KR0134031B1

KR0134031B1 - 웨이퍼 프로우버의 자동위치 맞춤방법

Info

Publication number: KR0134031B1
Application number: KR1019890002457A
Authority: KR
Inventors: 케이이치 요코타
Original assignee: 고다까 토시오; 도오교오 에레구토론 가부시끼 가이샤
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1998-04-20
Also published as: KR900013607A

Abstract

내용없음

Description

웨이퍼 프로우버의 자동위치 맞춤방법

제1도는 본 발명을 설명하기 위한 개략적인 평면도.

제2도는 본 발명에서 메인 스테이지의 X-Y 평면위의 좌표를 나타낸 도면.

제3도는 본 발명에서 메인 콘트로울러내의 파일 챠아트.

제4도의 (a), (b), (c)는 본 발명에서 Z축 제어를 설명하기 위한 처크의 측면도.

제5도는 본 발명에서 침 맞춤 조작의 자동화를 설명하기 위한 플로우 챠아트.

제6도 본 발명에서 폼종변경, 로트변경시의 무인화를 설명하기 위한 플로우 챠아트.

＊ 도면 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 메인 스테이지 2 : 로우더부

3 : 어라이먼트 브리지 3a : 비임 조사 유니트

3b : 카메라 유니트 3c : 정전 용량형 센서

4 : 핸들링부 5 : 헤드플레이트

6 : 프로우브 카아드 7 : 처크톱

8 : 센더(sender) 카세트 9 : 리시이버(receiver) 카세트

10, 10' : 웨이퍼 11 : 더미 웨이퍼용 카세트

12 : 더미 웨이퍼 13 : 메인 콘트로울러

14 : 어라이먼트 콘트로울러 14a : 모니터

15 : 로우더 콘트로울러 16, 17, 18, 19 : 루우트

웨이퍼 프로우버의 자동위치 맞춤 방법

본 발명은 반도체 웨이퍼내의 반도체 칩을 측정하는 웨이퍼 프로우버에 관한 것으로서, 특히 프로우브 카아드의 침 맞춤 조작을 자동화하는 방법에 관한 것이다.

최근의 반도체 제조공정, 생산제조 방법의 향상, 생산성의 향상 및 품질 향상의 요구로부터 웨이퍼 프로우버 등의 자동화가 진행되고 있다.

특히, 반도체 칩의 고집적화에 따라, 웨이퍼 프로우버는 소량이면서 다품종인 웨이퍼의 측정에 대응할 수 있는 것이 필요함과 동시에 완전한 무인화가 요구되도록 되고 있다.

본 출원인은, 피측정물인 웨이퍼의 품종변경에 따라 프로우브 카아드의 자동 교환을 가능하게한 프로우버를 제안하고 있다.

일본국 특개소 62-169341호 공보는, 프로우브 카아드와 보호판을 조합시킨 프로우브 카아드부재를 품종 변경에 대응하여 자동적으로 교환하는 것이다.

또한, 일본국 특개소 62-263647호 공보는, 프로우브 카아드 등을 끼워 넣는 링 인서어트(ring insert)를 품종의 변경에 대응하여 자동적으로 교환하는 것이다.

상기한 프로우버는 어느것이라도 프로우브카아드의 자동 교환을 가능하게한 것이지만, 프로우브 카아드의 자동적인 교환과 동시에, 침 맞춤 조작도 자동화한 것이 아니면, 반도체 제조시스템의 무인화를 도모할 수는 없다.

본 발명의 목적은, 프로우브 카아드의 자동적인 교환과 동시에, 품종의 변경에 대응하여 프로우브 카아드의 침 맞춤조작의 자동화도 가능하게한 웨이퍼 프로우버를 제공하는데에 있다.

다음에 본 발명 방법의 1 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도에서, 부호(1)은 웨이퍼 프로우버의 메인스테이지이고, (2)는 웨이퍼 프로우버의 로우더부, (3)은 어라이먼트 브리지이며, (4)는 로우더 스테이지와 메인스테이지 사이의 웨이퍼 핸들링부이다.

로우더부(2)는, 웨이퍼 카세트를 세트할 수 있는 구조로 이루어져 있으며, 미측정 웨이퍼(10)를 격납한 센더(sender) 카세트(8)와 측정이 끝난 웨이퍼(10')를 격납하는 리시이버 카세트(9)가 설치되어 있다.

우선, 미측정 웨이퍼(10)는 루우트(route)(16)의 경로로 핸들링부(4)를 경유하여, 메인 스테이지(1)의 처크톱(7) 위로 옮겨져서 얹어진다.

측정이 종료된 웨이퍼(10')는 루우트(17)의 경로로 핸들링부(4)를 경유하여 리시이버 카세트(9)에 격납된다.

또한, 로우더(2)에 더미 웨이퍼(12)를 격납한 더미 웨이퍼용 카세트(11)가 설치되어 있고, 더미 웨이퍼(12)는 루우트(19)를 경유하여 더미 웨이퍼용 카세트(11)와 메인 스테이지 사이를 이동한다.

메인 스테이지(1)에는, 프로우브 카아드(6)를 설치하기 위한 헤드 플레이트(5) 및 프로우브 카아드(6)의 보호지지기구는, 위에서 설명한 바와같이 프로우브 카아드(6)의 자동교환 수단에 따라, 웨이퍼 품종(이하, 품종이라 약칭 함)에 대응하여 자동적인 교환이 가능하게 되어 있다.

메인 스테이지(1)에는, 그 위에 형성된 웨이퍼를 얹어놓는 처크톱(7)를 X, Y축 및 Z축 방향으로 구동하는 스테이지가 형성되어 있다.

또한, 스테이지내에 설치된 θ어라이먼트를 행하는 어라이먼트 브리지(3)는 광학적인 비임조사 유니트(3a), 카메라 유니트(3b)를 갖고, 이들을 이용하여 프로우브 카아드의 침적(針跡)을 검출한다.

또한, 정전용량형 센서(3c)에 의하여 웨이퍼면 높이의 레벨을 검출한다.

또한, 검사가 종료된 웨이퍼는 상기 카세트내로 되돌려서 반송되는 것이다.

이들 검출기구에 연동하여, 어라이먼트 데이타(광학위치 데이타)를 처리하는 어라이먼트 콘트로울러(14)와 로우더 스테이지를 제어하는 로우더 콘트로울러(15)와 메인 스테이지를 제어하는 메인 콘트로울러(13)가 배치되고, 이중에서 메인 콘트로울러(13)가 다른 콘트로울러(14), (15)로부터의 데이타를 처리한다.

(13a)는 파일 유니트를 나타내고 있다.

제2도는 메인 스테이지(1) 위의 웨이퍼의 패드위치, 프로우브 카아드 위치, 비임위치등의 웨이퍼의 자동위치 맞춤을 위하여 필요한 주요 포인트의 좌표를 나타내는 도면이다. 점 A는 침적을 검출하는 비임위치를 나타내며, 그의 좌표를 (XA), (YA)로 한다. 점 B는 최초의 투입된 로트(lot)에 사용된 품종에 대응하는 프로우브 카아드의 위치를 표준침의 앞부분 위치로 하여 설정하고, 프로우브 카아드 침내의 왼쪽위의 침의 위치로 한다. 이 좌표를 (XB₁), (YB₁)로 한다. (XB₁), (YB₁)은 점 A에 대한 증분좌표로 한다.

마찬가지로 하여, 프로우브 카아드의 B₁이외의 침(B₂), (B₃), ……(B_n)의 점 A에 대한 증분좌표를 (XB₂), (YB₂), (XB₃), (YB₃), ……(XB_n), (YB_n)로 한다.

이들 좌표는 품종에 대응한 프로우브 카아드가 설치되어야 할, 즉 데이타위의 기준위치이다. 이후에, 동일 품종의 로트가 투입되었을때에 새롭게 설정된 프로우브 카아드의 설정위치를 점 C라 하고, 이점 C에서도, 점 B와 마찬가지로, 프로우브 카아드의 침내의 왼쪽위의 침의 위치를 C1이라 하고, 점 A에 대한 증분좌표를 (XC₁), (YC₁)로 한다.

이 점 C는 실제로 점 B와는 일치하지 않는 일이 많기 때문에 다음에 설명하는 바와같이, 이 차이의 보정이 필요하게 된다. 웨이퍼의 θ어라이먼트는 디바이스 패턴위의 측정적인 점을 검출하여 실행되어 웨이퍼 위의 패드 위치를 검출하지 않기 때문에, θ어라이먼트 후의 웨이퍼를 프로우브 카아드 아래로 옮기었더라도, 일반적으로는 디바이스위의 패드와 프로우브 카아드 침의 앞부분은 일치하지 않는다.

일반적으로 웨이퍼의 칩의 패드위치와 프로우브 카아드의 침의 앞부분 위치를 일치시키기 위하여, 동일 품종이 투입될때마다 양쪽(패드와 프로우브 카아드 침의 앞부분위치)을 패널 조작에 의하여, 합치시키고 있다.

마찬가지로 프로우브 카아드의 교환시에 있어서도, 프로우브 카아드의 설정위치가 변하기 때문에, 패널조작에 의하여 합치 시키고 있다.

새로운 품종이 처음부터 투입될때에, 신품종에 대하여 결정된 품종 파라미터에 따라, 점 A에서 θ어라이먼트를 행한다. 또한, 디바이스 패턴위의 특징점을 검출한 후에, 이론상의 프로우브 카아드 위치로 웨이퍼를 옮긴다. 실제로 내장되어 있는 프로우브 카아드 침의 앞 부분 위치를 상기한 바와같이, 점 B로 하고, 웨이퍼의 해당 패드위치를 점 D로 하였을때에, 점 D와 점 B의 위치의 오차가 보정량(

)으로 된다.

이후에 동일 품종의 로트가 투입되었을 때에는 처음 로트시의 특징점의 패턴 데이타를 사용하여, 어라이먼트를 실행하기 때문에, 점 D의 위치는 변하지 않지만, 프로우브 카아드를 새롭게 설정하기 때문에 프로우브 카아드의 침의 앞부분 위치 C에 대한 보정량(

)은 변경된다.

제3도는 메인 콘트로울러의 파일 챠아트로서, 플로피디스크 유니트를 사용한다.

각 데이타는 웨이퍼 품종명을 디렉토리(directory)로서 파일하고 있으므로, 사용하는 품종수에 적용이 가능하게 된다.

이 중에 품종 피라미터와 θ어라이먼트용 데이타는 종래의 웨이퍼 프로우버에서도 사용되고 있다.

프로우브 카아드 위치(B), 프로우브 카아드의 각 표준침의 앞부분 위치 (B₁), (B₂)……(B_n), 처음회수 로트의 신품종에 대한 수정 데이타(

),침적 체크용 파라미터 및 어라이먼트시의 특징점의 데이타는 본 발명에 있어서 새롭게 추가된 파일 데이타이다.

이들 데이타는, 제2도의 좌표도에 대응하는 것으로서, 다음에 나타낸 침맞춤의 자동화, 즉, 프로우브 카아드의 θ보정과 침의 앞부분 위치 보정에 사용된다.

우선, 새로운 품종의 웨이퍼가 세트되었을때에, 그 품종에 대응하는 프로우브 카아드(6)가 세트된다.

세트되는 수단은, 일본국 특개소 62-169341호 공보 또는, 특개소 62-263647호 공보에 의하여 자동적으로 세트된다.

신규한 품종을 위한 파라미터를 세트하여, 웨이퍼(10)를 루우트(16)를 경유하여 메인 처크톱(7)위로 이동하여 얹어놓고, 웨이퍼의 θ 어라이먼트를 행한 후에, 프로우브 카아드의 아래로 옮긴 웨이퍼의 칩의 패드 중심위치가 점 D로 된다.

오퍼레이터는 수동 조작에 의하여 점 D에 있는 웨이퍼의 패드 위치를 프로우브 카아드 침의 앞부분 위치의 점 B₁으로 수정하고, 다시 웨이퍼(10)를 비임위치(A)로 옮기고, 모니터(14a)로서 촬상하여, 비임 위치에 해당하는 메인 스테이지 위의 크로스(cross)점에 웨이퍼의 패드 중심을 맞춤으로써, 프로우브 카아드 위치의 점 (B)을 인식하여 파일 유니트(13a)에 기억시킨다.

이 좌표가 프로우브 카아드의 표준위치 좌표(XB₁), (YB₁)로 된다.

또한 보정량(

)을 파일한다.

다음에 모니터(14a)의 화면을 보면서, 패드를 순차적으로 크로스점으로 이동시켜 각 패드의 위치좌표를 인식한다. 이 각 패드의 위치를 인지하는 것은, 이 신품종에 대한 프로우브 카아드 표준침의 앞부분 위치 (XB₁), (YB₁), (XB₂), (YB₂)……(XB_n), (YB_n)를 인지하는 것으로 된다. 이들 점은 적어도 2점 이상 필요로 하므로, 이후에 프로우브 카아드의 θ보정시의 패드로서 인식하여 파일하게 된다. 이것을 파일 유니트(13a)에 기억시킨다.

그리고, 웨이퍼(10)를 루우트(16)를 경유하여 센더 카세트에 격납한다.

이상의 조작에 의하여 신품종의 웨이퍼에 대한 프로우브 카아드의 표준침의 앞부분 위치 데이타 파일이 얻어진다.

다음에, 더미 웨이퍼(12)를 카세트 (11)로부터 메인처크톱(7)에 로우드하고, 이 더미 웨이퍼(12) 표면의 Z 레벨을 높이 검출센서등의 검출기구로서 검출한후에 측정부까지 이동시켜서, 프로우브 카아드(6)의 아래로 이동시키고, 메인 스테이지(1)의 Z축을 구동제어하여 침적을 붙인다. 이때에 프로우브 카아드의 위치를 점 C로 한다.

또한, 더미 웨이퍼는 침적이 용이한 구조로 하기 위하여 표면처리를 실시하고 유연한 재질 예를들면 알루미늄제로 한다. 또한 침적을 붙이는 경우는 Z축제어는 Z축으로 상승함과 동시에 데스터를 가동시켜, 제4도의 (b)에 나타낸 침의 앞부분 접촉시에 있어서 콘텍드(contact)한 것을 확인하고, 또한 결정된 오우버 드라이브(over drive)량 만큼 상승하여 정지한다.

이 경우의 Z 구동속도, 회수, 오우버 드라이브량은 침적 체크용 파라미터로서 파일 유니트(13a)에 파일되어 있다.

상기한 바와같이하여, 더미 웨이퍼 위에 침적을 붙인후에 파일 유니트(13a)에 기억되어 있는 (XB₁), (YB₁)의 데이타에 따라, 그 좌표만큼 더미 웨이퍼(12)를 이동한다.

본래 (XB₁), (YB₁)데이타는 점 A에 대한 증분좌표이었기 때문에 이동의 결과 더미웨이퍼(12)는 비임위치인 점 A에 일치된다. 침적을 검출한 결과 더미 웨이퍼(12)의 이동위치와 점 A가 일치하고 있지 않으면, X축, Y축의 보정량으로서 (

)를 기억시킨다.

또한, (XB₂), (YB₂), (XB₃),(YB₃)……(XB_n), (YB_n)의 데이타를 기초로하여, 실제로 침적과의 θ어긋남을 검출하여, 어긋나고 있는 경우에는 카아드를 자동적으로 회전하여 보정한다. 상기와 같이 θ보정한 경우에는 다시한번 침적을 붙여, θ 어긋남이 없게 될때까지 반복하고, 그 점을 C'로 하여, 최종적인 침의 앞부분 위치 보정량 (

)을 기억한다. 그 후에 더미 웨이퍼는 최초의 카세트(11)에 격납된다.

다음에 본래의 웨이퍼(10)를 루우트(16)를 경유하여 메인 처크톱(7)에 로우드하여, θ 어라이먼트한 후에 프로우브 카아드 침의 앞부분 위치 보정량 (

)의 데이타에 의하여 정확하게 웨이퍼 위의 패드를 프로우브 카아드의 침의 아래로 옮길수가 있다.

이때에 웨이퍼(1)에 대한 Z축의 제어도 제4도에 의하여 데스터쪽의 콘텍트 체크 프로그램과 제휴하여 접촉시를 자동으로 검지하여 결정된 오우버 드라이브량, 일반적으로는 50 내지 60㎛ 프로우브 카아드의 침의 앞부분이 웨이퍼에 완전 접촉된 위치에서 정지한다. 신품종의 웨이퍼가 투입될때에는 상기의 조작에 의하여 품종에 대응한 데이타 (

), (

) , (XB₁), (YB₁), ……(XB_n), (YB_n)를 파일 유니트(13a)에 파일하고, 이후에 이미 파일되어 있는 품종이 투입되었을때에는, 우선 더미 웨이퍼(12)을 루우트(19)를 경유하여 메인처크(7) 위로 로우드하고, 상기와 같이 침적을 붙여서, 프로우브 카아드의 표준위치 (XB₁), (YB₁)의 데이타에 의하여 침적체크를 행하여, 어긋나고 있으면 프로우브 카아드 침의 앞부분 위치 보정량 (

), (YDB), (XB₁), (YB₁), ……(XBn), (YBn)를 파일 유니트(13a)에 파일하고, 이후에 이미 XDC, YDC 를 기억하고 이어서 실제의 프로우브 카아드(6)의 침의 앞부분 위치 (XB1), (YB1), ……(XBn), (YBn) 데이타에 의하여 프로우브 카아드 침의 앞부분의 θ 어긋남을 인식하여, 프로우브 카아드(6)의 θ 보정을 행한다. 이상의 보정은 θ 어긋남이 없게 될때까지 몇번이라도 행한다.

θ 어긋남이 0으로된 시점에서, 최종적으로 프로우브 카아드(6)의 위치 어긋남 (

)을 인식하고, 다음번째의 웨이퍼(10)를 루우트(16)를 경유하여, 메인처크톱(7) 위로 로우드하여, 프로우브 카아드 위치의 보정량 (

)의 데이타에 의하여, 웨이퍼(10) 위의 패드에 프로우브 카아드(6)의 침의 앞부분을 정확하고도 자동적으로 접촉시킬 수가 있다.

이후에 웨이퍼 테스트를 행하고, 그 품종에 대하여는 모두 무인화에 대응하여 자동적으로 프로우브 동작을 실행하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서, 특히 더미 웨이퍼를 사용하여, 침적을 붙이고, 그의 무게 중심위치를 검출함으로써, 정확하게 카아드 침의 앞부분의 위치를 검출하여, θ, X, Y 방향의 자동적인 수정을 실시하는 것이 가능하게 된다.

또한 프로우브 카아드의 자동교환(일본국 특개소 62-169341호, 특개소 62-263647호 공보 참조)과 연동시킴으로써, 다품종에 대응한 무인화 시스템을 구축하는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼의 품종 변경에 대응하여 자동적으로 침맞춤조작이 가능하고 또한 프로우브 카아드를 가진 링인서어트 교환의 무인화를 효율적으로 도모할 수가 있기 때문에, 웨이퍼 프로우버에 있어서의 생산성의 향상, 원가 절감의 향상 및 품질의 향상에 기여하는 바가 크므로, 매우 사용가치가 높은 프로우버를 제공할 수가 있다.

Claims

새로운 품종이 투입되었을 때에, 피처리체를 얼라이먼트부에서 θ맞춤을 행하고, 그때에 실제로 장치되어 있는 프로우브 카아드(6)침의 앞부분의 위치를 모니터(14a) 위의 패드위치에 의하여 확인하여 표준 침의 앞부분의 위치로서 인식하는 공정과, 이때에 피처리체의 검사위치와 프로우브 카아드(6)의 표준침의 앞부분의 위치와의 보정량을 인식하는 공정과, 이후에 설정되는 프로우브 카아드(6)의 θ보정을 위한 침을 지정함으로써, 침의 앞부분의 위치를 인식하는 공정을, 구비함으로써, 표준데이타로서 상기의 데이타를 인식하는 것을 전제로 하는 웨이퍼 프로우버의 자동 위치 맞춤 방법.
제1항에 있어서, 표준 침의 앞부분의 위치 데이타, 침의 앞부분의 위치 보정 데이타, 카아드의 θ보정을 위한 침의 앞부분의 위치 데이타 및 이들에 부수적으로 필요한 파라미터를 각 웨이퍼 품종명에 대응하여 파일하는 공정을 구비하는 웨이퍼 프로우버의 자동 위치 맞춤 방법.
피검사체의 위치 맞춤을 하기 위한 더미 피검사체의 중심 위치의 높이를 검출하고, 그 높이 데이타를 출력하는 공정과, 이 더미 피검사체를 측정부까지 이동하여 상기 높이 데이타에 의하여 더미 피검사체 및 프로우브 침의 앞부분을 접촉시켜서 더미 피검사체에 침흔적을 남기는 공정과, 이 더미 피검사체를 얼라이언트부까지 이동시켜서, 침흔적의 X-Y축 위치와 θ방향의 어긋남을 검출하고, 그들의 데이타를 출력하는 공정과, 상기 침흔적 데이타와 미리 설정된 표준 프로우브침의 앞부분 위치 데이타와를 비교하여 제어하고, 이 더미 피검사체의 X-Y축 보정과 프로우브침의 θ보정을 행하는 보정 공정과, 이 더미 피검사체를 다시 한번 측정부까지 이동하여 이 프로우브 카아드(6)로서 침흔적을 남기고, 다시 한번 얼라이먼트부에서 이 침흔적을 검출함으로써, 프로우브 카아드(6) 침의 앞부분 위치와 이 피검사체의 전국패드가 일치하고 있는가 아닌가 및 프로우브 카아드(6)의 θ어긋남이 없는가를 확인하는 확인 공정과, 프로우브 카아드(6)의 앞부분 위치와 피검사체의 전극패드가 어긋나고 있으면, 프로우브침의 앞부분 위치와 피검사체의 전극패드를 일치시키기 위한 수정공정과, θ어긋남에 대하여는 프로우브 카아드(6)를 자동으로 수정하는 공정과, 다시 상기와 같은 방법으로 확인하는 확인 공정과, 수정공정을 반복하여 프로우브 카아드(6)침의 앞부분 위치와, 피검사체의 검사위치와의 어긋남을 보정하고, 최종적으로 이 어긋남이 0으로 될 때까지 이 조작을 반복하는 공정과, 이상의 조작에 의하여 얻어진, 최초의 프로우브침의 앞부분 위치와 위치맞춤된 최종적인 프로우브침의 앞부분 위치와의 차이를 조정량 데이타로서 기억하는 공정과, 더미 웨이퍼에 의하여 얻어진 보정량 데이타에 따라, 피검사체의 전극패드 및 프로우브침의 앞부분위치를 자동적으로 맞춤시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로우버의 자동위치 맞춤 방법.
제3항에 있어서, 상기 피검사체는 반도체 웨이퍼(10)인 것인 웨이퍼 프로우버의 자동위치 맞춤 방법.
제3항에 있어서, 상기 피검사체는 검사위치를 프로우브 카아드(6)침의 앞부분에 접촉시키는 기구는, 상기 픽검사체의 검사위치와 프로우브 카아드(6)침의 앞부분이 접촉한 후에 더욱 더 일정량만큼 양쪽을 접근시킨 후에 정지시키도록 자동제어하는 웨이퍼 프로우버의 자동 위치 맞춤 방법.