KR102490594B1 - 기판을 지지하기 위한 척 및 이를 구비하는 프로브 스테이션 - Google Patents

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KR102490594B1
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Abstract

기판을 지지하기 위한 척이 개시된다. 척은 상면에 웨이퍼가 안착되는 탑 플레이트, 탑 플레이트의 아래에 배치되며 탑 플레이를 가열하는 히터 유닛, 히터 유닛의 아래에 배치되고 내부에 냉각 유체가 순환되는 냉각 유로가 형성되며 웨이퍼가 기 설정된 공정 온도를 유지하도록 탑 플레이트를 냉각시키는 냉각 유닛, 및 히터 유닛과 냉각 유닛 사이에 배치된 확산 플레이트를 구비한다. 확산 플레이트는 냉각 유로와 연통되는 복수의 유체 분사홀을 가지며, 유체 분사홀들은 냉각 유닛으로부터 공급된 냉각 유체를 히터 유닛 측으로 균일하게 분사한다. 이에 따라, 균일한 온도 분포를 갖는 냉각 유체가 탑 플레이트에 제공될 수 있으므로, 탑 플레이트와 웨이퍼의 온도 분포가 균일하게 형성될 수 있다.

Description

기판을 지지하기 위한 척 및 이를 구비하는 프로브 스테이션{Chuck of supporting substrate and probe station having the same}
본 발명의 실시예들은 기판을 지지하기 위한 척 및 이를 구비하는 프로브 스테이션에 관한 것이다. 보다 상세하게는 프로브 카드를 이용하여 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼에 대하여 전기적인 검사를 수행하기 위해 웨이퍼를 지지하는 척 및 이를 구비하는 프로브 스테이션에 관한 것이다.
일반적으로 집적 회로 소자들과 같은 반도체 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 일련의 반도체 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 박막을 전기적 특성들을 갖는 패턴들로 형성하기 위한 식각 공정, 패턴들에 불순물들을 주입 또는 확산시키기 위한 이온 주입 공정 또는 확산 공정, 패턴들이 형성된 웨이퍼로부터 불순물들을 제거하기 위한 세정 및 린스 공정 등을 반복적으로 수행함으로써 반도체 회로 소자들이 웨이퍼 상에 형성될 수 있다.
이러한 일련의 공정들을 통해 반도체 소자들을 형성한 후 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 검사 공정이 수행될 수 있다. 검사 공정은 복수의 탐침들을 갖는 프로브 카드를 포함하는 프로브 스테이션과 전기적인 신호를 제공하기 위하여 프로브 카드와 연결된 테스터에 의해 수행될 수 있다.
검사 공정을 위해 검사 챔버의 상부에는 프로브 카드가 배치될 수 있으며, 프로브 카드 아래에는 웨이퍼를 지지하는 척이 배치될 수 있다. 척의 아래에는 척을 회전시키는 회전 구동부가 배치될 수 있으며, 회전 구동부의 아래에는 척을 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동부와 척을 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동부가 배치될 수 있다.
검사 공정은 웨이퍼를 고온으로 가열하여 진행할 수 있으며, 이를 위해 척에 내장된 히터를 구동시켜 척을 약 150℃로 가열한다. 이렇게 척을 고온으로 가열할 경우 척의 열이 척의 아래에 구비된 회전 구동부에 전도될 수 있으며, 회전 구동부를 구성하는 부재들 간의 열 팽창률 차이로 인하여 부재들 간에 유격이 발생할 수 있다. 특히, 회전 구동부의 크로스 롤러 베어링과 이와 결합되는 부재들 간에 유격이 발생할 경우 회전 각도를 정확하게 제어할 수 없어 프로브 카드와 웨이퍼의 정렬 불량이 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 척은 히터의 아래에 척의 냉각 유닛을 구비한다. 냉각 유닛은 내부에 냉각 유체가 흐르는 냉각 유로가 형성되며, 척과 웨이퍼가 적정 온도 이상으로 가열되는 것을 방지하고, 척의 열이 회전 구동부에 전도되는 것을 방지한다. 그러나 냉각 유체의 유입과 배출이 척의 측부측에서 이루어지기 때문에, 척에서 냉각 유체가 유입되는 유입부와 인접하게 위치하는 척의 가장자리 부분이 다른 영역에 비해 온도가 낮다. 특히, 척의 측부측과 거리가 먼 척의 중심 부분의 온도는 다른 영역에 비해 상대적으로 높다. 이와 같이, 냉각 유체가 주입되는 유입부 위치로 인해 척의 온도 분포가 불균일하게 나타나므로, 웨이퍼의 온도 분포 또한 불균일하게 되어 검사 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.
(0001) 한국공개특허 제10-2001-0075341호(2001.08.09.)
본 발명의 실시예들은 웨이퍼가 안착되는 면의 온도 분포를 균일하게 유지할 수 있는 기판을 지지하기 위한 척 및 이를 구비하는 프로브 스테이션을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예들에 따르면, 기판을 지지하기 위한 척은, 상면에 웨이퍼가 안착되는 탑 플레이트, 상기 탑 플레이트의 아래에 배치되며 상기 탑 플레이를 가열하는 히터 유닛, 상기 히터 유닛의 아래에 배치되고 내부에 냉각 유체가 순환되는 냉각 유로가 형성되며 상기 웨이퍼가 기 설정된 공정 온도를 유지하도록 상기 탑 플레이트를 냉각시키는 냉각 유닛, 및 상기 히터 유닛과 상기 냉각 유닛 사이에 배치되고 상기 냉각 유로와 연통되는 복수의 유체 분사홀을 가지며 상기 탑 플레이트의 균일한 온도 분포를 위해 상기 냉각 유닛으로부터 공급된 상기 냉각 유체를 상기 히터 유닛 측으로 균일하게 분사하기 위한 확산 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 확산 플레이트는, 상기 히터 유닛과의 사이에 형성되고 상기 유체 분사홀들과 연통되며 상기 유체 분사홀들을 통해 유입된 상기 냉각 유체를 균일하게 확산시키기 위한 챔버를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 챔버는 상기 냉각 유로와 대응하는 위치에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 히터 유닛은 상기 탑 플레이트의 온도를 국부적으로 조절하기 위해 상기 탑 플레이트 하부의 서로 다른 영역에 배치되어 개별 구동되는 복수의 히팅부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 냉각 유닛은 외부로부터 상기 냉각 유체가 상기 냉각 유로로 유입되는 유입부와 상기 냉각 유로 안의 냉각 유체가 외부로 배출되는 배출부를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 유입부와 상기 배출부는 상기 냉각 유닛에서 상기 탑 플레이트의 중심 부분과 대응하는 부분에 위치하며, 상기 히팅부들은 각각 상기 히터 유닛의 중심 지점을 둘러쌀 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 척은, 상기 냉각 유닛의 아래에 배치되며 상기 히터 유닛의 열이 상기 냉각 유닛의 하측으로 전도되는 것을 차단하기 위한 단열 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 단열 부재는 상기 냉각 유닛의 가장자리 부분에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 단열 부재는 복수로 구비될 수 있으며, 복수의 단열 부재는 상기 냉각 유닛의 가장자리 부분을 따라 서로 이격되어 위치할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 프로브 스테이션은, 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들에 대한 전기적 검사를 위한 프로브 카드, 및 상기 프로브 카드의 아래에 배치되고, 상기 웨이퍼를 지지하는 척을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 척은, 상면에 상기 웨이퍼가 안착되는 탑 플레이트, 상기 탑 플레이트의 아래에 배치되고 상기 탑 플레이를 가열하는 히터 유닛, 상기 히터 유닛의 아래에 배치되고 내부에 냉각 유체가 순환되는 냉각 유로가 형성되며 상기 웨이퍼가 기 설정된 공정 온도를 유지하도록 상기 탑 플레이트를 냉각시키는 냉각 유닛, 및 상기 히터 유닛과 상기 냉각 유닛 사이에 배치되고 상기 냉각 유로와 연통되는 복수의 유체 분사홀을 가지며 상기 탑 플레이트의 균일한 온도 분포를 위해 상기 냉각 유닛으로부터 공급된 상기 냉각 유체를 상기 히터 유닛 측으로 균일하게 분사하기 위한 확산 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 확산 플레이트는, 상기 히터 유닛과의 사이에 형성되고 상기 유체 분사홀들과 연통되며 상기 유체 분사홀들을 통해 유입된 상기 냉각 유체를 균일하게 확산시키기 위한 챔버를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 척은, 상기 냉각 유닛의 아래에 배치되며 상기 히터 유닛의 열이 상기 냉각 유닛의 하측으로 전도되는 것을 차단하기 위한 단열 부재를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판을 지지하기 위한 척 및 이를 구비하는 프로브 스테이션은 냉각 유닛의 냉각 유체를 보다 균일하게 분산 및 확산시켜 탑 플레이트 측에 공급하기 위한 확산 플레이트를 구비함으로써, 종래 대비 냉각 유체의 온도 분포를 보다 균일하게 하여 탑 플레이트에 제공할 수 있다. 이에 따라, 프로브 스테이션은 탑 플레이트와 웨이퍼의 온도 분포를 균일하게 형성할 수 있으므로, 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 척을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 척을 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 히터 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 확산 플레이트를 설명하기 위한 개략적인 부분 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 단열 부재들을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션(400)은 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼(10)에 대하여 프로브 카드(20)를 이용해 전기적인 특성 검사를 수행할 수 있다. 상기 프로브 스테이션(400)은 검사 챔버(110), 및 상기 웨이퍼(10)를 지지하는 기판 지지 모듈(200)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 검사 챔버(110)는 상기 웨이퍼(10)에 대하여 전기적인 특성 검사를 수행하기 위한 공정 공간을 제공하며, 상기 공정 공간에는 상기 프로브 카드(20)와 상기 기판 지지 모듈(200)이 배치될 수 있다.
상기 기판 지지 모듈(200)은 상기 웨이퍼(10)를 지지하는 척(300), 상기 척(300)을 회전시키기 위한 회전 구동부(210), 상기 척(300)을 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동부(220), 척 스테이지(230), 및 상기 척(300)을 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동부(240)를 포함할 수 있다.
상기 척(300)은 상기 프로브 카드(20)와 마주하여 배치되며, 상기 전기적인 특성 검사를 위해 상기 웨이퍼(10)를 기 설정된 공정 온도로 가열할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 척을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 척을 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 척(300)은 상면에 상기 웨이퍼(10)가 안착되는 탑 플레이트(310), 상기 탑 플레이트(310)를 가열하기 위한 히터 유닛(320), 상기 탑 플레이트(31)를 냉각시키기 위한 냉각 유닛(330), 및 상기 히터 유닛(320)과 상기 냉각 유닛(330) 사이에 배치된 확산 플레이트(340)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 탑 플레이트(310)는 상기 웨이퍼(10)와 같이 대체로 원판 형상을 가지며, 상기 검사 공정이 진행되는 동안 상기 웨이퍼(10)를 고정시킨다. 도면에는 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 탑 플레이트(310)에는 진공압을 이용하여 상기 웨이퍼(10)를 고정시키며 이를 위해 복수의 진공홀이 형성될 수 있다.
상기 히터 유닛(320)은 상기 탑 플레이트(310)의 하부에 결합되며, 상기 웨이퍼(10)를 가열하기 위해 상기 탑 플레이트(310)를 기 설정된 공정 온도로 가열한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 히터 유닛(320)은 도 3에 도시된 것처럼 대체로 원판 형상을 가질 수 있으며, 상기 탑 플레이트(310)와 유사한 크기를 가질 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 히터 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 히터 유닛(320)은 상기 탑 플레이트(310)의 온도를 국부적으로 조절하기 위해 개별 구동이 가능한 복수의 히팅부(322)를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 히터 유닛(320)은 3개의 히팅부들(322A, 322B, 322C)을 구비하나, 상기 히팅부(322A, 322B, 322C)의 개수는 공정 조건에 따라 변경 가능하다.
상기 히팅부들(322A, 322B, 322C)은 상기 탑 플레이트(310)의 서로 다른 영역에 대응하여 배치되며, 이에 따라, 상기 탑 플레이트(310)는 각 히팅부(322A, 322B, 322C)에 대응하는 영역별로 온도가 조절될 수 있다.
구체적으로, 상기 히팅부들(322)은 상기 탑 플레이트(310)의 중심 부분에 대응하여 위치하는 제1 히팅부(322A)와, 상기 제1 히팅부(322A)를 둘러싼 제2 히팅부(322B)와, 상기 제2 히팅부(322B)를 둘러싼 제3 히팅부(322C)를 포함할 수 있다. 상기 제3 히팅부(322C)는 상기 탑 플레이트(310)의 가장자리 부분에 대응하여 위치하며, 상기 제1 내지 제3 히팅부들(322A, 322B, 322C) 각각은 상기 히터 유닛(320)의 중심 지점을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 히팅부들(322A, 322B, 322C) 각각은 나선형으로 배치된 열선(40)을 구비할 수 있으며, 상기 열선(40)으로부터 발생된 열에 의해 상기 탑 플레이트(310)가 가열된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 히팅부들(322)은 상기 탑 플레이트(310)의 중심 부분측의 온도 조절과 가장자리 부분의 온도 조절이 각각 가능하도록 배치되나, 각 히팅부(322A, 322B, 322C)의 배치 위치와 그 형상 및 상기 히팅부(322A, 322B, 322C)의 개수는 상기 탑 플레이트(310)의 온도 분포도에 따라 변경될 수 있다.
도면에는 상세하게 도시하지 않았으나, 상기 척(300)은 상기 탑 플레이트(310)의 온도를 센싱하기 위한 복수의 온도 센서를 구비할 수 있다. 상기 온도 센서들은 상기 히팅부들(322)에 대응하여 배치될 수 있으며, 각 히팅부(322A, 322B, 322C)는 대응하는 온도 센서에 의해 센싱된 상기 탑 플레이트(310)의 온도에 따라 가열 온도가 조절될 수 있다.
이와 같이, 상기 히터 유닛(320)은 상기 탑 플레이트(310)를 국부적으로 가열할 수 있으므로, 상기 탑 플레이트(310)의 중심 부분과 가장자리 부분의 온도차에 따라 상기 탑 플레이트(310)의 중심 부분측과 가장자리 부분측을 서로 다르게 가열할 수 있다. 이에 따라, 상기 척(300)은 상기 탑 플레이트(310)와 상기 웨이퍼(10)의 온도 분포를 보다 균일하게 유지할 수 있다.
다시, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 히터 유닛(320)의 아래에는 상기 냉각 유닛(330)이 배치된다. 상기 냉각 유닛(330)은 상면에 냉각 유체가 순환되는 냉각 유로(332)가 형성되며, 도 3에 도시된 것처럼 대체로 원판 형상을 가질 수 있다. 상기 냉각 유닛(330)은 상기 히터 유닛(320)에 의해 가열된 웨이퍼(10)가 상기 검사 공정을 위한 적정 온도를 유지하도록 상기 탑 플레이트(310)를 냉각시킨다. 즉, 상기 냉각 유닛(330)은 상기 탑 플레이트(310)가 상기 히터 유닛(320)으로부터 제공되는 열에 의해 적정 공정 온도 이상으로 가열되지 않도록 상기 탑 플레이트(310)를 냉각시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 냉각 유닛(330)은 외부로부터 상기 냉각 유체가 주입되는 유입구(334)와 상기 냉각 유로(332) 안의 냉각 유체가 외부로 배출되는 배출구(336)가 상기 냉각 유닛(330)의 중심 부분에 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 냉각 유닛(230)의 측면측으로 냉각 유체가 유입 및 배출되는 종래와 달리 상기 탑 플레이트(310)의 중심 부분의 온도가 다른 영역에 비해 너무 높아지는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 유입구(334)는 상기 냉각 유닛(330)에 상기 냉각 유체를 공급하기 위한 유체 공급관(362)과 연통되고, 상기 배출구(336)는 상기 냉각 유닛(330)로부터 배출된 냉각 유체를 외부로 배출하기 위한 유체 배출관(364)과 연통된다. 또한, 상기 냉각 유체로는 냉각 가스가 이용될 수 있다.
그러나 상기 냉각 유닛(330)은 상기 냉각 유체의 주입이 상기 냉각 유닛(330)의 전 영역에서 이루어지지 않고 어느 특정 지점에서 이루어지기 때문에, 상기 냉각 유체의 주입이 이루어지는 부분의 온도가 다른 부분에 비해 낮을 수 있다. 이를 보완하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 척(300)은 상기 냉각 유닛(320)으로부터 제공된 상기 냉각 유체를 균일하게 분산시키기 위한 상기 확산 플레이트(340)를 구비한다.
도 5는 도 3에 도시된 확산 플레이트를 설명하기 위한 개략적인 부분 평면도이다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 확산 플레이트(340)는 상기 히터 유닛(320)과 상기 냉각 유닛(330) 사이에 배치되고, 도 3에 도시된 것처럼 대체로 원판 형상을 가질 수 있다. 상기 확산 플레이트(340)는 상기 냉각 유로(332)와 연통되는 복수의 유체 분사홀(342)을 구비한다. 상기 유체 분사홀들(342)은 상기 확산 플레이트(340)를 관통하여 형성되며, 상기 확산 플레이트(340)의 전 영역에 고르게 형성될 수 있다. 상기 냉각 유로(332)를 흐르는 상기 냉각 유체는 상기 유체 분사홀들(342)을 통해 상기 히터 유닛(320) 측으로 분사되며, 그 결과, 상기 냉각 유체가 상기 탑 플레이트(310)의 특정 영역 측에 집중되어 분사되지 않고 혼합되어 균일하게 분사될 수 있다.
또한, 상기 확산 플레이트(340)는 상기 냉각 유체를 보다 균일하게 확산시키기 위한 챔버(344)가 형성될 수 있다. 상기 챔버(344)는 상기 확산 플레이트(340)의 상면에 형성되어 상기 히터 유닛(320)과의 사이에 형성되며, 상기 유체 분사홀들(342)과 연통된다. 상기 냉각 유체는 상기 유체 분사홀들(342)을 통해 상기 챔버(344)로 유입되며, 상기 챔버(344) 안에서 온도가 보정되어 상기 탑 플레이트(310)을 냉각시킬 수 있다.
특히, 상기 냉각 유로(332) 안의 냉각 유체는 상기 유입구(344)로부터 멀어질수록 온도가 높아지기 때문에, 온도 분포가 불균일하다. 상기 확산 플레이트(340)는 이러한 냉각 유체의 불균일한 온도 분포를 보정하여 상기 탑 플레이트(310) 측으로 분사할 수 있다.
즉, 상기 냉각 유체는 상기 유체 공급관(362)으로부터 상기 냉각 유닛(330)의 상기 유입구(334)를 통해 상기 냉각 유로(332)에 주입된다. 이어, 상기 냉각 유체는 상기 냉각 유로(332)를 따라 흐르면서 상기 확산 플레이트(340)의 상기 유체 분사홀들(342)을 통해 상기 챔버(344) 안으로 유입된다. 상기 유체 분사홀들(342)에 의해 1차 분산된 상기 냉각 유체는 상기 챔버(344) 안에서 2차 분산된다. 이때, 상기 챔버(344) 안에서 상기 냉각 유닛(330)의 서로 다른 영역으로부터 유입된 냉각 유체가 서로 혼합될 수 있다. 이에 따라, 상기 탑 플레이트(310)의 중심 부분측으로 공급되는 냉각 유체와 가장자리 부분측으로 공급되는 냉각 유체 간의 온도 편차가 감소될 수 있다. 참고로, 도 2에서 도면 부호 CI는 상기 탑 플레이트(310) 측으로 공급되는 냉각 유체의 흐름을 나타내며, 도면 부호 CO는 상기 척(310)으로부터 배출되는 냉각 유체의 흐름을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(344)는 상기 확산 플레이트(340)에서 상기 냉각 유로(332)와 대응하는 부분에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 척(300)은 상기 냉각 유닛(330)의 냉각 유체를 보다 균일하게 분산 및 확산시켜 상기 탑 플레이트(310) 측으로 공급하기 위한 상기 확산 플레이트(340)를 구비함으로써, 종래 대비 상기 냉각 유체의 온도 분포를 균일하게 하여 상기 탑 플레이트(310)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 탑 플레이트(310)와 상기 웨이퍼(10)의 온도 분포가 균일하게 형성될 수 있으므로, 상기 프로브 스테이션(400)은 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 척(300)은 상기 가열 유닛(320)의 열이 상기 척(300)의 하측, 즉 상기 회전 구동부(210; 도 1 참조) 측으로 전도되는 것을 차단하기 위한 단열 부재(350)를 더 구비할 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 단열 부재들을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 단열 부재(350)는 상기 냉각 유닛(330)의 아래에 배치될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 냉각 유닛(330)의 가장자리 부분에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단열 부재(350)는 복수로 구비될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 서로 이격되어 원형의 링 형태로 배치될 수 있다.
이와 같이, 상기 단열 부재(350)는 상기 냉각 유닛(330) 보다 작은 크기로 제조되어 복수로 구비됨으로써, 하나의 커다란 판 형상으로 제조되는 종래의 단열 부재보다 그 가공 및 조립이 용이하다. 또한, 상기 단열 부재들(350)이 상기 냉각 유닛(330)의 가장자리 부분에 위치하므로, 상기 척(300)의 수평 조절이 용이하다.
다시, 도 1을 참조하면, 상기 척(300)의 아래에는 상기 척(300)을 회전시키기 위한 상기 회전 구동부(210)가 배치될 수 있다. 도면에는 상세히 도시하지 않았으나, 상기 회전 구동부(210)는 모터와 상기 모터에 의해 회전하는 크로스 롤러 베어링 등으로 구성될 수 있다.
상기 회전 구동부(210)의 아래에는 상기 척(300)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 상기 수직 구동부(220)가 배치되며, 상기 수직 구동부(220)는 상기 척 스테이지(230) 상에 배치될 수 있다. 상기 척 스테이지(230)의 아래에는 상기 척(300)을 수평 방향으로 이동시키기 위한 상기 수평 구동부(240)가 배치될 수 있다. 상기 회전 구동부(210)와 상기 수직 구동부(220) 및 상기 수평 구동부(240)는 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)에 대한 상기 웨이퍼(10)의 검사 패드들의 위치와 상기 척(300)의 수직 및 수평 위치를 조절하며, 이로써, 상기 프로브 카드(20)와 상기 웨이퍼(10)가 정렬될 수 있다.
한편, 상기 기판 지지 모듈(200)의 상측에는 상기 프로브 카드(20)가 배치될 수 있다. 상기 웨이퍼(10)와 상기 프로브 카드(20)의 정렬이 완료되면, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)이 상기 웨이퍼(10) 상의 검사 패드들에 접촉되어 검사 신호를 인가한다. 여기서, 상기 프로브 스테이션(400)는 상기 웨이퍼(10)의 전기적 특성을 검사하기 위한 테스터(30)와 연결될 수 있다. 상기 테스터(30)는 상기 프로브 카드(20)를 통해 상기 검사 신호를 상기 웨이퍼(10)에 형성된 상기 반도체 소자들에 인가하고, 상기 반도체 소자들로부터 출력되는 신호들을 통해 상기 웨이퍼(10)의 전기적인 특성을 검사한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 프로브 스테이션(400)은 상기 척(300)의 일측에 배치된 하부 정렬 카메라(120)와 상기 프로브 카드(20)의 일측에 배치된 상부 정렬 카메라(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 하부 정렬 카메라(120)는 상기 척 스테이지(230) 상에 배치되어 상기 척(300)과 함께 이동 가능하며, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 상기 상부 정렬 카메라(130)는 상기 척(300)의 상측에 배치되어 상기 웨이퍼(10) 상의 패턴들에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 도면에는 상세히 도시하지 않았으나, 상기 상부 정렬 카메라(130)는 브릿지 형태를 갖는 구동부에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 특히, 상기 하부 및 상부 정렬 카메라들(120, 130)은 상기 웨이퍼(10)와 상기 프로브 카드(20) 사이에 정렬을 위해 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 챔버 120, 130 : 정렬 카메라
200 : 기판 지지 모듈 300 : 척
310 : 탑 플레이트 320 : 히터 유닛
330 : 냉각 유닛 340 : 확산 플레이트
350 : 단열 부재 210 : 회전 구동부
220 : 수직 구동부 230 : 척 스테이지
240 : 수평 구동부

Claims (11)

  1. 상면에 웨이퍼가 안착되는 탑 플레이트;
    상기 탑 플레이트의 아래에 배치되고, 상기 탑 플레이를 가열하는 히터 유닛;
    상기 히터 유닛의 아래에 배치되고, 내부에 냉각 유체가 순환되는 냉각 유로가 형성되며, 상기 웨이퍼가 기 설정된 공정 온도를 유지하도록 상기 탑 플레이트를 냉각시키는 냉각 유닛;
    상기 히터 유닛과 상기 냉각 유닛 사이에 배치되고, 상기 냉각 유로와 연통되는 복수의 유체 분사홀을 가지며, 상기 탑 플레이트의 균일한 온도 분포를 위해 상기 냉각 유닛으로부터 공급된 상기 냉각 유체를 상기 히터 유닛 측으로 균일하게 분사하기 위한 확산 플레이트; 및
    상기 냉각 유닛의 아래에서 상기 냉각 유닛의 가장자리 부분을 따라 서로 이격되도록 배치되며, 상기 히터 유닛의 열이 상기 냉각 유닛의 하측으로 전도되는 것을 차단하기 위한 복수의 단열 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 지지하기 위한 척.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확산 플레이트는,
    상기 히터 유닛과의 사이에 형성되고 상기 유체 분사홀들과 연통되며 상기 유체 분사홀들을 통해 유입된 상기 냉각 유체를 균일하게 확산시키기 위한 챔버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판을 지지하기 위한 척.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 냉각 유로와 대응하는 위치에 구비된 것을 특징으로 하는 기판을 지지하기 위한 척.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히터 유닛은 상기 탑 플레이트의 온도를 국부적으로 조절하기 위해 상기 탑 플레이트 하부의 서로 다른 영역에 배치되어 개별 구동되는 복수의 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 지지하기 위한 척.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각 유닛은 외부로부터 상기 냉각 유체가 상기 냉각 유로로 유입되는 유입부와 상기 냉각 유로 안의 냉각 유체가 외부로 배출되는 배출부를 구비하고,
    상기 유입부와 상기 배출부는 상기 냉각 유닛에서 상기 탑 플레이트의 중심 부분과 대응하는 부분에 위치하며,
    상기 히팅부들은 각각 상기 히터 유닛의 중심 지점을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 기판을 지지하기 위한 척.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들에 대한 전기적 검사를 위한 프로브 카드; 및
    상기 프로브 카드의 아래에 배치되고, 상기 웨이퍼를 지지하는 척을 포함하고,
    상기 척은,
    상면에 상기 웨이퍼가 안착되는 탑 플레이트;
    상기 탑 플레이트의 아래에 배치되고, 상기 탑 플레이를 가열하는 히터 유닛;
    상기 히터 유닛의 아래에 배치되고, 내부에 냉각 유체가 순환되는 냉각 유로가 형성되며, 상기 웨이퍼가 기 설정된 공정 온도를 유지하도록 상기 탑 플레이트를 냉각시키는 냉각 유닛;
    상기 히터 유닛과 상기 냉각 유닛 사이에 배치되고, 상기 냉각 유로와 연통되는 복수의 유체 분사홀을 가지며, 상기 탑 플레이트의 균일한 온도 분포를 위해 상기 냉각 유닛으로부터 공급된 상기 냉각 유체를 상기 히터 유닛 측으로 균일하게 분사하기 위한 확산 플레이트; 및
    상기 냉각 유닛의 아래에서 상기 냉각 유닛의 가장자리 부분을 따라 서로 이격되도록 배치되며, 상기 히터 유닛의 열이 상기 냉각 유닛의 하측으로 전도되는 것을 차단하기 위한 복수의 단열 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 확산 플레이트는,
    상기 히터 유닛과의 사이에 형성되고 상기 유체 분사홀들과 연통되며 상기 유체 분사홀들을 통해 유입된 상기 냉각 유체를 균일하게 확산시키기 위한 챔버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.
  11. 삭제
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