KR100442455B1 - Wafer fixing device for scratch tester - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 웨이퍼의 표면에 코팅된 박막의 접합강도를 측정하는 스크레치 테스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 테스트하고자 하는 웨이퍼를 테이블상에 고정할 수 있도록 한 스크레치 테스터용 웨이퍼 고정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a scratch tester for measuring the bonding strength of a thin film coated on the surface of a wafer, and more particularly to a wafer tester for a scratch tester for fixing the wafer to be tested on a table.
일반적으로 스크레치 테스터(접합강도 시험기)란 박막이 코팅된 시료의 표면을 스크레치하여, 그 과정에서 박막의 접합강도, 박리하중, 경도계로서의 표면특성 및 막표면의 역학적 내구성을 정밀하게 측정하는 장치이다.In general, a scratch tester (bond strength tester) is a device that scratches the surface of a sample coated with a thin film, and precisely measures the bonding strength, peel load, surface characteristics as a hardness tester, and mechanical durability of the thin film in the process.
도 1은 스크레치 테스터의 일 예를 보인 개략도이다. 도시된 바와 같이, 스크레치 테스터에는 웨이퍼를 고정하는 테이블(100)이 수평으로 이송가능하도록 설치되고, 그 상측에는 검출부(300)가 장착된 이송대(200)가 수직으로 이송가능하게 설치된다. 또한 상기 테이블(100)과 이송대(200)를 각각 자동으로 이송하기 위해 모터(M1,M2)가 구비되어 있다.1 is a schematic view showing an example of a scratch tester. As shown, the scratch tester is installed to be horizontally transportable to the table 100 for fixing the wafer, and a transport table 200 on which the detection unit 300 is mounted is installed to be vertically transportable. In addition, the motor (M1, M2) is provided to automatically transfer the table 100 and the feed table 200, respectively.
검출부(300)에는 테이블(100)상에 고정된 웨이퍼의 표면에 접촉되는 프로브(400)와, 상기 프로브의 스크레치 과정에서 각종 데이터를 검출하는 센서(미도시)가 구비된다. 또한 상기 검출부에서 수신된 각종 데이터를 처리 및 표시하는 제어부(500)와, 상기 제어부에 연결되어 입력된 프로그램으로 데이터를 연산처리함은 물론 모터(M1,M2)의 작동을 제어하는 컴퓨터(600)가 구비된다.The detector 300 includes a probe 400 which contacts the surface of the wafer fixed on the table 100, and a sensor (not shown) which detects various data during the scratch process of the probe. In addition, the control unit 500 for processing and displaying the various data received by the detection unit, and the computer 600 for controlling the operation of the motor (M1, M2), as well as arithmetic processing data by the program connected to the control unit Is provided.
한편, 웨이퍼를 테이블상에 고정함에 있어서 종래에는 테이블의 소형화를 위해 웨이퍼의 일부를 절단해서 사용하였으나, 웨이퍼 전체를 테스트할 수 없는 문제점이 있었다.On the other hand, in fixing the wafer on the table, in the past, a portion of the wafer was cut and used for miniaturization of the table, but there was a problem in that the entire wafer could not be tested.
이에 따라, 웨이퍼 자체를 테이블상에 고정할 수 있는 고정장치가 출시된 바 있다. 그러나, 종래기술에 따른 고정장치는 일정한 사이즈의 웨이퍼만 고정할 수 있으므로, 크기가 다른 웨이퍼를 고정하고자 하는 경우에는 테이블을 교체해야 하는 불편함이 있었다.Accordingly, a fixing device capable of fixing the wafer itself on a table has been released. However, since the fixing device according to the related art can fix only wafers of a certain size, it is inconvenient to replace the table when fixing wafers of different sizes.
또한, 프로브가 테이블상에 고정된 웨이퍼를 스크레치 하는 과정에서, 그 압력으로 인해 프로브의 압점 주변에서 웨이퍼와 테이블의 사이에 미세한 틈이 발생될 우려가 있었다. 이에 따라 웨이퍼가 변형됨은 물론 측정값에 오차가 발생되는 등 많은 문제점이 있었다.In addition, in the process of scratching the wafer fixed on the table, there is a fear that a minute gap is generated between the wafer and the table around the pressure point of the probe due to the pressure. Accordingly, there are many problems such as deformation of the wafer and an error in the measured value.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 웨이퍼를 크기에 관계없이 손쉽게 고정 및 분리할 수 있도록 한 스크레치 테스터용 웨이퍼 고정장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to provide a wafer tester for a scratch tester that can be easily fixed and detached regardless of the size of the wafer.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 고정시 그 크기에 따라 중심점이 변경되는 것을 방지할 수 있도록 한 스크레치 테스터용 웨이퍼 고정장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wafer tester for a scratch tester, which can prevent the center point from being changed according to the size of the wafer.
본 발명의 또 다른 목적은 스크레치 과정에서 웨이퍼가 변형되어 테이블의 표면으로부터 이격되는 것을 방지할 수 있도록 한 스크레치 테스터용 웨이퍼 고정장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wafer holding device for a scratch tester which can prevent the wafer from being deformed and spaced apart from the surface of the table during the scratch process.
본 발명의 또 다른 목적은 각종 기계적· 화학적 특성이 우수한 불소수지를 이용하여 웨이퍼의 고정부위가 압력으로 파손되는 것을 방지함은 물론, 크린룸에서도 안심하고 사용할 수 있도록 한 스크레치 테스터용 웨이퍼 고정장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a wafer fixing device for scratch testers, which can be used safely in a clean room as well as preventing the wafer fixing part from being damaged by pressure using fluorine resin having excellent mechanical and chemical properties. Is in.
도 1은 스크레치 테스터의 일 예를 보인 개략도.1 is a schematic view showing an example of a scratch tester.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정장치의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the wafer holding device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 요부 단면도.3 is a cross-sectional view of main parts of FIG. 2;
도 4는 본 발명의 사용상태를 보인 평면도.4 is a plan view showing a state of use of the present invention.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
10 : 테이블 11 : 지지면10 table 11 support surface
12 : 장공 13 : 가이드홈12: long hole 13: guide groove
14 : 나선공14: spiral
20 : 제1 고정부재 21 : 브라켓20: first fixing member 21: bracket
210 : 끼움부 22 : 볼트210: fitting part 22: bolt
23 : 받침대 230 : 관통공23: pedestal 230: through hole
30 : 제2 고정부재 31 : 브라켓30: second fixing member 31: bracket
310 : 끼움부 32 : 고정구310: fitting portion 32: fixture
320 : 볼트 321 : 너트320: bolt 321: nut
33 : 받침대 330 : 관통공33: pedestal 330: through hole
W : 웨이퍼W: Wafer
상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명은 스크레치 테스터용 웨이퍼 고정장치에 있어서, 웨이퍼의 밑면이 밀착되는 지지면이 형성된 테이블과, 상기 지지면의 일측에 설치되어 웨이퍼의 평면부를 고정하는 제1 고정부재와, 상기 제1 고정부재의 맞은편에 상호 대칭되게 구비되며 상기 테이블에 형성된 장공을 따라 이동 및 고정가능하게 설치되어 웨이퍼의 원형부를 고정 및 해제하는 하나 이상의 제2 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a wafer tester for a scratch tester, comprising: a table having a support surface on which a bottom surface of the wafer is in close contact, and a first fixing member installed at one side of the support surface to fix a flat portion of the wafer; And at least one second fixing member provided symmetrically opposite to the first fixing member and installed to be movable and fixed along the long hole formed in the table to fix and release the circular portion of the wafer. do.
상술한 본 발명의 양상은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 바람직한 실시예를 통해 당업자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Aspects of the present invention described above will become more apparent through preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 요부 단면도이다.2 is a perspective view of a wafer holding apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the main part of FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 고정장치는 테스트용 웨이퍼를 그 크기에 관계없이 거치할 수 있는 테이블(10)과, 그 상부에 설치되어 거치된 웨이퍼의 측부를 견고하게 고정하는 고정부재로 구성된다.As shown in Figure 2, the wafer holding device according to the present invention is a table 10 that can be mounted on the test wafer irrespective of its size, and firmly fixed to the side of the wafer mounted on top It consists of a fixed member.
이때, 상기 테이블(10)의 상면에는 웨이퍼의 밑면이 완전히 밀착되도록 지지면(11)이 평탄하게 형성되고, 상기 고정부재는 웨이퍼의 일측에 형성된 평면부(flat zone)를 고정하는 제1 고정부재(20)와, 상기 제1 고정부재의 맞은편에 상호 대칭되게 구비되며 상기 테이블에 형성된 장공(12)을 따라 이동 및 고정가능하게 설치되어 웨이퍼의 원형부(round zone)를 고정 및 해제하는 하나 이상의 제2 고정부재(30)로 구성된다.At this time, the support surface 11 is formed flat on the upper surface of the table 10 so that the bottom surface of the wafer is completely in contact, and the fixing member is a first fixing member for fixing a flat zone formed on one side of the wafer. 20 and symmetrically provided on opposite sides of the first fixing member and installed to be movable and fixed along the long hole 12 formed in the table to fix and release a round zone of the wafer. The second fixing member 30 is configured as described above.
이에 따라, 지지면(11)상에 거치된 웨이퍼는 그 크기에 따라 제2 고정부재(30)를 이동 및 고정함으로써 손쉽게 고정되며, 장공(12)의 길이 즉 제2 고정부재의 이동범위에 따라 다양한 크기의 웨이퍼를 고정할 수 있게 된다.Accordingly, the wafer mounted on the support surface 11 is easily fixed by moving and fixing the second fixing member 30 according to its size, and according to the length of the long hole 12, that is, the moving range of the second fixing member. It is possible to fix wafers of various sizes.
상기와 같이 웨이퍼의 고정이 완료되면, 프로브(400)가 수직으로 하강하여 웨이퍼의 표면을 가압하며, 그 압력을 점차적으로 증가시키면서 테이블(10)을 수평으로 이동하여 웨이퍼의 표면에 코팅된 박막의 접합강도 등을 측정하는 스크레치 테스트를 실시하게 된다.When the fixing of the wafer is completed as described above, the probe 400 is vertically lowered to press the surface of the wafer, and the table 10 is moved horizontally while gradually increasing the pressure of the thin film coated on the surface of the wafer. A scratch test is performed to measure the bond strength and the like.
한편, 제1 고정부재(20)의 위치가 테이블(10)상에 고정된 상태에서는 웨이퍼의 크기에 따라 상기 테이블상에서 그 중심점의 위치가 변경되며, 작업자는 테스트 전에 프로브(400)의 위치를 고정된 웨이퍼의 중심점에 정확히 셋팅할 필요성이 발생된다. 상기와 같은 경우에는 웨이퍼의 크기에 따른 오차값을 미리 컴퓨터에 입력하여 테이블(10)의 이동으로 보정할 수 있으며, 이는 당업자에게 매우 용이한 실시이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.On the other hand, in the state where the position of the first fixing member 20 is fixed on the table 10, the position of the center point on the table is changed according to the size of the wafer, and the operator fixes the position of the probe 400 before the test. There is a need to accurately set the center point of the loaded wafer. In such a case, an error value according to the size of the wafer may be input to a computer in advance and corrected by the movement of the table 10, which will be omitted since it is very easy for those skilled in the art.
도 3a는 도 2의 A부 단면도이고, 도 3b는 B부 단면도이다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 평면부를 고정하는 제1 고정부재(20)는 상기 평면부와 대응되는 길이로 형성된 바(bar)형 브라켓(21)과, 상기 브라켓의 위치를 테이블(10)상에 고정 및 해제하는 볼트(22)로 구성된다.3A is a cross-sectional view of portion A of FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view of portion B. FIG. As shown, the first fixing member 20 for fixing the planar portion of the wafer has a bar bracket 21 formed to a length corresponding to the planar portion, and the position of the bracket on the table 10. It consists of a bolt 22 to fix and release.
이때, 테이블(10)의 상면에 웨이퍼의 크기에 따른 오차값에 대응되는 간격으로 볼트(22)가 체결되는 나선공(14)을 형성하면, 브라켓(21)의 위치를 고정되는 웨이퍼의 크기에 따라 셋팅할 수 있으므로, 상술한 바와 같이 웨이퍼의 크기에 따라 테이블상에서 그 중심점이 변경되는 것을 방지할 수 있게 되는데, 그에 대한 상세한 설명은 도 4에서 상세하게 설명한다.At this time, if the spiral hole 14 to which the bolt 22 is fastened at an interval corresponding to the error value according to the size of the wafer is formed on the upper surface of the table 10, the position of the bracket 21 is fixed to the size of the wafer to be fixed. Since it can be set according to the above, the center point on the table can be prevented from being changed according to the size of the wafer as described above, which will be described in detail with reference to FIG. 4.
제2 고정부재(30)는 장공(12)상에 이동가능하게 구비되는 브라켓(31)과, 상기 브라켓의 위치를 고정 및 해제하는 고정구(32)로 구성된다. 이때 상기 고정구는 장공(12)의 하측에 구비되는 너트(321)와, 상기 브라켓을 통해 상기 너트에 체결되는 볼트(320)로 구성된다.The second fixing member 30 is composed of a bracket 31 which is movable on the long hole 12, and a fastener 32 for fixing and releasing the position of the bracket. At this time, the fastener is composed of a nut 321 provided on the lower side of the long hole 12, and the bolt 320 is fastened to the nut through the bracket.
이때, 상기 브라켓(21)(31)의 일측 하부에 웨이퍼의 단부가 삽입되는 끼움부(210)(310)를 각각 형성하면, 웨이퍼의 측부가 지지면(11)상에 견고하게 고정됨으로써, 스크레치 과정에서 웨이퍼의 변형으로 그 밑면이 지지면에 밀착되지 못하고 이격되는 것을 방지할 수 있게 된다.In this case, when the fitting portions 210 and 310 are formed at the lower sides of the brackets 21 and 31 to insert the end portions of the wafers, the side portions of the wafers are firmly fixed on the support surface 11, thereby causing scratches. The deformation of the wafer during the process can prevent the bottom surface from being in close contact with the support surface and being spaced apart.
또한, 지지면(11)에 브라켓(21)의 하측을 지지하는 받침대(23)를 설치하되, 그 표면이 노출되어 상기 지지면과 일치되도록 매설하고, 상기 브라켓과 받침대를 각종 기계적· 화학적 특성이 우수한 불소수지의 일종인 테프론(teflon)으로 구성하였다.In addition, a support 23 for supporting the lower side of the bracket 21 is provided on the support surface 11, and the surface thereof is exposed and embedded so as to conform to the support surface, and the bracket and the support have various mechanical and chemical properties. It is composed of teflon, a kind of excellent fluorocarbon resin.
상기 받침대(23)는 브라켓(21)의 이동범위를 모두 커버할 수 있는 넓이로 형성되며, 테이블(10)에 형성된 나선공(14)과 대응되는 위치에 관통공(230)이 형성된다.The pedestal 23 has a width that can cover all the movement range of the bracket 21, the through hole 230 is formed at a position corresponding to the spiral hole 14 formed in the table (10).
이에 따라, 브라켓(21)의 끼움홈(210)과 받침대(23)의 사이에 삽입된 웨이퍼의 고정부위가 볼트(22)의 조임력에 의해 파손되지 않도록 보호됨은 물론, 불소수지의 전기절연성에 의해 고정부위에 대전이 방지되어 크린룸에서도 안심하고 사용할 수 있게 된다.Accordingly, the fixing portion of the wafer inserted between the fitting groove 210 and the pedestal 23 of the bracket 21 is protected from being damaged by the tightening force of the bolt 22, as well as by the electrical insulation of the fluorine resin. It is possible to use it safely in the clean room because charging is prevented at the fixed part.
한편, 장공(12)의 외측 둘레에 가이드홈(13)이 단차지게 형성되고, 브라켓(31)의 하부에는 상기 가이드홈 및 장공에 삽입되는 받침대(33)가 고정되는데, 상기 받침대의 표면은 지지면(11)과 일치되게 형성되며 볼트(320)가 삽입되는 관통공(330)이 형성된다.On the other hand, the guide groove 13 is formed stepped around the outer periphery of the long hole 12, the bracket 33 is inserted into the guide groove and the long hole is fixed to the lower portion of the bracket 31, the surface of the support is supported The through hole 330 is formed to coincide with the surface 11 and into which the bolt 320 is inserted.
이때, 브라켓(31)과 받침대(33)을 각종 기계적· 화학적 특성이 우수한 불소수지의 일종인 테프론(teflon)으로 구성하면, 상기 브라켓의 끼움홈(310)과 받침대의 사이에 삽입된 웨이퍼의 고정부위가 볼트(320)의 조임력에 의해 파손되지 않도록 보호됨은 물론, 불소수지의 전기절연성에 의해 고정부위에 대전이 방지되어 크린룸에서도 안심하고 사용할 수 있게 된다.At this time, if the bracket 31 and the pedestal 33 are composed of teflon, which is a kind of fluorocarbon resin having excellent mechanical and chemical properties, the wafer inserted between the bracket 310 and the pedestal is fixed. The part is protected not to be damaged by the tightening force of the bolt 320, as well as the electric charge of the fixed part is prevented by the electrical insulation of the fluorine resin can be used safely in the clean room.
도 4는 본 발명의 사용상태를 보인 평면도이다. 도시된 바와 같이 본 발명은 웨이퍼의 평면부를 고정하는 제1 고정부재(20)와, 그 맞은편에 상호 대칭으로 설치되어 웨이퍼의 원형부를 고정하는 제2 고정부재(30)로 구성된다.4 is a plan view showing a state of use of the present invention. As shown, the present invention comprises a first fixing member 20 for fixing the flat portion of the wafer, and a second fixing member 30 installed symmetrically on the opposite side thereof to fix the circular portion of the wafer.
이때, 상기 제1 고정부재(20)를 도 3a에서 설명한 바와 같이 테이블(10)상에서 웨이퍼의 크기에 따른 오차값에 대응되는 간격으로 이동할 수 있도록 구성하면,도시된 바와 같이 고정되는 웨이퍼의 크기가 변경되어도 테이블상에서 그 중심점이 항상 일정하게 유지된다.In this case, when the first fixing member 20 is configured to be moved at an interval corresponding to an error value according to the size of the wafer on the table 10 as described in FIG. 3A, the size of the wafer to be fixed as shown in FIG. The center point always remains constant on the table even if it changes.
이에 따라, 작업자가 테스트의 실시 전 프로브(400)의 위치를 조작할 필요가 없으므로, 테스트를 더욱 신속하고 간편하게 실시할 수 있게 된다.Accordingly, since the operator does not need to manipulate the position of the probe 400 before the test is performed, the test can be performed more quickly and simply.
상술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼를 크기에 관계없이 손쉽게 고정 및 분리할 수 있으므로, 종래와는 달리 테이블의 교체없이 다양한 크기의 웨이퍼를 신속하고 간편하게 테스트할 수 있는 효과를 가진다.As described above, the present invention can be easily fixed and detached regardless of the size of the wafer, unlike the prior art has the effect that can quickly and easily test the wafer of various sizes without replacing the table.
또한, 제1 고정부재의 위치를 웨이퍼의 크기에 따라 셋팅가능하게 구성하여, 웨이퍼의 고정시 그 크기에 따라 테이블상의 중심점이 변경되는 것을 방지할 수 있으므로, 프로브의 위치를 조작할 필요없이 신속하고 간편하게 테스트를 실시할 수 있는 효과를 가진다.In addition, by configuring the position of the first fixing member to be set according to the size of the wafer, it is possible to prevent the center point on the table is changed according to the size of the wafer fixed, it is possible to quickly and without the need to manipulate the position of the probe It has the effect of being able to easily test.
또한, 브라켓에 웨이퍼의 측부가 삽입되는 끼움부를 형성하여, 스크레치 과정에서 웨이퍼가 변형되어 테이블의 표면으로부터 이격되는 것을 방지할 수 있으므로, 보다 정밀한 측정값을 얻을 수 있는 효과를 가진다.In addition, by forming a fitting portion into which the side of the wafer is inserted in the bracket, it is possible to prevent the wafer from being deformed and spaced apart from the surface of the table during the scratching process, thereby obtaining more accurate measured values.
또한, 웨이퍼의 측부를 고정하는 브라켓과 받침대를 기계적· 화학적 특성이 우수한 불소수지로 구성하여, 웨이퍼의 고정부위가 압력으로 파손되는 것을 방지함은 물론, 크린룸에서도 안심하고 사용할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the bracket and the pedestal for fixing the side of the wafer are made of a fluorine resin having excellent mechanical and chemical properties, thereby preventing damage to the fixed part of the wafer under pressure, and having an effect that can be used safely in a clean room.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.On the other hand, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (6)
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| Country | Link |
|---|---|
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2004
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