상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브 스테이션은 상기 웨이퍼가 안착되고 상면에 대하여 수직으로 관통하는 복수의 관통구가 구비되어 있는 척, 상기 척의 하부에 위치하고, 상단과 하단을 관통하는 진공홀이 각각 구비되며 상기 복수의 관통구에 대응되는 위치에 각각 구비되어 있는 복수의 받침핀, 상기 복수의 진공홀 내부를 진공상태로 형성하여 상기 웨이퍼를 상기 복수의 받침핀의 상단에 흡착시키는 진공장치, 상기 복수의 받침핀의 하단에 결합되고, 상기 복수의 진공홀과 연통되는 연결구가 구비되어 있는 받침핀지지대, 및 상기 복수의 받침핀과 상기 받침핀지지대의 결합 부위에 공기의 누출을 방지하는 밀폐부재를 더 포함하되, 상기 연결구는 상기 진공장치와 연결된다.
상기 프로브 스테이션은, 상기 척에 대하여 상기 받침핀지지대를 승강시키는 지지대 승강장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 프로브 스테이션은, 상기 웨이퍼가 안착되고, 상면에 대하여 수직으로 관통하는 복수의 관통구가 구비되어 있는 척, 상기 척의 하부에 위치하고 상단과 하단을 관통하는 진공홀이 각각 구비되며 상기 복수의 관통구에 대응되는 위치에 각각 구비되어 있는 복수의 받침핀, 및 상기 복수의 진공홀 내부를 진공상태로 형성하여 상기 웨이퍼를 상기 복수의 받침핀의 상단에 흡착시키는 진공장치 및 상기 복수의 받침핀에 대하여 상기 척을 승강시키는 척 승강장치를 포함한다.
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한편, 본 발명의 프로브 스테이션을 이용한 웨이퍼 검사방법은, 상기 프로브 스테이션의 척을 상기 프로브 카드의 아래에 위치시키는 단계, 상기 복수의 받침핀이 상승하여 복수의 받침핀이 상기 척의 상면에 돌출되는 단계, 상기 웨이퍼가 반입되어 상기 복수의 받침핀에 의해 지지되는 단계, 진공장치가 작동하여 상기 웨이퍼를 상기 복수의 받침핀의 상단에 흡착시키는 단계, 및 상기 복수의 받침핀이 하강하고 상기 진공장치의 작동이 정지되어 상기 웨이퍼가 상기 척의 상면에 안착되는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예1에 따른 프로브 스테이션에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명의 실시예1에 따른 프로브 스테이션에 있어서, 복수의 받침핀 또는 척을 승강시키는 장치의 구성은 종래기술에 기재되어 있는 설명을 참조하도록 하고, 이하에서는 복수의 받침핀 또는 척을 승강시키는 장치의 구성에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예1에 따른 상기 프로브 스 테이션은 척(100), 복수의 받침핀(200), 진공장치(300)를 포함한다.
상기 척(100)은 웨이퍼가 프로브 카드의 탐침에 접촉될 수 있도록 상기 웨이퍼를 안착시켜 승강한다. 상기 척(100)에는 그 상면에 대하여 수직으로 관통하는 복수의 관통구(110)가 구비되어 있다.
상기 복수의 관통구(110)는 상기 복수의 받침핀(210)이 통과하여 상기 척(100)의 상면에 돌출될 수 있도록 하는 통로의 역할을 한다. 상기 복수의 관통구(110)는 상기 척의 중심에서 동일한 거리에 위치하고, 상기 척의 중심에서 균등각을 갖는 반경 방향으로 각각 구비된다. 상기 복수의 관통구(110)는 바람직하게는 세 개가 구비되나, 그 수가 셋으로 제한되는 것은 아니다.
상기 복수의 받침핀(200)은 상기 복수의 관통구(110)를 통해 상기 척(100)의 상면에 돌출되어, 반입된 상기 웨이퍼를 그 상단으로 지지한다. 상기 복수의 받침핀(200)은 척의 하부에 위치하고, 상기 복수의 관통구(110)에 대응되는 위치에 각각 구비되어, 상기 복수의 관통구(110)를 관통하는 것이다.
또한, 상기 복수의 받침핀(200)은 상기 복수의 관통구(110)를 통해 상기 척(100)의 상면에 돌출되어, 반입된 상기 웨이퍼를 그 상단에 흡착시킨다. 상기 복수의 받침핀(200)에는 그 상단과 하단을 관통하는 진공홀(210)이 각각 구비된다. 상기 진공홀(210)은 상기 진공장치(300)에 각각 연결되어, 상기 복수의 받침핀(200)은 그 상단에 지지되어 있는 상기 웨이퍼를 흡착할 수 있는 것이다.
상기 진공장치(300)는 상기 복수의 진공홀 내부를 진공상태로 형성하여, 상기 웨이퍼를 상기 복수의 받침핀의 상단에 흡착시킨다. 상기 진공장치(300)는 종래 의 프로브 스테이션에 있어서, 상기 척(100)의 상면에 안착된 웨이퍼를 상기 척(100)에 흡착시키기 위해 구비되는 진공장치의 설비를 이용하는 형태로 구현될 수도 있다.
이하, 도 4를 참고하여, 본 발명의 실시예1에 따른 상기 프로브 스테이션의 동작을 살펴본다.
먼저, 복수의 받침핀(200)이 상승하여, 복수의 관통구(110)를 통해 척(100)의 상면에 돌출된다. 다음, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 복수의 받침핀(200)에 의해 지지되도록, 웨이퍼가 돌출된 상기 복수의 받침핀(200)의 상단에 반입된다. 그리고, 진공장치(300)가 작동하여, 상기 웨이퍼를 상기 복수의 받침핀(200)의 상단에 흡착시킨다.
다음, 상기 복수의 받침핀(200)이 하강하고, 상기 진공장치(300)의 작동이 정지되어, 상기 웨이퍼가 상기 척(100)의 상면에 안착된다. 이후, 상기 척(100)이 상승하여, 그 상부에 설치되어 있는 프로브 카드의 탐침과 상기 웨이퍼 상의 반도체 칩의 전극을 접촉시킨다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예2에 따른 프로브 스테이션에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 실시예2에 따른 프로브 스테이션은 받침핀지지대(220), 및 지지대 승강장치(230)를 제외하고는 본 발명의 실시예1에 따른 상기 프로브 스테이션과 그 구성이 유사하다. 따라서 이하, 본 발명의 실시예2에 따른 프로브 스테이션의 상기 받침핀지지대(220), 및 상기 지지대 승강장치(230)를 중심 으로 설명한다.
상기 받침핀지지대(220)는 복수의 진공홀(210')과 진공장치(300')의 연결통로를 단일화하는 연결구(221)를 포함하여, 장치구성을 간단하게 구현할 수 있도록 구비된다. 또한 상기 받침핀지지대(220)는 복수의 받침핀(200')의 동작을 일체화시켜 상기 복수의 받침핀(200')의 구동의 안정성을 높인다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 받침핀지지대(220)는 상기 복수의 받침핀(200')의 하단에 고정결합되고, 바람직하게는 원형으로 구비된다.
따라서, 상기 진공장치(300')는 상기 연결구(221)에 연결됨으로써, 상기 복수의 진공홀(210')의 내부를 진공상태로 형성할 수 있다. 그러므로 상기 복수의 받침핀(200')의 상단에 의해 지지되어 있는 웨이퍼는 상기 복수의 받침핀(200')의 상단에 흡착되는 것이다.
상기 지지대 승강장치(230)는 척(100')에 대하여 상기 받침핀지지대(220)를 승강시킨다. 상기 지지대 승강장치(230)는, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 지지부재(231), 랙기어(232), 피니언기어(233), 모터(234), 및 지지대 가이드부(235)를 포함한다.
상기 지지부재(231)는 상기 받침핀지지대(220)의 하부에 결합되어, 상기 받침핀지지대(220)를 지지한다. 상기 지지부재(231)는 바람직하게는 하나의 프레임 또는 축의 형태로 구비되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 랙기어(232)는 상기 지지부재(231)에 길이방향으로 구비되어, 상기 모터(234)의 회전 운동을 상기 지지부재(231)의 직선 운동으로 변환한다. 상기 랙기 어(232)는 상기 지지부재(231)의 더욱 안정된 승강 운동을 위해 상기 지지부재(231)에 대하여 서로 대칭이 되는 한 쌍으로 구비될 수도 있다.
상기 피니언기어(233)는 상기 모터(234)의 동력을 받아 회전하고, 그 회전력을 상기 랙기어(232)에 전달한다. 상기 피니언기어(233)는 상기 랙기어(232)에 대응되도록, 상기 랙기어(232)가 구비되는 수만큼 구비된다.
상기 모터(234)는 상기 지지부재(231)가 승강할 수 있도록 하는 동력을 공급한다. 상기 모터(234)는 상기 피니언기어(233)에 대응되도록, 상기 피니언기어(233)가 구비되는 수만큼 구비된다.
상기 지지대 가이드부(235)는 상기 지지부재(231)에 설치되어, 상기 받침핀지지대(220)가 안정적으로 승강할 수 있도록 한다. 상기 지지대 가이드부(235)는 상기 지지부재(231)에 구비되어 있는 가이드돌기(235a) 및 가이드홈이 구비되어 있는 가이드대(235b)로 구성된다. 상기 지지부재(231)는 움직이지 않도록 고정되어 있는 상기 가이드대(235b)에 의존하여 더욱 안정된 승강 운동을 할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예2에 따른 상기 프로브 스테이션의 동작을 살펴본다.
먼저, 지지대 승강장치(230)에 의해 받침핀지지대(220)가 상승하여, 복수의 받침핀(200')이 복수의 관통구(110')를 통해 척(100')의 상면에 돌출된다. 다음, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼가 상기 복수의 받침핀(200')에 의해 지지되도록, 돌출된 상기 복수의 받침핀(200')의 상단에 반입된다. 그리고, 진공장치(300')가 작동하여, 상기 웨이퍼를 상기 복수의 받침핀(200')의 상단에 흡착시킨 다.
다음, 상기 지지대 승강장치(230)에 의해 상기 받침핀지지대(220)가 하강하고, 상기 진공장치(300)의 작동이 정지되어, 상기 웨이퍼가 상기 척(100')의 상면에 안착된다. 이후, 상기 척(100')이 상승하여, 그 상부에 설치되어 있는 프로브 카드의 탐침과 상기 웨이퍼 상의 반도체 칩의 전극을 접촉시킨다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예3에 따른 프로브 스테이션에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 실시예3에 따른 프로브 스테이션은 받침핀지지대(220'), 및 척 승강장치(400)를 제외하고는 본 발명의 실시예1에 따른 상기 프로브 스테이션과 그 구성이 유사하다. 또한 본 발명의 실시예3에 따른 프로브 스테이션의 상기 받침핀지지대(220')는 본 발명의 실시예2에 따른 상기 받침핀지지대(220)와 그 구성이 유사하다. 따라서 이하, 본 발명의 실시예3에 따른 프로브 스테이션의 상기 척 승강장치(400)를 중심으로 설명한다.
상기 척 승강장치(400)는 복수의 받침핀(200'')에 대하여 척(100'')을 승강시킨다. 상기 척 승강장치(400)는 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 지지프레임(410), 볼스크류(420), 회전안내부재(430), 연결프레임(440), 구동부(450), 및 척 가이드부(460)를 포함한다.
상기 지지프레임(410)은 상기 받침핀지지대(220')를 지지하고 고정시킴으로써, 상기 복수의 받침핀(200'')이 안정되게 상기 웨이퍼를 지지할 수 있도록 한다. 상기 지지프레임(410)은 반드시 프레임의 형태로 한정되는 것은 아니고, 상기 받침 핀지지대(220')를 지지하고 고정시킬 수 있는 부재라면 다양한 형태로 구비될 수 있다.
상기 볼스크류(420)는 상기 구동부(450)로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 상기 볼스크류(420)는 상기 받침핀지지대(220')의 하부에 베어링으로 연결되어, 상기 받침핀지지대(220')에 대하여 자유롭게 회전가능하도록 구비된다. 따라서 상기 볼스크류(420)가 회전하더라도 상기 받침핀지지대(220')는 상기 지지프레임(410)에 의해 고정되어 상기 복수의 받침핀(200'')의 안정성이 높아진다.
상기 회전안내부재(430)는 상기 볼스크류(420)와 맞물리는 볼스크류 너트를 포함하고 있어, 상기 볼스크류(420)의 회전운동을 직선운동으로 변환시킨다. 즉, 상기 회전안내부재(430)는 상기 볼스크류(420)에 맞물려 상기 볼스크류(420)의 회전에 따라 승강한다.
상기 연결프레임(440)은 상기 회전안내부재(430)와 상기 척(100'')을 연결하도록 복수로 구비된다. 그러나 상기 연결프레임(440)은 반드시 프레임의 형태로 한정되는 것은 아니고, 상기 회전안내부재(430)와 상기 척(100'')을 연결할 수 있는 것이면, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어 연결플레이트의 형태로 구비될 수도 있다. 본 발명의 실시예3에 따른 프로브 스테이션에서는 상기 연결프레임(440)이 네 개로 구비되어 있으나, 그 형태에 따라 하나로 구비될 수도 있다.
상기 연결프레임(440)에 의해 상기 회전안내부재(430)와 상기 척(100'')이 연결됨으로써 상기 회전안내부재(430)의 승강 운동은 상기 척(100'')의 승강 운동으로 이어지게 된다.
상기 구동부(450)는 상기 볼스크류(420)를 회전시키는 회전 동력을 공급한다. 상기 구동부(450)는, 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 구동모터(451), 주동풀리(452), 종동풀리(453), 및 벨트(454)를 포함한다.
상기 구동모터(451)는 상기 주동풀리(452)를 회전시키는 동력을 발생시킨다. 상기 구동모터(451)는 바람직하게는 상기 척 승강장치(400)의 정밀한 구동을 위해 스테핑 모터(stepping motor)로 구비될 수 있다.
상기 주동풀리(452)는 상기 구동모터(451)의 회전축과 결합되어, 상기 구동모터(451)의 동력을 전달받아 회전한다.
상기 종동풀리(453)는 상기 벨트(454)를 통해 상기 주동풀리(452)의 회전력을 전달받는다. 또한 상기 종동풀리(453)는 상기 볼스크류(420)의 하단부에 결합되어 있어, 전달받은 회전력을 상기 볼스크류(420)에 전달하여, 상기 볼스크류(420)가 회전할 수 있도록 한다.
상기 벨트(454)는 상기 구동모터(451)에 의해 작동되는 상기 주동풀리(452)의 회전력을 상기 종동풀리(453)에 전달한다. 상기 벨트(454)는 상기 주ㆍ종동풀리(452, 453)와의 미끄럼을 방지하는 소재로 구비되거나, 그러한 소재를 더 포함할 수 있다.
상기 척 가이드부(460)는 상기 척(100'')이 안정되게 승강할 수 있도록 안내한다. 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예3에 따른 프로브 스테이션의 상기 척 가이드부(460)는 상기 연결프레임(440)에 일정 깊이의 돌기(461) 또는 홈(462)의 형태로 구비된다. 그러나 상기 척 가이드부(460)는 상기 회전안내부재(430)에 구비될 수도 있다.
이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예3에 따른 상기 프로브 스테이션의 동작을 살펴본다.
먼저, 척 승강장치(400)에 의해 척(100'')이 하강하여, 복수의 받침핀(200'')이 복수의 관통구(110'')를 통해 상기 척(100'')의 상면에 돌출된다. 다음, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼가 상기 복수의 받침핀(200'')에 의해 지지되도록, 돌출된 상기 복수의 받침핀(200'')의 상단에 반입된다. 그리고, 진공장치(300'')가 작동하여, 상기 웨이퍼를 상기 복수의 받침핀(200'')의 상단에 흡착시킨다.
다음, 상기 척 승강장치(400)에 의해 상기 척(100'')이 1차 상승하고, 상기 진공장치(300'')의 작동이 정지되어, 상기 웨이퍼(W)가 상기 척(100'')의 상면에 안착된다. 이후, 상기 척 승강장치(400)에 의해 상기 척(100'')이 2차 상승하여, 그 상부에 설치되어 있는 프로브 카드의 탐침과 상기 웨이퍼 상의 반도체 칩의 전극을 접촉시킨다.