KR20220046732A - 기판 테스트 장치 - Google Patents

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이재훈
박태준
임상훈
김서경
정준년
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판의 스탠바이(stand-by) 불량을 분석하는 HEA 테스트를 수행하는 기판 테스트 장치는, 상기 기판을 지지하는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 갖고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 관통하는 촬영 홀을 갖고, 상기 기판을 가열시키도록 구성된 가열 척; 상기 가열 척 상에서 상기 기판을 수평 방향으로 이동시키도록 구성된 기판 이동 장치; 및 상기 가열 척의 하부에 있고, 상기 가열 척의 상기 촬영 홀을 통해 노출된 상기 기판을 촬영하도록 구성된 카메라;를 포함한다.

Description

기판 테스트 장치{SUBSTRATE TESTING APPARATUS}
본 개시의 기술적 사상은 기판 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 반도체 기판의 불량을 테스트 하기 위한 기판 테스트 장치에 관한 것이다.
반도체 기판의 제조가 완료되면, 상기 반도체 기판의 불량을 테스트하는 공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 반도체 기판의 스탠바이(stand-by) 불량을 테스트하는 HEA(Hot Electron Analysis) 테스트가 수행될 수 있다. HEA 테스트에서, 기판 테스트 장치는 반도체 기판의 일 부분에 전압을 인가할 수 있고, 상기 반도체 기판에서 방출되는 광자 또는 열을 카메라를 통해 촬영하여 상기 반도체 기판의 스탠바이 불량을 판단할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제들 중 하나는 기판의 스탠바이 불량을 정밀하게 검출할 수 있는 기판 테스트 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 개시의 예시적인 실시예로, 기판의 스탠바이(stand-by) 불량을 분석하는 HEA 테스트를 수행하는 기판 테스트 장치로서, 상기 기판을 지지하는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 갖고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 관통하는 촬영 홀을 갖고, 상기 기판을 가열시키도록 구성된 가열 척; 상기 가열 척 상에서 상기 기판을 수평 방향으로 이동시키도록 구성된 기판 이동 장치; 및 상기 가열 척의 하부에 있고, 상기 가열 척의 상기 촬영 홀을 통해 노출된 상기 기판을 촬영하도록 구성된 카메라;를 포함하는 기판 테스트 장치를 제공한다.
또한, 본 개시의 예시적인 실시예로, 기판의 스탠바이 불량을 분석하는 HEA 테스트를 수행하는 기판 테스트 장치로서, 장착 홀을 갖는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 상기 장착 홀에 배치되고, 상기 기판을 지지하는 제1 면 및 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 갖고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 수직 방향으로 관통하는 촬영 홀을 갖고, 상기 기판을 가열시키도록 구성된 가열 척; 상기 기판의 가장자리를 둘러싸고, 상기 지지 플레이트 및 상기 가열 척 상에서 상기 기판을 수평 방향으로 이동시키도록 구성된 기판 이동 장치; 상기 가열 척의 하부에 있고, 상기 가열 척의 상기 촬영 홀을 통해 노출된 상기 기판의 테스트 부분을 촬영하도록 구성된 카메라; 및 상기 가열 척의 상부에 있고, 상기 기판의 상기 테스트 부분에 전압을 인가하도록 구성된 프로브 장치;를 포함하는 기판 테스트 장치를 제공한다.
또한, 본 개시의 예시적인 실시예로, 기판의 스탠바이 불량을 분석하는 HEA 테스트를 수행하는 기판 테스트 장치로서, 공정 공간을 갖는 챔버; 상기 챔버의 상기 공정 공간 내에 배치되고, 제1 홀이 형성된 상면을 갖는 하우징; 상기 기판을 지지하는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 갖고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 수직 방향으로 관통하는 촬영 홀을 갖는 가열 척으로서, 상기 하우징의 상기 제1 홀에 의해 상기 가열 척의 하면의 일 부분이 노출되도록 상기 하우징의 상기 상면 상에 배치되고, 상기 기판을 가열시키도록 구성된 상기 가열 척; 상기 기판의 가장자리를 둘러싸고, 상기 가열 척 상에서 상기 기판을 수평 방향으로 이동시키도록 구성된 기판 이동 장치; 상기 가열 척의 하부에 있도록 상기 하우징의 내부 공간에 배치되고, 상기 가열 척의 상기 촬영 홀을 통해 노출된 상기 기판의 테스트 부분을 촬영하도록 구성된 카메라; 및 상기 가열 척의 상부에 있도록 상기 챔버의 상기 공정 공간에 배치되고, 상기 기판의 상기 테스트 부분에 전압을 인가하도록 구성된 프로브 장치;를 포함하는 기판 테스트 장치를 제공한다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 기판 테스트 장치는 HEA 테스트에서 가열 척을 통해 기판을 가열시킬 수 있다. 이에 따라, 결함이 있는 기판의 일 부분에서 광자 방출 및 열 방출의 세기가 증대될 수 있고, 본 개시의 기판 테스트 장치는 카메라를 통해 상기 기판 스탠바이 불량을 정밀하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치의 단면도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치의 분해도이다.
도 3은 기판의 온도 값에 따른 상기 기판의 테스트 부분에서 발생하는 스탠바이 전류 값을 보여주는 실험 그래프이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치의 가열 척의 단면도이다.
도 5는 가열 척의 상부 플레이트의 평면도이다.
도 6a는 가열 척의 하부 플레이트의 평면도이다.
도 6b는 가열 척의 하부 플레이트의 저면도이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치의 평면도이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치의 단면도이다.
도 9 는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치의 신호 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 제1 HEA 테스트 상태에서의 기판 테스트 장치의 평면도이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 제2 HEA 테스트 상태에서의 기판 테스트 장치의 평면도이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법의 흐름을 보여주는 플로우 차트이다.
또한, 도 13 내지 도 17은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법의 각 단계들을 보여주는 도면들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 개시의 예시적 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(10)의 단면도이다. 또한, 도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(10)의 분해도이다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(10)는 기판(S)의 불량을 테스트하기 위한 장치일 수 있다. 보다 구체적으로, 기판 테스트 장치(10)는 기판(S)의 스탠바이(stand-by) 불량을 테스트하는 HEA(Hot Electron Analysis) 테스트를 수행하기 위한 장치일 수 있다.
기판(S)의 스탠바이 불량은 상기 기판(S)의 스탠바이 상태에서 발생하는 여러가지 종류의 불량들을 의미할 수 있다. 예를 들어, 기판(S)의 스탠바이 불량은 상기 기판(S)의 스탠바이 상태에서 PN 정션(junction), 산화막 등에서 발생하는 누설 전류를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, HEA 테스트는 기판(S)의 테스트 부분(A)에 전압을 인가하고 상기 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 광자 방출 및/또는 열 방출을 카메라를 통해 촬영하여, 상기 기판(S)의 테스트 부분의 불량 여부를 판단하는 테스트일 수 있다.
또한, 기판 테스트 장치(10)는 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 촬영된 광자 방출 및/또는 열 방출과 관련된 이미지를 참조하여, 상기 기판(S)의 상기 일 부분에서의 누설 전류 발생과 같은 스탠바이 불량을 판단할 수 있다.
기판 테스트 장치(10)에 의해 테스트되는 기판(S)은 반도체 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(S)은 복수의 층들로 형성된 회로 패턴들을 갖는 웨이퍼(wafer)일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(10)는 지지 플레이트(110), 가열 척(200), 온도 센서(280), 기판 이동 장치(300), 프로브 장치(400), 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 렌즈(550) 등을 포함할 수 있다.
지지 플레이트(110)는 중심 부분에 가열 척(200)을 수용하기 위한 장착 홀(110H)을 가질 수 있다. 지지 플레이트(110)의 상면은 기판(S)의 일 부분을 지지할 수 있다. 예를 들어, 기판(S)이 기판 이동 장치(300)에 의해 지지 플레이트(110)의 상면 상에서 수평 방향으로 이동될 때, 지지 플레이트(110)의 상면은 기판(S)의 일 부분을 지지할 수 있다.
가열 척(200)은 지지 플레이트(110)의 장착 홀(110H) 내에 배치될 수 있고, 기판(S)을 지지할 수 있다. 또한, 가열 척(200)은 HEA 테스트가 수행될 때, 상기 가열 척(200) 상에 안착된 기판(S)을 가열시키도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 가열 척(200)은 기판(S)이 안착되는 제1 면(200a) 및 상기 제1 면(200b)에 반대되는 제2 면(200b)을 가질 수 있다. 또한, 가열 척(200)은 상기 가열 척(200)의 제1 면(200a) 및 제2 면(200b)을 수직 방향으로 관통하는 촬영 홀(200H)을 가질 수 있다.
가열 척(200)의 촬영 홀(200H)은 기판(S)을 카메라(500)를 통해 촬영하기 위한 홀일 수 있다. 기판(S)이 가열 척(200) 상에 안착될 때, 상기 촬영 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩된 기판(S)의 테스트 부분(A)은 노출될 수 있다. 이에 따라, 카메라(500)는 촬영 홀(200H)에 의해 노출된 기판(S)의 테스트 부분(A)을 촬영할 수 있다.
가열 척(200)을 평면적 관점에서 봤을 경우, 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)의 형상은 사각형일 수 있다. 예를 들어, 가열 척(200)을 평면적 관점에서 봤을 경우, 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)은 가로 길이 및 세로 길이가 각각 5cm인 정사각형 형상일 수 있다. 다만, 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)의 가로 길이 및 세로 길이는 전술한 바에 한정되지 않는다.
예시적인 실시예에서, 가열 척(200)은 제1 면(200a)을 갖는 상부 플레이트(도 4, 210), 상기 상부 플레이트(210)와 결합되고, 제2 면(200b)을 갖는 하부 플레이트(도 4, 230), 및 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)를 가열시키기 위해 발열하도록 구성된 가열 소자(270) 등을 포함할 수 있다. 가열 척(200)의 상부 플레이트(210), 하부 플레이트(230), 및 가열 소자(270)에 대한 기술적 사상은 도 5 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
온도 센서(280)는 가열 척(200)의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 온도 센서(280)는 가열 척(200)의 하면에 부착되어 상기 가열 척(200)의 온도를 측정할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 온도 센서(280)는 가열 척(200)과의 접촉을 통해 상기 가열 척(200)의 온도를 측정하도록 구성된 접촉식 온도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(280)는 열전쌍 센서, 서미스터 센서, 저항 온도 검출 센서 등을 포함할 수 있다.
다만 전술한 바에 한정되지 않고, 온도 센서(280)는 가열 척(200)과 이격된 비접촉식 온도 센서를 포함할 수도 있다.
기판 이동 장치(300)는 지지 플레이트(110) 및 가열 척(200) 상에서 기판(S)을 수평 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 기판 이동 장치(300)는 기판(S)을 고정시키기 위한 기판 고정 부분(330), 및 기판(S)을 이동시키기 위한 기판 이동 부분(350)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 이동 장치(300)의 기판 고정 부분(330)은 기판(S)의 가장자리를 감싸는 링 형상일 수 있다. 기판 고정 부분(330)은 기판 고정 홀(330H)을 갖는 링 형상일 수 있고, 상기 기판 고정 홀(330H)의 단면은 기판(S)의 단면보다 클 수 있다. 이에 따라, 기판 이동 장치(300)의 내면은 기판 고정 홀(330H) 내에 위치한 기판(S)의 가장자리를 둘러쌀 수 있다.
또한, 기판(S)이 기판 고정 홀(330H) 내에 배치되면, 상기 기판(S)은 접착테이프와 같은 접착 부재(510)에 의해 기판 고정 부분(330)과 일시적으로 결합될 수 있다. 즉, HEA 테스트의 수행 시, 기판(S)은 접착 부재(도 8, 510)에 의해 기판 고정 부분(330)과 결합될 수 있고, HEA 테스트의 수행 이후, 기판(S)은 접착 부재(510)의 제거를 통해 기판 고정 부분(330)과 분리될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 이동 장치(300)의 기판 이동 부분(350)은 기판 고정 부분(330)의 외면과 연결된 막대 형상일 수 있다. 기판 이동 부분(350)의 일 측은 기판 고정 부분(330)과 연결되고, 기판 이동 부분(350)의 타 측은 상기 기판 이동 장치(300)를 이동시키기 위한 액츄에이터와 연결될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터는 모터 및 기어의 조합일 수 있고, 상기 액츄에이터는 기판 이동 장치(300)를 지지 플레이트(110) 및 가열 척(200) 상에서 수평 방향으로 이동시키기 위해 동력을 발생시키는 구동원일 수 있다.
프로브 장치(400)는 가열 척(200) 상에 있고, 기판(S)의 스탠바이 불량 테스트를 위해 기판(S)의 일 부분에 전압을 인가하도록 구성된 장치일 수 있다. 프로브 장치(400)는 포고 블록(410), 프로브 카드(420), 및 프로브 핀(430) 등을 포함할 수 있다.
프로브 장치(400)의 포고 블록(410)은 회로 패턴들이 형성된 기판일 수 있다. 예를 들어, 포고 블록(410)은 테스트 헤드(미도시)와 프로브 카드(420)를 연결시키는 인쇄 회로 기판일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 포고 블록(310)은 테스터 헤드로부터 전기적 신호를 전달받고, 상기 전기적 신호를 프로브 카드(420)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 포고 블록(410)은 프로브 카드(420)와 접촉하는 다수의 포고 핀들을 포함할 수 있다.
프로브 장치(400)의 프로브 카드(420)는 포고 블록(410)에서 전달된 전기적 신호를 프로브 핀(430)에게 전달하도록 구성될 수 있다.
또한, 프로브 장치(400)의 프로브 핀(430)은 가열 척(200) 상의 기판(S)과 접촉하는 핀일 수 있다. 예를 들어, 프로브 핀(430)은 탄성적으로 신축하는 포고 핀 타입의 핀일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 프로브 핀(430)의 일 측은 프로브 카드(420)와 연결되고, 타 측은 기판(S)의 일 부분과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 프로브 핀(430)의 형상은 아래 방향으로 갈수록 직경이 감소하는 바늘 형상일 수 있다.
또한, 프로브 핀(430)은 기판(S)의 일 부분에 전압을 인가하기 위해, 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로브 핀(430)은 텅스텐, 백금 등으로 제조될 수 있다. 다만 프로브 핀(430)의 물질은 전술한 바에 한정되지 않는다.
카메라(500)는 가열 척(200)의 하부에 있고, 상기 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)에 의해 노출된 기판(S)의 테스트 부분(A)을 촬영하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 카메라(500)는 기판(S)의 테스트 부분(A)의 하면 또는 상기 테스트 부분(A)의 하면과 수직 방향으로 중첩된 기판(S)의 내부를 촬영할 수 있다.
기판(S) 내의 패턴 층들의 개수가 증가함에 따라, 상기 기판(S)의 하부에 배치된 제1 패턴 층에서 발생하는 결함을 검출하기 어려운 실정이다. 예를 들어, 기판(S)의 상부에 배치된 카메라를 통해 기판(S)의 내부를 촬영한 경우, 상기 기판(S)의 제1 패턴 층은 상기 제1 패턴 층의 상부에 배치된 복수의 패턴 층들에 의해 가려질 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 제1 패턴 층의 결함이 카메라에 의해 촬영되지 않을 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 카메라(500)는 가열 척(200)의 하부에 배치될 수 있고, 상기 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)에 의해 노출된 기판(S)의 테스트 부분(A)을 촬영할 수 있다. 이에 따라, 카메라(500)는 기판(S)의 하부에 배치된 패턴 층에서 발생하는 결함을 용이하게 검출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 카메라(500)는 기판(S)의 테스트 부분(A)의 내부에서발생하는 광자 방출(photon emission)을 촬영하도록 구성된 PHEMOS(Photo emission microscope) 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, PHEMOS 장치는 전압이 인가된 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 광자 방출을 촬영하여, 기판(S)의 스탠바이 상태에서 PN 정션(junction), 산화막 등에서 발생하는 누설 전류를 검출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 카메라(500)는 기판(S)의 테스트 부분(A)의 내부에서 발생하는 열 방출(thermal emission)을 촬영하도록 구성된 THEMOS(thermal emission microscope) 장치를 포함할 수도 있다. 예를 들어, THEMOS 장치는 전압이 인가된 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 열을 촬영하여, 기판(S)의 스탠바이 상태에서 쇼트 포인트(short point), 비정상 저항, 접촉 불량 등을 검출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 카메라(500)는 인듐(Indium), 갈륨(Gallium), 및 비소(Arsenide)로 구성된 화합물 반도체를 포함하는 InGaAs 카메라, 또는 인듐(Indium) 및 안티몬(Antimony)로 구성된 화합물 반도체를 포함하는 InSb 카메라를 포함할 수 있다.
예를 들어, 카메라(500)가 InGaAs 카메라를 포함하는 경우, 상기 카메라(500)는 전압이 인가된 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 광 이미지를 촬영할 수 있다. 또한, 카메라(500)가 InSb 카메라를 포함하는 경우, 상기 카메라(500)는 전압이 인가된 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 열 이미지를 촬영할 수도 있다.
또한, 카메라(500)는 전술한 카메라의 종류에 한정되지 않고, CCD(charge-coupled device) 카메라, MCT 카메라 등의 고성능 카메라를 포함할 수도 있다.
카메라 구동 장치(530)는 카메라(500)를 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 이동시키도록 구성된 장치일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 카메라 구동 장치(530)는 카메라(500)를 구동시키기 위한 이동 스테이지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 구동 장치(530)는 카메라(500)를 X 방향으로 이동시키기 위한 X 스테이지, Y 방향으로 이동시키기 위한 Y 스테이지, 및 Z 방향으로 이동시키기 위한 Z 스테이지를 포함할 수 있다. 카메라 구동 장치(530)의 X 스테이지, Y 스테이지, 및 Z 스테이지는 모터와 같은 액츄에이터와 연결될 수 있다.
렌즈(550)는 카메라(500) 및 가열 척(200) 사이에 배치되고, 카메라(500)에서 발사된 광을 굴절시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(550)는 광을 모으거나 분산시켜 카메라(500)에서 발사된 광이 기판(S) 내에서 집광되는 위치를 조절할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 카메라(500)가 InGaAs 카메라, 또는 InSb 카메라를 포함하는 경우, 렌즈(550)는 적외선 파장 대역의 광을 굴절시키는 IR 렌즈를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 렌즈(550)는 상이한 굴절률을 가진 복수 개의 렌즈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라(500)에서 발사된 광이 기판(S) 내에서 집광되는 위치를 조절하기 위해, 복수 개의 렌즈들(550) 중 어느 하나의 렌즈가 선택될 수 있다.
도 3은 기판(S)의 온도 값에 따른 상기 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 스탠바이 전류 값을 보여주는 실험 그래프이다. 구체적으로, 도 3은 기판(S)의 테스트 부분(A)에 일정한 전압을 인가하였을 때, 기판(S)의 상이한 온도 값에 따른 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 스탠바이 전류 값을 보여주는 실험 그래프이다.
도 3을 참조하면, 기판(S)의 테스트 부분(A)에 전압을 인가하였을 때, 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 스탠바이 전류는 기판(S)의 온도가 증가함에 따라 증가할 수 있다.
예를 들어, 상온과 유사한 약 25 도의 온도를 갖는 기판(S)의 테스트 부분(A)에 1.2 V의 전압을 인가한 경우, 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 약 1 mA 내지 약 2 mA의 스탠바이 전류가 발생할 수 있다.
또한, 약 95 도의 온도를 갖는 기판(S)의 테스트 부분(A)에 1.2 V의 전압을 인가한 경우, 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 약 7 mA 내지 약 9mA의 스탠바이 전류가 발생할 수 있다.
기판(S)의 테스트 부분(A)이 상온과 유사한 온도를 갖는 경우, 기판(S)의 테스트 부분에서 발생한 스탠바이 전류 값이 상대적으로 작을 수 있다. 반면, 기판(S)의 테스트 부분(A)이 상대적으로 고온(예를 들어, 95 도)을 갖는 경우, 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생한 스탠바이 전류 값이 상대적으로 클 수 있다.
즉, 기판(S)의 테스트 부분(A)의 온도가 높아짐에 따라, 상기 기판(S)의 테스트 부분(A)에 형성된 트랜지스터와 같은 전기 부품들의 누설 전류가 증가될 수 있고, 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 스탠바이 전류 값이 증대될 수 있다.
이에 따라, 기판(S)의 테스트 부분(A)이 상대적으로 높은 온도를 갖는 경우, 상기 기판(S)의 테스트 부분(A)의 불량을 스탠바이 전류 값을 통해 찾는 것이 용이할 수 있다.
또한, 기판(S)의 테스트 부분(A)에 전압을 인가하였을 때, 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 광자 방출 및 열 방출은 기판(S)의 온도가 증가함에 따라 증가할 수 있다.
기판(S)의 테스트 부분(A)이 상온과 유사한 온도를 갖는 경우, 기판(S)의 테스트 부분에서 발생한 광자 방출 및/또는 열 방출의 세기는 상대적으로 작을 수 있다. 반면, 기판(S)의 테스트 부분(A)이 상대적으로 고온(예를 들어, 95 도)을 갖는 경우, 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생한 광자 방출 및/또는 열 방출의 세기는 상대적으로 클 수 있다.
즉, 기판(S)의 테스트 부분(A)의 온도가 높아짐에 따라, 상기 기판(S)의 테스트 부분(A) 중 불량이 있는 부분에서의 광자 방출 및/또는 열 방출의 세기가 증대될 수 있다.
이에 따라, 기판(S)의 테스트 부분(A)이 상대적으로 높은 온도를 갖는 경우, 상기 기판(S)의 테스트 부분(A)의 결함을 광자 방출 및/또는 열 방출의 세기를 통해 찾는 것이 용이할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(10)는 HEA 테스트에서 가열 척(200)을 이용하여 기판(S)을 가열시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 기판 테스트 장치(10)의 가열 척(200)은 가열 소자(270)에 의해 약 25도 내지 약 150도로 가열될 수 있다. 또한, 가열 척(200) 상의 기판(S) 역시 열 전도에 의해 약 25도 내지 약 150도로 가열될 수 있다.
기판 테스트 장치(10)가 가열 척(200)을 통해 기판(S)을 고온으로 가열시키는 경우, 기판(S)의 테스트 부분(A) 중 불량이 있는 부분에서의 광자 방출 및/또는 열 방출의 세기가 증대될 수 있다. 이에 따라, 기판 테스트 장치(10)는 카메라(500)를 통해 기판(S)의 테스트 부분(A)의 스탠바이 불량을 정밀하게 검출할 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(10)의 가열 척(200)의 단면도이다. 또한, 도 5는 가열 척(200)의 상부 플레이트(210)의 평면도이다. 또한, 도 6a는 가열 척(200)의 하부 플레이트(230)의 평면도이고, 도 6b는 가열 척(200)의 하부 플레이트(230)의 저면도이다.
도 4 내지 도 6b를 참조하면, 가열 척(200)은 상부 플레이트(210), 하부 플레이트(230), 및 가열 소자(270)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 가열 척(200)의 상부 플레이트(210)는 제1 촬영 홀(200H_1)이 형성된 제1 면(200a)을 가질 수 있다. 상부 플레이트(210)의 제1 면(200a)은 가열 척(200)의 상면일 수 있고, 기판(S)이 안착되는 면일 수 있다. 예를 들어, 상부 플레이트(210)의 형상은 원판 형상일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 가열 척(200)의 하부 플레이트(230)는 제2 촬영 홀(200H_2)이 형성된 제2 면(200b)을 가질 수 있다. 하부 플레이트(230)의 제2 면(200b)은 상부 플레이트(210)의 제1 면(200a)에 반대되는 면이고, 가열 척(200)의 하면일 수 다. 예를 들어, 하부 플레이트(230)의 형상은 원판 형상일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)는 상호 결합될 수 있다. 또한, 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)가 결합된 경우, 상부 플레이트(210)의 제1 촬영 홀(200H_1) 및 하부 플레이트(230)의 제2 촬영 홀(200H_2)은 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
다시 말해, 상부 플레이트(210)의 제1 촬영 홀(200H_1) 및 하부 플레이트(230)의 제2 촬영 홀(200H_2)은 함께 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)을 구성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)의 물질은 열 전도성이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)의 물질은 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다.
가열 소자(270)는 하부 플레이트(230) 상에 배치되어, 하부 플레이트(230) 및 상부 플레이트(210)를 가열시키도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 가열 소자(270)는 하부 플레이트(230) 및 상부 플레이트(210) 사이에 개재될 수 있다.
예를 들어, 가열 소자(270)의 하면은 하부 플레이트(230)와 맞닿고, 가열 소자(270)의 상면은 상부 플레이트(210)와 맞닿을 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 가열 소자(270)의 하면은 하부 플레이트(230)와 맞닿고, 가열 소자(270)의 상면은 상부 플레이트(210)와 이격될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 가열 소자(270)는 세라믹 히터일 수 있다. 보다 구체적으로, 가열 소자(270)는 외부의 전극으로부터 전력을 공급받아 발열되는 세라믹 히터일 수 있다. 세라믹 히터는 상기 세라믹 히터의 외관을 구성하는 세라믹 플레이트, 및 상기 세라믹 플레이트의 내부에 매설되고 소정의 저항을 갖고, 전류에 의해 발열하도록 구성된 발열체를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 가열 소자(270)는 1 개의 세라믹 히터를 포함할 수 있다. 가열 소자(270)가 1개의 세라믹 히터를 포함하는 경우, 상기 세라믹 히터는 하부 플레이트(230)의 가장자리에 배치될 수 있다.
또한, 예시적인 실시예에서, 가열 소자(270)는 복수 개의 세라믹 히터를 포함할 수도 있다. 가열 소자(270)가 복수 개의 세라믹 히터들을 포함하는 경우, 세라믹 히터들은 하부 플레이트(230)의 제2 촬영 홀(200H_2)을 기준으로 대칭되도록 상기 하부 플레이트(230)의 가장자리에 배치될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 온도 센서(280)는 하부 플레이트(230)의 하면에 부착될 수 있다. 다만 전술한 바에 한정되지 않고, 온도 센서(280)는 상부 플레이트(210)에 부착될 수도 있다. 온도 센서(280)는 하부 플레이트(230)의 온도를 실시간으로 측정하도록 구성될 수 있다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(10)의 평면도이다.
도 7을 참조하면, 기판 테스트 장치(10)를 평면적 관점에서 봤을 경우, 지지 플레이트(110)는 가열 척(200)의 가장자리를 둘러쌀 수 있다. 또한, 지지 플레이트(110)의 상면(110a) 및 가열 척(200)의 상면(200a)은 동일 평면 상에 있을 수 있다.
이에 따라, 기판(S)이 지지 플레이트(110)의 상면(100a) 및 가열 척(200)의 상면(200a) 상에서 수평 방향으로 이동될 때, 기판(S)의 손상이 방지될 수 있고, 기판(S)이 지지 플레이트(110) 및 가열 척(200)에 의해 지지될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 이동 장치(300)는 지지 플레이트(110)의 상면(100a) 및 가열 척(200)의 상면(200a) 상에서 기판(S)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 기판 이동 장치(300)는 기판(S)의 테스트 부분(A)이 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩되도록 상기 기판(S)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 테스트 장치(10)를 평면적 관점에서 봤을 경우, 가열 척(200)의 촬영 홀(200H), 렌즈(550), 및 카메라(500)는 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 카메라(500)는 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)에 의해 노출된 기판(S)의 일 부분을 촬영할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기판 테스트 장치(10)는 가열 척(200)의 가열 소자(270) 및 온도 센서(280)와 연결된 제어기(600)를 더 포함할 수 있다.
제어기(600)는 가열 척(200)의 온도를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(600)는 온도 센서(280)에서 측정된 가열 척(200)의 온도를 실시간으로 분석할 수 있다. 또한, 제어기(600)는 온도 센서(280)에서 측정된 가열 척(200)의 온도를 참조하여 기판(S)의 온도를 간접적으로 분석할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(600)는 온도 센서(280)에서 측정된 가열 척(200)의 온도 값을 참조하여, 가열 척(200)의 온도를 실시간으로 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어기(600)는 가열 척(200)의 온도가 약 25도 내지 약 150도로 가열되도록, 가열 소자(270)를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(600)는 가열 척(200) 상에 안착된 기판(S)의 온도가 약 55도 내지 약 95도로 가열되도록 가열 소자(270)를 제어할 수 있다.
HEA 테스트에서 기판(S)의 온도가 55도 미만으로 가열된 경우, 기판(S)의 테스트 부분(A)에서 발생하는 광자 방출 및/또는 열 방출의 세기가 상대적으로 작아질 수 있다. 또한, 도 3의 실험 그래프를 참조하면, 기판(S)의 온도가 약 55도 미만인 경우, 기판(S)의 테스트 부분에서 스탠바이 전류 값은 상대적으로 작을 수 있다. 또한, 도 3의 실험 그래프에서, 기판(S)의 테스트 부분의 스탠바이 전류 값의 기울기는 기판(S)의 온도가 약 55도인 부분에서 급격한 변화를 가질 수 있다.
HEA 테스트에서 기판(S)의 온도가 95도 초과로 가열된 경우, 기판(S)의 테스트 부분(A)의 전 영역에서 광자 방출 및/또는 열 방출의 세기가 상대적으로 커질 수 있다. 이에 따라, 카메라(500)에 의해 측정된 광자 방출 및 열 방출에 관한 이미지의 노이즈가 커질 수 있다.
또한, 제어기(600)는 가열 척(200) 상에 안착된 기판(S)의 온도가 약 70도 내지 약 95도로 가열되도록 가열 소자(270)를 제어할 수 있다. 제어기(600)에 의해 기판(S)의 온도가 약 70도 내지 약 95도로 제어됨에 따라, 기판(S)의 테스트 부분(A)의 광자 방출 및/또는 열 방출이 증대되어 상기 테스트 부분(A)의 결함을 용이하게 찾을 수 있다. 또한, 기판 테스트 장치(10)의 카메라(500)를 통해 촬영된 광자 방출 및/또는 열 방출에 관한 이미지의 노이즈 역시 감소될 수 있다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(20)의 단면도이다. 또한, 도 9 는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(20)의 신호 흐름도이다.
도 8 및 도 9를 함께 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(20)는 챔버(700), 하우징(800), 지지 플레이트(110), 가열 척(200), 온도 센서(280), 기판 이동 장치(300), 프로브 장치(400), 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 렌즈(550), 방진 장치(900), 및 제어기(1000)를 포함할 수 있다.
챔버(700)는 기판 테스트 장치(20)를 이용한 HEA 테스트가 수행되는 공정 공간을 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, HEA 테스트의 각 단계들은 모두 챔버(700)의 공정 공간에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 기판(S)을 가열시키는 단계, 기판(S)에 전압을 인가하는 단계, 및 상기 기판(S)의 테스트 부분을 촬영하는 단계는 모두 챔버(700)의 공정 공간에서 수행될 수 있다.
기판 테스트 장치(20)의 지지 플레이트(110), 가열 척(200), 온도 센서(280), 기판 이동 장치(300), 프로브 장치(400), 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 및 렌즈(550)에 관한 기술적 사상은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 내용과 중복되므로 자세한 내용은 생략한다.
하우징(800)은 챔버(700)의 공정 공간 내에 배치될 수 있다. 하우징(800)은 내부 공간을 가질 수 있고, 상기 내부 공간은 하우징(800)의 상면, 측면, 및 하면에 의해 규정될 수 있다. 하우징(800)의 상면은 상기 하우징(800)의 상면 상에 안착된 가열 척(200)의 적어도 일부를 노출시키는 홀(800H)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 하우징(800)은 챔버(700)의 내부 공간에서 이동할 수 있다. 예를 들어, 하우징(800)은 하면에 부착된 바퀴와 같은 이송 부재를 통해 하우징(800)의 내부 공간에서 이동할 수 있다. 다만 전술한 바에 한정되지 않고, 하우징(800)은 챔버(700)의 내부 공간에 고정될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 하우징(800)의 내부 공간에는 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 렌즈(550), 및 방진 장치(900) 등이 배치될 수 있다. 또한, 하우징(800)의 상면 상에는 지지 플레이트(110) 및 가열 척(200)이 배치될 수 있다.
방진 장치(900)는 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 및 렌즈(550)의 진동을 방지하도록 구성될 수 있다. 방진 장치(900)는 하우징(800)에 가해지는 외부 충격에 의해 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 및 렌즈(550)가 진동하는 현상을 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 방진 장치(900)는 스프링, 방진 고무, 유압 실린더 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제어기(1000)는 가열 척(200), 온도 센서(280), 기판 이동 장치(300), 프로브 장치(400), 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 렌즈(550) 등과 연결될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(1000)는 기판 이동 장치(300)를 제어하여 기판(S)을 지지 플레이트(110) 및 가열 척(200) 상에서 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)을 테스트하기 위해, 제어기(1000)는 상기 제1 테스트 부분(A1)이 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)과 중첩되도록 기판 이동 장치(300)를 제어할 수 있다.
또한, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)과 다른 제2 테스트 부분(A2)을 테스트하기 위해, 제어기(1000)는 상기 제2 테스트 부분(A2)이 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)과 중첩되도록 기판 이동 장치(300)를 제어할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(1000)는 프로브 장치(400)를 제어하여, 기판(S)의 테스트 부분(A)에 가해지는 전압의 세기를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(1000)는 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 및 렌즈(550) 등을 제어하여, 광자 방출 및 열 방출과 관련된 이미지 촬영에 관한 전반적인 제어를 할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 장치(20)는 챔버(700)의 공정 공간 내에 배치되고 기판(S)에 전압을 인가하도록 구성된 프로브 장치(400), 및 챔버(700)의 공정 공간 내에 배치되고 기판(S)을 가열시키도록 구성된 가열 척(200)을 모두 포함할 수 있다.
다시 말해, 기판 테스트 장치(20)는 챔버(700)의 공정 공간 내에서 기판(S)을 가열시킴과 동시에 상기 기판(S)을 테스트할 수 있다. 이에 따라, 기판 테스트 장치(20)는 기판(S)의 스탠바이 불량을 정밀하게 검출할 수 있다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 제1 HEA 테스트 상태에서의 기판 테스트 장치(20)의 평면도이고, 도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 제2 HEA 테스트 상태에서의 기판 테스트 장치(20)의 평면도이다.
도 10 및 도 11을 함께 참조할 때, 기판 이동 장치(300)의 기판 고정 부분(330)은 기판(S)의 가장자리를 감쌀 수 있다. 즉, 기판(S)은 기판 고정 부분(330)의 기판 고정 홀(330H) 내에 배치될 수 있고, 기판(S)은 접착 테이프와 같은 접착 물질에 의해 기판 고정 부분(330)에 고정될 수 있다.
또한, 기판 이동 장치(300)의 기판 이동 부분(350)은 지지 플레이트(110) 및 가열 척(200) 상에서 기판(S)을 수평 방향으로 이동할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 HEA 테스트 상태는 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)의 HEA 테스트를 위해, 상기 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)이 가열 척(200)의 관측 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩되도록 상기 기판(S)이 가열 척(200) 상에 있는 상태일 수 있다.
예를 들어, 제1 테스트 부분(A1)은 기판(S)의 중심 부분일 수 있다. 제1 HEA 테스트 상태에서, 기판(S)의 하면의 모든 부분은 가열 척(200)에 의해 지지될 수 있다.
도 11을 참조하면, 제2 HEA 테스트 상태는 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)과 이격된 제2 테스트 부분(A2)의 HEA 테스트를 위해, 상기 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)이 가열 척(200)의 관측 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩되도록 상기 기판(S)이 가열 척(200) 및 지지 플레이트(110) 상에 있는 상태일 수 있다.
예를 들어, 제2 테스트 부분(A2)은 기판(S)의 가장자리 부분일 수 있다. 제2 HEA 테스트 상태에서, 기판(S)의 하면의 일 부분은 지지 플레이트(110)에 의해 지지될 수 있고, 타 부분은 가열 척(200)에 의해 지지될 수 있다.
예시적인 실시에에서, 제1 HEA 테스트가 수행된 이후에 제2 HEA 테스트가 수행될 수 있다. 다시 말해, 기판 이동 장치(300)는 제1 HEA 테스트를 수행하기 위해 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)이 가열 척(200)의 관측 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩되도록 상기 기판(S)을 가열 척(200) 상에서 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 HEA 테스트가 수행된 이후, 기판 이동 장치(300)는 제2 HEA 테스트를 수행하기 위해 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)이 가열 척(200)의 관측 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩되도록 상기 기판(S)을 가열 척(200) 상에서 이동시킬 수도 있다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)의 흐름을 보여주는 플로우 차트이다. 또한, 도 13 내지 도 17은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)의 각 단계들을 보여주는 도면들이다. 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)은 기판(S)의 스탠바이 불량을 테스트하는 방법일 수 있다.
도 12를 참조하면 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)은 가열 척(200) 상에 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)을 정렬시키는 단계(S1100), 기판(S)을 가열시키는 단계(S1200), 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에 전압을 인가하는 단계(S1300), 및 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)을 촬영하는 단계(S1400)를 포함할 수 있다.
또한, 기판 테스트 방법(S100)은 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)을 촬영하는 단계(S1400) 이후에, 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)을 정렬시키는 단계(도 18, S2100), 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)에 전압을 인가하는 단계, 및 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)을 촬영하는 단계를 추가적으로 더 포함할 수 있다.
도 12 및 도 13을 함께 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)은 가열 척(200) 상에 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)을 정렬시키는 단계(S1100)를 포함할 수 있다.
S1100 단계의 수행 이전에, 기판 이동 장치(300)의 기판 고정 부분(330)의 기판 고정 홀(330H)에 기판(S)이 배치될 수 있다. 또한, 기판(S)은 접착 테이프와 같은 접착 물질에 의해 기판 고정 부분(330)에 고정될 수 있다.
S1100 단계에서, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)이 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩되도록, 제어기(1000)는 기판 이동 장치(300)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 기판(S)은 가열 척(200) 상에서 수평 방향으로 이동할 수 있다.
도 12 및 도 14를 함께 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)은 기판(S)을 가열시키는 단계(S1200)를 포함할 수 있다.
S1200 단계에서, 가열 척(200)이 포함하는 가열 소자(270)는 상기 가열 척(200)의 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)를 가열시킬 수 있다. 또한, 가열 척(200)의 상부 플레이트(210) 상에 안착된 기판(S)은 열 전도에 의해 가열될 수 있다.
예시적인 실시예에서, S1200 단계에서, 제어기(1000)는 온도 센서(280)로부터 감지된 가열 척(200)의 온도에 관한 신호를 실시간으로 전달받을 수 있다. 또한, 제어기(1000)는 온도 센서(280)에서 전달받은 신호에 기초하여, 가열 소자(270)를 실시간으로 제어할 수도 있다.
예를 들어, S1200 단계에서, 제어기(1000)는 온도 센서(280)에서 전달받은 신호에 기초하여, 가열 척(200)의 표면 온도를 실시간으로 감지할 수 있다. 또한, 제어기(1000)는 온도 센서(280)에서 전달받은 신호에 기초하여, 가열 척(200) 상의 기판(S)의 온도를 간접적으로 감지할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, S1200 단계에서, 제어기(1000)는 온도 센서(280)에서 전달받은 신호에 기초하여, 가열 척(200)의 표면이 특정 온도로 유지되도록 가열 소자(270)를 제어할 수 있다.
다만 전술한 바에 한정되지 않고, S1200 단계에서, 제어기(1000)는 온도 센서(280)에서 전달받은 신호에 기초하여, 가열 척(200)의 표면 온도가 점진적으로 증가 또는 감소하도록 가열 소자(270)를 제어할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, S1200 단계에서, 제어기(1000)는 가열 척(200) 상에 안착된 기판(S)의 온도가 약 55도 내지 약 95도로 가열되도록 가열 소자(270)를 제어할 수 있다.
HEA 테스트에서 기판(S)의 온도가 55도 미만으로 가열된 경우, 후술할 S1300 단계 및 S1400 단계에서 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에서 발생하는 광자 방출 및 열 방출의 세기가 상대적으로 작아질 수 있다. 또한, HEA 테스트에서 기판(S)의 온도가 95도 초과로 가열된 경우, S1300 단계 및 S1400 단계에서 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)의 전 영역에서 광자 방출 및 열 방출의 세기가 상대적으로 커질 수 있다. 이에 따라, S1400 단계에서 카메라(500)에 의해 촬영된 광자 방출 및 열 방출에 관한 이미지의 노이즈가 커질 수 있다.
예시적인 실시예에서, S1200 단계에서, 제어기(600)는 가열 척(200) 상에 안착된 기판(S)의 온도가 약 70도 내지 약 95도로 가열되도록 가열 소자(270)를 제어할 수 있다. 제어기(600)에 의해 기판(S)의 온도가 약 70도 내지 약 95도로 제어됨에 따라, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)의 광자 방출 및 열 방출이 증대되어 상기 제1 테스트 부분(A1)의 결함을 용이하게 찾을 수 있다. 또한, 기판 테스트 장치(10)의 카메라(500)를 통해 촬영된 광자 방출 및 열 방출에 관한 이미지의 노이즈 역시 감소될 수 있다.
도 12 및 도 15를 함께 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)은 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에 전압을 인가하는 단계(S1300)를 포함할 수 있다.
S1300 단계에서, 프로브 장치(400)는 기판(S)에 전압을 인가하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 프로브 장치(400)는 가열 척(200) 상에 안착된 기판(S)에 전기적 신호를 전달하도록 구성될 수 있다.
S1300 단계에서, 프로브 장치(400)는 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 프로브 장치(400)의 프로브 핀(430)이 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)과 수직 방향으로 중첩될 때까지, 프로브 장치(400)는 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 프로브 장치(400)의 프로브 핀(430)이 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)과 접촉할 때까지, 프로브 장치(400)는 수직 방향으로 이동할 수도 있다.
S1300 단계에서, 제어기(1000)는 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에 가해지는 전압의 세기가 조절되도록 프로브 장치(400)를 제어할 수 있다. 프로브 장치(400)가 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에 전압을 가하는 경우, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에서 광자 방출 및 열 방출이 발생할 수 있다. 또한, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1) 중 결함이 많은 부분에 광자 방출 및 열 방출이 집중적으로 발생할 수 있다.
도 12 및 도 16을 함께 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)은 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)을 촬영하는 단계(S1400)를 포함할 수 있다.
S1400 단계에서, 제어기(1000)는 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에서의 광자 방출 및 열 방출과 관련된 이미지를 획득하기 위해, 카메라(500), 카메라 구동 장치(530), 및 렌즈(550) 등을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어기(1000)는 카메라 구동 장치(530)를 제어하여 카메라(500)를 이동시킬 수 있다. 또한, 제어기(1000)는 카메라(500)의 종류 및 초점에 기초하여, 복수의 렌즈들(550) 중 어느 하나의 렌즈를 선택할 수 있다.
S1400 단계에서, 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩된 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)은 하우징(800)의 내부 공간에 노출될 수 있다. 이에 따라, 카메라(500)는 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)을 촬영할 수 있다.
또한, 카메라(500)는 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)의 광 방출 및/또는 열 방출에 관한 이미지를 제어기(1000)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 제어기(1000)는 카메라(500)에 의해 촬영된 이미지를 분석하여, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)의 스탠바이 불량을 검출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 카메라(500)가 PHEMOS 장치를 포함하는 경우, 상기 카메라(500)는 전압이 인가된 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에서 발생하는 광자 방출을 촬영할 수 있다. 이에 따라, 제어기(1000)는 상기 카메라(500)에서 촬영된 이미지를 분석하여, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)의 결함을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어기(1000)는 기판(S)의 스탠바이 상태에서 PN 정션(junction), 산화막 등에서 발생하는 누설 전류를 검출할 수 있다.
또한, 카메라(500)가 THEMOS 장치를 포함하는 경우, 상기 카메라(500)는 전압이 인가된 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)에서 발생하는 열을 촬영할 수 있다. 이에 따라, 제어기(1000)는 상기 카메라(500)에서 촬영된 이미지를 분석하여, 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)의 결함을 검출할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 기판 테스트 방법(S100)은 HEA 테스트에서 가열 척(200)을 통해 기판(S)을 가열시킬 수 있다. 이에 따라, HEA 테스트에서 기판(S)의 테스트 부분(A1)의 광자 방출 및 열 방출이 증대될 수 있고, 기판 테스트 방법(S100)은 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)의 결함 검출을 정밀하게 할 수 있다.
도 17을 참조하면, S1400 단계의 수행 이후에, 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)을 정렬시키는 단계(S2100)를 더 포함할 수 있다.
S2100 단계는, 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)이 가열 척(200)의 촬영 홀(200H)과 수직 방향으로 중첩되도록, 기판 이동 장치(300)는 상기 기판(S)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
S2100 단계에서, 제어기(1000)는 가열 척(200)의 가열 소자(270)를 제어하여, 기판(S)의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어기(1000)는 S1200 단계에서 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)이 가열된 온도와 동일한 온도로 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)이 가열되도록 가열 소자(270)를 제어할 수 있다.
또한, 제어기(1000)는 S1200 단계에서 기판(S)의 제1 테스트 부분(A1)이 가열된 온도와 상이한 온도로 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)이 가열되도록 가열 소자(270)를 제어할 수도 있다.
S2100 단계의 수행 이후에, 기판(S)의 제2 테스트 부분(A2)을 촬영하는 단계가 수행될 수 있다. 기판(S)의 제2 테스트 부분(A1)을 촬영하는 단계에 대한 기술적 사상은 S1400 단계의 내용과 중복되므로 자세한 내용은 생략한다.
이상에서 설명한 본 개시의 기술적 사상은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 기판의 스탠바이(stand-by) 불량을 분석하는 HEA 테스트를 수행하는 기판 테스트 장치로서,
    상기 기판을 지지하는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 갖고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 관통하는 촬영 홀을 갖고, 상기 기판을 가열시키도록 구성된 가열 척;
    상기 가열 척 상에서 상기 기판을 수평 방향으로 이동시키도록 구성된 기판 이동 장치; 및
    상기 가열 척의 하부에 있고, 상기 가열 척의 상기 촬영 홀을 통해 노출된 상기 기판을 촬영하도록 구성된 카메라;
    를 포함하는 기판 테스트 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가열 척은,
    제1 촬영 홀을 갖는 상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트와 결합되고, 상기 제1 촬영 홀과 수직 방향으로 중첩된 제2 촬영 홀을 갖는 하부 플레이트; 및
    상기 하부 플레이트의 내부 표면 상에 배치되고, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트를 가열시키도록 구성된 가열 소자;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 테스트 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 가열 소자는,
    상기 가열 소자의 외관을 구성하는 세라믹 플레이트, 및 상기 세라믹 플레이트의 내부에 매설되고, 전류에 의해 발열하도록 구성된 발열체를 포함하는 세라믹 히터인 것을 특징으로 하는 기판 테스트 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트의 물질은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 테스트 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 이동 장치는,
    상기 기판의 가장자리를 감싸는 링 형상의 기판 고정 부분; 및
    상기 기판 고정 부분의 외면으로부터 연장된 막대 형상의 기판 이동 부분;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 테스트 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 가열 척의 상기 하부 플레이트의 하면에 배치되고, 상기 가열 척의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서; 및
    상기 온도 센서 및 상기 가열 소자와 연결되고, 상기 온도 센서에서 전달받은 신호에 기초하여 상기 가열 소자를 제어하도록 구성된 제어기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 테스트 장치.
  7. 기판의 스탠바이 불량을 분석하는 HEA 테스트를 수행하는 기판 테스트 장치로서,
    장착 홀을 갖는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트의 상기 장착 홀에 배치되고, 상기 기판을 지지하는 제1 면 및 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 갖고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 수직 방향으로 관통하는 촬영 홀을 갖고, 상기 기판을 가열시키도록 구성된 가열 척;
    상기 기판의 가장자리를 둘러싸고, 상기 지지 플레이트 및 상기 가열 척 상에서 상기 기판을 수평 방향으로 이동시키도록 구성된 기판 이동 장치;
    상기 가열 척의 하부에 있고, 상기 가열 척의 상기 촬영 홀을 통해 노출된 상기 기판의 테스트 부분을 촬영하도록 구성된 카메라; 및
    상기 가열 척의 상부에 있고, 상기 기판의 상기 테스트 부분에 전압을 인가하도록 구성된 프로브 장치;
    를 포함하는 기판 테스트 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 카메라는,
    상기 기판의 상기 테스트 부분의 내부에서 발생하는 광자 방출 및 열 방출 중 적어도 어느 하나의 이미지를 촬영하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 테스트 장치.
  9. 기판의 스탠바이 불량을 분석하는 HEA 테스트를 수행하는 기판 테스트 장치로서,
    공정 공간을 갖는 챔버;
    상기 챔버의 상기 공정 공간 내에 배치되고, 제1 홀이 형성된 상면을 갖는 하우징;
    상기 기판을 지지하는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 갖고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 수직 방향으로 관통하는 촬영 홀을 갖는 가열 척으로서, 상기 하우징의 상기 제1 홀에 의해 상기 가열 척의 하면의 일 부분이 노출되도록 상기 하우징의 상기 상면 상에 배치되고, 상기 기판을 가열시키도록 구성된 상기 가열 척;
    상기 기판의 가장자리를 둘러싸고, 상기 가열 척 상에서 상기 기판을 수평 방향으로 이동시키도록 구성된 기판 이동 장치;
    상기 가열 척의 하부에 있도록 상기 하우징의 내부 공간에 배치되고, 상기 가열 척의 상기 촬영 홀을 통해 노출된 상기 기판의 테스트 부분을 촬영하도록 구성된 카메라; 및
    상기 가열 척의 상부에 있도록 상기 챔버의 상기 공정 공간에 배치되고, 상기 기판의 상기 테스트 부분에 전압을 인가하도록 구성된 프로브 장치;
    를 포함하는 기판 테스트 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 카메라 및 상기 기판 이동 장치와 연결된 제어기;
    를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 가열 척의 상기 촬영 홀에 의해 노출된 상기 기판의 제1 테스트 부분의 상기 카메라에 의한 촬영이 끝난 이후에, 상기 제1 테스트 부분과 상이한 제2 테스트 부분이 상기 가열 척의 상기 촬영 홀에 의해 노출되도록 상기 기판 이동 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 테스트 장치.
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