KR20210070131A - 멀티프로버 시스템용 얼라이너 및 이를 구비하는 멀티프로버 시스템 - Google Patents

멀티프로버 시스템용 얼라이너 및 이를 구비하는 멀티프로버 시스템 Download PDF

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KR20210070131A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너는, 웨이퍼가 안착되는 척 조립체 및 상기 웨이퍼를 검사하기 위해 탐침이 형성되는 프로브 카드 조립체를 정렬 및 결합시키기 위한 멀티프로버 시스템용 얼라이너로서, 상기 척 조립체의 일면에 형성되는 제1 위치결정부 및 일면에 상기 제1 위치결정부의 위치와 일치되도록 배치되고, 상기 제1 위치결정부와 대응되게 제1 위치대응부가 형성되어 상기 웨이퍼와 상기 탐침을 정렬시키도록 하는 얼라인척을 포함한다.

Description

멀티프로버 시스템용 얼라이너 및 이를 구비하는 멀티프로버 시스템 {ALIGNER FOR MULTI-PROBER SYSTEM AND MULTI-PROBER SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 멀티프로버 시스템용 얼라이너 및 이를 구비하는 멀티프로버 시스템에 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.
이러한 웨이퍼의 테스트를 위해 프로브 카드와 웨이퍼 및 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척(Wafer Chuck)을 체결시켜 카트리지로 만든 다음 다수개의 카트리지를 챔버에 적재하여 다수개의 웨이퍼를 동시에 테스트할 수 있는 멀티프로버(Multi-Pober) 시스템을 사용하였다.
그러나, 이러한 멀티프로버 시스템의 프로브카드 및 척을 상호 접근시켜 카트리지를 구성하고자 할 때, 프로브 카드의 테스트 탐침과 척의 웨이퍼 패드가 상호 불일치할 경우, 테스트의 정밀도가 낮아지거나 실패할 수 있다는 문제점이 있었고, 부차적으로 프로브 카드 및 척의 결합이 불완전하게 이루어질 수 있다는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 프로브 카드 조립체와 웨이퍼 및 척 조립체를 정렬하여 정확한 위치에서 접촉시킨 후 락킹하여 카트리지를 형성함으로써 테스트 정확성 및 안정성이 향상시킬 수 있는 멀티프로버 시스템용 얼라이너 및 이를 구비하는 멀티프로버 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너는 웨이퍼가 안착되는 척 조립체 및 상기 웨이퍼를 검사하기 위해 탐침이 형성되는 프로브 카드 조립체를 정렬 및 결합시키기 위한 멀티프로버 시스템용 얼라이너로서, 상기 척 조립체의 일면에 형성되는 제1 위치결정부 및 일면에 상기 제1 위치결정부의 위치와 일치되도록 배치되고, 상기 제1 위치결정부와 대응되게 제1 위치대응부가 형성되어 상기 웨이퍼와 상기 탐침을 정렬시키도록 하는 얼라인척을 포함한다.
또한, 상기 제1 위치결정부는 상기 척 조립체의 일면에 돌출 형성되는 핀 형상으로 형성되고, 상기 제1 위치대응부는 상기 핀과 대응되게 홀 또는 홈 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 얼라인척이 내부에 위치하고 상기 얼라인척을 기준으로 회전 가능하게 형성되는 테두리부 및 상기 테두리부 하부에 위치하고, 상기 얼라인척과 상기 테두리부에 결합되어 상기 테두리부를 회전시키는 락킹부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 테두리부의 일면에 형성되는 제2 위치결정부 및 상기 척 조립체의 일면에 상기 제2 위치결정부의 위치와 일치되도록 배치되고, 상기 제2 위치결정부와 대응되게 제2 위치대응부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 위치결정부는 상기 테두리부의 일면에 돌출 형성되는 핀 형상으로 형성되고, 상기 제2 위치대응부는 상기 핀과 대응되게 홀 또는 홈 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 얼라인척의 중심부에 상기 척 조립체로부터 전기신호를 수신하기 위해 형성되는 커넥터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 얼라인척은 중심부에 중공홀이 형성되고, 상기 락킹부는 중심부에 중공부가 형성되되, 상기 중공홀과 상기 중공부는 상기 커넥터와 연결되는 전기배선이 결합되도록 동심축 상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 얼라인척 일측에 위치하여 상기 프로브 카드 조립체 및 상기 척 조립체의 위치를 촬영하는 촬영부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 촬영부는 제1 촬영부 및 제2 촬영부를 포함하고, 상기 제1 촬영부는 상기 탐침의 위치를 검출하도록 형성되고, 상기 제2 촬영부는 상기 척 조립체의 위치를 검출하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 촬영부는 상기 얼라이너와 이격되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 락킹부는, 상기 얼라인척에 연결되는 내부몸체; 상기 테두리부와 결합되어 상기 테두리부와 동시에 회전 가능하도록 형성되는 외부몸체 및 상기 내부몸체는 내륜에 결합되고 상기 외부몸체는 외륜에 결합되어 상기 내부몸체와 상기 외부몸체를 회전시키는 회전베어링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부몸체의 외측면에 결합되어 상기 외부몸체를 회전시키는 락킹구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 락킹구동부는, 상기 외부몸체의 외주면을 감싸도록 형성되어 상기 외부몸체를 회전시키는 락킹벨트 및 상기 락킹벨트를 구동시키기 위한 구동력을 제공하는 락킹모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부몸체는, 외측면에 상기 락킹벨트가 삽입되도록 외측면을 따라 락킹홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 락킹구동부는, 상기 외부몸체의 회전각도를 검출하는 락킹검출부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부몸체의 외주면에는 상기 락킹검출부재가 상기 외부몸체의 회전각도를 산출할 수 있도록 스케일 테이프가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템은 웨이퍼를 검사하기 위한 탐침이 형성되는 프로브 카드 조립체, 상기 웨이퍼를 지지하는 척 조립체 및 상기 프로브 카드 조립체 및 상기 척 조립체를 정렬시킨 후 상기 프로브 카드 조립체 및 척 조립체를 결합시키는 전술한 얼라이너를 포함하는 멀티프로버 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너 및 및 이를 구비하는 멀티프로버 시스템은, 프로브 카드 조립체와 웨이퍼 및 척 조립체를 정렬하여 정확한 위치에서 접촉시켜 테스트 정확성 및 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너 및 및 이를 구비하는 멀티프로버 시스템은, 프로브 카드 조립체 및 척 조립체를 정렬하여 상호 체결시켜 완전한 락킹이 이루어진 멀티프로브 카트리지를 형성할 수 있어, 웨이퍼의 테스트 정확성 및 안정성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템의 다른 측면을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 다른 측면을 도시한 사시도이다
도 5는 도 4에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 A-A' 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 B-B' 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 정면도이다.
도 8은 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 우측면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 배면도이다.
도 10은 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 좌측면도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템의 다른 측면을 도시한 사시도이다.
멀티프로버 시스템(1)은 프로브 카드 조립체(미도시) 및 척 조립체(10)를 얼라이너(100)를 통해 정렬 및 결합시킴으로써 멀티프로버 카트리지를 형성하여 웨이퍼를 테스트하기 위한 것이다.
프로브 카드 조립체는 웨이퍼와 이를 검사하기 위해 탐침이 형성될 수 있고, 척 조립체(10)는 프로브 카드 조립체 및 웨이퍼가 안착될 수 있도록 형성될 수 있다. 프로브 카드 조립체 하부에는 상부락킹걸쇠(미도시)가 고정되도록 설치되어 있고, 척 조립체(10) 상부에는 하부락킹걸쇠(미도시)가 회전 가능하게 설치될 수 있다.
멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)가 척 조립체(10)를 정렬할 수 있도록 척 조립체(10)에는 특정한 정렬표식이 형성될 수 있다. 일례로, 척 조립체(10)의 하부에는 위치결정핀(12) 및 삽입홈(13)이 형성될 수 있다. 이때 위치결정핀(12)은 제1 위치결정부일 수 있고, 삽입홈(13)은 제2 위치대응부일 수 있다.
위치결정핀(12)은 얼라이너(100)의 정렬홀(122)과 대응되도록 형성되어, 얼라이너(100)의 구동에 의해 정렬홀(122)과 위치결정핀(122)이 정렬될 수 있다. 이때 정렬홀(122)은 제1 위치결정부에 대응되도록 형성된 제1 위치대응부일 수 있다.
삽입홈(13)은 하부락킹걸쇠의 하측에 형성되고 얼라이너(100)의 정렬부재(139)와 대응되도록 형성되어, 얼라이너(100)의 구동에 의해 정렬부재(139)와 삽입홈(130)이 정렬될 수 있다. 또한, 정렬부재(139)가 삽입홈(130)에 삽입된 상태에서 얼라이너(100)가 회전 구동시 하부락킹걸쇠가 회전될 수 있다. 또한, 정렬홀(122) 및 삽입홈(13)은 각각 홈 또는 홀 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 하부락킹걸쇠가 회전함에 따라 하부락킹걸쇠가 상부락킹걸쇠와 체결되거나 분리될 수 있고, 이를 통해 프로브 카드 조립체와 척 조립체(10)가 락킹(Locking) 또는 언락킹(Unlocking)될 수 있다.
즉 이러한 멀티프로버 카트리지를 형성하기 위해서 멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)는 프로브 카드 조립체, 웨이퍼 및 척 조립체(10)의 각 구성들이 정확한 위치에 상호 접촉될 수 있도록 각 구성의 위치를 정렬하고, 회전구동에 의해 각 구성들을 락킹 또는 언락킹하여 멀티프로버 카트리지를 형성 또는 분리할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 다른 측면을 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 A-A' 단면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 B-B' 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 얼라인척(120)에서 락킹모터(142) 쪽을 전방으로 규정하여 설명하고, 락킹모터(142)에서 얼라인척(120) 쪽을 후방으로 규정하여 설명하며, 이송모터(171)에서 얼라인척(120) 쪽을 상방으로 규정하여 설명하고, 얼라인척(120)에서 이송모터(171)쪽을 하방으로 규정하여 설명하며, 락킹검출부재(148)에서 얼라인척(120) 쪽을 좌측으로 규정하고, 얼라인척(120)에서 락킹검출부재(148) 쪽을 우측으로 규정하여 설명한다.
도 3 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라이너(100)는 프레임부(110), 얼라인척(120), 락킹부(130), 회전부(150), 지지부(180), 락킹구동부(140), 회전구동부(160) 및 수직이송부(170)를 포함할 수 있다.
프레임부(110)는 얼라이너(100)의 외관을 구성하도록 제1 프레임(112) 및 제2 프레임(114)을 포함할 수 있다. 제1 프레임(112)은 판 형상으로 제2 프레임(114)의 양측면에 결합되어 얼라이너(100)의 양측면을 구성할 수 있다. 제2 프레임은 사각 단면으로 얼라이너(100)의 저면, 전면 및 후면을 구성할 수 있다.
즉, 프레임부(110)는 제1 프레임(112) 및 제2 프레임(114)에 의해 중공형의 사각틀 형태로 형성되며, 프레임부(110) 내측에는 후술할 얼라인척(120), 락킹부(130), 회전부(150), 지지부(180), 락킹구동부(140), 회전구동부(160) 및 수직이송부(170)가 설치될 수 있다.
얼라인척(120)은 척 조립체(10)의 하방에 위치하여 척 조립체(10)를 지지하도록 형성될 수 있다. 얼라인척(120)은 원통 형상으로 형성되어, 상부면에는 척 조립체(10)가 접촉할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 얼라인척(120)의 상부면에는 척 조립체(10)의 하방에 돌출 형성되는 위치결정핀(12)이 삽입되는 정렬홀(122)이 형성될 수 있다. 정렬홀(122)은 위치결정핀(12)의 개수와 대응되도록 형성될 수 있다.
얼라인척(120) 상부면의 중심부에는 커넥터(124)가 형성될 수 있다. 커넥터(124)는 척 조립체로부터 전기신호를 수신하기 위해 형성된 것으로, 자세하게는 외부 컨트롤러(미도시)에서 전기신호를 척 조립체(10)에 송출하거나 또는 척 조립체(10)로부터 수신한 전기신호를 외부 컨트롤러에 송출할 수 있다.
이때, 커넥터(124)의 하방에는 중공홀(120a)이 형성될 수 있다. 즉, 얼라인척(120)의 중심부에는 중공홀(120a)이 형성될 수 있다. 이때 중공홀(120a)은 상측은 폐쇄되고 하측은 개방될 수 있다. 중공홀(120a)을 통해 신호배선, 진공호스 및 전력배선들이 삽입되어 커넥터(124)와 연결될 수 있다.
락킹부(130)는 얼라인척(120)의 하방에 배치되는 것으로, 제1 내부몸체(132), 제1 회전베어링(134) 및 제1 외부몸체(136), 테두리부(138) 및 정렬부재(139)를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 제1 내부몸체(132)는 링형 단면을 갖는 판 형상으로, 중앙에 제1 중공부(132a)가 형성될 수 있다. 제1 외부몸체(136)는 링형 단면을 갖는 판 형상으로 제1 내부몸체(132)의 외주면를 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 이때 제1 내부몸체(132)는 제1 회전베어링(134)의 내륜에 고정될 수 있고 제1 외부몸체(136)는 제1 회전베어링(134)의 외륜에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
즉, 제1 외부몸체(136)와 제1 내부몸체(132) 사이에는 제1 회전베어링(134)이 위치하여, 제1 외부몸체(136)가 제1 내부몸체(132)를 중심으로 회전할 수 있도록 형성될 수 있다.
테두리부(138)는 링 형상의 단면을 가지는 판 형상으로, 제1 외부몸체(136)의 상부면 테두리에 대응되도록 배치될 수 있다. 테두리부(138)는 제1 외부몸체(136)의 상부면과 단차지게 형성되도록 소정의 두께로 형성될 수 있다. 일례로, 테두리부(138)의 두께는 얼라인척(120)의 두께와 대응되도록 형성될 수 있다. 이때, 얼라인척(120)은 테두리부(138)의 내측에 배치될 수 있으며 이와 동시에 제1 외부몸체(136) 및 제1 내부몸체(132) 상부에 배치될 수 있다.
정렬부재(139)는 테두리부(138) 상부에 형성될 수 있으며 상방을 향해 돌출되는 봉 형상일 수 있다. 이러한 정렬부재(139)는 척 조립체(10)의 하부락킹걸쇠 하단에 있는 삽입홈(13)에 삽입되기 위한 것으로, 얼라인척(120)과 척 조립체(10)의 하부락킹걸쇠를 정렬하기 위한 정렬표식의 역할을 할 수 있다. 이때 정렬부재(139)는 제2 위치대응부에 대응되도록 형성된 제2 위치결정부일 수 있다.
제1 내부몸체(132)는 얼라인척(120)과 볼트 등의 체결부재를 통해 고정 결합되고, 후술할 락킹구동부(140)의 구동에 의해 제1 외부몸체(136)가 제1 내부몸체(132)에 대하여 회전할 수 있다. 이때, 제1 외부몸체(136)의 회전에 따라 제1 외부몸체(136)의 정렬부재(139) 및 척 조립체(10)의 삽입홈(13)의 위치가 정렬될 수 있다.
회전부(150)는 제2 내부몸체(152), 제2 회전베어링(154) 및 제2 외부몸체(156)를 포함할 수 있다.
제2 내부몸체(152)는 링형 단면을 갖는 판 형상으로, 중앙에 제2 중공부(152a)가 형성될 수 있고, 제2 외부몸체(156)는 링형 단면을 갖는 판 형상으로 제2 내부몸체(152)의 외주면을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
이때 제2 내부몸체(152)는 제2 회전베어링(154)의 내륜에 고정될 수 있고 제2 외부몸체(156)는 제2 회전베어링(154)의 외륜에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
즉, 제2 외부몸체(156)와 제2 내부몸체(152) 사이에는 제2 회전베어링(154)이 위치하여, 제2 외부몸체(156)가 제2 내부몸체(152)를 중심으로 회전할 수 있도록 형성될 수 있다.
한편 도 6을 참고하면, 제2 내부몸체(152)는 지지부(180) 및 제2 변환부(164)와 고정 결합되고, 제2 외부몸체(156)는 락킹부(130)의 제1 내부몸체(132)와 고정 결합될 수 있다. 이때 제2 변환부(164)는 지지부(180)의 하방에 위치될 수 있다.
이때, 회전구동부(160)의 구동에 의해 제2 외부몸체(156)가 회전되고, 제2 외부몸체(156)와 연결된 제1 내부몸체(132)가 회전되며, 제1 내부몸체(132)와 연결된 얼라인척(120)이 회전될 수 있다.
즉, 회전구동부(160)의 구동력이 제2 외부몸체(156), 제1 내부몸체(132) 및 얼라인척(120)으로 전달됨에 따라 각 구성의 회전이 동시에 발생할 수 있고, 이에 따라 얼라인척(120)의 정렬홀(122) 및 척 조립체(10)의 위치결정핀(12)의 위치를 일치시켜, 척 조립체(10)에 대한 얼라인척(120)의 위치를 정렬할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 지지부(180)는 링형 단면을 갖는 판 형상으로, 중앙에 제3 중공부(180a)가 형성될 수 있다. 지지부(180)는 회전부(150)의 하방에 설치될 수 있으며, 회전부(150)의 제2 내부몸체(152)와 고정결합 될 수 있다.
지지부(180)는 얼라인척(120), 락킹부(130) 및 회전부(150)의 하부에서 지지할 수 있도록 소정 두께를 갖는 금속 재질로 이루어 질 수 있다.
이때, 수직이송부(170)의 구동에 의해 지지부(180)가 상방 또는 하방으로 이송될 수 있으며, 이에 따라 지지부(180)가 지지하고 있는 얼라인척(120), 락킹부(130) 및 회전부(150)가 동시에 상방 또는 하방으로 이송될 수 있다.
한편, 얼라인척(120)의 중공홀(120a), 락킹부(130)의 제1 중공부(132a), 회전부(150)의 제2 중공부(152a), 지지부(180)의 제3 중공부(180a)는 동심축 상으로 배치되는 원형의 홀로 형성될 수 있다. 이에 따라, 중공홀(120a) 및 제1 내지 3 중공부(132a, 152a, 180a)을 통해 신호배선, 진공호스 및 전력배선들이 삽입되어 커넥터(124)에 연결될 수 있다.
도 7은 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 정면도이다. 도 8은 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 우측면도이다. 도 9는 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 배면도이다. 도 10은 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너의 좌측면도이다.
도 7 내지 도 10은, 도 3에 도시된 멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)의 제1 프레임(112) 및 제2 프레임(114)를 생략하여 도시하였다.
도 3, 도 7 및 도 8을 참고하면, 락킹구동부(140)는 락킹부(130)를 회전시킴으로써 척 조립체(10)의 하부락킹걸쇠를 구동하기 위한 동력을 제공하기 위한 것으로, 락킹모터(142), 락킹벨트(144) 및 락킹검출부재(148)를 포함할 수 있다.
락킹모터(142)는 제2 프레임(114)의 일측면에 설치되고, 중심부에 형성되는 회전축에는 락킹벨트(144)가 연결될 수 있다.
락킹벨트(144)는 락킹부(130)의 외주에 감긴 채 락킹모터(142)의 회전축에 연결될 수 있다. 일례로, 락킹부(130)의 제1 외부몸체(136) 외주에는 락킹벨트(144)가 삽입될 수 있는 락킹홈(136a)이 형성될 수 있어, 락킹벨트(144)가 락킹부(130)로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 락킹벨트(144)는 락킹부(130)와의 슬립이 발생하지 않도록 마찰력이 큰 재질로 형성될 수 있다.
락킹벨트(144)는 락킹모터(142)의 회전력에 의해 일방향 또는 타방향으로 회전될 수 있으며, 이와 동시에 락킹부(130)의 제1 외부몸체(136)를 동시에 회전시킬 수 있다. 또한 제1 외부몸체(136)의 회전각도는 10°이하일 수 있다.
이때, 락킹부(130)의 제1 외부몸체(136)가 회전됨에 따라 정렬부재(139) 및 척 조립체(10)의 하부에 형성되는 삽입홈의 위치가 정확하게 정렬될 수 있다.
또한, 정렬된 정렬부재(139)가 삽입홈에 삽입되어 락킹부(130) 및 척 조립체(10)가 결합된 상태에서 락킹부(130)의 제1 외부몸체(136)가 회전하는 경우, 척 조립체(10)의 하부락킹걸쇠가 동시에 회전되어 척 조립체(10) 및 프로브 카드 조립체를 락킹 또는 언락킹시킬 수 있다.
즉, 락킹모터(142) 및 락킹벨트(144)는 척 조립체(10)의 하부락킹걸쇠를 구동하기 위한 동력을 제공하여 척 조립체(10) 및 프로브 카드 조립체를 락킹 또는 언락킹 시킴에 따라 멀티프로버 카트리지를 형성 또는 분리 시킬수 있다.
한편, 도 8을 참고하면 락킹검출부재(148)는 연결부(177a)의 상부에 설치되어 락킹부(130)의 회전각도를 검출할 수 있다. 일례로, 락킹검출부재(148)는 엔코더(Encoder)일 수 있다. 락킹부(130)의 외주에는 밴드타입의 스케일 테이프가 원주방향을 따라 부착될 수 있다. 락킹검출부재(148) 및 스케일 테이프를 통해 락킹부(130)의 위치, 회전량, 회전방향 등을 검출할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 회전구동부(160)는 회전이송모터(162), 제1 변환부(164) 및 회전검출부재(168)를 포함할 수 있다.
회전이송모터(162)는 가동부재(177)의 일측면에 설치되어 회전부(150)를 회전시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 일례로, 회전이송모터(162)는 42각 5상 스테핑 모터(Stepping Motor)일 수 있다. 이때 회전이송모터(162)의 축은 수평방향으로 배치될 수 있다.
제1 변환부(164)는 회전부(150)의 제2 외부몸체(156)의 일측면에 설치되어, 회전이송모터(162)에서 발생하는 회전력을 직선운동으로 변환할 수 있다. 일례로, 제1 변환부(164)는 래크와 피니언으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 변환부(164)는 회전부(150)와 기계적으로 접촉된 상태에서 회전부(150)를 일방향 또는 타방향으로 회전시킬 수 있다. 이때 회전부(150)의 회전각도는 7°이하일 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 회전부(150)의 제2 외부몸체(156)는 락킹부(130)의 제1 내부몸체(132)와 고정 결합되고, 락킹부(130)의 제1 내부몸체(132)는 얼라인척(120)과 고정 결합될 수 있다.
이때, 회전이송모터(162) 및 제1 변환부(164)의 구동에 의해 제2 외부몸체(156)가 회전되고, 제2 외부몸체(156)와 연결된 락킹부(130)의 제1 내부몸체(132) 및 제1 내부몸체(132)와 연결된 얼라인척(120)이 동시에 회전될 수 있다.
즉, 회전이송모터(162) 및 제1 변환부(164)의 구동력이 제2 외부몸체(156), 제1 내부몸체(132) 및 얼라인척(120)으로 전달됨에 따라 각 구성의 회전이 동시에 발생할 수 있고, 이에 따라 얼라인척(120)의 정렬홀(122) 및 척 조립체(10)의 위치결정핀(12)의 위치를 일치시켜, 척 조립체(10)에 대한 얼라인척(120)의 위치를 정렬할 수 있다.
한편 도 8을 참고하면, 회전검출부재(168)는 연결부(177a)의 하단부에 설치되어 회전부(150)의 회전각도를 검출할 수 있다. 일례로, 회전검출부재(168)는 엔코더(Encoder)일 수 있다. 회전부(150)의 외주에는 밴드타입의 스케일 테이프가 원주방향을 따라 부착될 수 있다. 회전검출부재(168) 및 스케일 테이프를 통해 회전부(150)의 위치, 회전량, 회전방향 등을 검출할 수 있다.
도 5, 도 6 및 도 10을 참고하면, 수직이송부(170)는 이송모터(171), 축부재(172), 제2 변환부(174), 이송가이드(176), 가동부재(177) 및 이송검출부재(178)를 포함할 수 있다.
이송모터(171)는 프레임부(110)의 내측 하부에 설치되고, 이송모터(171)의 중심부에는 좌우방향으로 배치되는 축부재(172)가 연결될 수 있다. 일례로, 이송모터(171)는 400W 이상의 출력을 발생시키는 서보모터일 수 있으며, 축부재(172)는 리드 4mm 이하의 볼 스크류 등일 수 있다. 축부재(172)는 이송모터(171)의 구동에 따라 일방향 또는 타방향으로 회전될 수 있다.
이때, 도 5 및 도 6을 참고하면, 축부재(172)에는 축부재(172)의 회전에 따라 이동할 수 있는 제1 이동부재(173a) 및 제2 이동부재(173b)가 연결될 수 있다.
제1 이동부재(173a)는 내부에 축부재(172)가 관통되도록 형성될 수 있고, 제2 이동부재(173b)는 제1 이동부재(173a)의 상부면에 연결될 수 있다. 즉 축부재(172)가 일방향 또는 타방향으로 회전함에 따라 제1 이동부재(173a) 및 제2 이동부재(173b)는 좌측 또는 우측으로 수평이동할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 제2 변환부(174)는 제1 변환부재(174a), 제2 변환부재(174b) 및 제3 변환부재(174c)을 포함할 수 있다.
제1 변환부재(174a) 및 제2 변환부재(174b)은 각각 일측면에 소정의 기울기를 갖는 제1 및 제2 경사면이 형성될 수 있고, 일례로 직삼각형 단면을 갖는 블록 형태일 수 있다.
제1 변환부재(174a) 및 제2 변환부재(174b)의 경사면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또한 제1 변환부재(174a)는 제2 이동부재(173b)의 상부면에 고정되고, 제2 변환부재(174b)는 지지부(180)의 하부면에 고정될 수 있다.
제3 변환부재(174c)는 제1 변환부재(174a) 및 제2 변환부재(174b)의 사이에 배치될 수 있다. 제3 변환부재(174c)의 단면적은 제1 변환부재(174a) 및 제2 변환부재(174b)의 단면적보다 작게 형성될 수 있다. 이를 통해 제1 변환부재(174a) 및 제2 변환부재(174b)가 서로 경사면을 통해 이동하는 것보다 마찰력이 작아질 수 있다. 제3 변환부재(174c)의 상부면은 제1 변환부재(174a)의 경사면에 접촉되고, 하부면은 제2 변환부재(174b)의 경사면과 접촉될 수 있다.
이때 제3 변환부재(174c)는 제1 변환부재(174a)와 고정되도록 결합될 수 있다. 이에 따라 제1 변환부재(174a) 및 제2 변환부재(174b)는 제3 변환부재(174c)에 의해 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 도 6을 참고하면, 제2 변환부(174)는 2쌍으로 형성되어, 2쌍의 제2 변환부(174)는 지지부(180)의 하방에서 서로 이격 되어 배치될 수 있다.
이때, 제1 변환부재(174a)는 제1 이동부재(173a) 및 제2 이동부재(173b)의 수평이동에 따라 동시에 이동될 수 있고, 제1 변환부재(174a)가 수평방향으로 이동함에 따라 제3 변환부재(174c)의 상부면에 접촉하고 있는 제2 변환부재(174b)가 슬라이딩 될 수 있다.
이에 따라, 제2 변환부재(174b)가 제1 변환부재(174a)에 대해 슬라이딩 되면서 위치가 상승 또는 하강 되며, 이와 동시에 제2 변환부재(174b)와 고정 결합된 지지부(180)가 상승 또는 하강 될 수 있다.
즉, 회전운동를 직선운동으로 변환하는 제2 변환부(174)에 의해 얼라인척(120), 회전부(150), 락킹부(130) 및 지지부(180)를 상하로 상승 혹은 하강시킬 수 있다.
도 3 및 도 8을 참고하면, 이송가이드(176)는 상하방향으로 소정의 길이를 갖도록 형성되며, 프레임부(110) 내측에 배치될 수 있다. 이송가이드(176)의 일측면에는 상하방향으로 형성되는 이송레일(176a)이 설치되고, 이송레일(176a)에는 이송레일을 따라 슬라이딩 이동할 수 있는 가이드부재(176b)가 연결될 수 있다. 일례로 이송가이드(176)는 LM 가이드일 수 있다.
도 6 내지 도 8을 참고하면, 가동부재(177)는 소정의 크기를 갖는 판 형상으로 한 쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 가동부재(177)는 지지부(180) 하방에 배치되고, 도 7에 도시된 바와 같이 좌우방향으로 배치될 수 있다.
이때, 도 8을 참고하면, 한 쌍의 가동부재(177) 상부에는 각 가동부재(177)를 연결하는 연결부재(177a)가 설치될 수 있다. 연결부재(177a)는 소정의 높이로 형성되거나 상방으로 돌출되는 부위를 가질 수 있다. 연결부재(177a)의 상단부에는 락킹검출부재(148)가 설치되고, 연결부재(177a)의 하단부에는 회전검출부재(168)가 설치될 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 가동부재(177)는 일측이 가이드부재(176b)와 연결될 수 있고, 타측이 지지부(180)와 연결될 수 있다.
이에 따라 이송모터(171) 및 제2 변환부(174)에 의해 지지부(180)와 얼라인척(120), 락킹부(130) 및 회전부(150)가 상승 또는 하강할 경우, 가동부재(177) 및 가이드부재(176b)는 이송레일(176a)를 따라 상하방향으로 이동할 수 있다.
즉, 이송가이드(176)는 상기의 구성들이 유격없이 정확히 직선운동을 할 수 있도록 가이드 할 수 있다.
도 10을 참고하면, 이송검출부재(178)는 가동부재(177)의 일측면에 설치되어, 가동부재(177)의 위치를 검출할 수 있다. 일례로, 이송검출부재(178)는 엔코더(Encoder)일 수 있다. 이송가이드(176)의 일측면에는 밴드타입의 스케일 테이프가 길이방향으로 따라 부착될 수 있다. 이송검출부재(178) 및 스케일 테이프를 통해 가동부재(177)의 위치를 검출할 수 있다.
한편, 멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)는 제1 촬영부(190) 및 제2 촬영부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제1 촬영부(190) 및 제2 촬영부는 프로브 카드 조립체 및 척 조립체(10)와의 정렬 시, 프로브 카드 조립체 및 척 조립체(10)의 위치를 검출할 수 있다.
제1 촬영부(190)는 도 3에 도시된 바와 같이 멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)에 부착될 수 있다. 제1 촬영부(190)는 프로브 카드 조립체의 테스트 탐침의 위치를 인식할 수 있고, 또한 프로브 카드 조립체에 고정되는 상부락킹걸쇠의 정렬표식부재를 인식할 수 있다.
제2 촬영부는 멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)와 이격되어 있는 구조물 상에 설치되어 척 조립체의 위치를 검출할 수 있다. 제2 촬영부는 멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)와 이격되어 독립적으로 설치됨으로써, 멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)의 이송 및 가변에 의해 발생하는 진동 등의 외력을 최소화하여 척 조립체의 위치를 정확하게 검출할 수 있다.
이에 따라, 제1 촬영부(190) 및 제2 촬영부의 조합을 통해 프로버 카드 조립체, 척 조립체(10) 및 얼라이너(100) 간의 거리 측정 및 정렬표식의 형상 인식을 수행함으로써, 프로브 카드 조립체와 척 조립체(10) 및 얼라이너(100) 간의 정렬과 락킹 및 언락킹이 용이할 수 있다.
전술한 내용을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너(100)가 프로브 카드 조립체 및 척 조립체(10)를 결합시켜 카트리지를 형성하기 위한 얼라인 방법의 순서를 살펴보면 다음과 같다.
먼저 로봇핸들러에 의해 얼라이너(100)의 상부로 이송되는 웨이퍼 및 프로브 카드 조립체가 정렬된 후, 웨이퍼는 로봇핸들러에 의해 다른 위치로 이송될 수 있다.
그 다음, 로봇핸들러에 의해 얼라이너(100) 상방에 배치된 척 조립체(10)는 얼라이너(100)와 결합될 수 있다.
더 구체적으로는 척 조립체(10)의 하부에 형성되는 전기커넥터(미도시)가 얼라이너(100)의 얼라인척(120)에 형성되는 커넥터(124)와 정렬되기 위해, 척 조립체(10) 하부에 존재하는 위치결정핀(12)이 얼라인척(120)의 상부면에 형성되는 정렬홀(122)과 정렬될 수 있다.
그 다음, 얼라이너(100)의 정렬부재(139) 및 척 조립체(10) 하부의 삽입홈(13)을 정렬시킬 수 있다. 이때 정렬홀(122)은 얼라인척(120)에 형성되고 정렬부재(139)는 회전구동하는 락킹부(130)의 제1 외부몸체(136)에 형성되므로 얼라인척(120) 및 락킹부(130)는 독립적으로 위치결정이 가능하도록 정렬될 수 있다.
그 다음, 얼라이너(100) 및 척 조립체(10)가 결합되어 얼라이너(100)가 척 조립체(10)를 수직이송 시킨 후 프로브 카드 조립체와 정렬 및 락킹하여 카트리지를 구성할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티프로버 시스템용 얼라이너는 프로브 카드 조립체와 웨이퍼 및 척 조립체를 정렬하여 정확한 위치에서 접촉시킨 후 락킹하여 카트리지를 형성함으로써 테스트 정확성 및 안정성이 향상시킬 수 있다.
1: 멀티프로버 시스템 10: 척 조립체
12: 위치결정핀 13: 삽입홈
90: 틸팅모듈
100: 멀티프로버 시스템용 얼라이너
110: 프레임부 112: 제1 프레임
114: 제2 프레임
120: 얼라인척 120a: 중공홀
122: 정렬홀 124: 커넥터
130: 락킹부 132: 제1 내부몸체
132a: 제1 중공부 134: 제1 회전베어링
136: 제1 외부몸체 136a: 락킹홈
138: 테두리부 139: 정렬부재
140: 락킹구동부 142: 락킹모터
144; 락킹벨트 148: 락킹검출부재
150: 회전부 152: 제2 내부몸체
152a: 제2 중공부 154: 제2 회전베어링
156: 제2 외부몸체
160: 회전구동부 162: 회전모터
164: 제1 변환부 168: 회전검출부재
170: 수직이송부 171: 이송모터
172: 축부재 174: 제2 변환부
174a: 제1 변환부재 174b: 제2 변환부재
174c: 제3 변환부재 176: 이송가이드
176a: 이송레일 176b: 가이드부재
177: 가동부재 178: 이송검출부재
180: 지지부 180a: 제3 중공부
190: 제1 촬영부

Claims (17)

  1. 웨이퍼가 안착되는 척 조립체 및 상기 웨이퍼를 검사하기 위해 탐침이 형성되는 프로브 카드 조립체를 정렬 및 결합시키기 위한 멀티프로버 시스템용 얼라이너로서,
    상기 척 조립체의 일면에 형성되는 제1 위치결정부 및
    일면에 상기 제1 위치결정부의 위치와 일치되도록 배치되고, 상기 제1 위치결정부와 대응되게 제1 위치대응부가 형성되어 상기 웨이퍼와 상기 탐침을 정렬시키도록 하는 얼라인척을 포함하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 위치결정부는 상기 척 조립체의 일면에 돌출 형성되는 핀 형상으로 형성되고,
    상기 제1 위치대응부는 상기 핀과 대응되게 홀 또는 홈 형상으로 형성되는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 얼라인척이 내부에 위치하고 상기 얼라인척을 기준으로 회전 가능하게 형성되는 테두리부 및
    상기 테두리부 하부에 위치하고, 상기 얼라인척과 상기 테두리부에 결합되어 상기 테두리부를 회전시키는 락킹부를 포함하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 테두리부의 일면에 형성되는 제2 위치결정부 및
    상기 척 조립체의 일면에 상기 제2 위치결정부의 위치와 일치되도록 배치되고, 상기 제2 위치결정부와 대응되게 제2 위치대응부가 형성되는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 위치결정부는 상기 테두리부의 일면에 돌출 형성되는 핀 형상으로 형성되고,
    상기 제2 위치대응부는 상기 핀과 대응되게 홀 또는 홈 형상으로 형성되는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 얼라인척의 중심부에 상기 척 조립체로부터 전기신호를 수신하기 위해 형성되는 커넥터를 포함하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 얼라인척은 중심부에 중공홀이 형성되고, 상기 락킹부는 중심부에 중공부가 형성되되,
    상기 중공홀과 상기 중공부는 상기 커넥터와 연결되는 전기배선이 결합되도록 동심축 상에 위치하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 얼라인척 일측에 위치하여 상기 프로브 카드 조립체 및 상기 척 조립체의 위치를 촬영하는 촬영부를 포함하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 촬영부는 제1 촬영부 및 제2 촬영부를 포함하고,
    상기 제1 촬영부는 상기 탐침의 위치를 검출하도록 형성되고, 상기 제2 촬영부는 상기 척 조립체의 위치를 검출하도록 형성되는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 촬영부는 상기 얼라이너와 이격되도록 배치되는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 락킹부는,
    상기 얼라인척에 연결되는 내부몸체;
    상기 테두리부와 결합되어 상기 테두리부와 동시에 회전 가능하도록 형성되는 외부몸체 및
    상기 내부몸체는 내륜에 결합되고 상기 외부몸체는 외륜에 결합되어 상기 내부몸체와 상기 외부몸체를 회전시키는 회전베어링을 포함하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 외부몸체의 외측면에 결합되어 상기 외부몸체를 회전시키는 락킹구동부를 포함하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 락킹구동부는,
    상기 외부몸체의 외주면을 감싸도록 형성되어 상기 외부몸체를 회전시키는 락킹벨트 및
    상기 락킹벨트를 구동시키기 위한 구동력을 제공하는 락킹모터를 포함하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 외부몸체는,
    외측면에 상기 락킹벨트가 삽입되도록 외측면을 따라 락킹홈이 형성되는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 락킹구동부는,
    상기 외부몸체의 회전각도를 검출하는 락킹검출부재를 더 포함하는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 외부몸체의 외주면에는 상기 락킹검출부재가 상기 외부몸체의 회전각도를 산출할 수 있도록 스케일 테이프가 형성되는 멀티프로버 시스템용 얼라이너.
  17. 웨이퍼를 검사하기 위한 탐침이 형성되는 프로브 카드 조립체;
    상기 웨이퍼를 지지하는 척 조립체 및
    상기 프로브 카드 조립체 및 상기 척 조립체를 정렬시킨 후 상기 프로브 카드 조립체 및 척 조립체를 결합시키는 제1 항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 얼라이너를 포함하는 멀티프로버 시스템.
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