KR20200142894A - 멀티 프로버용 웨이퍼척 조립체 - Google Patents
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Abstract
멀티프로버용 웨이퍼척 조립체로서, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼척, 상기 웨이퍼척 하부에 부착하여 상기 웨이퍼척을 히팅할 수 있는 히터, 상기 웨이퍼척에 소정의 간격을 두고 부착하여 웨이퍼척의 상대준위를 제공하는 가드부재, 상기 가드부재에 소정의 간격을 두고 부착하여 웨이퍼척의 기준준위를 제공하는 접지부재 및 상기 히터에 의하여 가열되는 상기 웨이퍼척의 온도를 측정하기 위하여 상기 웨이퍼척에 소정 간격으로 이격 배치되는 무접촉 온도센서를 포함한다.
Description
본 발명은 멀티 프로버용 웨이퍼척 조립체에 대한 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 프로버(Prober or Probe station)와 전기적인 신호를 제공하기 위하여 프로브 카드와 연결된 테스터에 의해 수행될 수 있다.
통상적으로, 웨이퍼 검사 시 먼저 웨이퍼를 카세트에 담아 펍(Front Opening Unified Pod, FOUP)에 올려놓는다. 웨이퍼는 카세트로부터 스테이지에 탑재된 웨이퍼척으로 이송된다. 이 후, 웨이퍼를 프로브 카드와 접촉시키기 위해 스테이지를 이동시켜 웨이퍼를 정렬시킨다. 웨이퍼척 상에 놓인 웨이퍼에 프로브 카드를 접촉시켜 테스터 장비를 이용해 웨이퍼를 검사한다. 이러한 웨이퍼 검사과정은 과거 미크론 선폭 공정의 웨이퍼에서는 문제되지 않았던 현상이 나노 선폭 공정으로 제조되는 웨이퍼에서 발생하는 문제점중의 하나가 누설전류에 기인된 테스트 오류이다. 물리학적으로는 게이트의 선폭이 좁아지면서 소수의 전자(혹은 정공) 누설에 의해서도 웨이퍼 소자 내부의 게이트 채널이 불완전하게 형성되기 때문에 웨이퍼척에서의 극소량의 전자(혹은 정공)의 누설이 발생되어도 테스트 오류가 나는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라 상술한 웨이퍼 검사시 웨이퍼척의 온도 가변제어를 위하여 웨이퍼척의 측면에 온도센서를 삽입시킬 수 있는 구멍을 형성하고 구멍에 온도센서를 삽입시켜 웨이퍼척의 온도를 측정하였다. 그런데, 이와 같은 형태의 온도센서는 웨이퍼척에 형성되는 누설전류를 억제하지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 웨이퍼 검사 장치로는 1회 검사 시 하나의 웨이퍼를 검사할 수 있는 싱글 프로버와 1회 검사 시 다수의 웨이퍼를 검사할 수 있는 멀티 프로버가 있으나 본 발명에서는 멀티프로버에 탑재되는 웨이퍼척 조립체에서의 누설전류 및 전원잡음의 영향을 억제할 수 있는 기하학적 구조를 특징으로 하고 있다.
본 발명의 일 실시예는 멀티프로버용 카트리지를 구성하는 웨이퍼척의 누설전류를 억제할 수 있는 웨이퍼척 조립체를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 히터로부터 웨이퍼척으로 전번되는 전원잡음의 영향을 억제시킬 수 있는 웨이퍼척 조립체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 멀티 프로버용 웨이퍼척 조립체로서, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼척, 상기 웨이퍼척 하부에 부착하여 상기 웨이퍼척을 히팅할 수 있는 히터, 상기 웨이퍼척에 소정의 간격을 두고 부착하여 웨이퍼척의 상대준위를 제공하는 가드부재, 상기 가드부재에 소정의 간격을 두고 부착하여 웨이퍼척의 기준준위를 제공하는 접지부재 및 상기 히터에 의하여 가열되는 상기 웨이퍼척의 온도를 측정하기 위하여 상기 웨이퍼척에 소정 간격으로 이격 배치되는 무접촉 온도센서를 포함하는 웨이퍼척 조립체를 제공한다.
또한, 상기 가드부재는 1개 이상 형성되고, 다수의 가드부재는 상호간 소정의 간격을 두고 나란하게 이격 배치될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼척 및 상기 가드부재는 저 유전율의 저 정전용량을 갖도록 절연성 비도전체에 의하여 전기적으로 분리 이격될 수 있다.
또한, 상기 히터는 도전성 금속판인 차폐부재에 의하여 전원잡음 차폐 처리되고 3종접지선에 연결될 수 있다.
또한, 상기 히터에서 발생된 열(온도)은 일 측방향인 웨이퍼척으로만 향하도록 하고 다른 일측방향으로는 차단이 되도록 상기 히터 하부에 배치되는 단열부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 히터와 상기 웨이퍼척 사이에 배치되는 전기적 절연부재를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 웨이퍼척을 하부에서 지탱하는 몸체부 및 상기 웨이퍼척과 상기 몸체부를 연결하는 지지대를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무접촉 온도센서는 상기 웨이퍼척의 온도를 접촉하지 않고 온도를 측정하는 측정수단을 포함하되, 상기 측정수단은 적외선을 이용하여 상기 웨이퍼척의 온도를 직접 측정하는 수단이거나 상기 히터에 공급되는 공급전압(V)과 공급전류(I)를 측정함으로써 상기 웨이퍼척의 온도에 상응하는 열저항(R)을 구하여 상기 웨이퍼척의 온도를 간접적으로 측정하는 수단일 수 있다.
또한, 상기 무접촉 온도센서는 상기 몸체부의 중심 중앙에 형성된 중공부를 통하여 웨이퍼척의 하부에 소정의 간격을 두고 배치될 수 있다.
또한, 상기 무접촉 온도센서는 공기를 유전율로 하기 위하여 웨이퍼척과 공간적으로 소정의 간격을 두고 이격시켜 웨이퍼척 중심 중앙 부근 하부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 가드부재의 신호선, 접지부재의 신호선 포함하여 전기배선을 상기 몸체부의 중심 중앙에 형성된 중공부 내부를 통하여 형성시킬수 있다.
또한, 상기 무접촉 온도센서를 웨이퍼척의 하부에 근접시켜 배치하기 위하여 상기 히터에 상기 무접촉 온도센서가 관통되도록 제1 관통홀을 형성하고, 단열부재에 상기 무접촉 온도센서가 관통되도록 제2 관통홀이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼척 조립체는 공기를 유전율값으로 하는 가드부재를 도입함으로써 누설 전류를 억제하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체는 히터가 도전성 금속 부재로 밀봉(Envelop) 처리되고 금속 부재를 3종접지(100옴 이하)선에 연결시키므로써 전원잡음을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체는 웨이퍼, 웨이퍼척과 접지부재 사이에 전원잡음 차폐용 도전성 금속 부재와 도전성 가드부재를 형성하여 도전성 가드부재의 상대적 에너지 준위를 높여주는 효과 때문에 접지부재에서 발생한 누설전자의 이동을 어렵게 함으로써 누설전류를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체는 히터에 의하여 가열된 웨이퍼척의 온도를 무접촉 온도센서에 의하여 측정함으로써 절연저항이 매우 크고 유전율이 매우 낮게 되어 누설전류 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체와 카트리지를 구성하는 프로브 카드 구조체가 분리된 상태를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 웨이퍼척 조립체와 카트리지를 구성하는 프로브 카드 구조체가 락킹된 상태를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체를 포함한 카트리지의 단면도이다.
도 4는 도 1에서 A 부분의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 일 부분의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체를 포함하는 카트리지의 하측에서 바라본 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 다른 부분의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조를 기계적 구조와 전기적 신호로 설명한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조를 전기적 구조로 설명한 기능도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 억제 구조를 적용한 웨이퍼척 조립체의 전기실험 결과 도면이다.
도 11은 차폐부재가 설치되기 전 히터의 가열시간 변화에 따라 발생하는 히터전원 잡음전류의 그래프를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐부재가 설치된 후 히터의 가열시간 변화에 따라 발생하는 히터전원 잡음전류의 그래프를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 웨이퍼척 조립체와 카트리지를 구성하는 프로브 카드 구조체가 락킹된 상태를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체를 포함한 카트리지의 단면도이다.
도 4는 도 1에서 A 부분의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 일 부분의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체를 포함하는 카트리지의 하측에서 바라본 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 다른 부분의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조를 기계적 구조와 전기적 신호로 설명한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조를 전기적 구조로 설명한 기능도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 억제 구조를 적용한 웨이퍼척 조립체의 전기실험 결과 도면이다.
도 11은 차폐부재가 설치되기 전 히터의 가열시간 변화에 따라 발생하는 히터전원 잡음전류의 그래프를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐부재가 설치된 후 히터의 가열시간 변화에 따라 발생하는 히터전원 잡음전류의 그래프를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제구조에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체와 카트리지를 구성하는 프로브 카드 구조체가 분리된 상태를 도시한 정면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체와 카트리지를 구성하는 프로브 카드 구조체가 락킹된 상태를 도시한 정면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체를 포함한 카트리지의 단면도이다. 도 4는 도 1에서 A 부분의 확대도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 일 부분의 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체를 포함하는 카트리지의 하측에서 바라본 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 다른 부분의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체(100)는 프로브 카드 구조체(102)와 기계적으로 락킹되거나 분리되는 구조의 카트리지(300)로 구성되어 멀티프로버의 챔버에 탑재되어 전기적 시험을 하는 용도로 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체(100)는, 도 1 내지 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 웨이퍼척(106), 히터(130), 무접촉 온도센서(200), 도전성 가드부재(150) 및 몸체부(170)를 포함할 수 있다. 이 때, 웨이퍼척 조립체(100)의 회전 몸체(178) 및 프로브 카드 구조체(102)는 각각 부속된 락커에 의해 기계적으로 결합되어 카트리지(300)형 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
보다 상세히, 프로브 카드 구조체(102)는 인쇄회로기판(110), 탐침(112) 및 인쇄회로기판 보강부(114)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(110)은 패놀수지(PCB) 재질의 강성으로 형성되며, 다각형의 판 형태로 이루어질 수 있다. 인쇄회로기판(110)의 하부면에는 복수의 탐침(112)이 웨이퍼(104)를 향하는 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 이 때, 복수의 탐침(112)을 이용하여 웨이퍼(104) 내부의 각종 소자들을 테스트할 수 있다.
인쇄회로기판 보강부(114)는 인쇄회로기판(110)을 중심으로 상부면 상에 결합되는 상부 보강부재(114a)와 하부면 상에 결합되는 하부 보강부재(114b)를 포함할 수 있다. 인쇄회로기판 보강부(114)는 인쇄회로기판(110)이 시험 중 혹은 보관상태에서 외력에 의하여 휘어지는 것을 방지하도록 강성보강 목적일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 인쇄회로기판 보강부(114)의 상부 보강부재(114a)는 인쇄회로기판(110)과 반드시 동일한 형태로 할 필요는 없으며 탐침(112)의 전기적 신호처리가 가능하도록 하는 다각형 평판형 부재로 형성될 수 있다.
프로브 카드 구조체(102)의 인쇄회로기판(110)을 중심으로 상부에 위치한 상부 보강부재(114a)에는 락커가 형성되어 도시되지 않은 이송 로봇에 결합된 상태로 이동될 수 있도록 형성될 수 있고 하부에 위치한 하부 보강부재(114b)에도 락커가 형성되어 웨이퍼척 조립체(100)를 락킹하여 카트리지(300) 상태로 형성될 수 있다.
한편, 하부 보강부재(114b)는 인쇄회로기판(110)의 하부면 상에 전기적으로 절연되어 결합되며, 링 형상으로 이루어진다. 하부 보강부재(114b)의 하부에는 후술하는 락킹부(180)의 상부락커(182)가 위치된다.
웨이퍼척(106)은 원통형상으로 이루어지며 상부면에 웨이퍼(104)가 위치되는 안착면(미도시)을 구비할 수 있다. 웨이퍼척(106)은 일 예로, 무전해 니켈도금 처리된 알루미늄을 사용하여 경량화시킬 수 있으며, 전기적 도전성을 갖도록 표면처리될 수 있다. 이 때, 웨이퍼척(106)은 웨이퍼의 배면(Backside)과 접촉되어 전기적, 열적, 기계적 접촉의 특성을 갖는다.
이 때, 웨이퍼(104)의 흡착을 위하여 웨이퍼척(106)의 내부에는 공기의 유동을 위한 공기 유동로 등이 형성되어 있을 수 있는데, 본 명세서의 도면에서는 도면의 간략화를 위하여 이에 대한 도시는 생략하였다.
웨이퍼척(106) 하부에는 웨이퍼척(106)을 외부로부터 절연시키기 위하여 절연부재(120)가 구비될 수 있다. 그리고, 절연부재(120)의 하부에는 히터(130)가 배치될 수 있다. 이 때, 히터(130)는 웨이퍼척(106)을 히팅하기 위하여 제공되며, 히터(130)의 열이 웨이퍼척 방향으로만 전달될 수 있도록 하기 위하여 히터(130)의 하부에는 단열부재(140)가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼척(106)의 온도를 측정하기 위하여 웨이퍼척(106)의 하부에는 무접촉 온도센서(200)가 설치된다. 이 때, 무접촉 온도센서(200)는 공간적으로 웨이퍼척(106)의 하부면과 이격되도록 형성되고, 원통형인 웨이퍼척 조립체의 중심부에 인접하게 배치된다.
무접촉 온도센서(200)는 웨이퍼척(106)과 접촉하지 않으면서도 온도를 측정할 수 있다. 일 례로, 무접촉 온도센서(200)는 적외선 방식 온도 감지 센서로서, 적외선을 이용해 웨이퍼척(106) 표면의 온도를 감지하여 신호처리하여 온도값을 검출할 수 있다. 다른 예로, 무접촉 온도센서(200)는 히터(130)에 공급되는 공급전압(V) 및 공급전류(I)를 측정하여, 상기 웨이퍼척의 온도에 상응하는 열저항(R)을 구하여 상기 웨이퍼척의 온도를 간접적으로 측정할 수 있다.
또한, 상기 무접촉 온도센서는 상기 웨이퍼척의 온도를 접촉하지 않고 온도를 측정하는 측정수단(미도시)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 측정수단은 적외선을 이용하여 상기 웨이퍼척의 온도를 직접 측정하는 수단이거나 상기 히터에 공급되는 공급전압(V)과 공급전류(I)를 측정함으로써 상기 웨이퍼척의 온도에 상응하는 열저항(R)을 구하여 상기 웨이퍼척의 온도를 간접적으로 측정하는 수단일 수 있다. 이때 열저항(=온도에 상응) R = 공급전압(V)/공급전류(I)일 수 있다.
무접촉 온도센서의 상세한 설치 구조에 대하여는 후술한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 히터(130)에는 히터(130)에서 발생하는 전원잡음 차폐를 위하여 차폐부재(132)를 상, 하면 양쪽에 덧대어 사용될 수 있다. 이때, 차폐부재(132)는 도전성 금속판으로, 반드시 접지선(3종접지, 100 Ω(옴) 이하)에 연결될 수 있다.
히터(130)의 하부에는 도전성 가드부재(150)가 하나 이상 설치될 수 있다. 본 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체(100)에는 2개의 도전성 가드부재(152, 154)를 구비한 구조가 개시된다. 제1 가드부재(152) 및 제2 가드부재(154)는 웨이퍼척(106)과 공간적으로 소정의 간격을 두고 이격 배치된다. 이 때, 2개의 가드부재(152, 154)의 이격된 거리는 1~10mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
웨이퍼척 조립체(100)의 누설전류가 최소가 되기 위해서는 웨이퍼척(106)의 에너지 준위와 에너지 레벨의 차이가 거의 없도록 도전성 가드부재(150)의 상대적 에너지 준위를 매우 크게 할 필요가 있다. 전기적으로는 웨이퍼척(106)의 에너지 준위와 상대적으로 매우 근접한 도전성 가드부재(150)의 에너지 준위를 형성시키기 위하여 유전율이 최소이고 절연저항이 최대일 필요가 있다.
이러한 조건을 만족시키기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체(100)에서는 히터(130) 하부에 복수의 가드부재(152, 154)를 공기 중에 이격 배치시킴으로써 공기가 매개질이 되도록 형성하였다. 이 때, 적층되는 도전성 가드부재(150)의 수량 및 이격 거리 등은 실험적으로 선택될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 도전성 가드부재(150)를 이격 배치시키기 위하여 가드 지지대(156)가 웨이퍼척(106) 혹은 히터(130)와 제1 가드부재(152) 및 이웃하는 가드부재 인 제2 가드부재(154) 사이에 배치될 수 있다. 가드 지지대(156)는 전기 전도성 및 열 전도성이 없는 절열재료로 형성되는 것이 바람직하다.
복수의 도전성 가드부재(150)의 하부에는 전기적인 접지신호를 위하여 도전성 금속 접지부재(160)가 구비될 수 있다. 이 때, 접지부재(160)는 전기저항이 적고 도전성이 우수한 동판 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 복수의 도전성 가드부재(150) 및 접지부재(160)의 위치, 수량 및 형태는 누설전류의 종류에 따라 위치, 수량 및 형태가 다양하게 변경될 수도 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 히터(130), 복수의 도전성 가드부재(150) 및 접지부재(160)를 웨이퍼척(106) 하부에 위치시키기 위하여 웨이퍼척(106) 하부에는 몸체부(170)가 제공된다.
도 3, 도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 몸체부(170)는 제1 몸체(172), 제2 몸체(174), 내부 몸체(176) 및 회전 몸체(178)를 포함할 수 있다.
제1 몸체(172)는 중앙부에 제1 중공부(173)를 구비한 링형의 판 형태로 이루어질 수 있다. 제1 중공부(173)는 원통형 웨이퍼척(106)과 동심축 상으로 배치되는 원형의 홀로 형성될 수 있다. 제1 몸체(172)는 소정의 두께를 갖는 금속 재질로 이루어짐으로써 내부 몸체(176)에 웨이퍼척(106)를 지탱할 수 있는 기계적 강성을 제공한다. 이때, 웨이퍼척(106)에는 히터(130), 가드판(150) 등이 구비된 상태로 제1 몸체부(172) 사이에 위치하게 된다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 중공부(173)의 내부를 통하여 무접촉 온도센서(200)가 웨이퍼척(106)의 하부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(130)의 전원선(134)도 제1 중공부(173)를 관통하여 히터(130)와 연결되도록 형성될 수 있다. 여기서 제1 중공부(173)를 관통하여 연결될 수 있는 것은 센서류 및 히터류의 전기배선 외에 기타의 전기소자 배선들도 이에 포함된다.
그리고, 무접촉 온도센서(200)가 웨이퍼척(106)의 하부에 배치될 수 있도록 하기 위하여 히터(130)에는 무접촉 온도센서(200)가 관통되는 제1 관통홀(136)이 형성될 수 있다. 또한, 히터(130)의 하부에 배치되는 단열부재(140)에도 무접촉 온도센서(200)가 웨이퍼척(106)의 하부에서 웨이퍼척(106)과 소정의 간격을 두고 인접하게 배치되도록 무접촉 온도센서(200)가 관통되는 제2 관통홀(142)이 형성될 수 있다.
한편, 제1 몸체(172)와 웨이퍼척(106) 사이에는 몸체부 지지대(190)가 하나 이상 배치되어 제1 몸체(172)와 웨이퍼척(106) 사이의 간격이 유지되도록 형성될 수 있다. 이는 웨이퍼척(106)과 제1 몸체(172) 사이에 히터(130), 도전성 가드부재(150) 및 접지부재(160)가 배치되기 위한 공간을 유지하기 위함이다.
제2 몸체(174)는 제1 몸체(172)로부터 하측 방향으로 이격 배치된다. 제2 몸체(174)는 중앙에 제2 중공부(175)를 구비한 링 형상으로 이루어지고 소정의 두께를 갖는 판 형태로 이루어질 수 있다.
제1 몸체(172)와 제2 몸체(174) 사이에는 중앙에 제3 중공부(177)를 구비한 링 형상의 판으로 이루어진 내부 몸체(176)가 고정될 수 있다.
이 때, 회전락킹 특성을 갖도록 하부락커를 구비시키기 위하여 회전 베어링(192)을 도입하고 내륜부에는 내부 몸체(176)를 위치시키고 외륜부에는 회전 몸체(178)가 회전가능하게 결합될 수 있다. 회전 몸체(178)는 링 형태의 판 부재로 이루어질 수 있다. 회전 몸체(178)의 두께는 내부 몸체(176)의 두께에 대응할 수 있다.
회전 몸체(178)와 내부 몸체(176) 사이에는 회전 베어링(192)이 위치되어 회전 몸체(178)가 내부 몸체(176)를 중심으로 회전할 수 있도록 형성된다. 내부 몸체(176)에 대하여 회전 몸체(178)가 회전할 수 있도록 형성되는 것은 후술하는 락킹부(180)의 상부락커(182)와 하부락커(184)가 상호락킹(체결)되거나 분리(해제)될 수 있도록 하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 몸체(172)의 제1 중공부(173), 제2 몸체(174)의 제2 중공부(175), 내부 몸체의 제3 중공부(177) 및 회전 몸체(178)는 각각 웨이퍼척(106)과 동심축 상으로 배치되는 원형의 홀로 형성되고, 전술한 무접촉 온도센서 및 히터의 전원선이 제1 중공부, 제2 중공부, 제3 중공부를 관통하여 지나도록 형성된다. 여기서 동심축의 의미는 원주상으로 배치되는 상부락커(182)와 하부락커(184)가 상호 락킹되는 오차 범위까지 포함하는 것을 말하는 객체 평형의 의미이다.
이 때, 회전 베어링(192) 외륜부의 회전 몸체(178)는 제1 몸체(172) 및 제2 몸체(174)보다 더 큰 지름을 갖도록 형성되어 그 외륜부가 제1 몸체(172) 및 제2 몸체(174)보다 외측 방향으로 돌출되도록 형성된다.
회전 몸체(178)의 외륜부 상면에는 웨이퍼척 방향으로 돌출된 링형 격벽(179)이 결합될 수 있다. 이와 같은 링형 격벽(179)을 결합시킨 이유는 하부락커(184)가 상부락커(182)와 락킹(체결)이나 분리(해제)가 용이하도록 하는 높이 조절용 개념이며, 부가적으로 회전 몸체(178)의 강성보강 의미와 도전성 가드부재(150) 및 접지부재(160)가 웨이퍼척(106) 하부에서 외부로부터 보호될 수 있는 의미가 더해진다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 프로브 카드 구조체(102)의 인쇄회로기판 보강부(114)와 몸체부(170) 사이에 락킹부(180)가 형성된다. 보다 상세히, 락킹부(180)는 프로브 카드 구조체(102)의 하부 보강 부재(114b)의 하부에 형성된 상부락커(182) 및 회전 몸체(178)의 링형 격벽(179) 상부에 형성된 하부락커(184)를 포함할 수 있다.
상부락커(182) 및 하부락커(184)에는 프로브 카드 구조체(102)와 몸체부(170)의 회전 몸체(178) 사이의 상대 회전에 의하여 상호 체결 가능한 체결부가 형성된다.
체결부는 상부락커(182)에서 횡방향으로 돌출 형성된 제1 돌출부(182a) 및 하부락커(184)에서 상기 제1 돌출부(182a)와 반대 방향으로 돌출 형성된 제2 돌출부(184a)를 포함할 수 있다.
제1 돌출부(182a) 및 제2 돌출부(184a)가 상하 방향으로 겹쳐지지 않은 상태에서 상기 프로브 카드 구조체(102) 및 몸체부(170) 더 구체적으로는 회전 몸체(178)가 서로 인접하게 배치된 후, 프로브 카드 구조체(102)에 대하여 몸체부(170)의 회전 몸체(178)를, 도 4에서 볼 때 좌측 방향으로 회전 몸체(178)를 소정 각도 회전시키면 제1 돌출부(182a)의 상면과 제2 돌출부(184a)의 하면이 접하면서 프로브 카드 구조체(102)와 몸체부(170) 사이의 락킹(체결)이 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 몸체부(170)는 금속재로 이루어져 소정의 무게를 갖도록 형성되고, 상부락커(182)와 하부락커(184)가 체결된 상태에서 몸체부(170)의 무게에 의하여 중력으로 락킹(체결)될 수 있도록 형성된다.
프로브 카드 구조체(102)와 몸체부(170) 사이의 체결을 해제하고자 하는 경우 프로브 카드 구조체(102)에 대하여 몸체부(170)를, 도 4에서 볼 때 우측 방향으로 회전 몸체(178)를 소정 각도 회전시키면 제1 돌출부(182a)와 제2 돌출부(184a)가 서로 접촉하지 않게 되고, 제1 돌출부(182a)와 제2 돌출부(184a)가 접촉되지 않은 상태에서 프로브 카드 구조체(102) 및 몸체부(170)가 서로 분리(해제)될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 락킹부(180)는 프로브 카드 구조체(102)의 하부 보강부재(114b) 및 회전 몸체(178)의 링형 격벽(179)에 구비되어 원주 방향으로 회전 베어링(192)의 외륜부를 따라 복수개가 이격 설치될 수 있다.
이와 같은 락킹부(180)의 락킹 구조에 의하여 프로브 카드 구조체(102)가 몸체부(170)와 결합되면 웨이퍼척 조립체(100)가 프로브 카드 구조체(102)와 카트리지(300) 형태로 조립될 수 있다. 프로브 카드 구조체(102) 및 몸체부(170)의 조립은 도시되지 아니한 얼라이너에서 이루어질 수 있으며, 얼라이너에서 조립된 카트리지 형태의 웨이퍼척 조립체는 이송 로봇에 의하여 채널(미도시) 내부로 이동된 후 후속 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체는 몸체부에 형성된 하부락커와 프로브 카드 구조체에 형성된 상부락커가 결합되는 카트리지(300) 형태로 이루어지는데, 상부락커(182)와 하부락커(184)가 상호 결합되기 위하여, 몸체부의 외부 몸체가 웨이퍼척의 중심축을 중심으로 회전하는 회전 몸체 구조로 이루어질 수 있다.
이와 같은 회전식 결합 구조를 갖는 웨이퍼척 조립체의 몸체부 내부에 위치된 웨이퍼척의 온도를 높이기 위하여 웨이퍼척 하부에 배치되는 히터는, 전원선이 웨이퍼척 조립체의 하부로부터 히터 측으로 연장되도록 구성되고, 또한, 히터의 전원선이 웨이퍼척의 회전 중심 내부에 배치되도록 형성되어, 몸체부의 외부 몸체가 회전하더라도 히터의 전원선이 꼬이거나 외부 몸체의 회전을 방해하지 않도록 구성될 수 있다.
이 때, 웨이퍼척의 온도를 측정하기 위한 무접촉 온도센서는 웨이퍼척 조립체의 하부로부터 히터 및 단열부재를 관통하여 웨이퍼척의 하부에 무접촉 방식으로 고정됨으로써, 몸체부의 회전 몸체가 회전하는 것을 방해하지 않으면서도 웨이퍼척의 온도를 정확하게 측정할 수 있도록 형성된다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예를 적용한 웨이퍼척 조립체는 한번에 동시에 여러 장의 웨이퍼를 전기시험하기 위한 멀티프로버의 채널 내부에 장입하여 동시에 여러 장의 웨이퍼를 전기시험 하도록 사용될 수 있다.
일 예로, 웨이퍼척 조립체를 멀티 프로버에서 사용하기 위하여, 프로브 카드(Probe-card), 웨이퍼 및 웨이퍼척(Chuck)이 다수 개 준비되어야 하며, 준비된 1개의 프로브 카드, 1개의 웨이퍼, 1개의 웨이퍼척은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 구조체와 같은 카트리지 형태로 결합되어 사용될 수 있다.
이 때, 1개의 프로브 카드, 1개의 웨이퍼 및 1개의 웨이퍼척을 카트리지 형태의 웨이퍼척 조립체로 결합시키기 위하여 얼라이너(미도시)가 제공될 수 있고, 얼라이너에 의하여 결합된 웨이퍼척 조립체 복수 개 각각은 멀티 프로버의 다수의 채널 속에 차례로 장입된 후 동시에 멀티 테스트가 진행될 수 있다.
이와 같이 복수의 웨이퍼척 조립체를 복수의 채널에 장입시켜 동시에 테스트를 진행할 수 있으므로, 멀티 프로버는 테스트 처리량이 획기적으로 증대된다는 장점이 있다.
다만, 이상의 획기적인 웨이퍼 테스트 방법론에도 불구하고 반도체 미크론 공정이 나노 공정으로 선폭이 줄어드는 현 상황에서는 과거 미크론 공정의 웨이퍼 시험에서는 문제되지 않았던 누설전류 문제가 나노 공정의 웨이퍼 시험에서는 심각한 문제로 대두되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체는 이와 같은 멀티 프로버용 카트리지에 적용되는 웨이퍼의 전기적 시험과정에서 누설전류를 억제시킬 수 있도록 하는 구조를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조는 웨이퍼척 조립체의 웨이퍼척과 접지부재 사이에 가드부재가 1장 혹은 2장 이상 설치됨으로써 웨이퍼(척)의 인가신호의 에너지 준위와 가드부재의 상대적 에너지 준위를 최소화함으로써 기존의 접지부재에서 발생했던 높은 에너지 준위에 기인된 누설전류 레벨이 대폭 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조는 웨이퍼척을 히팅하는 히터의 전원잡음을 차폐하기 위하여 도전성 금속판으로 밀봉(Envelop)하고 3종접지 처리함으로써 제1 가드부재(152), 제2 가드부재(154)와 웨이퍼척(106) 사이에 형성된 누설전류의 증분 요인을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조는 웨이퍼척의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 무접촉 방식으로 웨이퍼척의 온도를 측정하므로 종래에 온도센서가 웨이퍼척에 접촉하여 웨이퍼척의 온도를 측정함으로써 온도센서에 의하여 누설전류가 발생된 것과 비교할 때 누설전류의 발생을 원천적으로 억제할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조를 기계적 구조와 전기적 신호로 설명한 도면이다. 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조를 전기적 구조로 설명한 기능도이다. 도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 억제 구조를 적용한 웨이퍼척 조립체의 전기실험 결과 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐부재 설치전과 설치후의 전원잡음 전류를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 웨이퍼척 조립체(100)의 누설전류 억제 구조 및 원리를 설명하면 다음과 같다.
웨이퍼척 조립체(100)를 통해 전공정 처리가 완료된 웨이퍼(104)의 불량여부를 조사하기 위해, 웨이퍼척(106) 상에 시험대상인 웨이퍼(104)를 놓고 이에 탐침(112)을 접촉시킬 수 있다.
웨이퍼(104) 배면은 웨이퍼척(106)과 오믹접촉(Ohmic contact)을 하고 있다. 이때, 신호회로(402)에서 웨이퍼척(106)에 신호를 인가하며, 웨이퍼척(106)으로 인가된 신호전류는 웨이퍼 배면을 통해 웨이퍼 벌크(Silicon-bulk)로 유입될 수 있다.
이와 같이 웨이퍼(104) 벌크로 유입된 전자는 다른 경로를 통해 유입된 전자와 합쳐질 수 있다. 웨이퍼척(106)의 하부에는 웨이퍼(104)를 시험하기 위해 온도시험환경을 제공하는 히터(130) 및 접지부재(160)가 순차적으로 구비되어 있는데, 이 경로를 통해 누설전자가 웨이퍼(104) 벌크로 유입되어 누설전자 이동량의 총량이 될 수 있다.
따라서, 이러한 누설전류를 차단 및 억제하기 위해, 웨이퍼척(106)과 접지부재(160) 사이에 복수의 가드부재(152, 154)를 구비할 수 있다.
이때 복수의 가드부재(152, 154)는 정전용량을 작게 하기 위하여 직렬로 연결되어 배치되므로, 누설 전자의 이동이 효율적으로 억제되어, 누설전류의 흐름이 억제될 수 있다.
도전성 가드부재(150)는 전자파 측정 챔버 및 룸이나 전기적 암실 같은 다양한 장소에 사용이 가능하나, 본 발명의 경우는 멀티 프로버에 탑재되는 카트리지용 목적의 웨이퍼척 조립체(100)에 구비되어 사용될 수 있다.
또한, 웨이퍼척(106)의 온도제어를 위해 일반적으로 접촉식 온도센서가 웨이퍼척(106)에 부착될 수 있으나, 이 경우 웨이퍼척(106)의 신호준위와 접지부재(160)의 기준전위 사이에 전기적으로 유전율과 정전용량이 크기 때문에 누설전류가 많이 흐르게 된다.
이에 따라, 본 발명에서는 온도센싱을 위한 온도센서를 무접촉 온도센서(200)를 적용함으로써 공기를 유전율로 하는 최소의 정전용량 값을 갖도록 했기 때문에, 누설전류가 최대로 억제될 수 있다.
전술한 바와 같이, 무접촉 온도센서(200)를 웨이퍼척(106) 하부에 배치하기 위해 몸체부(170)의 중앙에 중공부가 형성되고, 히터(130) 및 단열부재(140)에도 관통홀이 형성되는 것이며, 이러한 중공부 및 관통홀은 무접촉 온도센서(200)의 신호 입출력을 위한 물리적 경로를 제공할 수 있다.
또한, 웨이퍼척(106)과 접지부재(160)간 누설전자 발생 억제뿐만 아니라 히터(130)의 전원잡음을 억제하기 위하여 히터(130)를 차폐부재(132)로 밀봉(Envelop)시키고, 누설전자가 웨이퍼(104)가 아닌 대지(준위)로 이동하도록 3종접지(100 Ω(옴) 이하) 시키도록 구성할 수 있다.
상기에서 설명한 복수의 가드부재(152, 154)를 배치하는 과정에서 정전용량이 최소화되도록 직렬로 연결시켜야 할 뿐만 아니라, 유전상수가 최소화되도록 유전물질을 공기로 하기 위해 가드부재(152, 154)를 소정 간격 이격시켜 배치한다. 예를 들어, 이격된 거리는 약 1mm~50mm 정도이며, 바람직하게는 약 1mm~10mm일 수 있다.
이에 따라, 가드부재(152, 154)의 사이 공간에는 공기가 존재할 수 있는 것으로, 이 공기가 유전물질의 역할을 하여 저항값 대비 복수의 가드부재(152, 154)를 웨이퍼척(106)과 접지부재(160) 사이에 배치함으로써 상대적인 에너지 준위 차이에 국한시켜 유입전자의 에너지를 저준위로 함으로써 누설전류의 양을 감소시킬 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 8에서 수행되는 구체적인 테스트 구성도를 나타낸 것으로, 웨이퍼척(106)상에 있는 웨이퍼(104)에 신호를 인가하는 신호인가부(400)를 구비하고, 동시에 신호회로(402)의 신호검출부(401)를 구비하여 테스터(반도체 파라미터 분석기, HP4153A/B)를 통해 전자의 흐름 즉, 누설전류를 측정(Sense)하는 구성도를 나타낸 것이다.
신호회로(402)에서 보는 바와 같이 가드선은 가드선끼리, 접지선은 접지선끼리 동일 에너지 준위로 하기 위하여 각각 공통(Common)처리하고 난 이후, 신호인가부(400)의 경우 연산증폭기를 이용하여 피드백(Feedback)시켜 추종시킴으로서 절대값이 아닌 상대값을 계측하도록 구성된다.
이에 따라, 신호검출부(401)에서는 웨이퍼(104)에 가해지는 신호인가부(400)의 S/N(Signal/Noise)비 영향이 최소가 되는 신호검출이 가능함으로써 누설전류를 측정할 수 있다는 장점이 있다.
도 10은 도 8에서 본 발명으로 제시되는 온도센서의 유, 무접촉의 여부 및 도전성 가드부재(150)의 설치, 미설치의 경우를 비교하기 위하여 나타낸 측정 그래프이다.
접촉식 센서가 설치될 경우, 가드부재(152,154) 설치와 무관하게 누설전류는 웨이퍼척(106)과 접지부재(160) 사이에 형성된 최대 에너지 준위만큼 흐르게 된다. 즉 누설전류는 최대로 발생할 수 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무접촉 온도센서(200)가 설치될 경우, 가드부재(152,154)와 상관없이 누설전류가 큰 폭으로 억제되어, 최소로 발생할 수 있다.
이에 따라, 전기적 절연저항의 영향이 가드부재(152, 154)의 설치 유무보다도 더 큰 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 즉, 접촉식 센서를 설치할 경우 누설전류는 유전율이 높은 정전용량에 의해서 쉽게 발생한다는 것을 의미한다
가드부재(152,154)를 설치하였다 할지라도 언제나 누설전류가 억제되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이, 누설전류가 억제되는 것은 유전상수(유전율)가 공기일 때 조건이며, 공기 이외의 유전율일 경우 누설전류는 억제되지 않는다.
따라서 접촉식 센서가 공기보다 큰 유전율을 갖는 절연체로서 전기적인 동작을 하는 특성 때문에, 접촉식 센서로 웨이퍼척(106)의 히팅온도를 측정하는 경우에는 가드부재(152,154)를 설치하였다 할지라도 절연체의 큰 유전율만큼 전자가 누설되게 됨으로써, 누설전류는 미미하게 억제되고 상대적으로 큰 폭의 누설전류가 흐르게 된다.
따라서 본 발명의 경우 웨이퍼척(106)의 온도 센싱은 무접촉 온도센서(200)를 이용함으로써, 공기를 유전상수로 갖는 대기공간을 사이에 두고 측정하여, 누설전류가 효율적으로 억제될 수 있는 것이다.
복수의 가드부재(152, 154)를 설치하였다 하더라도, 누설전류는 신호 인가 시 곧바로 억제되는 것이 아니라 안정화 시간(Settling time)을 필요로 하고, 그 이전까지는 초기 누설전류가 흐른다.
이것은 복수의 가드부재(152, 154)에 존재하는 안정화되지 못한 이온화된 대전 전자-정공쌍의 잉여전자들이 가드부재(152, 154)로 이동하는 과정이며, 이것은 가드부재(152, 154)의 에너지 준위가 안정화될 때까지 계속된다. 따라서, 웨이퍼척(106)과 도전성 가드부재(150) 사이 또는 복수개의 가드부재(152, 154) 간 이격거리를 크게 하거나, 도전성 가드부재(150)의 개수를 줄이면 안정화 시간이 단축될 수 있다.
누설전류의 억제량(기울기)은, 웨이퍼척(106)과 도전성 가드부재(150) 또는 복수의 가드부재 간 정전용량을 최소로 함으로써 최소화될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 약 300mm~450mm의 두께를 갖는 웨이퍼를 기준으로 할 때, 가드부재를 1장으로 단일 배치하는 것 보다 2장 이상으로 직렬 연결 배치할 경우 누설전류는 더 감소될 수 있다.
오프셋은 신호인가 직전에 초기 대전된 전하량이 크기 때문에 발생하는 초기전류이다. 이것은 웨이퍼척(106)의 에너지 준위와 대전되는 도전성 가드부재(150)의 에너지 준위 차이에 해당되게 된다. 이것은 초기 대전된 초기 전하량에 기인되므로, 도전성 가드부재(150)의 이격거리 및 설치개수 그리고 웨이퍼척(160)에 사용되는 접촉식 또는 무접촉 센서에 따라 초기전류는 억제될 수 있다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체(100)를 형성하고, 도 9에 도시된 전기적 구성으로 측정할 경우 누설전류가 최소가 될 수 있다는 것이 도 10의 측정그래프를 통해 도시되어 있다.
이는 공기를 유전율로 갖는 무접촉 온도센서(200)를 형성시킴으로써 정전용량이 최소가 되어, 누설전자가 접지부재(160)로부터 웨이퍼척(106)으로 이동이 억제되는 것이며, 부차적으로 다수의 가드부재(152,154)를 직렬로 형성하여 웨이퍼척(106)의 신호 준위와 근접한 상대 준위를 인위적으로 만들어 줌으로써 누설전류의 활성화 에너지를 억제하는 효과가 있다.
그 외에 가드부재의 개수와 가드부재 간의 이격거리에 따른 누설전류 억제 효과는 이상에서 설명한 원리에 의하여 얼마든지 조정될 수 있음은 본 발명의 사상에 모두 포함된다고 할 수 있다.
도 11은 차폐부재(132)가 설치되기 전 히터(130)의 가열시간 변화에 따라 발생하는 히터전원 잡음전류를 나타낸 것이고, 도 12는 차폐부재(132)가 설치된 히터(130)의 가열시간 변화에 따라 발생하는 히터전원 잡음전류를 나타낸 것이다.
도 11을 참고하면, 전원잡음 차폐부재(132)를 설치하지 않을 경우, 온도가 영상(Heating) 혹은 영하(Cooling) 어느 조건에서나 전원 고조파(Harmonics)가 발생하였다.
한편, 도 12를 참고하면, 전원잡음 차폐부재(132)가 히터(130)를 밀봉(Envelop)함으로써, 전원잡음 차폐부재(132)가 필터역할을 하여 잡음전류가 억제되었다.
이러한 이유는 전원잡음 차폐부재(132)를 3종접지함으로써 전원잡음의 고조파 성분이 절대 준위(대지 준위)로 통과되었기 때문이다. 전원잡음의 경우 AC또는 DC전류 모두에서 발생하며, 히터(130)를 차폐부재(132)로 밀봉하여 3종접지함으로써 해결할 수 있다.
한편, 쿨링(cooling)은 히팅(Heating)과 같은 온도시험 조건이므로 웨이퍼척(106) 혹은 별도의 모듈에 유동로(미도시)를 만들어 냉매(Coolant)를 통과시킴으로써 실행할 수 있다. 온도시험 조건은 일반적으로 -25℃ ~ +105℃의 범위일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체의 누설전류 억제 구조는, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼척과 웨이퍼를 히팅하는 히터의 전원잡음 차폐부재, 상대 에너지 준위를 제공하는 다수의 가드부재, 누설전자 발생원으로 기준전위를 제공하는 접지부재를 웨이퍼척과 공간상 소정의 간격으로 이격 배치시킴으로써 접지부재로부터 발생하는 누설전자를 최소로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼척 조립체는 히터에 의하여 가열된 웨이퍼척의 온도를 무접촉 온도센서에 의하여 측정함으로써 절연저항이 매우 크고 유전율이 매우 낮게 되어 누설전류 발생을 억제할 수 있다.
본 실시예에서는 멀티 프로버에서 사용되는 웨이퍼척 구조체의 누설 전류를 억제하는 것을 예시하였으나, 싱글 프로버에서 사용되는 웨이퍼척 조립체에서도 본원 발명에서 제안한 누설전류 억제 구조를 채용하여 누설전류를 근본적으로 억제시킬 수 있을 것인 바, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 이에 대하여 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 웨이퍼척 조립체
102: 프로브 카드 구조체
104: 웨이퍼 106: 웨이퍼척
110: 인쇄회로기판 112: 탐침
114: 인쇄회로기판 보강부 114a: 상부보강부재
114b: 하부보강부재 120: 절연부재
130: 히터 132: 차폐부재
134: 전원선 136: 제1 관통홀
140: 단열부재
142: 제2 관통홀 150: 가드부재
152: 제1 가드부재 154: 제2 가드부재
156: 가드 지지대 160: 접지부재
170: 몸체부 172: 제1 몸체
173: 제1 중공부 174: 제2 몸체
175: 제2 중공부
176: 내부 몸체 177: 제3 중공부
178: 회전 몸체 179: 링형격벽
180: 락킹부 182: 상부락커
184: 하부락커 190: 몸체부 지지대
192: 회전 베어링
200: 무접촉 온도센서 300: 멀티프로버용 카트리지
400: 신호인가부 401: 신호검출부
402: 신호회로
104: 웨이퍼 106: 웨이퍼척
110: 인쇄회로기판 112: 탐침
114: 인쇄회로기판 보강부 114a: 상부보강부재
114b: 하부보강부재 120: 절연부재
130: 히터 132: 차폐부재
134: 전원선 136: 제1 관통홀
140: 단열부재
142: 제2 관통홀 150: 가드부재
152: 제1 가드부재 154: 제2 가드부재
156: 가드 지지대 160: 접지부재
170: 몸체부 172: 제1 몸체
173: 제1 중공부 174: 제2 몸체
175: 제2 중공부
176: 내부 몸체 177: 제3 중공부
178: 회전 몸체 179: 링형격벽
180: 락킹부 182: 상부락커
184: 하부락커 190: 몸체부 지지대
192: 회전 베어링
200: 무접촉 온도센서 300: 멀티프로버용 카트리지
400: 신호인가부 401: 신호검출부
402: 신호회로
Claims (12)
- 멀티 프로버용 웨이퍼척 조립체로서,
웨이퍼를 지지하는 웨이퍼척;
상기 웨이퍼척 하부에 부착하여 상기 웨이퍼척을 히팅할 수 있는 히터;
상기 웨이퍼척에 소정의 간격을 두고 부착하여 웨이퍼척의 상대준위를 제공하는 가드부재;
상기 가드부재에 소정의 간격을 두고 부착하여 웨이퍼척의 기준준위를 제공하는 접지부재; 및
상기 히터에 의하여 가열되는 상기 웨이퍼척의 온도를 측정하기 위하여 상기 웨이퍼척에 소정 간격으로 이격 배치되는 무접촉 온도센서를 포함하는 웨이퍼척 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 가드부재는 1개 이상 형성되고, 다수의 가드부재는 상호간 소정의 간격을 두고 나란하게 이격 배치되는 웨이퍼척 조립체. - 제2 항에 있어서,
상기 웨이퍼척 및 상기 가드부재는 저 유전율의 저 정전용량을 갖도록 절연성 비도전체에 의하여 전기적으로 분리 이격되는 웨이퍼척 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 히터는 도전성 금속판인 차폐부재에 의하여 전원잡음 차폐 처리되고 3종접지선에 연결되는 웨이퍼척 조립체. - 제4 항에 있어서,
상기 히터에서 발생된 열(온도)은 일 측방향인 웨이퍼척으로만 향하도록 하고 다른 일측방향으로는 차단이 되도록 상기 히터 하부에 배치되는 단열부재를 더 포함하는 웨이퍼척 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 히터와 상기 웨이퍼척 사이에 배치되는 전기적 절연부재를 더 포함하는 웨이퍼척 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 웨이퍼척을 하부에서 지탱하는 몸체부 및
상기 웨이퍼척과 상기 몸체부를 연결하는 지지대를 포함하는 웨이퍼척 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 무접촉 온도센서는 상기 웨이퍼척의 온도를 접촉하지 않고 온도를 측정하는 측정수단을 포함하되,
상기 측정수단은 적외선을 이용하여 상기 웨이퍼척의 온도를 직접 측정하는 수단이거나 상기 히터에 공급되는 공급전압(V)과 공급전류(I)를 측정함으로써 상기 웨이퍼척의 온도에 상응하는 열저항(R)을 구하여 상기 웨이퍼척의 온도를 간접적으로 측정하는 수단인 웨이퍼척 조립체. - 제7 항에 있어서,
상기 무접촉 온도센서는 상기 몸체부의 중심 중앙에 형성된 중공부를 통하여 상기 웨이퍼척의 하부에 소정의 간격을 두고 배치되는 웨이퍼척 조립체. - 제9 항에 있어서,
상기 무접촉 온도센서는 공기를 유전율로 하기 위하여 웨이퍼척과 공간적으로 소정의 간격을 두고 이격시켜 상기 웨이퍼척 중심 중앙 부근 하부에 배치되는 웨이퍼척 조립체. - 제7 항에 있어서,
상기 가드부재의 신호선, 접지부재의 신호선 포함하여 전기배선을 상기 몸체부의 중심 중앙에 형성된 중공부 내부를 통하여 형성시키는 웨이퍼척 조립체. - 제11 항에 있어서,
상기 무접촉 온도센서를 웨이퍼척의 하부에 근접시켜 배치하기 위하여 상기 히터에 상기 무접촉 온도센서가 관통되도록 제1 관통홀을 형성하고, 단열부재에 상기 무접촉 온도센서가 관통되도록 제2 관통홀이 형성되는 웨이퍼척 조립체.
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| KR1020190070367A KR102223295B1 (ko) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | 멀티 프로버용 웨이퍼척 조립체 |
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