KR20160141195A - 웨이퍼 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 가열 장치는 테스트 장치로 웨이퍼를 로딩하기 전에 이송 암이 대기하는 위치의 상방에 배치되며, 상기 이송 암에 지지된 상기 웨이퍼를 일정 온도로 가열하기 위한 가열부와, 상기 가열부의 일측에 배치되며, 상기 웨이퍼의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서 및 상기 제1 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 웨이퍼가 상기 일정 온도를 유지하도록 상기 가열부를 제어하기 위한 제어부를 포함한다. 따라서, 상기 웨이퍼 가열 장치는 상기 웨이퍼 전체를 균일하게 가열할 수 잇다.

Description

웨이퍼 가열 장치{Apparatus for heating a wafer}
본 발명은 웨이퍼 가열 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 테스트 장치에서 테스트할 웨이퍼를 일정한 온도로 가열하는 웨이퍼 가열 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정을 거친 웨이퍼는 양품인지 혹은 불량품인지의 여부를 판별하기 위한 테스트를 거치게 된다. 최근에는 상기 반도체 소자가 이용되는 환경이 다양화됨에 따라 상기 반도체 소자들이 상온에서뿐만 아니라 고온 환경에서 안정적인 기능을 수행하도록 요구된다. 따라서, 근래에는 상기 웨이퍼의 테스트를 고온 환경에서도 실시한다.
구체적으로, 대기에 노출되어 상온 상태를 유지하는 웨이퍼를 이송 암으로 이송하여 고온 상태의 웨이퍼 척에 로딩하고, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 척에 로딩된 이후에, 온도 안정화 시간을 거쳐 웨이퍼에 대한 테스트 공정이 진행된다.
그런데, 상기 이송 암에 의해 이송되는 상기 웨이퍼는 상온 상태를 유지하고 상기 웨이퍼 척은 고온 상태를 유지하므로, 상온의 웨이퍼와 고온의 웨이퍼 척 간의 온도차에 의하여 웨이퍼 척의 온도 헌팅(Temp Hunting)이 발생될 수 있으며, 이로 인해 온도 안정화를 위한 시간이 지연될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 상기 이송 암에 히팅 수단을 구비하여 상기 웨이퍼를 가열한 상태로 상기 웨이퍼 척으로 로딩할 수 있다. 그러나, 상기 이송 암이 상기 웨이퍼의 하부면 전체를 지지하는 것이 아니라 일부만 지지하므로, 상기 이송 암의 히팅 수단에 의해 가열된 웨이퍼의 온도 분포가 불균일할 수 있다. 따라서, 상기 웨이퍼가 가열된 상태로 상기 웨이퍼 척에 로딩되더라도 상기 웨이퍼의 온도 분포를 균일하게 하기 위한 시간이 필요하다. 그러므로, 상기 웨이퍼의 테스트 공정에 소요되는 시간이 지연될 수 있다.
한국공개특허 제2006-0076580호(2006.07.04. 공개)
본 발명은 테스트 장치에서 테스트할 웨이퍼를 균일하게 가열하기 위한 웨이퍼 가열 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 가열 장치는 테스트 장치로 웨이퍼를 로딩하기 전에 이송 암이 대기하는 위치의 상방에 배치되며, 상기 이송 암에 지지된 상기 웨이퍼를 일정 온도로 가열하기 위한 가열부와, 상기 가열부의 일측에 배치되며, 상기 웨이퍼의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서 및 상기 제1 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 웨이퍼가 상기 일정 온도를 유지하도록 상기 가열부를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 가열부는 상기 웨이퍼에 대응하도록 다수개의 발열체가 일정한 형태로 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼의 온도 분포를 확인하기 위해 상기 제1 온도 센서는 다수개가 구비되어 상기 웨이퍼 각 지점의 온도를 측정하며, 상기 제어부는 상기 웨이퍼의 온도 분포를 균일하게 하기 위해 상기 다수개의 발열체들을 각각 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 가열 장치는 상기 가열부의 온도가 과도하게 높아지는 것을 확인하기 위해 상기 가열부의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼 가열 장치는 웨이퍼가 테스트 장치의 웨이퍼 척에 로딩되기 전에 상기 웨이퍼의 상방에서 상기 웨이퍼 전체를 가열한다. 따라서, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 척에 안착될 때, 상기 웨이퍼와 상기 웨이퍼 척의 온도 차이로 인한 헌팅(hunting)을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 가열 장치는 상기 웨이퍼 각 지점의 온도를 측정하고, 제어부가 상기 발열체들을 각각 제어할 수 있다. 그러므로, 상기 웨이퍼의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.
상기 헌팅을 최소화하고, 상기 웨이퍼 온도 분포를 균일하게 할 필요가 없으므로, 상기 웨이퍼의 테스트를 신속하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 가열 장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가열부를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 가열 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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 실시 예를 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.
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 가열 장치를 설명하기 위한 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 가열부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 가열 장치(100)는 이송 암(10)에 지지된 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 것으로, 가열부(110), 제1 온도 센서(120), 제2 온도 센서(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
테스트 장치(10)는 반도체 소자의 제조 공정이 수행된 웨이퍼(W)의 불량 여부를 검사하기 위한 것으로, 내부에 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 웨이퍼 척(22)을 갖는다. 웨이퍼(W)가 고온 환경에서 안정적인 기능을 수행하는지 확인하기 위해 웨이퍼 척(22)은 일정한 고온으로 유지된다.
테스트 장치(20)에서 웨이퍼(W)에 대한 테스트가 이루어지는 동안, 이송 암(10)은 웨이퍼(W)를 테스트 장치(20)의 웨이퍼 척(22)으로 웨이퍼(W)를 로딩하기 전에 대기한다.
가열부(110)는 이송 암(10)이 대기하는 대기 위치의 상방에 배치된다. 가열부(110)는 이송 암(10)에 지지된 웨이퍼(W)를 일정 온도로 가열한다. 상기 일정 온도는 웨이퍼 척(22)의 온도와 실질적으로 동일할 수 있다.
가열부(110)는 다수의 발열체들(112)로 이루어질 수 있다. 발열체들(112)은 웨이퍼(W)와 대응하도록 일정한 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, 발열체들(112)은 격자 형태, 방사 형태, 동심원 형태 등으로 배열될 수 있다. 발열체들(112)의 예로는 세라믹 히터, 발열 코일, 램프 등을 들 수 있다.
또한, 발열체들(112)은 단층으로 배열될 수도 있지만, 다층으로 배열될 수도 있다. 발열체들(112)이 다층으로 배열되는 경우, 발열체들(112)을 보다 조밀하게 배치할 수 있으므로, 발열체들(112)의 가열 효과를 높일 수 있다.
한편, 가열부(110)는 하나의 발열체(112)로 이루어질 수 있다. 이때, 발열체(112)는 웨이퍼(W)와 대응하도록 원판 형태를 가질 수 있다.
제1 온도 센서(120)는 가열부(110)의 일측에 배치되며, 가열부(110)에 의해 가열되는 웨이퍼(W)의 온도를 측정한다.
일 예로, 제1 온도 센서(120)는 다수가 구비되어 웨이퍼(W)의 각 지점의 온도를 측정할 수 있다. 이때, 다수의 제1 온도 센서(120)들은 가열부(110)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 웨이퍼(W)의 각 지점의 온도를 측정함으로써 웨이퍼(W)의 온도 분포를 확인할 수 있다.
다른 예로, 제1 온도 센서(120)는 하나가 구비되어 웨이퍼(W)의 특정 지점의 온도를 측정할 수 있다.
제2 온도 센서(130)는 가열부(110)의 온도를 측정한다. 제1 온도 센서(120)의 이상으로 인해 웨이퍼(W)의 온도를 측정하지 못하는 경우, 가열부(110)가 웨이퍼(W)를 과도하게 가열할 수 있다. 이때, 제2 온도 센서(130)가 가열부(110)의 온도를 측정함으로써 가열부(110)의 온도가 과도하게 높아지는 것을 확인할 수 있다.
제어부(140)는 가열부(110), 제1 온도 센서(120) 및 제2 온도 센서(130)와 연결된다.
제어부(140)는 제1 온도 센서(120)에서 측정된 온도에 따라 웨이퍼(W)가 상기 일정 온도를 유지하도록 가열부(110)를 제어한다.
예를 들면, 제1 온도 센서(120)에서 측정된 온도가 상기 일정 온도보다 낮은 경우, 제어부(140)는 가열부(110)가 웨이퍼(W)를 가열하도록 제어한다. 제1 온도 센서(120)에서 측정된 온도가 상기 일정 온도보다 높은 경우, 제어부(140)는 가열부(110)의 작동을 중단시켜 웨이퍼(W)를 가열하지 않도록 제어한다.
따라서, 이송 암(10)에 지지된 웨이퍼(W)가 웨이퍼 척(22)의 온도와 실질적으로 동일한 상기 일정 온도로 가열된 상태로 웨이퍼 척(22)에 로딩된다. 그러므로, 웨이퍼 척(22)과 웨이퍼(W)의 온도 차이로 인한 헌팅(hunting)을 최소화할 수 있다.
또한, 제1 온도 센서(120)가 다수개 구비되어 웨이퍼(W)의 온도 분포를 측정하는 경우, 제어부(140)는 웨이퍼(W)의 온도 분포를 균일하게 하기 위해 발열체들(112)을 각각 제어한다.
예를 들면, 제1 온도 센서(120)에서 측정된 웨이퍼(W)의 온도 분포가 불균일한 경우, 제어부(140)는 웨이퍼(W)에서 평균 온도보다 낮은 부위는 발열체들(112)을 작동시켜 가열하도록 제어하고, 웨이퍼(W)에서 평균 온도보다 높은 부위는 발열체들(112)의 작동을 중단시켜 가열하지 않도록 제어한다.
따라서, 이송 암(10)에 지지된 웨이퍼(W)는 온도 분포가 균일한 상태로 웨이퍼 척(22)에 로딩될 수 있다. 그러므로, 웨이퍼 척(22)에서 웨이퍼(W)의 온도 분포를 균일하게 할 필요가 없거나, 웨이퍼(W)의 온도 분포 균일화에 소요되는 시간을 최소화할 수 있다.
그리고, 가열부(110)가 웨이퍼(W)를 과도하게 가열하여 제2 온도 센서(130)에서 측정되는 온도가 과도하게 높은 경우, 제어부(140)는 가열부(110)의 작동이 중단되도록 제어한다. 따라서, 가열부(110)가 웨이퍼(W)를 과도하게 가열하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 가열 장치는 이송 암에 지지된 웨이퍼를 테스트 장치의 웨이퍼 척과 동일한 온도로 균일하게 가열하여 상기 웨이퍼 척에 로딩한다. 따라서, 상기 웨이퍼와 상기 웨이퍼 척의 온도 차이로 인한 헌팅(hunting)을 최소화할 수 있고, 별도로 상기 웨이퍼의 온도 분포를 균일할 필요가 없다. 상기 헌팅을 최소화하고, 상기 웨이퍼 온도 분포를 균일하게 할 필요가 없으므로, 상기 웨이퍼의 테스트를 신속하게 수행할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 웨이퍼 가열 장치 110 : 가열부
112 ; 발열체 120 : 제1 온도 센서
130 : 제2 온도 센서 140 : 제어부
10 : 이송 암 20 : 테스트 장치
22 : 웨이퍼 척 W : 웨이퍼

Claims (4)

  1. 테스트 장치로 웨이퍼를 로딩하기 전에 이송 암이 대기하는 위치의 상방에 배치되며, 상기 이송 암에 지지된 상기 웨이퍼를 일정 온도로 가열하기 위한 가열부;
    상기 가열부의 일측에 배치되며, 상기 웨이퍼의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서; 및
    상기 제1 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 웨이퍼가 상기 일정 온도를 유지하도록 상기 가열부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열부는 상기 웨이퍼에 대응하도록 다수개의 발열체가 일정한 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼의 온도 분포를 확인하기 위해 상기 제1 온도 센서는 다수개가 구비되어 상기 웨이퍼 각 지점의 온도를 측정하며,
    상기 제어부는 상기 웨이퍼의 온도 분포를 균일하게 하기 위해 상기 다수개의 발열체들을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가열부의 온도가 과도하게 높아지는 것을 확인하기 위해 상기 가열부의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가열 장치.
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