KR20070068696A

KR20070068696A - 온도 센서가 구비된 반도체 장비의 웨이퍼 척

Info

Publication number: KR20070068696A
Application number: KR1020050130615A
Authority: KR
Inventors: 김동오
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-02

Abstract

본 발명은 온도 센서가 구비된 반도체 장비의 웨이퍼 척에 관한 것이다. 본 발명은 웨이퍼가 장착되는 지지판과, 상기 지지판을 가열하기 위하여 상기 지지판에 설치된 가열기, 및 상기 지지판에 설치되어 상기 지지판의 온도를 감지하는 다수개의 온도 센서들을 구비함으로써, 웨이퍼의 전기적 성능을 테스트하는데 사용되는 웨이퍼 척의 온도를 정확하게 측정할 수가 있다.

Description

온도 센서가 구비된 반도체 장비의 웨이퍼 척{Wafer chuck having temperature sensor and used for semiconductor equipment}

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 종래의 웨이퍼 프로브 스테이션(probe station)에 구비되는 웨이퍼 척의 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 척에 온도 측정 기구가 접촉된 상태를 보여준다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션에 구비되는 웨이퍼 척의 평면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 웨이퍼 척의 온도를 제어하는 온도 제어 장치의 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

311; 척, 321; 가열기

331; 온도 센서들, 411; 온도 제어기

421; 웨이퍼척 제어기, 431; 디스플레이

본 발명은 반도체 장비에 설치되는 웨이퍼 척에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트하기 위한 웨이퍼 프로브 스테이션에 구비되며, 다수개의 온도 센서들이 설치되는 웨이퍼 척에 관한 것이다.

웨이퍼에는 다수개의 반도체 장치들이 제조된다. 반도체 장치들의 제조가 완료되면, 이들 반도체 장치들은 개별로 분리되어 전기적 성능을 테스트받게 되며, 이 때, 전기적 성능이 양호한 반도체 장치들은 패키징(packaging)되어 외부로 출하되고, 전기적 성능이 불량한 반도체 장치들은 폐기처분된다. 반도체 장치가 패키징된 상태에서 폐기될 경우, 반도체 장치의 제조에 소요되는 비용이 많기 때문에 제조 비용의 손실이 너무 크다. 이러한 제조 비용의 손실을 줄이기 위해 웨이퍼 상태에서 반도체 장치들의 전기적 성능을 미리 테스트하게 되는데, 이것을 EDS(Electric Die Sorting) 테스트라고 한다.

웨이퍼 테스트 기술이 향상되면서, 현재는 웨이퍼의 전기적 성능 테스트를 상온에서뿐만 아니라 고온 및 저온에서도 하고 있다. 웨이퍼의 온도를 고온으로 높이거나 저온으로 낮추기 위하여 가열/냉각 장치가 설치된 웨이퍼 척 위에 웨이퍼를 올려 놓는다. 따라서, 웨이퍼의 온도는 웨이퍼 척의 온도에 의하여 결정되며, 웨이퍼가 고온으로 가열되어야 할 필요가 있는 경우 웨이퍼 척은 고온으로 가열되며, 반대로 웨이퍼가 저온으로 냉각될 필요가 있는 경우 웨이퍼 척은 저온으로 냉각된다.

도 1은 종래의 웨이퍼 프로브 스테이션(probe station)에 구비되는 웨이퍼 척의 평면도이다. 도 1을 참조하면, 웨이퍼 척(111)에는 웨이퍼(미도시)를 가열시키기 위한 열선(121)이 설치된다. 따라서, 웨이퍼 척(111) 위에 웨이퍼를 올려 놓고 열선(121)에 전기를 흘리게 되면, 열선(121)에 열이 발생하게 되고, 이로 인하여 웨이퍼의 온도가 높아지게 된다.

웨이퍼의 온도는 무한정 높아져서는 안되며, 설정된 온도까지만 높아져야 한다. 웨이퍼의 온도를 설정된 온도까지만 높여주기 위해서는 웨이퍼 척(111)이 설정된 온도까지만 가열되어야 한다. 웨이퍼 척(111)의 온도를 측정하기 위하여 웨이퍼 척(111)에는 온도 센서들(131)이 설치되어 있다. 이와 같이, 온도 센서들(131)을 사용하여 웨이퍼 척(111)의 가열 정도를 측정할 수가 있다.

그런데, 종래의 웨이퍼 척(111)에는 2군데에만 온도 센서(131)가 설치되어 있기 때문에 웨이퍼 척(111)의 온도를 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있다.

도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 척(111)에 온도 측정 기구(211)가 접촉된 상태를 보여준다. 도 2를 참조하면, 웨이퍼 척(111) 위에 온도 측정 기구(211)를 접촉시켜서 웨이퍼 척(111)의 온도를 정확하게 측정할 수가 있다.

이와 같이, 온도 측정 기구(211)를 웨이퍼 척(111)에 접촉시킬 경우에는 웨이퍼 척(111)의 온도를 매우 정확하게 측정할 수가 있다.

그러나, 온도 측정 기구(211)는 매우 고가이고 충격에 매우 약하기 때문에 취급하는데 어려움이 많으며, 약간의 충격에도 깨지거나 손상을 받아서 사용하지 못하게 되는 경우가 종종 발생한다.

또한, PM(Preventive Maintenance)시 작업자가 별도의 시간을 할당하여 온도 측정 기구(211)를 사용하여 웨이퍼 척(111)의 온도를 측정해야 함으로, 온도 측정 시간의 손실이 발생하며, 이로 인하여 반도체 장치의 전체적인 생산성이 저하된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온도 측정이 용이하고 온도 측정 시간이 단축되는 반도체 장비의 웨이퍼 척을 제공하기 위한 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은

웨이퍼가 장착되는 지지판; 상기 지지판을 가열하기 위하여 상기 지지판에 설치된 가열기; 및 상기 지지판에 설치되어 상기 지지판의 온도를 감지하는 다수개의 온도 센서들을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 웨이퍼 척을 제공한다.

바람직하기는, 상기 웨이퍼 척에는 온도 제어 장치가 더 연결되며, 상기 온도 제어 장치는 상기 가열기에 연결되어 상기 가열기의 동작을 제어하며 상기 다수개의 온도 센서들에 연결되어 상기 다수개의 온도 센서들의 동작을 제어하는 온도 제어기와, 상기 온도 제어기에 연결되며 상기 온도 제어기로부터 출력되는 전기 신호를 받아서 상기 웨이퍼 척의 온도를 산출하는 웨이퍼 척 제어기, 및 상기 웨이퍼 척 제어기에 연결되며 상기 웨이퍼 척 제어기의 출력 신호를 받아서 상기 웨이퍼 척의 온도를 외부에 표시하는 디스플레이를 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 프로브 스테이션에 구비되는 웨이퍼 척의 평면도이다. 도 3을 참조하면, 웨이퍼 척은 지지판(311)과 가열기(321) 및 다수개의 온도 센서들(331)을 구비한다.

지지판(311)에는 전기적 성능 테스트가 수행될 웨이퍼(미도시)가 장착된다. 웨이퍼에는 다수개의 반도체 장치들이 제조된 상태이며, 상기 반도체 장치들의 전기적 성능은 웨이퍼가 지지판(311)에 장착된 상태에서 웨이퍼 척에 연결된 웨이퍼 프로브 스테이션(미도시)에 의해 측정된다.

가열기(321)는 지지판(311)에 설치되어 지지판(311)을 설정된 온도로 가열한다. 가열기(321)는 열선이나 핫 플레이트(hot plate)로 구성될 수 있다. 열선인 경우 지지판(311)의 내부에 설치되고, 핫 플레이트인 경우 지지판(311)의 상부에 설치된다.

다수개의 온도 센서들(331)은 지지판(311)의 내부에 설치되며, 웨이퍼 척의 온도를 감지한다. 온도 센서들(331)은 너무 적으면 웨이퍼 척의 온도를 정확히 측정할 수가 없고, 너무 많으면 비용이 많아지므로, 적절히 선택해야 한다. 즉, 다수개의 온도 센서들(331)은 9개 정도로 구성하는 것이 바람직하다. 온도 센서들(331)은 지지판(311)의 중앙부를 비롯하여 가장자리에 이르기까지 골고루 배치됨으로써 웨이퍼 척의 온도는 정밀하게 측정될 수 있다.

EDS 테스트는 상온과 고온에서 수행될 수 있다. 가열기(321)는 웨이퍼가 고온에서 테스트될 경우에만 작동하고, 상온에서 테스트될 경우에는 작동되지 않는다.

이와 같이, 웨이퍼 척에 9개 정도의 온도 센서들(331)을 골고루 설치함으로써 웨이퍼 척의 온도가 정확하게 측정될 수가 있다.

도 4는 도 3에 도시된 웨이퍼 척의 온도를 측정하기 위한 온도 제어 장치의 블록도이다. 도 4를 참조하면, 온도 제어 장치(401)는 다수개의 온도 센서들(331), 온도 제어기(411), 웨이퍼 척 제어기(421) 및 디스플레이(431)를 구비한다.

온도 제어기(411)는 가열기(도 3의 321)에 연결되어 가열기(도 3의 321)의 동작을 제어한다. 또한, 온도 제어기(411)는 다수개의 온도 센서들(331)에 연결되어 다수개의 온도 센서들(331)의 동작을 제어한다.

웨이퍼 척 제어기(421)는 온도 제어기(411)에 연결되며, 온도 제어기(411)로부터 출력되는 전기 신호를 받아서 웨이퍼 척의 온도를 산출한다.

디스플레이(431)는 웨이퍼 척 제어기(421)에 연결되며, 웨이퍼 척 제어기(421의 출력 신호를 받아서 웨이퍼 척의 온도를 외부에 표시한다. 디스플레이(431)는 LCD(Liquid Crystal Display)를 사용하는 것이 바람직하다.

도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었으며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따라 9개 정도의 온도 센서들(331)을 웨이퍼 척에 설치하고, 온도 제어 장치(401)를 이용하여 온도 센서들(331)이 감지한 온도를 종합함으로써, 웨이퍼 척의 온도를 보다 정밀하게 측정할 수가 있다. 따라서, 고가의 온도 측정 기구가 필요없으며, 또한, PM시 별도로 웨이퍼 척의 온도를 측정할 필요가 없다. 결과적으로, 반도체 장치의 전체적인 생산성이 종래에 비해 향상된다.

Claims

웨이퍼가 장착되는 지지판;

상기 지지판을 가열하기 위하여 상기 지지판에 설치된 가열기; 및

상기 지지판에 설치되어 상기 지지판의 온도를 감지하는 다수개의 온도 센서들을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 웨이퍼 척.
제1항에 있어서, 상기 반도체 장비는 웨이퍼에 제조된 다수개의 반도체 장치들의 전기적 성능을 테스트하는 웨이퍼 프로브 스테이션인 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 웨이퍼 척.
제1항에 있어서, 상기 다수개의 온도 센서들은 9개 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 웨이퍼 척.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 척에는 온도 제어 장치가 더 연결되며, 상기 온도 제어 장치는

상기 가열기에 연결되어 상기 가열기의 동작을 제어하며, 상기 다수개의 온도 센서들에 연결되어 상기 다수개의 온도 센서들의 동작을 제어하는 온도 제어기;

상기 온도 제어기에 연결되며, 상기 온도 제어기로부터 출력되는 전기 신호를 받아서 상기 웨이퍼 척의 온도를 산출하는 웨이퍼 척 제어기; 및

상기 웨이퍼 척 제어기에 연결되며, 상기 웨이퍼 척 제어기의 출력 신호를 받아서 상기 웨이퍼 척의 온도를 외부에 표시하는 디스플레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 웨이퍼 척.
제1항에 있어서, 상기 가열기는 열선과 핫 플레이트 중 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 장비의 웨이퍼 척.