KR102307839B1 - 웨이퍼 지지용 척 구조물 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 지지용 척 구조물은 척 플레이트, 하나의 유로 및 공급 제어부를 포함한다. 상기 척 플레이트는 상부에 프로브 카드에 의한 검사 공정이 진행되는 웨이퍼가 놓여진다. 상기 유로는 상기 척 플레이트에 내장되며, 외부의 냉각 매체를 공급하는 냉각 공급부 및 가열 매체를 공급하는 가열 공급부와 병렬로 연결된다. 상기 공급 제어부는 상기 유로의 상기 냉각 공급부와 연결된 부위 및 상기 가열 공급부와 연결된 부위 각각에 설치된 제1 및 제2 밸브 유닛들과 연결되어, 상기 제1 및 제2 밸브 유닛들을 통하여 상기 냉각 매체와 상기 가열 매체가 선택적으로 상기 유로에 공급되도록 제어한다.

Description

웨이퍼 지지용 척 구조물{CHUCK STRUCTURE FOR SUPPORTING A WAFER}
본 발명은 웨이퍼 지지용 척 구조물에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 프로브 카드를 이용하여 그 전기적인 성능을 검사하는 웨이퍼를 지지하는 척 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자들은 웨이퍼 상에 막을 형성하는 증착 공정, 상기 막을 전기적 특성들을 갖는 패턴들로 형성하기 위한 식각 공정, 상기 패턴들에 불순물들을 주입 또는 확산시키기 위한 이온 주입 공정 또는 확산 공정, 상기 패턴들이 형성된 기판으로부터 불순물들을 제거하기 위한 세정 및 린스 공정 등을 반복적으로 수행함으로써 형성된다.
상기와 같은 공정들을 수행하여 반도체 소자들이 형성된 후 상기 반도체 소자들의 전기적인 성능을 검사하기 위한 검사 공정이 수행된다. 상기 검사 공정은 상기 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼를 척에 놓은 다음, 테스트 장치와 연결된 다수의 탐침들을 갖는 프로브 카드를 상기 척에 놓여진 웨이퍼의 반도체 소자들에 접촉시켜서 진행된다.
이때, 상기 검사 공정은 상기 웨이퍼를 약 90℃ 이상의 고온으로 가열하거나, 약 -40℃ 이하의 저온으로 냉각시켜 그 전기적인 성능을 검사하고 있다. 이를 위하여, 상기 척에는 상기 저온 검사를 위해서 냉각 매체가 공급되는 냉각 라인이 내장되면서 그 하부에는 상기 고온 검사를 위해서 히터가 설치되어 있다.
그러나, 상기 냉각 라인에 상기 냉각 매체를 공급하는 것과 상기 히터에 의해 가열되는 것이 별개로 제어됨에 따라, 상기 저온 검사를 상기 고온 검사로 전환하거나, 반대로 상기 고온 검사를 상기 저온 검사로 전환할 경우 실질적으로 상기 척의 온도가 전환되는 과도기에 상기 냉각 라인에 공급되는 냉각 매체와 상기 히터로부터의 열이 서로 직접 간섭되지 않으므로, 이에 따른 시간이 약 15분 정도로 너무 오래 걸리는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 웨이퍼를 대상으로 전기적인 성능 검사를 할 때 상기 웨이퍼를 고온에서 저온 또는 저온에서 고온으로 전환할 때 냉각 수단과 가열 수단이 서로 직접 간섭되도록 하는 척 구조물을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 웨이퍼 지지용 척 구조물은 척 플레이트, 하나의 유로 및 공급 제어부를 포함한다.
상기 척 플레이트는 상부에 프로브 카드에 의한 검사 공정이 진행되는 웨이퍼가 놓여진다. 상기 유로는 상기 척 플레이트에 내장되며, 외부의 냉각 매체를 공급하는 냉각 공급부 및 가열 매체를 공급하는 가열 공급부와 병렬로 연결된다. 상기 공급 제어부는 상기 유로의 상기 냉각 공급부와 연결된 부위 및 상기 가열 공급부와 연결된 부위 각각에 설치된 제1 및 제2 밸브 유닛들과 연결되어, 상기 제1 및 제2 밸브 유닛들을 통하여 상기 냉각 매체와 상기 가열 매체가 선택적으로 상기 유로에 공급되도록 제어한다.
일 실시예에 따른 상기 제1 및 제2 밸브 유닛들 각각은 상기 냉각 매체 및 상기 가열 매체의 공급 여부를 제어하는 제1 및 제2 게이트 밸브들, 및 상기 가열 매체 및 상기 냉각 매체가 역류하는 방지하기 위한 제1 및 제2 체크 밸브들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 척 구조물은 상기 유로의 입구에 설치되어 상기 선택적으로 공급되는 냉각 매체 또는 가열 매체의 유량을 조절하는 유량 조절부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 척 구조물은 상기 척 플레이트에 연결되어 온도를 감지하는 온도 감지부, 및 상기 온도 감지부 및 상기 냉각 공급부 또는 상기 가열 공급부와 연결되어 상기 감지된 온도를 통하여 상기 냉각 매체 또는 상기 가열 매체의 온도를 제어하는 온도 제어부를 더 포함할 수 있다.
이러한 웨이퍼 지지용 척 구조물에 따르면, 웨이퍼가 놓여지는 척 플레이트에 외부로부터 냉각 매체 및 가열 매체가 선택적으로 공급되는 하나의 유로를 형성함으로써, 상기 웨이퍼를 대상으로 하는 전기적인 성능 검사 과정에서 고온 검사 공정에서 저온 검사 공정 또는 상기 저온 검사 공정에서 상기 고온 검사 공정으로 전환할 때 상기 냉각 매체 및 상기 가열 매체가 서로 직접 간섭되어 실질적으로 온도가 전환되는 과도기 시간을 줄일 수 있다.
이에 따라, 상기 웨이퍼를 대상으로 하는 상기 고온 검사 공정 및 상기 저온 검사 공정은 진행하는 전체적으로 검사 공정 시간을 줄임으로써, 이에 따른 생산성 향상을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 지지용 척 구조물의 개략적인 구조를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 척 구조물의 유로에 연결된 구조를 구체적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 지지용 척 구조물에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 지지용 척 구조물의 개략적인 구조를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 척 구조물(100)은 척 플레이트(200), 하나의 유로(300) 및 공급 제어부(400)를 포함한다.
상기 척 플레이트(200)에는 프로브 카드(10)를 이용한 검사 공정이 진행되는 웨이퍼(20)가 놓여진다. 여기서, 상기 검사 공정은 상기 웨이퍼(20)에 형성된 다수의 반도체 소자들(미도시)의 전기적인 성능을 검사하기 위한 공정으로, 상기 프로브 카드(10)에 형성된 다수의 탐침(12)들을 상기 반도체 소자들 각각에 접속시킨 다음 상기 반도체 소자들 각각에 전기 신호를 인가하여 진행된다. 이때, 상기 프로브 카드(10)는 상기 전기 신호를 제공하는 테스터(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 프로브 카드(10)는 상기 척 플레이트(200)의 상부에서 상기 웨이퍼(20)와 마주하면서 교체 가능하도록 설치될 수 있다.
상기 척 플레이트(200)는 상기 웨이퍼(20)가 놓여지는 상부면에 상기 웨이퍼(20)가 안정적으로 놓여지도록 상기 웨이퍼(20)를 진공 흡착하는 다수의 진공홀(210)들이 형성된다. 상기 진공홀(210)들은 상기 척 플레이트(200)의 측부로 연장되어 노출된 적어도 하나의 진공 라인(220)과 연결되어 상기의 진공 흡착을 위한 진공압을 제공 받을 수 있다. 이때, 상기 진공 라인(220)은 상기 웨이퍼(20)의 사이즈 또는 진공 흡착하는 위치에 따라 상기 진공압의 세기가 조절되도록 대략 방사 형태로 배치될 수 있다. 이러한 척 플레이트(200)는 수평 및 수직 방향으로 이동시키기 위하여 수평 구동부(미도시) 및 수직 구동부(미도시)와 연결된 스테이지(미도시) 상에 배치될 수 있다.
상기 유로(300)는 상기 척 플레이트(200)에 내장된다. 상기 유로(300)는 외부의 냉각 매체(CM)가 저장 공급되는 냉각 공급부(30) 및 상기 가열 매체(HM)를 저장 공급하는 가열 공급부(40)와 병렬로 연결된다. 이러한 유로(300)는 상기 척 플레이트(200)에 놓여진 웨이퍼(20)를 전체적으로 균일하게 냉각하거나 가열하기 위하여 나선형 또는 동심형 형태로 내장될 수 있다.
한편, 상기 유로(300)의 상기 냉각 공급부(30) 및 상기 가열 공급부(40)와 병렬 연결된 부위들 각각에는 상기 냉각 매체(CM) 및 상기 가열 매체(HM)를 공급을 제어하기 위한 제1 및 제2 밸브 유닛(500, 600)들이 설치될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 밸브 유닛(500, 600)들 각각은 단순히 상기 냉각 매체(CM) 및 상기 가열 매체(HM)의 공급 여부를 제어하는 제1 및 제2 게이트 밸브(510, 610)들과 상기 가열 매체(HM) 및 상기 냉각 매체(CM)가 역류하는 것을 방지하기 위한 제1 및 제2 체크 밸브(520, 620)들을 포함할 수 있다. 이에, 상기 제1 게이트 밸브(510)가 오픈되어 상기 냉각 매체(CM)가 상기 유로(300)에 공급된 상태 또는 상기 제2 게이트 밸브(610)가 오픈되어 상기 가열 매체(HM)가 상기 유로(300)에 공급된 상태 각각에서, 반대의 제2 게이트 밸브(610) 또는 상기 제1 게이트 밸브(510)가 오픈되어 상기 가열 매체(HM) 또는 상기 냉각 매체(CM)가 상기 유로(300)에 공급될 경우, 이 공급되는 상기 가열 매체(HM) 또는 상기 냉각 매체(CM) 각각이 상기 냉각 공급부(30) 및 상기 가열 공급부(40)로 역류되는 것을 상기 제2 체크 밸브(620) 및 상기 제1 체크 밸브(520)를 통해 방지함으로써, 상기 역류되는 냉각 매체(CM) 및 가열 매체(HM)로부터 상기 가열 공급부(40) 및 상기 냉각 공급부(30)를 보호할 뿐만 아니라 상기 가열 매체(HM) 또는 상기 냉각 매체(CM)가 상기 유로(300)의 외부에서 서로 열적인 영향을 받지 않도록 가이드할 수 있다.
상기 공급 제어부(400)는 상기 제1 및 제2 밸브 유닛(500, 600)들과 연결되어 상기 제1 및 제2 밸브 유닛(500, 600)들을 통하여 상기 냉각 매체(CM)와 상기 가열 매체(HM)가 상기 유로(300)에 선택적으로 공급되도록 한다. 이에, 상기 공급 제어부(400)는 실질적으로 상기 냉각 매체(CM) 및 상기 가열 매체(HM)의 공급 및 차단을 주관하는 상기 제1 및 제2 밸브 유닛(500, 600)들 중 상기 제1 및 제2 게이트 밸브(510, 610)들에 연결될 수 있다.
이와 같이, 상기 척 구조물(100)의 내부에 상기 웨이퍼(20)가 놓여지는 상기 척 플레이트(200)에 외부의 상기 냉각 공급부(30) 및 상기 가열 공급부(40)로부터 상기 냉각 매체(CM) 및 가열 매체(HM)가 상기 공급 제어부(400)를 통하여 선택적으로 공급되도록 하나의 유로(300)를 형성함으로써, 상기 웨이퍼(20)를 대상으로 하는 전기적인 성능 검사 과정에서 약 90℃ 이상의 고온에서 진행되는 고온 검사 공정에서 약 -40℃ 이하의 저온에서 진행되는 저온 검사 공정 또는 상기 저온 검사 공정에서 상기 고온 검사 공정으로 전환할 때 상기 냉각 매체(CM) 및 상기 가열 매체(HM)가 서로 직접 간섭되어 실질적으로 온도가 전환되는 과도기 시간을 줄일 수 있다. 예를 들어, 배경기술의 설명에서의 과도기 시간인 약 15분보다 약 5분 정도 줄일 수 있다.
따라서, 상기 웨이퍼(20)를 대상으로 하는 상기 고온 검사 공정 및 상기 저온 검사 공정은 진행하는 전체적으로 검사 공정 시간을 줄임으로써, 이에 따른 생산성 향상을 기대할 수 있다.
이하, 상기 척 구조물(100)의 유로(300)에서의 온도를 제어하는 구성에 대하여 도 2를 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 도 1에 도시된 척 구조물의 유로에 연결된 구조를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 추가적으로 참조하면, 상기 척 구조물(100)은 상기 유로(300)의 온도를 제어하기 위하여 온도 감지부(700) 및 온도 제어부(800)를 더 포함할 수 있다.
상기 온도 감지부(700)는 상기 척 플레이트(200)에 연결되어 상기 척 플레이트(200)의 온도를 감지한다. 상기 온도 제어부(800)는 상기 온도 감지부(700) 및 상기 냉각 공급부(30) 또는 상기 가열 공급부(40)와 연결되어, 상기 감지된 온도를 통해 상기 냉각 매체(CM) 또는 상기 가열 매체(HM)의 온도를 상기 척 플레이트(200)의 온도가 사용자에 의해 설정된 온도에 매칭되도록 제어한다.
또한, 상기 척 구조물(100)은 상기 유로(300)의 입구에 설치되어 상기 공급 제어부(400)에 의해서 선택적으로 공급되는 상기 냉각 매체(CM) 또는 상기 가열 매체(HM)의 유량을 조절하는 유량 조절부(900)를 더 포함할 수 있다. 이러면, 상기 척 플레이트(200)는 상기 냉각 공급부(30)로부터 공급되는 냉각 매체(CM) 및 상기 가열 공급부(40)로부터 공급되는 가열 매체(HM) 각각의 본질적인 온도에 의해서도 그 상부에 놓여지는 웨이퍼(20)의 온도를 제어할 수 있지만, 상기 유량 조절부(900)에 의해서 조절되는 유량에 의해서 보다 정밀하게 온도를 제어할 수 있다. 이에, 상기 유량 조절부(900)는 상기 공급 제어부(400)와도 연결되어 상기 척 플레이트(200)의 온도를 보다 정밀하게 제어할 수 있다는 장점이 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 프로브 카드 12 : 탐침
20 : 웨이퍼 30 : 냉각 공급부
40 : 가열 공급부 100 : 척 구조물
200 : 척 플레이트 210 : 진공홀
220 : 진공 라인 300 : 유로
400 : 공급 제어부 500 : 제1 밸브 유닛
510 : 제1 게이트 밸브 520 : 제1 체크 밸브
600 : 제2 밸브 유닛 610 : 제2 게이트 밸브
620 : 제2 체크 밸브 700 : 온도 감지부
800 : 온도 제어부 900 : 유량 조절부

Claims (4)

  1. 상부에 프로브 카드에 의한 검사 공정이 진행되는 웨이퍼가 놓여지는 척 플레이트;
    상기 척 플레이트에 내장되며, 외부의 냉각 매체를 공급하는 냉각 공급부 및 가열 매체를 공급하는 가열 공급부와 병렬로 연결된 하나의 유로;
    상기 유로의 상기 냉각 공급부와 연결된 부위 및 상기 가열 공급부와 연결된 부위 각각에 설치된 제1 및 제2 밸브 유닛들과 연결되어, 상기 제1 및 제2 밸브 유닛들을 통하여 상기 냉각 매체와 상기 가열 매체가 선택적으로 상기 유로에 공급되도록 제어하는 공급 제어부;
    상기 척 플레이트에 연결되어 온도를 감지하는 온도 감지부; 및
    상기 온도 감지부 및 상기 냉각 공급부 또는 상기 가열 공급부와 연결되어 상기 감지된 온도를 통하여 상기 냉각 매체 또는 상기 가열 매체의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 척 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 밸브 유닛들 각각은
    상기 냉각 매체 및 상기 가열 매체의 공급 여부를 제어하는 제1 및 제2 게이트 밸브들; 및
    상기 가열 매체 및 상기 냉각 매체가 역류하는 방지하기 위한 제1 및 제2 체크 밸브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 척 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유로의 입구에 설치되어 상기 공급 제어부에 의해서 선택적으로 공급되는 냉각 매체 또는 가열 매체의 유량을 조절하는 유량 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척 구조물.
  4. 삭제
KR1020140144629A 2014-10-24 2014-10-24 웨이퍼 지지용 척 구조물 KR102307839B1 (ko)

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