KR20100093890A - 반도체 디바이스 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 디바이스 테스트 장치를 개시한 것으로서, 프로브 카드가 접속되는 베이스 내에 온도 조절 유닛을 설치하고, 온도 조절 유닛과 프로브 카드 사이의 열 전달을 통해 프로브 카드의 온도가 일정하게 유지되는 것을 특징으로 가진다.

이러한 특징에 의하면, 반도체 디바이스 테스트 공정의 온도 조건에 따른 프로브 카드의 열 변형을 최소화하여, 프로브 카드의 탐침자들과 반도체 디바이스 간의 접촉 상태를 일정하게 유지시킬 수 있는 반도체 디바이스 테스트 장치를 제공할 수 있다.

EDS, 프로브 카드, 열 변형, 베이스, 온도 조절 유닛

Description

반도체 디바이스 테스트 장치{APPARATUS FOR TESTING SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 디바이스 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조 공정은 웨이퍼 상에 다수의 반도체 디바이스를 형성하는 팹(FAB, Fabrication) 공정과, 웨이퍼 상에 형성된 각 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 이.디.에스(EDS, Electric Die Sorting) 공정, 그리고 이.디.에스 공정에 의해 판별된 양품의 디바이스를 개개로 분리시킨 다음, 디바이스들이 외부의 기계적, 물리적, 화학적인 충격으로부터 보호되도록 디바이스를 패키징(Packaging)하는 어셈블리(Assembly) 공정을 포함한다.

이들 공정 중에서 이.디.에스(EDS) 공정은 웨이퍼 상에 형성된 디바이스들의 양ㆍ불량을 판별하기 위한 공정으로, 웨이퍼 상의 각 디바이스들에 전기 신호를 전달한 다음, 전달된 전기 신호로부터 체크(Check)되는 신호에 의해 디바이스들의 양ㆍ불량을 판별한다.

웨이퍼 상에 형성된 각 디바이스들의 크기는 매우 작기 때문에, 전기 신호를 발생하는 테스터(Tester)를 각 디바이스들에 직접 연결하는 것은 매우 어렵다. 따 라서, 전기 신호를 발생하는 테스터와 디바이스가 형성된 웨이퍼의 사이에는 다수의 탐침자(Probe needle)들이 구비된 프로브 카드(Probe card)가 중간 매개체로 사용된다. 테스터는 칩의 테스트를 위한 전기 신호를 발생하여 프로브 카드로 전달하고, 프로브 카드는 전기 신호를 탐침자들을 통하여 각 디바이스들에 전달한다.

본 발명은 반도체 디바이스 테스트 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 반도체 디바이스 테스트 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 디바이스 테스트 장치는, 반도체 디바이스의 전기적 특성을 테스트하는 장치에 있어서, 기판이 놓이는 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고, 프로브 카드가 접속되는 베이스를 가지는 테스터 헤드; 및 상기 테스터 헤드의 상기 베이스의 내부에 설치되며, 상기 프로브 카드와의 열 전달을 통해 상기 프로브 카드의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 반도체 디바이스 테스트 장치에 있어서, 상기 온도 조절 유닛은 상기 프로브 카드와 열을 교환하도록 상기 베이스 내에 제공되며, 전원 인가 방향에 따라 열 흐름 방향이 전환되는 열전 소자 모듈; 및 상기 열전 소자 모듈의 상면에 배치되고, 상기 열전 소자 모듈의 열 흐름 방향의 전환에 따라 열을 방출하거나 흡수하는 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 온도 조절 유닛은 상기 프로브 카드의 온도를 검출하도록 상기 베이스 내에 제공되는 온도 검출기; 및 상기 온도 검출기의 검출 신호에 대응하는 제어 신호를 발생하고, 상기 제어 신호를 상기 열전 소자 모듈의 전원 공급부에 인가하여 상기 전원 공급부의 전원 인가 방향을 전환시키는 제어기를 더 포함할 수 있다.

상기 온도 조절 유닛은 상기 열전 소자 모듈, 상기 플레이트, 및 상기 온도 검출기를 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다.

상기 하우징과 상기 베이스의 사이에는 상기 하우징을 아래 방향으로 밀어주도록 탄성력을 작용시키는 탄성 부재가 제공될 수 있다.

상기 온도 조절 유닛은 상기 플레이트의 상부에 설치되는 송풍 팬들을 더 포함하고, 상기 하우징에는 상기 송풍 팬들에 의해 송풍되는 공기를 배출하는 배기구가 형성될 수 있다.

상기 플레이트의 내부에는 냉각 유체가 흐르는 냉각 라인이 형성될 수 있다.

상기 온도 조절 유닛은 상기 하우징 내로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급 부재를 더 포함하고, 상기 하우징에는 상기 하우징 내로 공급된 냉각 공기를 배출하는 배기구가 형성될 수 있다.

상기 플레이트의 상면에는 상기 플레이트와 공기의 접촉 면적이 증가되도록 다수의 그루브(Groove)들이 형성될 수 있다.

상기 베이스는 하부가 개방된 통 형상을 가지고, 상기 프로브 카드는 상기 베이스의 개방된 하부를 폐쇄하도록 상기 베이스에 결합되며, 상기 온도 조절 유닛은 상기 프로브 카드의 상면과 접촉하도록 상기 베이스의 내부에 설치되는 하우징; 상기의 하우징 내의 바닥 면에 제공되며, 전원 인가 방향에 따라 열 흐름 방향이 전환되는 열전 소자 모듈; 상기 열전 소자 모듈의 상면에 배치되고, 상기 열전 소자 모듈의 열 흐름 방향의 전환에 따라 열을 방출하거나 흡수하는 플레이트; 상기 프로브 카드와 접촉하는 상기 하우징의 바닥 벽의 온도를 검출하는 온도 검출기; 및 상기 온도 검출기의 검출 신호에 대응하는 제어 신호를 발생하고, 상기 제어 신호를 상기 열전 소자 모듈의 전원 공급부에 인가하여 상기 전원 공급부의 전원 인가 방향을 전환시키는 제어기를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 반도체 디바이스 테스트 공정의 온도 조건에 따른 프로브 카드의 열 변형을 최소화할 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 프로브 카드의 탐침자들과 반도체 디바이스 간의 접촉 상태를 일정하게 유지시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 반도체 디바이스 테스트 장치를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명 이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

( 실시 예 )

도 1은 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 팹(FAB, Fabrication) 공정을 통해 웨이퍼(W) 상에 복수 개의 반도체 디바이스들(1)이 형성되고, 반도체 디바이스들(1)은 스크라이브 라인(3)에 의해 분리된 후 어셈블리(Assembly) 공정을 통해 개별 단위 칩으로 제조된다.

팹 공정과 어셈블리 공정의 사이에는 웨이퍼(W)에 형성된 반도체 디바이스들(1)의 전기적 특성을 테스트하는 이.디.에스(EDS, Electric Die Sorting) 공정이 진행된다. 이.디.에스 공정은 웨이퍼(W)에 형성된 반도체 디바이스들(1)의 주변부를 따라 제공되는 전극 패드들(5)에 전기적 신호를 인가하고, 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해 반도체 디바이스들(1)의 불량 여부를 판단하는 공정이다.

이하에서는 이.디.에스 공정의 진행에 사용되는 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 장치를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 반도체 디바이스 테스트 장치(10)는 프로버실(100), 로더실(200), 프로브 카드(300), 그리고 테스터(400)를 포함한다.

프로버실(100)은 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 이.디.에스 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 프로버실(100)의 일 측에는 로더실(200)이 인접하게 배치된다. 로더실(200)은 검사될 웨이퍼(W)를 수용하고, 웨이퍼(W)를 프로버실(100)로 전달한다.

프로버실(100)의 상부 벽(102)에 형성된 홀(102a)에는 프로브 카드(300)가 놓인다. 프로버실(100)의 내측에는 프로브 카드(300)와 마주보도록 기판 지지 유닛(110)이 배치된다. 기판 지지 유닛(110) 상에는 로더실(200)로부터 전달된 웨이퍼가 놓인다.

기판 지지 유닛(110)은 이송 부재(120) 상에 설치된다. 이송 부재(120)는 기판 지지 유닛(110)을 수평 방향(Ⅰ,Ⅱ)과 수직 방향(Ⅲ)으로 직선 이동시키고, 기판 지지 유닛(110)을 웨이퍼의 평면에 수직한 중심축을 기준으로 회전시킨다. 여기서, 수평 방향(Ⅰ,Ⅱ)은 웨이퍼의 평면상에서 반도체 디바이스들이 배열된 방향이고, 수직 방향(Ⅲ)은 웨이퍼의 평면에 수직한 방향이다.

기판 지지 유닛(110)이 이송 부재(120)에 의해 회전됨에 따라, 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 전극 패드들의 배열 방향이 프로브 카드(300)의 탐침자들(332)의 배열 방향으로 정렬된다.

기판 지지 유닛(110)이 이송 부재(120)에 의해 수평 방향(Ⅰ,Ⅱ)으로 이동됨에 따라, 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 전극 패드들이 프로브 카드(300)의 탐침자들(332)의 연직 방향 아래에 정렬된다.

기판 지지 유닛(110)이 이송 부재(120)에 의해 수직 방향으로 직선 이동됨에 따라, 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 전극 패드들이 프로브 카드(300)의 탐침자들(332)에 물리적으로 접촉할 수 있다.

테스터(400)는 프로버실(100)의 다른 일 측에 배치되는 테스터 본체(410)와, 테스터 본체(410)에 전기적으로 연결된 테스터 헤드(430)를 포함한다. 테스터 헤드(430)는 프로브 카드(300)가 접속되는 베이스(420)를 가진다. 테스터 본체(410)는 반도체 디바이스의 검사를 위한 전기 신호를 테스터 헤드(430)와 베이스(420)를 경유하여 프로브 카드(300)로 인가하고, 인가된 전기 신호로부터 체크되는 신호를 프로브 카드(300)로부터 전달받아 반도체 디바이스의 불량 여부를 판단한다.

도 4는 도 3의 프로브 카드의 평면도이고, 도 5는 도 3의 프로브 카드의 저면을 보여주는 사시도이며, 도 6은 도 4의 C - C'선을 따른 프로브 카드의 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 프로브 카드(300)는 원판 형상의 메인 회로 보드(310)를 가진다. 메인 회로 보드(310)의 상면에는 메인 회로 보드(310)의 휨이나 뒤틀림과 같은 변형을 방지하기 위한 보강 부재(320)가 설치된다. 메인 회로 보드(310)의 상면 가장자리에는 원주 방향을 따라 커넥터들(312)이 배치된다.

메인 회로 보드(310)의 하면에는 웨이퍼에서 반도체 디바이스들이 이루는 행 또는 열 전체를 수용할 수 있는 길이를 갖는 막대 형상의 프로브 블록들(330)이 설 치된다. 프로브 블록들(330)은 인터포저(340)에 의해 메인 회로 보드(310)에 연결된다. 프로브 블록들(330)의 하면에는 검사되는 반도체 디바이스의 전극 패드들과 물리적으로 접촉하는 탐침자들(332)이 결합된다.

도 7은 도 3의 "B" 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.

도 7을 참조하면, 베이스(420)는 하부가 개방된 통 형상을 가진다. 베이스(420)의 측벽(422)의 저면에는 커넥터들(426)이 제공된다. 베이스(420)의 커넥터들(426)은 프로브 카드(300)의 커넥터들(312)과 암수 한 쌍을 이루도록 제공된다. 프로브 카드(300)는 베이스(420)의 개방된 하부를 폐쇄하도록 베이스(420)에 결합될 수 있으며, 이때 프로브 카드(300)의 커넥터들(312)이 베이스(420)의 커넥터들(426)에 결합된다.

프로브 카드(300)가 테스터 헤드(430)의 베이스(420)에 결합된 상태에서, 기판 지지 유닛(도 3의 도면 참조 번호 110)이 이송 부재(도 3의 도면 참조 번호 120)에 의해 프로브 카드(300)을 향해 이동된다. 그러면 기판 지지 유닛(110)에 놓이는 웨이퍼에 형성된 디바이스의 전극 패드들이 프로브 카드(300)의 탐침자들(332)에 접촉되면서, 디바이스의 전기적 특성을 테스트하는 이.디.에스 공정이 진행될 수 있다.

이.디.에스 공정에서, 웨이퍼는 -20℃부터 90℃까지 변화되는 온도 조건으로 테스트될 수 있다. 이는 저온 상태와 고온 상태에서 디바이스를 테스트 할 경우, 동작 여부에 대한 신뢰성을 더 높일 수 있기 때문이다.

그러나, 웨이퍼의 냉각에 의해 프로브 카드와 탐침자들이 수축되어 변형될 수 있으며, 또한 웨이퍼의 가열에 의해 프로브 카드와 탐침자들이 비틀어지거나 휘어져 변형될 수 있다. 이 경우, 웨이퍼의 전극 패드들에 대한 탐침자들의 위치가 변경될 수 있다. 탐침자들의 위치가 변경되면, 전극 패드에 접촉하는 탐침자들의 접촉점이 달라져, 양품의 칩이 불량으로 판별될 수도 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 장치에는 웨이퍼의 온도 조건에 무관하게 프로브 카드(300)의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 온도 조절 유닛(500)이 제공된다.

온도 조절 유닛(500)은 테스터 헤드(430)의 베이스(420) 내부에 설치된다. 구체적으로, 온도 조절 유닛(500)은 베이스(420)의 측벽(422)과 상부벽(424)에 의해 정의되는 공간 내에 설치될 수 있다. 그리고 온도 조절 유닛(500)과 베이스(420)의 상부벽(424) 사이에는 상하 방향으로 탄성력이 작용하도록 탄성 부재(600)가 개재될 수 있다.

프로브 카드(300)의 커넥터(312)가 베이스(420)의 커넥터(426)에 결합될 때, 프로브 카드(300)의 상부, 즉 보강 부재(320)는 온도 조절 유닛(500)을 위로 밀어 올린다. 이때, 탄성 부재(600)는 압축되면서, 온도 조절 유닛(600)을 아래 방향으로 밀어주어도록 탄성력을 작용시켜, 온도 조절 유닛(500)을 프로브 카드(300)의 보강 부재(320)에 밀착시킨다. 이 상태에서, 온도 조절 유닛(500)은 프로브 카 드(300)의 보강 부재(320)와의 열 전달을 통해 프로브 카드(300)의 온도를 조절한다.

도 8은 도 7의 온도 조절 유닛(500)의 내부 구성을 보여주는 도면이다.

도 8을 참조하면, 온도 조절 유닛(500)은 하우징(510), 열전 소자 모듈(520), 온도 검출기(540), 플레이트(550), 그리고 송풍 팬(560)을 포함한다.

하우징(510)은 상부 벽(512)과, 상부 벽(512)의 아래에 상부 벽(512)과 평행을 이루도록 배치된 하부 벽(514), 그리고 상부 벽(512)으로부터 하부 벽(514)으로 연장 형성된 측벽(516)을 가진다. 하우징(510)의 내부에는 열전 소자 모듈(520), 온도 검출기(540), 플레이트(550), 그리고 송풍 팬(540)이 내장된다.

열전 소자 모듈(520)은 하우징(510)의 하부 벽(514) 상면에 배치된다. 열전 소자 모듈(520)은 복수 개의 열전 소자들(521,522)과, 열전 소자들(521,522)을 연결하는 제 1 및 제 2 전열판(523,524)을 포함한다.

열전 소자들(521,522)은 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 가열 또는 냉각된다. 펠티에 효과란, 2개의 서로 다른 금속으로 된 회로에 전류가 흐를 때 한쪽 접합부는 냉각되고 다른 부위는 가열되는 현상을 의미하며, 전류의 방향을 바꾸어 주면 냉각되는 부위와 가열되는 부위가 바뀐다.

열전소자들(521,522)은 N형 소자들(521)과 P형 소자들(522)을 포함한다. N형 소자들(521)과 P형 소자들(522)은 하부 벽(514)과 나란한 방향으로 번갈아가면서 교대로 배열된다. 열전소자들(521,522)은 제 1 전열판(523)과 제 2 전열판(524)에 의해 서로 연결된다. 제 1 전열판(523)은 열전소자들(521,522)의 상측에 연결되며, 제 2 전열판(524)은 열전소자들(521,522)의 하측에 연결된다. 제 1 전열판(523)의 일측에는 N형 소자(521)의 상단이 연결되고, 제 1 전열판(523)의 타측에는 P형 소자(522)의 상단이 연결된다. 제 1 전열판(523)의 타측에 연결된 P형 소자(522)의 하단은 제 2 전열판(524)의 일측에 연결되고, 제 2 전열판(524)의 타측에는 다른 N형 소자(521)의 하단이 연결된다.

제 2 전열판(524) 중 가장 좌측에 배치된 제 2 전열판과 가장 우측에 배치된 제 2 전열판에 전원 공급부(525)가 연결된다. 열전 소자들(521,522), 제 1 및 제 2 전열판(523,524), 그리고 전원 공급부(525)는 하나의 폐회로를 형성한다. 전원 공급부(525)는 일방향으로 전류를 인가하는 직류(DC) 전원이 바람직하며, 전원 공급부(525)에 연결된 제어기(530)는 전원 공급부(525)로부터 인가되는 전류의 방향을 시계 방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW)으로 전환할 수 있다.

도 9a에 도시한 바와 같이, 제어기(530)를 이용하여 전원 공급부(525)로부터 시계 방향(CW)으로 전류를 인가할 수 있다. 인가된 전류는 가장 좌측에 위치한 N형 소자에 인가되고, 제 1 전열판(523)을 통하여 P형 소자에 인가되며, 제 2 전열판(524)을 통하여 N형 소자에 인가된다. 이와 같은 일련의 동작에 의해 열전소자들(521,522)에 전류가 흐른다. 제 1 전열판(523)을 기준으로 볼 때, 전류는 N형 소자(521)로부터 P형 소자(522)로 흐르며, 펠티에 효과에 의해 제 1 전열판(523)은 냉각된다. 제 2 전열판(524)을 기준으로 볼 때, 전류는 P형 소자(522)로부터 N형 소자(521)로 흐르며, 펠티에 효과에 의해 제 2 전열판(524)은 가열된다. 따라서, 제 1 전열판(523)은 열을 흡수하고, 제 2 전열판(524)은 열을 방출한다.

도 9b에 도시한 바와 같이, 제어기(530)를 이용하여 전원 공급부(525)로부터 반시계 방향(CCW)으로 전류를 인가할 수 있다. 인가된 전류는 가장 우측에 위치한 P형 소자에 인가되고, 제 1 전열판(523)을 통하여 N형 소자에 인가되며, 제 2 전열판(524)을 통하여 P형 소자에 인가된다. 이와 같은 일련의 동작에 의해 열전소자들(521,522)에 전류가 흐른다. 제 1 전열판(523)을 기준으로 볼 때, 전류는 P형 소자(522)로부터 N형 소자(521)로 흐르며, 펠티에 효과에 의해 제 1 전열판(523)은 가열된다. 제 2 전열판(524)을 기준으로 볼 때, 전류는 N형 소자(521)로부터 P형 소자(522)로 흐르며, 펠티에 효과에 의해 제 2 전열판(524)은 냉각된다. 따라서, 제 1 전열판(523)은 열을 방출하고, 제 2 전열판(524)은 열을 흡수한다.

다시, 도 8을 참조하면, 온도 검출기(540)는 하우징(510)의 하부 벽(514) 상면에 설치될 수 있으며, 온도 검출기(540)는 하우징(510)의 하부 벽(514)의 온도를 검출한다. 앞서 설명한 바와 같이, 프로브 카드(300, 도 7 참조)가 베이스(420, 도 7 참조)에 결합될 때, 프로브 카드(300)는 온도 조절 유닛(500)과 접촉된다. 이때, 온도 조절 유닛(500)의 하우징(510) 하부 벽(514)이 프로브 카드(300)의 보강 부재(320, 도 7 참조)와 접촉된다. 따라서, 온도 검출기(540)는 프로브 카드(300)와 접촉하는 하우징(510)의 하부 벽(514)의 온도를 검출하게 되며, 온도 검출기(540) 의 검출 온도에 의해 프로브 카드(300)의 온도를 가늠할 수 있다.

온도 검출기(540)에는 제어기(530)가 연결된다. 제어기(530)는 온도 검출기(540)의 검출 신호에 대응하는 제어 신호를 발생하고, 제어 신호를 열전 소자 모듈(520)의 전원 공급부(525)에 인가하여 전원 공급부(525)의 전원 인가 방향을 전환시킨다.

일 예를 들면, 이.디.에스. 공정에서 프로브 카드(300)의 온도가 기준 온도보다 낮아지는 경우, 프로브 카드(300)와 접촉하고 있는 하우징(510) 하부 벽(514)의 온도가 내려간다. 이때, 온도 검출기(540)의 검출 신호는 제어기(530)로 전달되고, 제어기(530)는 전원 공급부(525)의 전원 인가 방향을 시계 방향(CW)으로 전환시켜, 도 9a에 도시된 바와 같이 열전 소자 모듈(520)의 제 2 전열판(524)이 가열되도록 한다. 가열된 제 2 전열판(524)의 열은 하우징(510) 하부 벽(514)으로 전달되고, 하부 벽(514)으로 전달된 열은 하부 벽(514)과 접촉하고 있는 프로브 카드(530)로 전달된다. 이 과정은 온도 검출기(540)에서 검출된 온도가 기준 온도로 올라올 때까지 계속되며, 이를 통해 프로브 카드(300)의 온도가 일정하게 유지될 수 있다.

다른 예를 들면, 이.디.에스. 공정에서 프로브 카드(300)의 온도가 기준 온도보다 높아지는 경우, 프로브 카드(300)와 접촉하고 있는 하우징(510) 하부 벽(514)의 온도가 올라간다. 이때, 온도 검출기(540)의 검출 신호는 제어기(530)로 전달되고, 제어기(530)는 전원 공급부(525)의 전원 인가 방향을 반시계 방향(CCW)으로 전환시켜, 도 9b에 도시된 바와 같이 열전 소자 모듈(520)의 제 2 전열 판(524)이 냉각되도록 한다. 그러면, 하우징(510) 하부 벽(514)의 열이 냉각된 제 2 전열판(524)으로 전달된다. 이 과정은 온도 검출기(540)에서 검출된 온도가 기준 온도로 내려갈 때까지 계속되며, 이를 통해 프로브 카드(300)의 온도가 일정하게 유지될 수 있다.

이와 같이, 프로브 카드(300)의 온도가 일정하게 유지되면, 프로브 카드(300) 및 탐침자들(332)의 열 변형을 최소화할 수 있으며, 이를 통해 프로브 카드(300)의 탐침자들(332)과 반도체 디바이스 간의 접촉 상태를 일정하게 유지시킬 수 있다.

열전 소자 모듈이 도 9b에 도시된 바와 같이 동작하는 경우, 제 1 전열판(523)이 가열되므로, 제 1 전열판(523)에서 발생된 열을 방출시켜야 한다. 이를 위해 열전 소자 모듈(520)의 상부, 즉 제 1 전열판들(523)의 상면에 방열판 역할을 하는 플레이트(550)가 배치될 수 있다. 플레이트(550)는 열전달 효율이 좋은 재질로 구비되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질로 구비될 수 있다. 플레이트(550)의 상면에는 플레이트(550)와 주변 공기의 접촉 면적을 증가시켜 열 전달 효율이 상승되도록 다수의 그루브(Groove, 552)들이 형성될 수 있다.

플레이트(550)의 상부에는 플레이트(550)의 냉각을 위해 송풍 팬(560)이 설치될 수 있다. 송풍 팬(560)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 송풍 팬(560)은 플레이트(550) 주변의 온도가 상승된 공기를 하우징(510)의 배기구(518)로 송풍하여 배기시킴으로써, 플레이트(550)를 냉각시킨다.

송풍 팬(560) 이외에도, 플레이트(550)를 냉각하기 위한 다양한 수단이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 플레이트(550)에는 냉각 유체가 흐르는 냉각 라인(554)이 형성될 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 하우징(510) 내로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급 부재(570)가 제공될 수 있다.

냉각 공기 공급 부재(570)는 하우징(510) 측벽(516)의 유입구(517)에 연결되는 공기 공급관(572)을 가질 수 있다. 공기 공급관(572)의 타단에는 공기 공급원(574)이 연결되고, 공기 공급관(574)상에는 공기를 냉각하는 냉각기(576)와, 공기의 흐름을 개폐하는 밸브(578)가 설치될 수 있다. 냉각 공기 공급 부재(570)로부터 하우징(510)으로 공급된 냉각 공기는 플레이트(550)를 냉각시키고, 하우징(510)의 배기구(518)를 통해 배기될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.

도 1은 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼를 보여주는 도면이다.

도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 디바이스 테스트 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 4는 도 3의 프로브 카드의 평면도이다.

도 5는 도 3의 프로브 카드의 저면을 보여주는 사시도이다.

도 6은 도 4의 C - C'선을 따른 프로브 카드의 단면도이다.

도 7은 도 3의 "B" 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.

도 8은 도 7의 온도 조절 유닛의 내부 구성을 보여주는 도면이다.

도 9a 및 도 9b는 열전 소자 모듈의 동작 상태를 보여주는 도면이다.

도 10과 도 11은 온도 조절 유닛의 다른 예들을 보여주는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

300: 프로브 카드 400: 테스터

420: 베이스 500: 온도 조절 유닛

510: 하우징 520: 열전 소자 모듈

530: 제어기 540: 온도 검출기

550: 플레이트 554: 냉각 라인

560: 송풍 팬 570: 냉각 공기 공급 부재

600: 탄성 부재

Claims (10)

1. 반도체 디바이스의 전기적 특성을 테스트하는 장치에 있어서,

   기판이 놓이는 기판 지지 유닛;

   상기 기판 지지 유닛의 상부에 제공되고, 프로브 카드가 접속되는 베이스를 가지는 테스터 헤드; 및

   상기 테스터 헤드의 상기 베이스의 내부에 설치되며, 상기 프로브 카드와의 열 전달을 통해 상기 프로브 카드의 온도를 조절하는 온도 조절 유닛

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 조절 유닛은,

   상기 프로브 카드와 열을 교환하도록 상기 베이스 내에 제공되며, 전원 인가 방향에 따라 열 흐름 방향이 전환되는 열전 소자 모듈; 및

   상기 열전 소자 모듈의 상면에 배치되고, 상기 열전 소자 모듈의 열 흐름 방향의 전환에 따라 열을 방출하거나 흡수하는 플레이트

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 온도 조절 유닛은,

   상기 프로브 카드의 온도를 검출하도록 상기 베이스 내에 제공되는 온도 검출기; 및

   상기 온도 검출기의 검출 신호에 대응하는 제어 신호를 발생하고, 상기 제어 신호를 상기 열전 소자 모듈의 전원 공급부에 인가하여 상기 전원 공급부의 전원 인가 방향을 전환시키는 제어기

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 온도 조절 유닛은,

   상기 열전 소자 모듈, 상기 플레이트, 및 상기 온도 검출기를 수용하는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 하우징과 상기 베이스의 사이에는 상기 하우징을 아래 방향으로 밀어주도록 탄성력을 작용시키는 탄성 부재가 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 온도 조절 유닛은 상기 플레이트의 상부에 설치되는 송풍 팬들을 더 포함하고,

   상기 하우징에는 상기 송풍 팬들에 의해 송풍되는 공기를 배출하는 배기구가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 플레이트의 내부에는 냉각 유체가 흐르는 냉각 라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 온도 조절 유닛은 상기 하우징 내로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급 부재를 더 포함하고,

   상기 하우징에는 상기 하우징 내로 공급된 냉각 공기를 배출하는 배기구가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 플레이트의 상면에는 상기 플레이트와 공기의 접촉 면적이 증가되도록 다수의 그루브(Groove)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 베이스는 하부가 개방된 통 형상을 가지고, 상기 프로브 카드는 상기 베이스의 개방된 하부를 폐쇄하도록 상기 베이스에 결합되며,

    상기 온도 조절 유닛은,

    상기 프로브 카드의 상면과 접촉하도록 상기 베이스의 내부에 설치되는 하우징;

    상기의 하우징 내의 바닥 면에 제공되며, 전원 인가 방향에 따라 열 흐름 방향이 전환되는 열전 소자 모듈;

    상기 열전 소자 모듈의 상면에 배치되고, 상기 열전 소자 모듈의 열 흐름 방향의 전환에 따라 열을 방출하거나 흡수하는 플레이트;

    상기 프로브 카드와 접촉하는 상기 하우징의 바닥 벽의 온도를 검출하는 온도 검출기; 및

    상기 온도 검출기의 검출 신호에 대응하는 제어 신호를 발생하고, 상기 제어 신호를 상기 열전 소자 모듈의 전원 공급부에 인가하여 상기 전원 공급부의 전원 인가 방향을 전환시키는 제어기

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스 테스트 장치.

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