KR102548815B1 - 반도체 소자들을 지지하기 위한 척 및 이를 포함하는 반도체 소자 테스트 장치 - Google Patents

반도체 소자들을 지지하기 위한 척 및 이를 포함하는 반도체 소자 테스트 장치 Download PDF

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Abstract

반도체 소자들을 지지하기 위한 척과 이를 포함하는 반도체 소자 테스트 장치가 개시된다. 상기 테스트 장치는, 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 지지하기 위한 척과, 상기 척의 상부에 배치되고 상기 척 상의 반도체 소자들을 전기적으로 테스트하기 위한 프로브 카드와, 상기 척을 상기 프로브 카드 아래의 테스트 영역으로 이동시키고 상기 반도체 소자들이 상기 프로브 카드에 접속되도록 상승시키는 척 구동 유닛을 포함한다. 상기 척은, 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 지지하기 위한 평탄한 상부면을 갖는 척 바디와, 상기 척 바디의 아래에 배치되며 상기 반도체 소자들의 온도를 조절하기 위한 냉각수가 공급되는 냉각 챔버와, 상기 척 바디의 하부면에 구비되며 상기 냉각수에 의한 열교환이 이루어지는 복수의 냉각핀들을 포함한다.

Description

반도체 소자들을 지지하기 위한 척 및 이를 포함하는 반도체 소자 테스트 장치{Chuck for supporting semiconductor devices and apparatus for testing the semiconductor devices having the same}
본 발명의 실시예들은 반도체 소자들을 지지하기 위한 척과 이를 포함하는 반도체 소자 테스트 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 소자들을 지지하며 상기 반도체 소자들의 온도 조절을 위한 냉각수가 공급되는 척 및 상기 척에 의해 지지된 상기 반도체 소자들을 전기적으로 테스터하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있으며, 상기와 같이 형성된 반도체 소자들은 다이싱 공정과 본딩 공정 및 패키징 공정을 통하여 반도체 패키지들로 제조될 수 있다.
상기와 같이 제조된 반도체 패키지들은 전기적 특성 검사를 통하여 양품 또는 불량품으로 판정될 수 있다. 상기 전기적 특성 검사에는 상기 반도체 소자들을 핸들링하는 테스트 핸들러와 상기 반도체 패키지들을 검사하기 위한 테스트 장치가 사용될 수 있다.
최근 다양한 형태의 반도체 소자들이 개발됨에 따라 다이싱 공정에 의해 개별화된 반도체 소자들에 대하여 즉 패키징 공정이 수행되기 이전의 개별화된 반도체 소자들에 대하여 전기적인 테스트 공정이 요구될 수 있으며, 아울러 이를 수행하기 위한 테스트 장치에 대한 요구가 있다. 상기와 같은 기술적인 요구에 대응하기 위한 시도로서 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원 제10-2016-0081446호 및 제10-2016-0095944호에는 트레이 또는 프레임 웨이퍼로부터 테스트를 위한 척 상에 반도체 소자들을 로드하고 상기 반도체 소자들을 프로브 카드와 동시에 접속시킨 후 테스트 공정을 수행하는 반도체 소자 테스트 장치가 개시되어 있다.
한편, 상기 척에는 상기 반도체 소자들의 온도를 조절하기 위한 히터와 냉각수의 순환이 가능한 냉각 유로가 구비될 수 있다. 일반적으로 상기 척의 온도 조절을 위한 냉각 유로는 지그재그 형태 또는 나선 형태로 구성될 수 있으나, 이 경우 냉각수의 순환 과정에서 상기 냉각수의 온도가 변화될 수 있으며 이에 따라 상기 척의 온도를 균일하게 제어하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 상기 냉각 유로의 입구와 출구 사이에서 온도 차이가 크게 발생될 수 있으며, 또한 상기 반도체 소자들의 테스트 과정에서 상기 반도체 소자들이 발열되는 경우 온도 제어가 더욱 어려워질 수 있다.
본 발명의 실시예들은 온도 균일도를 향상시킬 수 있는 척과 이를 포함하는 반도체 소자 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 소자들을 지지하기 위한 척은, 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 지지하기 위한 평탄한 상부면을 갖는 척 바디와, 상기 척 바디의 아래에 배치되며 상기 반도체 소자들의 온도를 조절하기 위한 냉각수가 공급되는 냉각 챔버와, 상기 척 바디의 하부면에 구비되며 상기 냉각수에 의한 열교환이 이루어지는 복수의 냉각핀들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 척 바디의 상부면에는 상기 반도체 소자들을 각각 진공 흡착하기 위한 진공홀들이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 척 바디의 내부에는 상기 진공홀들과 연결된 진공 유로들이 서로 평행하게 구비되며, 상기 진공 유로들 내부의 진공압을 일정하게 유지하기 위한 제어 밸브들이 상기 진공 유로들에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 냉각핀들은 상기 진공 유로들과 평행하게 연장할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 척은, 상기 냉각 챔버의 중앙 부위로 상기 냉각수를 공급하기 위한 공급 배관과, 상기 냉각 챔버의 가장자리 부위로부터 상기 냉각수를 회수하기 위한 회수 배관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 척은, 상기 냉각 챔버의 가장자리 부위와 연결되도록 상기 냉각 챔버 아래에 배치되는 회수 챔버를 더 포함할 수 있으며, 상기 회수 배관은 상기 회수 챔버를 통해 상기 냉각 챔버와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 공급 배관은 상기 회수 챔버를 관통하여 상기 냉각 챔버의 중앙 부위와 연결되고, 상기 회수 배관은 상기 공급 배관을 감싸도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 냉각 챔버의 중앙 부위로부터 가장자리 부위를 향하여 상기 냉각핀들의 단위 면적당 개수가 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 냉각핀들은 상기 척 바디의 하부면을 기준으로 하방으로 돌출하거나 상방으로 오목하게 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 반도체 소자 테스트 장치는, 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 지지하기 위한 척과, 상기 척의 상부에 배치되고 상기 척 상의 반도체 소자들을 전기적으로 테스트하기 위한 프로브 카드와, 상기 척을 상기 프로브 카드 아래의 테스트 영역으로 이동시키고 상기 반도체 소자들이 상기 프로브 카드에 접속되도록 상승시키는 척 구동 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 척은, 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 지지하기 위한 평탄한 상부면을 갖는 척 바디와, 상기 척 바디의 아래에 배치되며 상기 반도체 소자들의 온도를 조절하기 위한 냉각수가 공급되는 냉각 챔버와, 상기 척 바디의 하부면에 구비되며 상기 냉각수에 의한 열교환이 이루어지는 복수의 냉각핀들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 척 바디의 상부면에는 상기 반도체 소자들을 각각 진공 흡착하기 위한 진공홀들이 구비되고, 상기 척 바디의 내부에는 상기 진공홀들과 연결된 진공 유로들이 서로 평행하게 구비되며, 상기 진공 유로들 내부의 진공압을 일정하게 유지하기 위한 제어 밸브들이 상기 진공 유로들에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 냉각핀들은 상기 진공 유로들과 평행하게 연장하며 상기 척 바디의 하부면을 기준으로 하방으로 돌출하거나 상방으로 오목하게 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 소자들을 지지하기 위한 척은 상기 반도체 소자들을 지지하기 위한 척 바디와 상기 척 바디의 하부에 배치되며 상기 척 바디의 온도 조절을 위한 냉각수가 공급되는 냉각 챔버 및 상기 척 바디의 하부면에 구비되며 상기 냉각수에 의한 열교환이 이루어지는 복수의 냉각핀들을 구비할 수 있다.
상기 냉각 챔버 내에는 종래 기술과 비교하여 상대적으로 많은 양의 냉각수가 수용될 수 있으며, 상기 냉각핀들은 상기 냉각수와 상기 척 바디의 접촉 면적을 증가시켜 열전달률을 향상시킬 수 있다. 특히, 종래 기술과 비교하여 상기 냉각수의 잠열이 상대적으로 크기 때문에 상기 냉각 챔버 내에서 상기 냉각수 온도 변화가 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 척 바디 및 그 상부의 반도체 소자들의 온도 균일도가 크게 개선될 수 있다.
또한, 상기 냉각핀들을 상기 척 바디 내부의 진공 유로들과 평행하게 배치하거나 상기 냉각핀들의 개수를 상기 냉각수의 공급 배관이 연결되는 중앙 부위로부터 상기 냉각수의 회수가 이루어지는 가장자리 부위를 향하여 점차 증가시킴으로써 상기 척 바디 및 그 상부의 반도체 소자들의 온도를 보다 균일하게 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 척과 이를 포함하는 반도체 소자 테스트 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 척을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 척 바디를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 냉각핀들의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 냉각핀들의 다른 예를 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 척과 이를 포함하는 반도체 소자 테스트 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 테스트 장치(20)는, 반도체 소자들(10)에 대한 DC 테스트, AC 테스트 또는 기능 테스트를 위해 사용될 수 있으며, 특히 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들(10)에 대한 테스트 공정의 수행을 위해 사용될 수 있다.
상기 테스트 장치(20)는 상기 반도체 소자들(10)을 지지하기 위한 척(100)과 상기 척(100) 상의 반도체 소자들(10)에 대한 테스트 공정을 수행하기 위한 프로브 카드(32)를 포함하는 테스트 모듈(30)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 테스트 장치(20)는 상기 척(100)을 상기 프로브 카드(32) 아래의 테스트 영역으로 이동시키고 상기 반도체 소자들(10)이 상기 프로브 카드(32)에 접속되도록 상승시키는 척 구동 유닛(40)을 포함할 수 있다.
상기 척 구동 유닛(40)의 일측에는 프레임 웨이퍼를 지지하는 스테이지 유닛(50)이 배치될 수 있으며, 상기 척 구동 유닛(40)은 상기 척(100)을 상기 스테이지 유닛(50)에 인접하는 로드/언로드 영역으로 이동시킬 수 있다. 상기 스테이지 유닛(50)의 상부에는 상기 반도체 소자들(10)을 이동시키기 위한 이송 유닛(60)이 배치될 수 있으며, 상기 이송 유닛(60)은 상기 척(100)과 상기 스테이지 유닛(50) 사이에서 상기 반도체 소자들(10)을 이동시킬 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 프레임 웨이퍼는 상기 반도체 소자들(10)이 부착된 점착 시트와 상기 점착 시트를 지지하기 위한 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임을 포함할 수 있다. 그러나, 상기와 다르게, 상기 반도체 소자들(10)은 트레이에 수납된 상태로 제공될 수도 있다.
예를 들면, 상기 이송 유닛(60)은 상기 프레임 웨이퍼로부터 반도체 소자들(10)을 하나씩 픽업하여 상기 로드/언로드 영역에 위치된 척(100) 상으로 순차적으로 이동시킬 수 있다. 상기 이송 유닛(60)은 상기 반도체 소자들(10)을 픽업하기 위한 피커(62)와 상기 피커(62)를 수평 및 수직 방향으로 이동시키기 위한 피커 구동부(64)를 포함할 수 있다. 이때, 도시되지는 않았으나, 상기 로드/언로드 영역의 상부에는 상기 척(100) 상에 반도체 소자들(10)이 기 설정된 위치들에 정렬되었는지 확인하기 위한 정렬 카메라(미도시)가 배치될 수 있으며, 상기 이송 유닛(60)은 상기 정렬 카메라에 의해 획득된 영상 신호에 따라 상기 반도체 소자들(10)을 상기 척(100) 상의 기 설정된 위치들에 정렬시킬 수 있다.
상기 반도체 소자들(10)이 상기 척(100) 상에 로드된 후 상기 척 구동 유닛(40)은 상기 프로브 카드(32) 아래의 테스트 영역으로 상기 척(100)을 이동시킬 수 있으며, 이어서 상기 척(100) 상의 반도체 소자들(10)이 상기 프로브 카드(32)에 접속되도록 상기 척(100)을 상승시킬 수 있다. 상기 테스트 모듈(30)은 상기 프로브 카드(32)를 통해 상기 반도체 소자들(10)에 테스트 신호를 인가할 수 있으며, 상기 반도체 소자들(10)로부터의 출력 신호를 분석하여 상기 반도체 소자들(10)의 불량 여부를 판정할 수 있다.
상기와 같이 테스트 공정이 완료된 후 상기 척 구동 유닛(40)은 상기 척(100)을 하강시킨 후 상기 로드/언로드 영역으로 이동시킬 수 있으며, 상기 이송 유닛(60)은 상기 반도체 소자들(10)의 테스트 결과에 따라 분류하여 상기 로드/언로드 영역에 인접하도록 배치된 트레이들(미도시)에 수납할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 척을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 상기 척(100)은 상기 반도체 소자들(10)을 지지하기 위한 평탄한 상부면을 갖는 척 바디(110)와, 상기 척 바디(110)의 아래에 배치되며 상기 반도체 소자들(10)의 온도를 조절하기 위한 냉각수가 공급되는 냉각 챔버(120)와, 상기 척 바디(110)의 하부면에 구비되며 상기 냉각수에 의한 열교환이 이루어지는 복수의 냉각핀들(130)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 척 바디(110)는 디스크 형태를 가질 수 있으며, 상기 척 바디(110)의 상부면에는 상기 반도체 소자들(10)을 각각 진공 흡착하기 위한 진공홀들(112)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 척 바디(110)의 내부에는 상기 진공홀들(112)과 연결되는 진공 유로들(114)이 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 진공 유로들(114)은 진공 펌프와 같은 진공 소스에 연결될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 척 바디를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 척 바디(110)의 상부면에는 복수의 행과 열의 형태로 상기 진공홀들(112)이 배치될 수 있으며, 각각의 진공홀들(112) 상에 상기 반도체 소자들(10)이 각각 로드될 수 있다. 특히, 상기 진공홀들(112)은 행 방향 또는 열 방향으로 복수의 그룹들로 분할될 수 있으며, 상기 그룹들 각각에 포함된 진공홀들(112)은 하나의 진공 유로(114)에 의해 서로 연결될 수 있다. 또한, 상기 진공 유로들(114)은 상기 진공 배관들(116)을 통해 상기 진공 소스(미도시)와 연결될 수 있으며, 상기 진공 배관들(116)에는 각각 제어 밸브들(118)이 설치될 수 있다.
상기 제어 밸브들(118)은 상기 진공홀들(112) 내부의 진공압을 일정하게 유지하기 위하여 상기 진공 배관들(116)을 통해 흐르는 공기 유량을 제어할 수 있다. 특히, 상기 그룹들 중 하나에 포함된 진공홀들(112)을 일 예로서 설명하면, 상기 진공홀들(112) 상에 반도체 소자들(10)이 하나씩 순차적으로 놓여지는 경우 상기 하나의 진공 유로(114)를 통해 흡입되는 공기의 유량이 점차 감소될 수 있다. 상기 제어 밸브(118)는 상기 유량을 항상 일정하게 유지하기 위하여 개방 정도가 조절될 수 있으며, 이에 따라 상기 진공홀들(112)에 흡착된 반도체 소자들(10)에 인가되는 진공압이 항상 일정하게 유지될 수 있다.
즉, 상기 반도체 소자들(10)이 상기 척(100) 상에 순차적으로 로드되는 동안 상기 제어 밸브들(118)은 상기 반도체 소자들(10)의 로드에 따라 상기 진공 유로들(114)을 통해 흐르는 공기 유량을 점차 감소시킬 수 있으며, 이와 반대로 상기 반도체 소자들(10)이 상기 척(100)으로부터 하나씩 언로드되는 경우 상기 공기 유량을 점차 증가시킬 수 있다. 결과적으로, 상기 반도체 소자들(10)의 로드/언로드 동안에 상기 척(100) 상의 반도체 소자들(10)은 상기 진공홀들(112)에 의해 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 도시된 바에 의하면, 예시적으로 일부 그룹들과 각각 연결된 진공 배관들(116) 및 제어 밸브들(118)만 도시하였으나, 모든 그룹들에 각각 진공 배관들(116)과 제어 밸브들(118)이 연결될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 냉각핀들의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 냉각핀들(130)은 상기 척 바디(110)와의 열교환 효율을 개선하고 상기 척 바디(110)의 온도를 균일하게 하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 상기 냉각핀들(130)은 상기 냉각 챔버(120) 내에 공급된 냉각수와 상기 척 바디(110) 사이의 접촉 면적을 증가시킴으로써 열교환 효율을 개선할 수 있다. 일 예로서, 상기와 같이 진공 유로들(114)이 서로 평행하게 구비되는 경우 상기 냉각핀들(130)은 상기 척 바디(110)의 온도 균일도를 향상시키기 위해 상기 진공 유로들(114)과 평행하게 연장하도록 구성될 수 있다. 이는 상기 진공 유로들(114)이 균일한 열전달을 방해할 수 있으므로 상기 진공 유로들(114) 사이를 통해 보다 효율적인 열전달이 이루어지도록 하기 위함이다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 냉각 챔버(120)는 상기 냉각수를 수용하기 위한 하나의 공간을 형성할 수 있다. 따라서, 종래 기술에서 지그재그 형태 또는 나선 형태로 구성되는 냉각 배관과 비교하여 상대적으로 많은 양의 냉각수가 상기 냉각 챔버(120) 내부에 수용될 수 있다. 결과적으로, 상기 냉각 챔버(120) 내부에 수용된 냉각수의 잠열이 상대적으로 크기 때문에 상기 냉각 챔버(120) 내부에서 상기 냉각수의 온도 균일도가 향상될 수 있으며 이에 따라 상기 척 바디(110)의 온도 균일도 역시 개선될 수 있다.
또한, 상기 반도체 소자들(10)을 테스트하는 동안 상기 반도체 소자들(10)이 발열되는 경우 상기 반도체 소자들(10)의 발열이 외란으로 작용할 수 있으나, 상기 냉각 챔버(120) 내의 냉각수 잠열이 상대적으로 크기 때문에 상기 반도체 소자들(10)을 목적하는 온도로 보다 균일하게 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 척(100)은 상기 냉각 챔버(120)의 중앙 부위로 상기 냉각수를 공급하기 위한 공급 배관(140) 및 상기 냉각 챔버(120)의 가장자리 부위로부터 상기 냉각수를 회수하기 위한 회수 배관(150)을 포함할 수 있다. 이 경우, 종래 기술과 비교하여 상기 냉각 챔버(120)의 내부 중앙 부위와 가장자리 부위 사이의 온도 차이가 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 척 바디(110)의 온도 균일도가 크게 개선될 수 있다. 결과적으로, 상기 척 바디(110) 상의 반도체 소자들(10)의 온도를 균일하게 제어할 수 있다.
상기 냉각 챔버(120)의 아래에는 상기 냉각수의 회수를 위한 회수 챔버(160)가 배치될 수 있으며, 상기 회수 챔버(160)는 상기 냉각 챔버(120)의 가장자리 부위와 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 냉각 챔버(120)의 하부 가장자리 부위에는 상기 회수 챔버(160)와의 연결을 위한 하나 또는 복수의 개구들(122)이 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 공급 배관(140)은 상기 회수 챔버(160)를 관통하여 상기 냉각 챔버(120)의 중앙 부위와 연결될 수 있으며, 상기 회수 배관(150)은 상기 회수 챔버(160)와 연결될 수 있다. 특히, 상기 회수 배관(150)은 상기 공급 배관(140)을 감싸도록 구성될 수 있으며, 상기 회수 챔버(160)를 통하여 상기 냉각 챔버(120)의 가장자리 부위와 연결될 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 냉각핀들의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 척 바디(110)의 하부면에는 하방으로 돌출된 핀 형태를 갖는 복수의 냉각핀들(132)이 구비될 수 있다. 특히, 상기 냉각핀들(132)의 단위 면적당 개수는 상기 냉각 챔버(110)의 중앙 부위로부터 가장자리 부위를 향하여 점차 증가될 수 있다. 이는 상기 냉각수가 공급되는 중앙 부위와 상기 냉각수가 회수되는 가장자리 부위의 온도 차이에 따른 온도 차이를 보상하기 위함이다. 즉, 상기 가장자리 부위에 냉각핀들(132)을 보다 많이 배치함으로써 상기 중앙 부위보다 상기 냉각수와의 접촉 면적을 증가시키고, 이를 통해 상기 척 바디(110)의 중앙 부위와 가장자리 부위 사이의 온도 차이를 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 상기와 같이 냉각핀들(132)의 개수를 조절함으로써 상기 척 바디(110)의 온도 균일도를 개선할 수 있고, 또한 이를 통해 상기 반도체 소자들(10)의 온도를 목적하는 온도로 균일하게 제어할 수 있다.
한편, 상기한 바에 따르면, 상기 냉각핀들(130, 132)이 상기 척 바디(110)의 하방으로 돌출된 형태를 갖고 있으나, 이와 다르게 상기 냉각핀들(130, 132)은 상방으로 오목하게 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 소자들(10)을 지지하기 위한 척(100)은 상기 반도체 소자들(10)을 지지하기 위한 척 바디(110)와 상기 척 바디(110)의 하부에 배치되며 상기 척 바디(110)의 온도 조절을 위한 냉각수가 공급되는 냉각 챔버(120) 및 상기 척 바디(110)의 하부면에 구비되며 상기 냉각수에 의한 열교환이 이루어지는 복수의 냉각핀들(130, 132)을 구비할 수 있다.
상기 냉각 챔버(120) 내에는 종래 기술과 비교하여 상대적으로 많은 양의 냉각수가 수용될 수 있으며, 상기 냉각핀들(130, 132)은 상기 냉각수와 상기 척 바디(110)의 접촉 면적을 증가시켜 열전달 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 종래 기술과 비교하여 상기 냉각수의 잠열이 상대적으로 크기 때문에 상기 냉각 챔버(120) 내에서 상기 냉각수 온도 변화가 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 척 바디(110) 및 그 상부의 반도체 소자들(10)의 온도 균일도가 크게 개선될 수 있다.
또한, 상기 냉각핀들(130)을 상기 척 바디(110) 내부의 진공 유로들(114)과 평행하게 배치하거나 상기 냉각핀들(132)의 개수를 상기 냉각수의 공급 배관(140)이 연결되는 중앙 부위로부터 상기 냉각수의 회수가 이루어지는 가장자리 부위를 향하여 점차 증가시킴으로써 상기 척 바디(110) 및 그 상부의 반도체 소자들(10)의 온도를 보다 균일하게 제어할 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.
10 : 반도체 소자 20 : 반도체 소자 테스트 장치
30 : 테스트 모듈 32 : 프로브 카드
40 : 척 구동 유닛 50 : 스테이지 유닛
60 : 이송 유닛 100 : 척
110 : 척 바디 112 : 진공홀
114 : 진공 유로 116 : 진공 배관
118 : 제어 밸브 120 : 냉각 챔버
130 : 냉각핀 132 : 냉각핀
140 : 공급 배관 150 : 회수 배관
160 : 회수 챔버

Claims (13)

  1. 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 지지하기 위한 평탄한 상부면을 갖는 척 바디;
    상기 척 바디의 아래에 배치되며 상기 반도체 소자들의 온도를 조절하기 위한 냉각수가 공급되는 냉각 챔버;
    상기 척 바디의 하부면에 구비되며 상기 냉각수에 의한 열교환이 이루어지는 복수의 냉각핀들;
    상기 냉각 챔버의 중앙 부위로 상기 냉각수를 공급하기 위한 공급 배관; 및
    상기 냉각 챔버의 가장자리 부위로부터 상기 냉각수를 회수하기 위한 회수 배관을 포함하되,
    상기 냉각 챔버의 중앙 부위로부터 가장자리 부위를 향하여 상기 냉각핀들의 단위 면적당 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들을 지지하기 위한 척.
  2. 제1항에 있어서, 상기 척 바디의 상부면에는 상기 반도체 소자들을 각각 진공 흡착하기 위한 진공홀들이 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들을 지지하기 위한 척.
  3. 제2항에 있어서, 상기 척 바디의 내부에는 상기 진공홀들과 연결된 진공 유로들이 서로 평행하게 구비되며,
    상기 진공 유로들 내부의 진공압을 일정하게 유지하기 위한 제어 밸브들이 상기 진공 유로들에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들을 지지하기 위한 척.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 냉각 챔버의 가장자리 부위와 연결되도록 상기 냉각 챔버 아래에 배치되는 회수 챔버를 더 포함하며,
    상기 회수 배관은 상기 회수 챔버를 통해 상기 냉각 챔버와 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들을 지지하기 위한 척.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공급 배관은 상기 회수 챔버를 관통하여 상기 냉각 챔버의 중앙 부위와 연결되고, 상기 회수 배관은 상기 공급 배관을 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자들을 지지하기 위한 척.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 냉각핀들은 상기 척 바디의 하부면을 기준으로 하방으로 돌출하거나 상방으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자들을 지지하기 위한 척.
  10. 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 지지하기 위한 척;
    상기 척의 상부에 배치되고 상기 척 상의 반도체 소자들을 전기적으로 테스트하기 위한 프로브 카드; 및
    상기 척을 상기 프로브 카드 아래의 테스트 영역으로 이동시키고 상기 반도체 소자들이 상기 프로브 카드에 접속되도록 상승시키는 척 구동 유닛을 포함하되,
    상기 척은, 다이싱 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 지지하기 위한 평탄한 상부면을 갖는 척 바디와, 상기 척 바디의 아래에 배치되며 상기 반도체 소자들의 온도를 조절하기 위한 냉각수가 공급되는 냉각 챔버와, 상기 척 바디의 하부면에 구비되며 상기 냉각수에 의한 열교환이 이루어지는 복수의 냉각핀들과, 상기 냉각 챔버의 중앙 부위로 상기 냉각수를 공급하기 위한 공급 배관과, 상기 냉각 챔버의 가장자리 부위로부터 상기 냉각수를 회수하기 위한 회수 배관을 포함하며,
    상기 냉각 챔버의 중앙 부위로부터 가장자리 부위를 향하여 상기 냉각핀들의 단위 면적당 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 척 바디의 상부면에는 상기 반도체 소자들을 각각 진공 흡착하기 위한 진공홀들이 구비되고,
    상기 척 바디의 내부에는 상기 진공홀들과 연결된 진공 유로들이 서로 평행하게 구비되며,
    상기 진공 유로들 내부의 진공압을 일정하게 유지하기 위한 제어 밸브들이 상기 진공 유로들에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 냉각핀들은 상기 척 바디의 하부면을 기준으로 하방으로 돌출하거나 상방으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 진공홀들 상으로 상기 반도체 소자들을 하나씩 로드하기 위한 이송 유닛을 더 포함하며,
    상기 제어 밸브들은 상기 반도체 소자들을 상기 진공홀들 상으로 로드하는 동안 상기 반도체 소자들에 인가되는 진공압이 일정하게 유지되도록 상기 진공 유로들을 통해 흐르는 공기의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 장치.
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