JP3828299B2 - ウェーハテストシステムでのｚ軸の高さ設定装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置及び方法に関するものであり、より詳しくは、ウェーハテストシステムでウェーハチャックと真空ピンの高さを合わせるためのウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置をテストするための工程は、ウェーハの製造工程（fabrication）が完了された後、行われる検査工程に該当することである。このようなテスト工程は、ウェーハを構成している各チップを判別して不良なチップを選別し、修理できるチップは再生して、不良なチップがウェーハ製造工程の次の工程に流入されることを防止することによって、組み立てのパッケージ費用及びパッケージ検査ラインのテスト費用を節減するため行われる。
【０００３】
図１は、上述のような半導体装置をテストする工程に使用されるウェーハテストシステムを概略的に図示した図面である。
【０００４】
図１を参照すると、ウェーハテストシステム１０は、電気的な信号を発生させてデバイスに印加し、印加した信号を通して得られたデータを判読してデバイスの正常可否を判別するテスタ１２とウェーハ２０をローディングした後、アライン（aline）してプローブカード１８と接触が正常的に行われるようにし、ウェーハ２０をテスタ１２の命令によってダイ（die)大きさほど移動したりアンローディングする役割を果たすプローバ（prober）１４、そしてテスタ１２で発生した信号をプローブカード１８に伝達する実行ボード１６で構成される。
【０００５】
この時、プローバ１４の一番大きい目的は、ウェーハ内のチップ間隙ほどＸ軸及びＹ軸に正確に移動した後、Ｚ軸にプローブカード１８のチップ（tip）がチップ（chip）の端子と接することによって、チップの良品と不良品を選別するテスタ１２に最上の測定条件を形成させることである。
【０００６】
一方、ウェーハテストシステム１０で、Ｘ軸及びＹ軸は、基準点（reset point/zero point）が決めているが、Ｚ軸の基準点は流動的であるため、基準点の設定方法がＸ軸及びＹ軸の設定方法と違う。即ち、図２で図示したように、ウェーハテストシステム１０で、Ｚ軸の基準点は、Ｚ軸方向に０点から４００ｍｉｌ程度で動き、ウェーハが上面にローディングされるウェーハチャック２２とウェーハチャック２２にローディングされたウェーハを真空に吸着させるための真空ピン２４の高さが同じように合わせることによって設定され、０点を基準として１８０ｍｉｌで正確に一致になるようにＺ軸の０センサ（zero sensor）を調整することによって形成される。この時、真空ピン２４とウェーハチャック２２のＺ軸方向の基準点を１８０ｍｉｌに合わせる基準は、システムによって別の値である。そして、０センサの位置は、Ｚ軸の０点になる。
【０００７】
図２のＡ−Ａ’断面図で真空ピンとウェーハチャックの高さを合わせる以前の状態を図示した図３（Ａ）及び図２のＡ−Ａ’断面図で真空ピンとウェーハチャックの高さを合わせた以後の状態を図示した図３（Ｂ）を参照して、このようなＺ軸の設定方法を詳細に説明すると次のようである。
【０００８】
図３（Ａ）で図示したように、ウェーハテストシステムでＺ軸の基準点が設定されない場合、真空ピン２４とウェーハチャック２２の高さは位置が違う。この時、Ｚ軸の基準点を設定するためウェーハチャック２２をＺ軸の０点から矢印方向に移動させる。この時、Ｚ軸の０点は、０センサ（図面に未図示）が基準である。そして、ウェーハチャック２２が移動される方法は段階的に進行され、その移動量は、システムによって設定され、一般的に０．２５ｍｉｌから０．５ｍｉｌ程度である。
【０００９】
図３（Ｂ）は、このような方法によって、ウェーハチャック２２の高さが真空ピン２４の高さと同じの状態を図示した図面である。この時、前述のようにウェーハテストシステムの基準によってＺ軸の基準点を０点から所定高さで決めている。例えば、基準点が１８０ｍｉｌである場合、ウェーハチャック２２と真空２４が一致する高さは、１８０ｍｉｌにならなければならない。従ってウェーハチャック２２と真空ピン２４が一致した時、基準点と違うと、０センサを再調整してＺ軸の０点を再設定しながらウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さを合わせるようになる。
【００１０】
一方、従来にはウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さを合わせるため、ウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さが近接された時、肉眼で判断したり、手先の感知で判断する方法が使用される場合もあるが、このような方法は、ウェーハチャック２２と真空ピン２４が一致した時、その高さの誤差範囲は、３ｍｉｌから５ｍｉｌ程度であった。そしてより精密にウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さを合わせるためブロックゲージ（block gauge）とダイヤルゲージ（dial gauge）を使用したが、このような方法は、測定ゲージを設置して測定することにおいて、難しさが多く、時間がたくさん必要とされる問題点が発生された。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためのものであり、その目的は、ウェーハテストシステムでＺ軸の基準点を設定する時、発生される誤差が安定的に維持でき、Ｚ軸の基準点の設定において、所要時間を減少させることができる新しい形態のウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための本発明の特徴によると、ウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置は、底面が平面で形成されたベースと、ベースに結合され、２つ部分の電気的な連結状態を検出するためのテスタ器と、ベースの１側面から底面の一部に平面で設置され、テスタ器の１端子と電気的に連結される伝導性の第１伝導部と、第１伝導部と対向される前記ベースの１側面から前記底面の一部に第１伝導部と分離されるように平面で設置され、第１伝導部が連結された他のテスタ器の１端子と電気的に連結される伝導性の第２伝導部とを含む。
【００１３】
このような本発明で、テスタ器は、ディジタルボルトメータ（digital volt meter）である。べースは、透明な材質である。第１伝導部と第２伝導部は、ベースに結合される面に接着性物質が塗布された薄板（sheet metal）である。
【００１４】
上述の目的を達成するための本発明の他の特徴によると、ウェーハシステムでＺ軸の高さ設定装置を使用してウェーハテストシステムで０センサと真空ピン、そしてウェーハチャックの高さを合わせるためのウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法において、ウェーハテストシステムをリセット（reset）させる段階と、Ｚ軸の高さ設定装置の第１伝導部が真空ピンが設置された領域に位置され、第２伝導部が真空ピンが設置された領域外に位置されるようにＺ軸の高さ設定装置を電源をつけて真空ピンの上面に位置させる段階と、ウェーハチャックをウェーハテストシステムのＺ軸の上方向に段階的に移動させる段階と、ウェーハチャックが第１伝導部と第２伝導部を電気的に連結されたかを検出する段階と、第１伝導部と第２伝導部が電気的に連結された時の高さがウェーハテストシステムで指定されたＺ軸高さと一致するかを判断する段階と、Ｚ軸の高さ設定装置をウェーハテストシステムから分離する段階とを含む。
【００１５】
このような本発明で、第１伝導部と第２伝導部が電気的に連結された時の高さがウェーハテストシステムで指定されたＺ軸高さと一致しない時、０センサを再設定する段階を含み、Ｚ軸の高さ設定装置を真空ピンの上面に位置させる段階とを進行する。ウェーハテストシステムで指定されたＺ軸の高さは、０センサを基準として１８０ｍｉｌである。
【００１６】
半導体製造工程のうち、ウェーハテスト工程は、ウェーハが完全に作られた状態でウェーハ上の各チップの良品、又は不良品を選別する工程である。この時、使用されるウェーハテストシステムは、前述のように各チップの良品、又は不良品を決定するテスタと、テスタがテスタを行うことができるように位置を設定するプローバで構成される。従って、プローバでＸ軸とＹ軸、そしてＺ軸の基準点を設定することはウェーハ上の各チップをテストするため非常に重要な作業になる。特に、ウェーハテストシステムでＺ軸は、ウェーハ上の各チップ内のパッドとプローブカードのチップ（tip）の接点面を決定する軸としてチップの良品と不良品を決定することにおいて、重要な役割を果たす。
【００１７】
本発明は、ウェーハテストシステムでＺ軸の基準点が簡単で、正確に設定できるＺ軸の高さ設定装置及び方法に関するものである。
【００１８】
このような本発明の主題を達成するため、本発明のウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置は、真空ピンに対してウェーハチャックを段階的に移動させる時、ウェーハチャックの高さが真空ピンの高さと一致することが確認できなければならない。従って、本発明は、ウェーハテストシステムでウェーハチャックと真空ピンが互いに分離されて作動されるという点と、真空ピンが所定高さで位置された状態でウェーハチャックＺ軸方向に移動されて真空ピンの高さと同じになるという点と、そしてウェーハチャックの材質が導体という点を利用してウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置を提供しようとする。
【００１９】
一方、ウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置を利用したウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法は、ウェーハテストシステムの０センサによって設定されるＺ軸の０点を基準としてウェーハチャックと真空ピンの高さをＺ軸の高さ設定装置を利用して合わせ、ウェーハチャックと真空ピンが一致した高さと０センサを基準としてウェーハテストシステムに設定された基準点が一致するようにすることである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面、図４乃至図８に基づいて詳細に説明し、同一の機能を行う構成要素に対しては同一の参照番号を併記する。
【００２１】
図４は、本発明の実施形態によるウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置を図示した斜視図である。
【００２２】
図４を参照すると、本発明の実施形態によるウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置３０は、ベース４２とテスタ器３２、そして第１伝導部５０と第２伝導部５２で構成される。
【００２３】
この時、テスタ器３２は、第１伝導部５０と第２伝導部５２の段落、又は連結が確認できるテスタとしてディジタルボルトメータ（digital volt meter）のようなテスタを使用する。即ち、第１伝導部５０と第２伝導部５２が電気的に連結されたかを表示部３４に表示するテスタである。そして、テスタ器３２は、内部電源が設置されてパワースイッチ３６をオンさせて使用するテスタである。又、テスタ器３２から引き出しされる第１端子３８は、第１伝導部５０と電気的に連結され、テスタ器３２から引き出しされる第２端子４０は、第２伝導部５２と電気的に連結される。
【００２４】
一方、ベース４２は、底面が平面で形成される。そしてベース４２は、アクリル樹脂（acrylic resin）のように透明な材質を使用してテスタ器３２が設置される方向で底面を見るようにする。
【００２５】
このようなベース４２には、第１伝導部５０と第２伝導部５２が設置される。そして、第１伝導部５０は、テスタ器３２の第１端子３８と電気的に連結され、第２伝導部５２は、第２端子４０と電気的に連結される。この時、第１伝導部５０及び第２伝導部５２は、ベース４２に結合される面に接着性物質が塗布された薄板（sheet metal）であり、銅（copper）等の伝導性が優れた材質を使用する。
【００２６】
一方、第１伝導部５０は、ベース４２の１側面から底面の一部に平面で設置され、第２伝導部５２は、第１伝導部５０と対向されるベース４２の１側面から底面の一部に第１伝導部５０と分離されるように平面で設置される。
【００２７】
図５は、ウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置の主要構成部分を図示した分解斜視図である。
【００２８】
図５を参照すると、本発明の実施形態によるウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置３０の制作方法は、まず底面が平衡であるベース４２の上面に形成される装着部４４にテスタ器３２を設置する。この時、装着部４４は、テスタ器３２がベース４２に安着されるように所定深さで形成されることができ、図示したように別の支持台４６を利用してスクリュー４８でベース４２に固定できる。
【００２９】
一方、ベース４２にテスタ器３２が設置された状態でベース４２の両側面には第１伝導部５０と第２伝導部５２が各々設置される。この時、第１伝導部５０及び第２伝導部５２は、ベース４２の底面に接着される面に接着性物質が塗布されている薄板であるため、各々で２点鎖線表示した状態５２’、５０’でベース４２に折曲設置される。そして、第１伝導部５０は、テスタ器３２の第１端子３８と電気的に連結され、第２伝導部５２は、テスタ器３２の第２端子４０と電気的に連結される。
【００３０】
図６は、本発明の実施形態による装置を使用してウェーハテストシステムでウェーハチャックと真空ピンの高さを合わせる方法で、本発明の装置とウェーハチャック及び真空ピンの関係を図示した図面であり、図７（Ａ）は、ウェーハテストシステムでウェーハチャックと真空ピンの高さを合わせるため、本発明の装置を真空ピンに位置させた状態を図示した側面図であり、図７（Ｂ）は、Ｚ軸の高さ設定装置を使用する時、真空ピンの高さとウェーハチャックの高さが同じになる状態を図示した側面図である。
【００３１】
図６を参照すると、上述のようなウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置３０を使用してウェーハテストシステムのＺ軸の基準点を設定する原理は、Ｚ軸の高さ設定装置３０の第１伝導部５０と第２伝導部５２をウェーハテストシステムのウェーハチャック２２が電気的に連結させることをテスタ器３２で検出することである。
【００３２】
より詳細に説明すると、第１伝導部５０がベース４２の底面で形成する領域を第２接触領域、第２伝導部５２がベース４２の底面で形成する領域を第１接触領域と称する。この時、第１接触領域は、ウェーハテストシステムで真空ピン２４の上面に位置させ、第２接触領域は、真空ピン２４の領域を外れて位置させる。このような状態でウェーハテスタシステムのＺ軸の基準点を設定するためウェーハチャック２２を移動させる時、ウェーハチャック２２が真空ピン２４と高さが一致すると、ウェーハチャック２２は、第１接触領域と第２接触領域に全部接触されるようになる。このような状態で、第１伝導部５０と第２伝導部５２が電気的に連結された状態でウェーハチャック２２と真空ピン２４が同じ高さになったことで、テスタ器３２に表示される。
【００３３】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照すると、ウェーハテストシステムでＺ軸の基準点を設定する前には、ウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さが同じではない。即ち、ウェーハテストシステムでＺ軸の基準点を設定することは、ウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さを同じにすることである。もちろん、ウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さが同じになる点がＺ軸の０点の基準になる０センサ（図面に未図示）から決まるメータ高さと一致しなければならないことも含む。この時、０センサによって、決める０点からの高さは、前述のようにウェーハテストシステムの種類によって違い、本発明の実施形態では１８０ｍｉｌを基準とする。
【００３４】
再び、図７（Ａ）を参照すると、初期状態で、本発明の実施形態によるウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置３０を真空ピン２４の上面に位置させる。この時、真空ピン２４に接触される部分は、装置３０の第２伝導部５２であり、装置３０の第１伝導部５０は、真空ピン２４の領域で外れるように位置させる。そして前述のように、第１伝導部５０と第２伝導部５２は、断線されており、真空ピン２４とウェーハチャック２２の間は絶縁されている。
【００３５】
図７（Ｂ）を参照すると、ウェーハチャック２２をＺ軸方向に段階的に移動させると、ウェーハチャック２２は、所定位置で真空ピン２４と高さが同じになる。この時、ウェーハチャック２２の移動量は、ウェーハテストシステムの基準によって設定され、一般的に０．２５ｍｉｌから０．５ｍｉｌ程度である。そして、所定位置でウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さが同じになると、ウェーハチャック２２は、装置３０の第１伝導部５０と第２伝導部５２を電気的に連結するようになる。
【００３６】
一方、ウェーハテストシステムは、システムの基準によってＺ軸の基準点を０点から所定高さで決めている。例えば、基準点が１８０ｍｉｌである場合、ウェーハチャック２２と真空ピン２４が一致する高さは１８０ｍｉｌにならなければならない。従って、ウェーハチャック２２と真空ピン２４が一致した時、基準点と違うと、０センサを再調整してＺ軸の０点を再設定しながら、ウェーハチャック２２と真空ピン２４の高さを合わせるようになる。
【００３７】
本発明の実施形態によるウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法を図示したフローチャートである図８を参照しながら、本発明の実施形態によるウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置を使用してウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法を詳細に説明すると次のようである。
【００３８】
まず、ウェーハテストシステムをリセット（reset）させる段階Ｓ１００を行うと、ウェーハテストシステムのＸ軸及びＹ軸は、再設定される。そして、Ｚ軸の高さ設定装置の第１伝導部がウェーハテストシステムの真空ピンが設置された領域に位置され、第２伝導部が真空ピンが設置された領域外に位置されるようにＺ軸の高さ設定装置を電源をつけて真空ピンの上面に位置させる段階Ｓ１１０を進行する。このような状態で、Ｚ軸の高さ設定装置を観察しながら、ウェーハシステムテストのウェーハチャックをウェーハテストシステムのＺ軸の上方向に段階的に移動させる段階Ｓ１２０を進行する。
【００３９】
一方、ウェーハチャックが第１伝導部と第２伝導部を電気的に連結されたかを検出する段階Ｓ１３０で第１伝導部と第２伝導部が電気的に連結されると、その時の高さがウェーハテストシステムで指定されたＺ軸高さと一致するかを判断する段階Ｓ１４０を進行する。この時、ウェーハテストシステムで指定されたＺ軸高さと第１伝導部と第２伝導部が電気的に連結された高さが一致すると、Ｚ軸の高さ設定装置をウェーハテストシステムから分離する段階Ｓ１５０にＺ軸の基準点が設定されるようになる。そして、第１伝導部と第２伝導部が電気的に連結された時の高さがウェーハテストシステムで指定されたＺ軸高さと一致しない時、０センサを再設定する段階Ｓ１６０を進行し、Ｚ軸の高さ設定装置を真空ピンの上面に位置させる段階Ｓ１１０から再び進行する。
【００４０】
【発明の効果】
このような本発明を適用すると、ウェーハテストシステムでＺ軸の基準点を設定する時、早く容易にＺ軸基準点が正確に設定できる。従って、作業者によって発生できる基準点の誤差を安定的に維持でき、ブロックゲージ、又はダイヤルゲージのような別の測定機器を使用する必要のないＺ軸の基準点を設定することにおいて、所要される時間を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 半導体製造工程でウェーハをテストするため使用されるウェーハテストシステムを概略的に図示したブロックダイアグラムである。
【図２】 ウェーハテストシステムでウェーハチャックと真空ピンが結合された状態を図示した平面図である。
【図３】 （Ａ）は、真空ピンとウェーハチャックの高さを合わせる以前の状態を図示した図２のＡ−Ａ’断面図であり、（Ｂ）は、真空ピンとウェーハチャックの高さを合わせる以後の状態を図示した図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】 本発明の実施形態によるウェーハテストシステムでＺ軸の高さ設定装置を図示した斜視図である。
【図５】 ウェーハテストシステムでＺ軸の高さ設定装置の主要構成部分を図示した分解斜視図である。
【図６】 本発明の実施形態による装置を使用してウェーハテストシステムでウェーハチャック真空ピンの高さを合わせる方法で、本発明の装置とウェーハチャック及び真空ピンの関系を図示した図面である。
【図７】 （Ａ）は、ウェーハテストシステムで、ウェーハチャックと真空ピンの高さを合わせるため、本発明の装置を真空ピンに位置させた状態を図示した側面図であり、（Ｂ）は、Ｚ軸の高さ設定装置を使用する時、真空ピンの高さとウェーハチャックの高さが同じになる状態を図示した側面図である。
【図８】 本発明の実施形態によるウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法を図示したフローチャートである。
【符号の説明】
２２ ウェーハチャック
２４ 真空ピン
３０ Ｚ軸の高さ設定装置
３２ テスタ器
３４ 表示部
３６ パワースイッチ
３８ 第１端子
４０ 第２端子
４２ ベース
４４ 装着部
４６ 支持台
４８ スクリュー
５０，５０’ 第１伝導部
５２，５２’ 第２伝導部

Claims (7)

1. 底面が平面で形成されたベースと、
   前記ベースに結合され、２つ部分の電気的な連結状態を検出するためのテスタ器と、
   前記ベースの１側面から前記底面の一部に平面で設置され、前記テスタ器の１端子と電気的に連結される伝導性の第１伝導部と、
   前記第１伝導部と対向される前記ベースの１側面から前記底面の一部に前記第１伝導部と分離されるように平面で設置され、前記第１伝導部が連結された他の前記テスタ器の１端子と電気的に連結される伝導性の第２伝導部とを含むことを特徴とするウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置。
2. 前記テスタ器は、ディジタルボルトメータであることを特徴とする請求項１に記載のウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置。
3. 前記ベースは、透明な材質であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置。
4. 前記第１伝導部と第２伝導部は、前記ベースに結合される面に接着性物質が塗布された薄板であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定装置。
5. 請求項１に記載のウェーハシステムでのＺ軸の高さ設定装置を使用してウェーハテストシステムで０センサと真空ピン、そしてウェーハチャックの高さを合わせるためのウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法において、
   ウェーハテストシステムをリセットさせる段階と、
   前記Ｚ軸の高さ設定装置の第１伝導部が前記真空ピンが設置された領域に位置され、第２伝導部が前記真空ピンが設置された領域外に位置されるように前記Ｚ軸の高さ設定装置を電源をつけて前記真空ピンの上面に位置させる段階と、
   前記ウェーハチャックを前記ウェーハテストシステムのＺ軸の上方向に段階的に移動させる段階と、
   前記ウェーハチャックが第１伝導部と第２伝導部を電気的に連結されたかを検出する段階と、
   前記第１伝導部と第２伝導部が電気的に連結された時の高さが、前記ウェーハテストシステムで指定されたＺ軸高さと一致するかを判断する段階と、
   前記Ｚ軸の高さ設定装置を前記ウェーハテストシステムから分離する段階とを含むことを特徴とするウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法。
6. 前記第１伝導部と第２伝導部が電気的に連結された時の高さが前記ウェーハテストシステムで指定されたＺ軸高さと一致しない時、前記０センサを再設定する段階を含み、前記Ｚ軸の高さ設定装置を前記真空ピンの上面に位置させる段階とを進行することを特徴とする請求項５に記載のウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法。
7. 前記ウェーハテストシステムで指定されたＺ軸の高さは、前記０センサを基準として１８０ｍｉｌであることを特徴とする請求項５に記載のウェーハテストシステムでのＺ軸の高さ設定方法。

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