KR100522975B1 - 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼의 특성을 분석하기 위한 프로버 시스템에 있어서, 특성분석 이전에 웨이퍼의 중심을 척(Chuck)의 중심과 일치시킴은 물론, 웨이퍼 표면의 프로빙 패드를 소정의 위치로 정렬하는 반도체 웨이퍼의 정렬을 제어시스템에 의해 일괄처리하도록 하는 정렬수단에 관한 것이다.
좀더 구체적으로는, 좌·우측단에 마련된 승강축에 의해 상·하로 구동하는 플래턴의 일측에 척(Chuck) 헤드부로부터 이송된 웨이퍼를 선(先)정렬하기 위한 일군의 센서가 포함된 프리얼라인부와, 상기 플래턴의 타측에 전·후 및 좌·우방향으로 구동하는 카메라구가 포함된 인스펙션부, 및 일련의 연산을 수행하여 연산결과에 따른 상기 웨이퍼의 정렬을 위한 작동을 제어하는 프로세스가 포함된 제어부를 구비하여, 상기 웨이퍼의 정렬이 제어시스템에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템에 의하면, 반도체 웨이퍼의 정렬기능이 버턴에 의해 시스템적으로 신속하면서도 정확하게 수행됨에 따라, 웨이퍼의 특성검사효율을 획기적으로 높이는 효과가 기대되는 발명이다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼의 특성을 분석하기 위한 프로버 시스템에 있어서, 특성을 분석하기 이전에 웨이퍼의 중심을 척(Chuck)의 중심과 일치시킴은 물론, 웨이퍼 표면의 프로빙 패드를 소정의 위치로 정렬하는 반도체 웨이퍼의 정렬을 제어시스템에 의해 일괄처리하도록 하는 정렬수단에 관한 것이다.
좀더 구체적으로는, 좌·우측단에 마련된 승강축에 의해 상·하로 구동하는 플래턴의 일측에 척(Chuck) 헤드부로부터 이송된 웨이퍼를 선(先)정렬하기 위한 일군의 센서가 포함된 프리얼라인부와, 상기 플래턴의 타측에 전·후 및 좌·우방향으로 구동하는 카메라구가 포함된 인스펙션부, 및 일련의 연산을 수행하여 연산결과에 따른 상기 웨이퍼의 정렬을 위한 작동을 제어하는 프로세스가 포함된 제어부를 구비하여, 상기 웨이퍼의 정렬이 제어시스템에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼의 특성을 분석하기 위한 프로버 시스템에서, 웨이퍼의 특성을 정밀하게 분석하기 위해서는, 프로빙 이전에 반도체 웨이퍼 상의 소정위치에 구비된 패드와 프로버카드의 핀을 정위치시키는, 웨이퍼의 정렬이 매우 중요하다.
이러한 웨이퍼의 정렬은 고도의 정밀도를 요하는 것인데 반해, 종래기술에 따른 웨이퍼 분석용 프로버 시스템에서는 검사자 또는 연구원이 직접 시스템을 기구적으로 조절하여 정렬하도록 되어 있는 것이 통상적이다.
예를 들면, 2000년 5월 19일자로 대한민국 특허청에 등록된 실용신안 등록번호 제190798호의 "반도체 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 핸들링 장치"에서 개시된 기술을 들수 있는데, 첨부된 도면 제1도를 참조하여, 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
종래기술에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 핸들링 장치는, 구동모터(1)의 구동에 따라 수평으로 직선이동을 하는 하부 쐐기형 부재(2)와; 상기 하부 쐐기형 부재(2)의 상방에 설치되어 승강 및 하강운동을 하는 상부 쐐기형 부재(3)와; 상기 상부 쐐기형 부재(3) 위에 설치된 고정축(4a) 및 회전축(4b)을 포함하는 고정척(4)과; 상기 고정척(4)의 승·하강에 따라 돌출 및 함몰되는 복수개의 핀(5)으로 구성된 것이다.
상기와 같은 종래기술에 따른 반도체 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 핸들링 장치의 작동은, 웨이퍼(10)를 상기 핀(5) 위에 올려놓은 상태에서 구동모터(1)를 작동하게 된다.
그러면, 볼스크류(2a)가 회전함과 동시에 너트에 일체된 하부 쐐기형 부재(2)가 가이드 블럭(2b) 및 가이드(2c)에 의해 직선운동을 하게되며, 이에 따라 상기 상부 쐐기형 부재(3)는 수직으로 상승하게 된다.
이때, 상기 상부 쐐기형 부재(3) 위에 설치된 고정축(4a)과 회전축(4b)을 포함하는 고정척(4)이 상승하게 되며, 상기 핀(5)이 고정척(4) 내로 함몰되면서 상기 웨이퍼(10)가 고정척(4)의 상면에 안착되는 것이다.
이와같은 상태에서 상기 고정척(4)의 내부에 구비된 흡기공(4c)을 통해 상기 웨이퍼(10)를 흡착함으로써, 고정하게 되는 것이다.
다시 말해서, 종래기술에 따른 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 핸들링 장치에 의하면, 상기 웨이퍼(10)를 상기 고정척(4)에 고정한 상태에서, 검사자 또는 연구원은 상기 고정척(4)과, 첨부된 도면 제1도에서 생략된 스코프를 직접 움직여서 상기 웨이퍼(10)의 정렬상태를 조절하도록 구성된 것이다.
상기한 종래기술에 따른 반도체 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 핸들링 장치는, 검사자 또는 연구원의 장치조작능력에 따라 웨이퍼의 정렬상태가 제각각으로 다르게 이루어지는 문제점을 해결할 수 없다.
특히, 웨이퍼 정렬에 소여되는 시간이 지나치게 많이 소여됨에 따라, 웨이퍼의 특성검사과정 전체에 미치는 비효율성은 생산성 저하 등과 같은 치명적인 문제점을 초래하게 된다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼의 특성을 분석하기 위한 프로버 시스템에 있어서, 상기 웨이퍼의 선(先)정렬 및 세부정렬을 위한 각 구성요소를 구비하며, 그 구성요소의 작동을 시스템적으로 제어하는 프로세스가 포함된 제어부를 형성하여, 상기 웨이퍼의 정렬이 상기 제어시스템으로부터 신속하고 정밀하게 이루어지는 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼의 분석용 프로버 시스템은 좌·우측단에 마련된 승강축에 의해 상·하로 구동하는 플래턴의 일측에 척(Chuck) 헤드부로부터 이송된 웨이퍼를 선(先)정렬하기 위한 일군의 센서가 포함된 프리얼라인부와, 상기 플래턴의 타측에 전·후 및 좌·우방향으로 구동하는 카메라구가 포함된 인스펙션부, 및 일련의 연산을 수행함은 물론, 그 연산결과에 따라 상기 웨이퍼의 정렬을 위한 작동을 제어하는 프로세스가 포함된 제어부를 구비하여, 상기 웨이퍼의 정렬을 제어시스템으로부터 신속하고 정밀하게 이루어지도록 구성된 것을 핵심적 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 개략적인 개념을 나타낸 것이고, 도 3은 프리얼라인부에 대한 상세한 구성을, 도 4는 인스펙션부에 대한 상세한 구성을, 그리고 도 5는 본 발명에 따른 분석용 프로버 시스템의 전체구성을 블록으로 나타내어 제어상태를 도시한 개념도이다.
첨부된 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템은 검사자 및 연구원이 배율을 조절하면서 웨이퍼(10)의 위치나 표면상태를 확인하도록 마련된 스코프부(20)와; 컴팩트한 내부공간이 형성된 몸통부(40); 및 일련의 연산을 수행하며, 연산결과에 따른 상기 웨이퍼의 정렬을 위한 작동을 제어하는 프로세스가 포함된 제어부(30); 그리고, 상기 제어부(30)의 기능을 결정하여 작동하도록 구비된 모드선택부(31)로 대별된다.
여기서, 상기 스코프부(20)는 일반적인 것으로 광학현미경 등과 같은 장치의 결합으로 이루어진 것이며, 상기 모드선택부(31)는 일군의 버턴식 입력키로 이루어지되, 선(先)정렬을 위한 모드와 세부정렬을 위한 모드, 즉 프리얼라인(Pre align)부(50)에 관한 버턴과 인스펙션(Inspection)부(60)에 관한 버턴을 기본으로 하여 형성된다.
그리고, 상기 몸통부(40)의 내부에는 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 통상적인 구성을 포함하게 되는데, 구체적인 구성은 다음과 같다.
내부 저면에 마련된 베이스 프레임(41)과; 상기 베이스 프레임(41)의 양 단부에 설치되어 상승 및 하강 하도록 구비된 승강축(42)과; 상기 승강축(42)의 상단에 탈착이 자유로운 프로버부(70)를 포함하는 플래턴(43)과; 상기 웨이퍼(10)가 안착되어 척(Chuck,81) 위에 놓이도록 구비된 척(Chuck) 헤드부(80); 및 상기 척(Chuck) 헤드부(80)의 저면에 형성된 것으로, 상기 척(Chuck) 헤드부(80)를 소정범위 내에서 회동시킴은 물론, 상·하, 좌·우 및 전·후방향으로 구동시키는 척(Chuck) 구동부(90)가 포함된 것이다.
본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 상기 척 구동부(90)는 각 방향으로 구동되는 베이스가 다단으로 결합되어 이루어진 것으로서, 상기 베이스 프레임(41)의 상단부 내에서 좌·우방향으로 구동되는 좌우구동베이스(94)와, 상기 좌우구동베이스(94) 위에 마련되어 전·후방향으로 구동되는 전후구동베이스(93), 상기 전후구동베이스(93)의 상단부에 형성되어 상·하방향으로 구동되는 상하구동베이스(92) 및 상기 상하구동베이스(92) 위에 마련되어 소정의 회동범위 내에서 회전이 가능하게 설치된 회동베이스(91)의 결합으로 이루어진 것이다.
이와같은 척 구동부(90)로부터 상기 척 헤드부(80)는 상·하, 좌·우 및 전·후방향은 물론, 일정한 범위 내에서 회동이 가능하게 이루어진 특징이 있다.
그리고, 상기 척 헤드부(80)는 상기 웨이퍼(10)가 안착되는 척(Chuck,81)과, 상기 척(81)을 관통하여 상·하방으로 상승 및 하강되며, 상기 웨이퍼(10)를 상기 척(81)으로부터 들어올려 소정폭으로 이격시켜주는 다수개의 리프트핀(82), 상기 리프트핀(82)을 포함하며, 상기 척(81)의 하단면에 연접된 원형의 디스크(83)를 포함하여 구성된다.
또, 상기 프로버부(70)는 상기 웨이퍼(10)의 표면에 소정의 전류를 인가하여 특성을 분석하기 위한 프로버핀(73)과, 상기 프로버핀(73)을 내포하고 있는 카드홀더(72), 및 상기 카드홀더(72)에 구동축의 끝단이 연결되어 구비된 구동모터(71)를 포함하는 것이다.
여기서, 상기 구동모터(71)의 회전으로부터 상기 프로버부(70)의 프로버핀(73)을 일군의 선(先)정렬이 완료된 상기 웨이퍼(10) 면에 구비된 소정의 프로빙 패드와 손쉽게 일치시킬 수 있는 특징이 부가되며, 상기한 프로버부(70)의 자유로운 탈착과 관련된 구성은 일반적인 것에 지나지 않으므로 상세한 설명을 생략한다.
이어서, 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 핵심적 특징을 이루는 것으로서, 상기 플래턴(43)의 일측에 구비되는 프리얼라인부(50)와 상기 플래턴(43)의 타측에 구비된 인스펙션부(60)에 대한 구성을 상세히 설명한다.
먼저, 상기 프리얼라인부(50)는 상기 플래턴(43)에 고정 지지되어, 상·하방향으로 구동되게 형성된 지지프레임(51)과; 상기 지지프레임(51)으로부터 좌·우방향으로 구동되게 결합된 구동프레임(52); 및 상기 구동프레임(52)에 형성된 것으로, 상기 척(Chuck) 헤드부(80)로부터 이송된 웨이퍼(10)가 안치(安置)되면, 공압에 의해 360˚회전되게 구비된 공압 회전구(53);를 포함하여 구성된다.
상기 지지 프레임(51) 및 구동 프레임(52)의 상단 내부에는 상기 척(Chuck) 헤드부(80)로부터 이송된 웨이퍼(10)를 선(先)정렬하기 위한 일군의 센서(54)가 포함되며, 상기 구동 프레임(52)에 포함된 센서(54)는 상기 공압 회전구(53)에 안치된 상기 웨이퍼(10)에 대한 좌표값을 파악하기 위한 반사형 센서 및 라인씨씨디 등과 같고, 상기 지지 프레임(51)의 내부에 포함된 센서(54)는 상기 구동 프레임(52)의 유동 위치를 파악하기 위한 반사형 센서이다.
그리고, 상기 인스팩션부(60)는, 상기 프리 얼라인부(50)로부터 선(先)정렬되어, 척 헤드부(80)로 이송된 상기 웨이퍼(10) 표면의 이미지 패턴을 분석하여 좌표값을 인가하도록 구비된 카메라구(61)와; 상기 카메라구(61)가 좌측 및 우측방향으로 구동될 수 있도록 그 일측에 결합된 좌우모션구(62)와; 상기 좌우모션구(62)를 전방 및 후방구동이 가능하도록 저면에 설치되는 전후모션구(63)와; 일측단이 상기 플래턴(43)에 고정되며, 타측단이 상기 전후모션구(63)에 결합된 고정프레임(64)이 포함된 것이다.
이와같은 상기 인스펙션부(60)는, 상기 웨이퍼(10)의 표면 이미지에 대한 패턴메칭 방식으로 상기 웨이퍼(10)의 정렬상태를 더욱 더 정밀하게 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 프리얼라인부(50) 및 인스펙션부(60)의 웨이퍼(10) 정렬과 관련된 제어시스템을 중심으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 프리얼라인부(50) 및 상기 인스펙션부(60)와 관련된 상기 웨이퍼(10)의 정렬과 관련된 특징을 대략적으로 설명하면, 상기 프리얼라인부(50)는, 최초 상기 척 헤드부(80) 위에 놓인 상기 웨이퍼(10)의 중심을 상기 척(81)의 중심과 일치시킴으로써, 일군의 선(先)정렬이 이루어지도록 하는 것이다.
그리고, 상기 인스펙션부(60)는 상기 웨이퍼(10)의 표면 이미지에 대해 패턴메칭 방식으로 상기 웨이퍼(10)의 면상에 구비된 소정의 프로빙 패드와 상기 프로버부(70)의 프로버핀(73)을 일치시킴으로써, 상기 웨이퍼(10)의 정렬상태를 더욱 더 정밀하게 제어하는데 그 특징이 있다.
본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템은 상기 웨이퍼(10)를 상기 척 헤드부(80)의 척(81) 위에 임의적으로 올려진 상태에서 검사자가 상기 모드선택부(31)를 통해 선(先)정렬, 즉 프리얼라인부(50)의 웨이퍼 정렬모드를 선택함으로써 각 부의 작동이 제어되는 것이다.
우선, 상기 척 구동부(90)의 상하구동베이스(92)가 하강함에 따라, 상기 척 헤드부(80)의 리프트핀(82)에 의해 상기 웨이퍼(10)가 상기 척(81)의 상면으로부터 이격되며, 상기 웨이퍼(10)가 소정폭으로 이격된 상태에서 상기 척 구동부(90)는 좌우 및 전후 그리고 회전을 병행하여 상기 척 헤드부(80)를 구동시키고, 상기 척 헤드부(80)의 구동을 통해 상기 웨이퍼(10)는 상기 프리얼라인부(50)의 공압회전구(53)로 이송되도록 제어된다.
이러한 웨이퍼(10)의 이송과 동시에 상기 프리얼라인부(50)에서는 상기 지지프레임(51)이 최초의 위치로부터 소정의 지점까지 하강하고, 연이어 상기 구동프레임(52)이 상기 지지프레임(51) 내부에 포함된 센서(54)에 의해 입력된 위치좌표로 부터 상기 공압회전구(53) 위에 상기 웨이퍼(10)가 효과적으로 안착되기 위해 전진 구동하도록 제어된다.
이때, 상기 공압회전구(53) 위에 안착된 웨이퍼(10)의 크기 및 흡착상태는 상기 구동프레임(52)의 상단면에 포함된 각종 센서(54)들에 의해 제어부(30)로 입력되며, 상기 공압회전구(53)는 작동 공압에 의해 연속적으로 360˚회전을 일으키게 된다.
이와같은 공압회전구(53)의 연속적인 회전으로부터 상기 구동프레임(52)에 내포된 센서(54)의 일종인 라인씨씨디(line CCD) 등과 같은 센서(54)는 상기 공압회전구(53)의 상면에 고정되어 함께 회전하는 상기 웨이퍼(10) 끝단 좌표의 변동값을 상기 제어부(30)로 계속 전송하게 되는 것이다.
여기서, 상기 프리얼라인부(50) 내에서 상기 웨이퍼(10)의 정렬을 위한 일실시예에 따른 기본적인 제어방법을 첨부된 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6a는 상기 제어부(30)로 전송되는 상기 웨이퍼(10) 끝단 좌표값의 변동추이를 도시한 것이고, 도 6b는 상기한 변동추이로부터 상기 제어부(30)에서 상기 웨이퍼의 정렬상태를 좌표로 도시한 것이다.
첨부된 도 6a 및 도 6b에서 도시한 바와 같이, 상기 공압회전구(53)의 회전에 의해 제어부(30)로 입력되는 상기 웨이퍼(10) 끝단의 좌표값 변화는 일반적인 사인(sin) 정형파를 따르는 것으로, 상기 제어부(30)에 포함된 프로세스는 상기 웨이퍼(10) 끝단 좌표값의 변화 추이로부터 최대값과 최소값, 즉 W1과 W2를 산출하게 되며, 산출된 W1과 W2로부터 상기 웨이퍼(10)의 끝단 위치는 (W1+W2)/2로 정해지는 것이다.
그리고, 상기 웨이퍼(10)의 정렬상태는 좌표의 기준점에 대한 상기 웨이퍼(10)의 중심점 변위, 즉 ∇x, ∇y 및 ∇θ로 파악하는 것이며, 2π만큼 상기 공압회전구(53)가 축회전을 일으켰을 때, 상기 웨이퍼(10)의 끝단신호를 제외하면, 상기 구동프레임(52) 내의 라인센서 신호는 로 나타난다.
이와같은 수식으로부터 상기 제어부(30)에 포함된 프로세스의 연산에 의해 이고, 이므로, 상기 공압회전구(53) 상에서 회전하는 웨이퍼(10)의 회전 중심축의 위치는 상기 구동프레임(52) 내에 포함된 라인센서의 신호로부터 연산되는 것이다.
상기와 같이 산출된 ∇θ, 즉 각 변위량은 상기 프리얼라인부(50)의 공압회전구(53)로, 그리고 ∇x 및 ∇y로 산출되는 상기 웨이퍼(10)의 중심점 변위량은 상기 척 구동부(90)로 그 위치를 보정함으로써, 선(先)정렬이 이루어지게 되는 것이다.
이러한 상기 프리얼라인부(50)의 제어에 의해 일단의 선(先)정렬이 완료된 상기 웨이퍼(10)는 상기 척 헤드부(80)의 리프트핀(82)에 의해 상기 척(81) 위에 면착되며, 이후 척 헤드부(80) 내부로 부가되는 공압에 의해 고정되는 것이다.
계속해서, 상기 프리얼라인부(50)에 의해 일군의 선(先)정렬을 완료한 뒤, 검사자는 다시 상기 모드선택부(31)를 통해 세부정렬, 즉 상기 인스펙션부(60)에 의한 웨이퍼 정렬모드를 선택함으로써, 상기 웨이퍼(10)의 표면에 프로빙이 가능한 상태로 상기 웨이퍼(10)의 세부정렬을 위한 제어가 이루어지게 된다.
상기 인스펙션부(60)의 좌우모션구(62) 및 전후모션구(62)를 제어하여, 상기 카메라구(61)를 상기 척 헤드부(80)의 척(81) 중심으로 구동시켜서, 궁극적으로 상기 카메라구(61)를 상기 척(81) 위에 선(先)정렬되어 고정된 웨이퍼(10)의 중심부와 일치시키게 된다.
이후, 상기 승강축(42)을 상·하방향으로 제어하여, 상기 프로버핀(73)의 끝단에 상기 카메라구(61)의 촛점을 맞추게 하며, 이 상태에서 상기 인스펙션부(60)의 좌우모션구(62) 및 전후모션구(63)에 대한 제어를 병행하면서 상기 프로버부(70)에 포함된 상기 프로버핀(73)의 끝단 정렬 상태를 먼저 점검하게 된다.
이때, 상기 프로버핀(73)의 정렬이 제대로 되었으면, 상기 카메라구(61)의 촛점이 맞는 상기 승강축(42)의 위치값이 상기 제어부(30)로 입력된 후, 간섭방지를 위해 상기 승강축(42)을 상방향으로 제어하고, 상기 카메라구(61)의 자동촛점기능과 상기 척 구동부(90)의 상하구동베이스(92)를 제어하여, 상기 웨이퍼(10)를 상기 카메라구(61)의 촛점 위치로 이송시키게 된다.
여기서, 상기 인스펙션부(60)의 상기 웨이퍼(10) 정렬을 위한 일실시예에 따른 제어방법을 첨부된 도면, 즉 인스펙션부(60)에 의한 웨이퍼의 정렬과 관련된 제어방법을 도시한 제6c도를 참조하여 설명하도록 한다.
상기 인스펙션부(60)의 웨이퍼(10) 정렬은 표면 이미지에 대한 '패턴매칭' 방식에 의하여 이루어지는 것으로서, 상기 제어부(30)에 포함된 프로세스는 상기 웨이퍼(10)의 표면 이미지에 대한 패턴을 미리 등록되어 있는 것과 비교하여, 상기 웨이퍼(10)에 대한 일련의 정렬을 수행하도록 제어하는 것이다.
상기한 인스펙션부(60)의 '패턴매칭' 방식에 대해 더 구체적으로 살펴보면, 상기 카메라구(61)의 모드를 조절하여 에프 오 브이(FOV 즉,Field of View)를 크게 설정하여, 상기 카메라구(61)로부터 입력된 상기 웨이퍼(10) 표면의 이미지 패턴과 이미 등록된 패턴에 대한 정보값을 비교하면서 동일한 패턴을 찾게 된다.
이때, 동일한 패턴을 찾지 못하는 경우에는, 상기 척 구동부(90)의 좌우구동베이스(94) 및 전후구동베이스(93)를 제어하여 상기 웨이퍼(10)의 표면 이미지에 대한 패턴매칭을 반복함은 물론, 검사자에게 패턴 등록을 의뢰하게 된다.
이와 반대로, 상기 인스펙션부(60)의 카메라구(61)로부터 상기 웨이퍼(10) 표면의 이미지 패턴을 찾은 경우에는, 상기 웨이퍼(10)의 표면 이미지 패턴에 해당하는 위치좌표가 상기 제어부(30)로 입력되는 것이다.
즉, 첨부된 도 6c에서 도시한 바와 같이, 상기 웨이퍼(10)를 해당 패턴의 인덱스(index) 크기만큼 이송시킨 뒤, 이송된 패턴의 위치좌표는 다시 상기 제어부(30)로 입력되는 것이다.
이상과 같은 제어시스템의 반복적인 수행으로부터 상기 인스펙션부(60)의 상기 웨이퍼(10)에 대한 세부정렬이 이루어지게 되는 것이다.
상기한 발명의 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예에 한해서 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 형태로 변형 또는 변경 실시하는것 또한 본 발명의 기재된 청구범위에 포함되는 것은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템에 의하면, 반도체 웨이퍼의 정렬기능이 버턴에 의해 시스템적으로 신속하면서도 정확하게 이루어짐에 따라, 웨이퍼의 특성검사효율이 높아지는 것은 물론, 웨이퍼를 검사하는데 걸리는 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 효과가 뛰어난 발명이다.
그러므로, 반도체 웨이퍼의 생산성 제고가 기대됨과 아울러, 부수적으로 높은 부가가치를 가진 유능한 연구원의 업무효율을 높임으로써, 이에 수반되는 경제적인 파급효과가 기대되는 발명이다.
도 1은 종래기술에 따른 반도체 웨이퍼 프로버의 웨이퍼 핸들링 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 개략적인 개념을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 프리 얼라인부에 대한 상세한 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 인스펙션부에 대한 상세한 구성을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 제어상태를 나타낸 블록개념도.
도 6a는 본 발명에 따른 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템의 프리얼라인부의 입력값 변동추이를 나타낸 것이고, 도 6b는 프리얼라인부에서의 웨이퍼 정렬상태 나타낸 것이며, 도 6c는 인스펙션부(60)에 의한 웨이퍼의 정렬 제어방식을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 웨이퍼(Wafer) 20 : 스코프(Scope)부
30 : 제어부 31 : 모드선택부
40 : 몸통부 41 : 베이스 프레임
42 : 승강축 43 : 플래턴(Platen)
50 : 프리얼라인(Pre-align)부 51 : 지지프레임
52 : 구동프레임 53 : 공압회전구
54 : 센서 60 : 인스펙션(Inspection)부
61 : 카메라구 62 : 좌우모션구
63 : 전후모션구 64 : 고정프레임
70 : 프로버(Probe)부 71 : 구동모터
72 : 카드홀더(Card Holder) 73 : 프로버핀
80 : 척(Chuck) 헤드부 81 : 척(Chuck)
82 : 리프트핀(lift-pin) 83 : 디스크
90 : 척 구동부 91 : 회동베이스
92 : 상하구동베이스 93 : 전후구동베이스
94 : 좌우구동베이스
Claims (6)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 검사자가 배율을 조절하면서 웨이퍼의 위치나 표면상태를 확인하도록 마련된 스코프부; 컴팩트한 몸통부의 내부 저면에 마련된 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 양 단부에 설치되어 상승 및 하강 하도록 구비된 승강축; 상기 승강축의 상단에 마련된 것으로, 탈착이 자유로운 프로버부를 포함하는 플래턴; 상기 웨이퍼가 안착되어 척(Chuck) 상에 정위치하도록 구비된 척(Chuck) 헤드부; 및 상기 척 헤드부의 저면에 마련되어, 상기 척(Chuck) 헤드부를 소정범위로 회동시키며, 상ㅇ하, 좌ㅇ우 및 전ㅇ후방향으로 구동시키는 척(Chuck) 구동부;로 대별되는 장치에 있어서,상기 플래턴의 일측에 구비된 것으로, 상기 척(Chuck) 헤드부로부터 이송된 웨이퍼를 선(先) 정렬하기 위하여 상기 플래턴에 고정 지지되어 상ㅇ하 방향으로 구동되며 면상에 다수개의 센서를 포함하고 있는 지지프레임과, 상기 지지프레임으로부터 좌ㅇ우 방향으로 구동되게 결합되며 상단면에 다수개의 센서가 포함된 구동프레임과, 상기 구동프레임에 결합된 것으로 상기 척(Chuck) 헤드부로부터 이송된 웨이퍼가 안치(安置)되면 공압에 의해 360??회전되게 구비된 공압회전구를 포함하여 이루어진 프리얼라인부와;상기 플래턴의 타측에 전ㅇ후 및 좌ㅇ우 방향으로 구동되도록 구비된 것으로, 선 정렬된 웨이퍼를 세부 정렬하기 위하여 상기 프리얼라인부로부터 선(先) 정렬되어 척 헤드부로 이송된 상기 웨이퍼 표면의 이미지 패턴을 분석하여 좌표값을 인가하도록 구비된 카메라구와, 상기 카메라구의 일측에 결합되며 상기 카메라구의 좌ㅇ우 구동이 가능하게 구비된 좌우모션구와, 상기 좌우모션구의 저면에 설치된 것으로 상기 좌우모션구의 전ㅇ후 구동이 가능하도록 구비된 전후모션구와, 상기 전후모션구 및 상기 플레턴에 양 끝단이 결합 고정된 고정프레임을 포함하여 이루어진 인스펙션부와:상기 프리얼라인부 및 상기 인스펙션부로부터 웨이퍼의 정렬에 필요한 데이터를 입력 받고 이를 연산하여 웨이퍼의 선 정렬 및 세부 정렬을 위한 작동을 제어하는 프로세스가 포함된 제어부;그리고, 검사자가 상기 제어부의 제어기능을 정하여 작동하도록 마련된 모드선택부;를 포함하여 이루어진 것으로,상기 웨이퍼의 선 정렬은 회전하는 웨이퍼의 끝단 좌표값의 변동추이를 이용하는 방식으로, 세부 정렬은 웨이퍼의 표면 이미지에 대한 패턴매칭 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 척(Chuck) 헤드부에는,상기 웨이퍼가 안착되는 척(Chuck)과; 상기 척(Chuck)의 저면에 마련된 원형의 디스크; 및 상기 디스크의 상단면에 형성된 것으로, 상승 및 하강하면서 상기 척(Chuck)을 관통함은 물론, 상기 웨이퍼를 상기 척(Chuck)으로부터 들어올려 이격시키도록 구비된 다수개의 리프트핀이 결합된 것을 특징으로 하는 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 척(Chuck) 구동부는 각기 다른 방향으로 구동되는 베이스가 다단으로 결합되어 이루어진 것으로서,상기 베이스 프레임의 상단면 내에서 좌·우방향으로 구동되는 좌우구동베이스와; 상기 좌우구동베이스 위에 마련되어, 전·후방향으로 구동되는 전후구동베이스; 상기 전후구동베이스의 상단부에 형성되어, 상·하방향으로 구동되는 상하구동베이스; 및 상기 상하구동베이스 위에 마련되어, 소정의 회동범위 내에서 회전이 가능하게 설치된 회동베이스의 결합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동정렬수단이 구비된 반도체 웨이퍼 분석용 프로버 시스템.
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