의미는 원주상으로 배치되는 상부 락커(214)와 하부 락커(224)가 상호 락킹되는 오차 범위까지 포함하는 것을 말하는 객체 평형의 의미이다.
또한, 외부몸체(186)는 웨이퍼척(140), 제1 지지부재(152) 및 제2 지지부재(154)보다 더 큰 직경을 갖도록 형성되어, 외부몸체(186)의 외측 단부가 웨이퍼척(140), 제1 및 제2 지지부재(152, 154)보다 외측방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
한편, 내부몸체(182)는 상부에 웨이퍼척(140), 가열부재(150) 및 제1 지지부재(152)가 순차적으로 배치되어 결합되는 것으로, 내부몸체(182)는 회전하지 않고 고정되어 있다. 이때, 외부몸체(186)가 회전하더라도, 웨이퍼척(140)은 내부몸체(182)에 의해 고정되므로 정지된 상태를 유지할 수 있다. 외부몸체(186)의 외륜부 상면에는 하부 락킹부(220)가 결합될 수 있다. 하부 락킹부(220)에 대해서는 락킹부(200)에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
한편, 도 6을 참고하면, 텐션스토퍼(160)는 고정물체에 장착해야 하므로 웨이퍼척(140)의 외측에 결합될 수 있고 상부 지지체(162) 및 하부 지지체(161) 및 탄성부재(164)를 포함할 수 있다. 텐션스토퍼(160)는 프로브 카드 구조체(120)와 척 구조체(100)를 회전에 의해서 락킹함에 있어서 스토퍼 기능으로서 회전을 정지시키기 위한 목적뿐만 아니라 틸팅이송 목적 두가지를 동시에 만족하도록 텐션 기능을 가질 수 있다.
즉, 하부 및 상부 지지체(161, 162)는 한 쌍으로 형성되어 프로브 카드 구조체(120)와 척 구조체(100)를 회전에 의해서 락킹함에 있어서 스토퍼 기능으로서 회전을 정지시킬 수 있다.
또한 하부 지지체(161)의 상부에는 상부 지지체(162)가 위치할 수 있다. 하부 및 상부 지지체(161, 162)는 웨이퍼척(140)의 외주면을 따라 복수개가 일정 거리 이격되어 설치될 수 있다. 자세하게는, 제1 및 제2 지지체(161, 162)는 5쌍으로 형성되어 웨이퍼척(140)의 외주면에 설치될 수 있다.
탄성부재(164)는 탄성력을 가져 충격을 완화할 수 있는 재질로 형성되어 프로브 카드 구조체(120)와 척 구조체(100)를 회전에 의해서 락킹함에 있어서 틸팅이송 목적을 만족할 수 있다.
탄성부재(164)는 하부 지지체(161) 및 상부 지지체(162)의 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 하부 지지체(161) 및 상부 지지체(162)의 내부 양측에 홀이 형성되어, 각각의 홀에 탄성부재(164)가 삽입될 수 있다.
이에 따라, 텐션스토퍼(160)는 하부 지지체(161)와 탄성부재(164)에 의해 양측이 탄성 지지되는 상부 지지체(162)로 구성되며, 하부 지지체(161) 및 상부 지지체(162)의 분리를 방지하기위해 텐션스토퍼(160)의 중심부에 이탈방지용 볼트(미도시)가 체결될 수 있다.
텐션스토퍼(160)는 프로브 카드 구조체(120)와 척 구조체(100)가 결합될 때 충격을 완충할 수 있다. 예를 들어, 프로브 카드 구조체(120)와 척 구조체(100)가 결합될 때 프로브 카드 구조체(120)와 척 구조체(100)가 서로 접촉되면서 각각의 구성에 충격이 전달될 수 있다.
이때, 텐션스토퍼(160)에 의해 척 구조체(100)의 개별 충격을 완화시킬 수 있으며, 프로브 카드 구조체(120) 및 척 구조체(100) 사이에 간격을 유지하도록 하여 웨이퍼(W)의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 프로브 카드 구조체(120)의 회로기판(121)과 몸체부(180) 사이에 락킹부(200)가 형성될 수 있다. 보다 상세히, 락킹부(200)는 프로브 카드 구조체(120)와 몸체부(180)의 외부몸체(186) 사이의 상대 회전에 의하여 상호 체결 가능하도록 프로브 카드 구조체(120)에 형성된 상부 락킹부(210) 및 외부몸체(186)에 형성된 하부 락킹부(220)를 포함할 수 있다.
이와 같이 외부몸체(186)에 하부 락킹부(220)를 결합시킨 이유는 하부 락커(224)가 상부 락커(182)와 락킹(체결)이나 분리(해제)가 용이하도록 하는 높이 조절용 개념이며, 부가적으로 외부몸체(186)의 강성보강 의미와 도전성부재(미도시) 및 접지부재(미도시)가 웨이퍼척(140) 하부에서 외부로부터 보호될 수 있는 의미가 더해진다.
상부 락킹부(210)는 상부 락킹몸체(212) 및 상부 락커(214)를 포함할 수 있다. 상부 락킹몸체(212)는 링 형상으로 형성되며, 상부 락킹몸체(212)의 내측에는 프로브 카드(123)가 위치할 수 있다. 이때 프로브 카드 구조체(120)를 중심으로 상부에 위치한 보강부재(미도시)에는 락커가 형성되어 도시되지 않은 이송 로봇에 결합된 상태로 이동될 수 있도록 형성될 수 있고 하부에 위치한 상부 락킹부(210)에도 상부 락커(214)가 형성되어 척 구조체(100)를 락킹하여 프로버용 카트리지(10) 상태로 형성될 수 있다.
상부 락커(214)는 후술할 하부 락커(224)와 결합될 수 있다. 상부 락커(214)는 상부 락킹몸체(212)의 하부에 형성되며, 상부 락커(214)가 상부 락킹몸체(212)에 결합되거나, 또는 상부 락커(214)와 상부 락킹몸체(212)는 일체형으로 형성될 수 있다.
상부 락커(214)는 복수개로 형성될 수 있다. 복수개의 상부 락커(214)는 상부 락킹몸체(212)의 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 이때, 상부 락커(214)는 하부 락커(224)와 대응되는 개수로 제공될 수 있다.
하부 락킹부(220)는 하부 락킹몸체(222) 및 하부 락커(224)를 포함할 수 있다. 하부 락킹몸체(222)는 링 형상으로, 외부몸체(186)의 상부면에 배치되며, 내측에는 웨이퍼척(140)이 위치할 수 있다.
즉, 하부 락킹몸체(222)의 내경은 웨이퍼척(140)의 외경보다 더 크게 형성되어, 하부 락킹몸체(222)는 웨이퍼척(140)과 이격된 상태로 외부몸체(186)에 결합될 수 있다.
이때, 외부몸체(186)에 회전 구동력을 가할 경우, 외부몸체(186) 및 하부 락킹몸체(222)가 함께 회전될 수 있다.
하부 락커(224)는 하부 락킹몸체(222)의 상부에 형성되며, 별도의 하부 락커(224)가 하부 락킹몸체(222)에 결합되거나, 또는 하부 락킹몸체(222)와 일체형으로 형성될 수 있다.
하부 락커(224)는 프로브 카드 구조체(120)의 상부 락커(214)와 결합되어, 척 구조체(100) 및 프로브 카드 구조체(120)를 결합시킬 수 있다. 이때, 상부 락커(214) 및 하부 락커(224)는 기계적으로 결합될 수 있다. 일례로 상부 락커(214) 및 하부 락커(224) 중 어느 일부에는 돌출부가 형성되고 다른 일부에는 홈이 형성되어 서로 결합될 수 있다. 이와는 달리 공지의 기계적 결합 방식을 사용하여 상부 락커(214)와 하부 락커(224)가 결합될 수 있다.
하부 락커(224)는 하부 락킹몸체(222)의 상부에 복수개로 형성될 수 있다. 복수개의 하부 락커(224)는 하부 락킹몸체(222)의 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 이때, 하부 락커(224)는 상부 락커(214)와 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 하부 락킹몸체(222)는 링 형상으로 형성되며, 몸체부(180)의 상부에 위치할 수 있다. 이때 하부 락킹몸체(222)의 내측에는 웨이퍼척(140)이 위치할 수 있다.
상부 락킹부(210) 및 하부 락킹부(220)가 상대 회전함에 따라 상부 락커(214) 및 하부 락커(224)가 체결됨으로써 척 구조체(100)의 외부몸체(186)가 프로브 카드 구조체(120)와 결합될 수 있다.
상부 락커(214)는 제1 돌출부(216) 및 제1 헤드부(218)를 포함할 수 있다. 제1 돌출부(216)는 상부 락킹몸체(212)의 하부면에서 하측으로 돌출되는 기둥 형상일 수 있다.
제1 돌출부(216)의 하단부 일측면에는 제2 헤드부(228)와 반대방향으로 돌출되는 제1 헤드부(218)가 형성될 수 있다. 자세하게는, 제1 헤드부(218)는 상부 락킹몸체(212)의 원주방향으로 연장 형성될 수 있다.
하부 락커(224)는, 제2 돌출부(226) 및 제2 헤드부(228)를 포함할 수 있다. 제2 돌출부(226)는 하부 락킹몸체(222)의 상부면에서 상측으로 돌출되는 기둥 형상일 수 있다. 제2 돌출부(226)의 상단부 일측면에는 횡방향으로 돌출 형성된 제2 헤드부(228)를 포함할 수 있다. 자세하게는, 제2 헤드부(228)는 하부 락킹몸체(222)의 원주방향으로 연장 형성되어 제2 돌출부(226)와 제2 헤드부(228)는 만곡진 형상일 수 있다.
프로브 카드 구조체(120)가 척 구조체(100) 상에 배치된 상태에서, 몸체부(180)의 외부몸체(186)를 도 7에서 볼 때 우측 방향으로 소정 각도로 회전시킬 경우, 하부 락킹몸체(222)가 함께 회전할 수 있다. 이때 제1 헤드부(218)의 상부면과 제2 헤드부(228)의 하부면이 접하면서 프로브 카드 구조체(120)와 몸체부(180) 사이의 락킹(체결)이 이루어진다.
프로브 카드 구조체(120)와 몸체부(180) 사이의 체결을 해제하고자 하는 경우 프로브 카드 구조체(120)에 대하여 몸체부(180)를, 도 8에서 볼 때 좌측 방향으로 외부몸체(186)를 소정 각도 회전시키면 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228)가 서로 접촉하지 않게 되고, 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228)가 접촉되지 않은 상태에서 프로브 카드 구조체(120) 및 몸체부(180)가 서로 분리(해제)될 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 락킹부의 결합 전 상태를 도시한 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 락킹부의 결합 후 상태를 도시한 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 척 구조체(100) 및 프로브 카드 구조체(120) 사이에는 고정부(20)를 포함할 수 있다. 이때 고정부(20)는 상부 락커(214) 및 하부 락커(224)를 밀착시켜 고정력을 향상시킬 수 있다.
한편, 고정부(20)는 전자석(미도시)일 수 있다. 제1 헤드부(218) 또는 제2 헤드부(228)의 락킹될 때 서로 접하는 면에는 전자석으로 형성됨으로써 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228)가 락킹된 상태에서 전자석의 자석을 이용하여 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228)를 더욱 견고히 밀착시켜 고정력을 향상시킬 수 있다.
즉, 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228)가 락킹된 상태에서 전자석을 이용하여 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228) 사이에 자력이 흐르게 함으로써 상부 락커(214) 및 하부 락커(224)를 밀착시켜 고정력을 향상시킬 수 있다. 이와 반대로 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228)가 락킹을 해제할 때에는 전자석을 이용하여 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228) 사이에 흐르는 자력을 끊음으로써 제1 헤드부(218)와 제2 헤드부(228) 사이의 자력을 해제함으로써 상부 락커(214) 및 하부 락커(224)를 고정력을 해제시킬 수 있다.
이렇게, 상부 락커(214) 및 하부 락커(224)는 전자력을 통해서 강하게 밀착되어 상호 고정될 수 있는 것으로, 제1 및 제2 헤드부(228)간의 수직 방향의 고정력이 향상될 뿐만 아니라, 좌우방향으로 슬립되어 이탈하는 현상이 방지될 수 있다.
이에 따라, 프로버용 카트리지(10)의 락킹이 해제되는 현상이 방지되고, 웨이퍼척(140) 상의 웨이퍼(W)와 접촉중인 프로브 카드(123) 및 탐침(125)의 훼손을 방지할 수 있으며 척 구조체(100) 및 프로브 카드 구조체(120)의 정렬 상태가 유지되어 웨이퍼(W)에 대한 테스트 정밀도가 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 몸체부(180)의 무게, 텐션스토퍼(160)의 탄성력, 락킹부(200)의 락킹력 및 고정부(20)의 체결력을 이용하여 프로버용 카트리지(10)의 체결력을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 프로버용 카트리지
100: 척 구조체 120: 프로브 카드 구조체
121: 회로기판 123: 프로브 카드
125: 탐침
140: 웨이퍼척 150: 가열부재
152: 제1 지지부재 152a: 제1 중공부
154: 제2 지지부재 154a: 제2 중공부
160: 텐션스토퍼 161: 하부 지지체
162: 상부 지지체 164: 탄성부재
180: 몸체부 182: 내부몸체
182a: 제3 중공부
184: 회전베어링 186: 외부몸체
200: 락킹부
210: 상부 락킹부 212: 상부 락킹몸체
214: 상부 락커 216: 제1 돌출부
218: 제1 헤드부
220: 하부 락킹부 222: 하부 락킹몸체
224: 하부 락커 226: 제2 돌출부
228: 제2 헤드부
20: 고정부

Claims (8)

  1. 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼척;
    상기 웨이퍼척 하부에 배치되는 몸체부를 포함하는 척 구조체;
    상기 웨이퍼척 상부에 결합되고 상기 웨이퍼를 검사하는 프로브 카드 구조체;
    상기 프로브 카드 구조체 및 상기 몸체부에 각각 구비되어 상기 몸체부와 상기 프로브 카드 구조체 사이의 상대 회전에 의하여 상호 체결되는 상부 락킹부 및 하부 락킹부를 포함하고,
    상기 상부 락킹부 또는 하부 락킹부에 전자력을 이용하여 상기 상부 락킹부와 상기 하부 락킹부의 체결력을 강화시키는 고정부를 포함하는 프로버용 카트리지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 몸체부는
    회전베어링;
    상기 회전베어링 내륜에 결합되는 내부몸체 및
    상기 회전베어링 외륜에 회전 가능하게 결합되는 외부몸체를 포함하는 프로버용 카트리지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 상부 락킹부는
    상기 프로브 카드 구조체 하부에 설치되는 상부 락킹몸체 및
    상기 상부 락킹몸체 하부에 형성된 상부 락커를 포함하고,
    상기 하부 락킹부는
    상기 외부몸체 상부에 설치되어 상기 외부몸체와 동시에 회전되며 내측에 상기 웨이퍼척이 위치하는 하부 락킹몸체 및
    상기 하부 락킹몸체 상부에 형성되어 상기 상부 락커와 체결 및 해제되는 하부 락커를 포함하는 프로버용 카트리지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 상부 락커는,
    상기 상부 락킹몸체 하부면에서 하측으로 연장 형성되는 제1 돌출부 및
    상기 제1 돌출부에서 상기 상부 락킹몸체의 횡방향으로 연장 형성되는 제1 헤드부를 포함하고
    상기 하부 락커는,
    상기 하부 락킹몸체 상부면에서 상측으로 연장 형성되는 제2 돌출부;
    상기 제2 돌출부에서 상기 제1 헤드부의 연장 방향과 반대 방향으로 연장 형성되는 제2 헤드부를 포함하는 프로버용 카트리지.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부 사이에 전자석이 형성되는 프로버용 카트리지.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 전자석은 상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부가 서로 접하는 면에 형성되는 프로버용 카트리지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼척의 외부측에 배치되어 상기 척 구조체 및 상기 프로브 카드 구조체 사이의 간격을 유지하도록 하는 텐션스토퍼를 더 포함하는 프로버용 카트리지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 텐션스토퍼는,
    상부 지지체;
    상기 상부 지지체의 하부에 위치하는 하부 지지체 및
    일단이 상기 상부 지지체에 지지되고, 타단이 상기 하부 지지체에 지지되는 탄성부재를 포함하는 프로버용 카트리지.
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WO2023074947A1 (ko) * 2021-10-28 2023-05-04 한국생산기술연구원 멀티 프로버용 카트리지 락킹장치

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