KR101442397B1 - 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법은 사용자가 등록한 초기 얼라인 데이터를 이용하여 프로브 카드의 니들과 웨이퍼를 N번째 얼라인시키는 단계, 얼라인된 프로드 카드의 니들을 웨이퍼에 N번째 접촉시키면서 그 얼라인 상태의 적합 여부를 검사하는 단계, 및 검사한 결과, 얼라인 상태가 적합하다고 판단되면 N번째 얼라인 데이터를 백업하고, 얼라인 상태가 부적합하다고 판단되면 N번째 바로 이전의 얼라인 상태가 적합하다고 판단되어 백업된 N-1번째 얼라인 데이터를 이용하여 N번째 프로브 카드의 니들과 웨이퍼를 다시 얼라인시키는 단계를 포함한다.

Description

프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ALIGNING PROBE CARD AND WAFER}

본 발명은 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법 및 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 웨이퍼에 형성된 반도체 칩들의 전기적인 기능을 검사하기 위하여 상기 웨이퍼에 접촉하는 프로브 카드의 니들을 상기 웨이퍼와 얼라인시키는 방법 및 이를 적용한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼로부터 반도체 칩들을 제조하는 공정 중에는 상기 반도체 칩들의 전기적인 기능의 이상 여부를 검사하는 공정이 포함되어 있다. 구체적으로, 상기 검사 공정에서는 상기 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩들에 프로브 카드의 니들을 탐침시킨 상태에서 상기 프로브 카드를 통해 상기 반도체 칩들에 검사 신호를 입력한 다음, 상기 반도체 칩들로부터 출력되는 신호를 모니터링하여 상기 반도체 칩들의 전기적인 기능의 이상 여부를 검사한다.

이때, 상기 검사 공정에서 상기 반도체 칩들의 검사를 정확하게 하기 위해서는 상기 프로브 카드의 니들이 상기 웨이퍼의 반도체 칩들에 정확하게 탐침되도록 상기 프로브 카드와 상기 웨이퍼를 얼라인하는 공정이 무엇보다 중요하다.

이러한 얼라인 공정은 크게 매크로(Macro) 단위로 얼라인시키는 단계와 이보다 정밀한 마이크로(Micro) 단위로 얼라인시키는 단계를 통해 진행되며, 이는 사용자에 의해서 초기 등록된 얼라인 데이터를 이용하여 진행된다.

또한, 마이크로 단위로 얼라인시키는 단계는 패턴 얼라인시키는 단계와 이를 포커싱하는 단계를 통해 진행되며, 이 단계들 사이에서는 상기 얼라인 공정의 중요성 때문에 상기 프로브 카드와 상기 웨이퍼가 적합하게 얼라인되었는지를 패턴 매칭을 통해 검사하는 단계를 추가하여 진행되고 있다.

그러나, 상기 얼라인되었는지를 검사한 결과, 상기 프로브 카드와 상기 웨이퍼의 얼라인이 부적합할 경우, 종래에는 사용자가 매번 상기의 얼라인 데이터를 직접 새롭게 재등록해야하는 불편함을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 프로브 카드와 웨이퍼의 얼라인이 부적합하게 검사될 경우 얼라인 데이터를 사용자가 직접 재등록하는 불편함을 없애서 이에 따른 작업 로스(loss)를 줄일 수 있는 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 방법이 적용되는 얼라인 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법은 사용자가 등록한 초기 얼라인 데이터를 이용하여 프로브 카드의 니들과 웨이퍼를 N번째 얼라인시키는 단계, 상기 얼라인된 프로드 카드의 니들을 상기 웨이퍼에 상기 N번째 접촉시키면서 그 얼라인 상태의 적합 여부를 검사하는 단계, 및 상기 검사한 결과, 상기 얼라인 상태가 적합하다고 판단되면 N번째 얼라인 데이터를 백업하고, 상기 얼라인 상태가 부적합하다고 판단되면 상기 N번째 바로 이전의 상기 얼라인 상태가 적합하다고 판단되어 백업된 N-1번째 얼라인 데이터를 이용하여 상기 N번째 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 다시 얼라인시키는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 상기 검사한 결과 상기 얼라인 상태가 적합하다고 판단될 경우, 상기 N번째 얼라인 데이터는 그 이전의 N-1번째 백업 데이터를 업데이트하는 형태로 백업될 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 얼라인 상태를 검사하는 단계에서는 상기 프로브 카드 및 상기 웨이퍼 각각의 얼라인 패턴의 매칭 여부를 통하여 검사할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 얼라인 상태를 검사한 결과 상기 각각의 얼라인 패턴의 오차가 10㎛를 초과할 경우에는 사용자에 의해서 상기 초기 얼라인 데이터를 재등록할 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 얼라인 상태가 부적합하다고 판단되는 횟수가 3회를 초과할 경우에는 사용자에 의해서 상기 초기 얼라인 데이터를 재등록할 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 얼라인 장치는 얼라인부, 데이터 등록부, 얼라인 검사부 및 데이터 백업부를 포함한다.

상기 얼라인부는 프로브 카드 및 웨이퍼 중 어느 하나와 연결되어 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 얼라인시킨다. 상기 데이터 등록부는 상기 얼라인부에 연결되며, 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼의 N번째 얼라인을 위한 초기 얼라인 데이터를 사용자에 의해서 상기 얼라인부에 등록시킨다. 상기 얼라인 검사부는 상기 프로브 카드 및 상기 웨이퍼에 연결되어 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 상기 N번째 접촉시키면서 그 얼라인 상태의 적합 여부를 검사한다. 상기 데이터 백업부는 상기 얼라인 검사부와 연결되며, 상기 검사한 결과 상기 얼라인 상태가 적합하다고 판단되면 N번째 얼라인 데이터를 백업한다. 이에, 상기 얼라인 검사부는 상기 얼라인부와 연결되며, 상기 검사한 결과 상기 얼라인 상태가 부적합하다고 판단되면 상기 N번째 바로 이전의 상기 얼라인 상태가 적합하다고 판단되어 상기 데이터 백업부에 백업된 N-1번째 얼라인 데이터를 이용하여 상기 얼라인부가 상기 N번째 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 다시 얼라인시키도록 한다.

이러한 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법 및 장치에 따르면, 프로브 카드의 니들과 웨이퍼의 N번째 얼라인 상태를 검사한 결과 부적합하다고 판단될 경우, 사용자가 얼라인 데이터를 새롭게 재등록할 필요 없이 바로 이전의 적합하다고 판단되어 백업된 N-1번째 얼라인 데이터를 이용하여 자동적으로 상기 N번째 프로브 카드의 니들과 웨이퍼를 다시 얼라인시킴으로써, 사용자가 상기의 얼라인 데이터를 재등록함에 따른 작업 로스(loss)를 줄여 이에 따른 얼라인 공정을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법을 개념적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 순서도에서 S100 단계를 구체적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 1에 도시된 얼라인 방법에 적용된 얼라인 장치를 개념적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법을 개념적으로 나타낸 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 순서도에서 S100 단계를 구체적으로 나타낸 순서도이며, 도 3은 도 1에 도시된 얼라인 방법에 적용된 얼라인 장치를 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20)를 정확하게 얼라인시키기 위하여 우선 사용자에 의해서 등록된 초기 얼라인 데이터를 이용하여 얼라인부(100)를 통해 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20)를 첫번째 얼라인시킨다(S100). 여기서, 얼라인부(100)는 프로브 카드(10) 및 웨이퍼(20) 중 어느 하나와 연결되어 이들을 얼라인시킨다. 또한, 상기의 초기 얼라인 데이터에는 프로브 카드(10)와 웨이퍼(20)를 서로 얼라인시키는 위치 정보가 포함될 수 있다.

이러한 얼라인 공정(S100)은 프로브 카드(10)를 통해서 웨이퍼(20) 상에 형성된 반도체 칩(22)들의 전기적인 기능의 이상 여부를 검사할 때, 이 프로브 카드(10)의 니들(12)이 웨이퍼(20)의 반도체 칩(22)들에 정확하게 탐침되도록 하기 위한 것으로 정확한 검사를 위해 매우 중요하다.

이에, 얼라인 공정(S100)은 크게 매크로(Macro) 단위로 얼라인시킨 다음(S110), 이보다 정밀하게 마이크로(Micro) 단위로 얼라인시킨다(S120). 여기서, 마이크로 단위로 얼라인 시키는 단계(S120)는 구체적으로 마이크로 단위로 얼라인 패턴(미도시)을 통해 얼라인한 다음(S122), 이를 더욱 정밀하게 포커싱(S124)하여 진행된다.

이렇게 얼라인 공정(S100)에서 프로브 카드(10)와 웨이퍼(20)를 첫번째 얼라인시킨 연이어서 상기 얼라인된 프로브 카드(10)의 니들(12)을 웨이퍼(20)에 첫번째 접촉시키면서 얼라인 검사부(300)를 통해서 검사한다(S200).
구체적으로, 상기 얼라인 검사 공정(S200)에서는 상기 얼라인 공정(S100)에 연이어서 프로브 카드(10)의 니들(12)을 웨이퍼(20)에 첫번째에서 N번째 접촉시키면서 그 얼라인 상태의 적합 여부를 매번 이들과 연결된 얼라인 검사부(300)를 통해서 검사한다. 즉, 상기 N번째에서 "N"은 첫번째가 될 수 없으므로, 2이상의 정수로 정의될 수 있다.

이러한 얼라인 검사 공정(S200)은 프로브 카드(10) 및 웨이퍼(20) 각각의 얼라인 패턴(미도시)의 매칭 여부를 통하여 그 적합 여부를 검사한다. 이에, 얼라인 검사 공정(S200)은 상기의 마이크로 단위로 얼라인 패턴(미도시)을 통해 얼라인하는 단계(S122)와 이를 포커싱하는 단계(S124) 사이에서 수행될 수 있다.

이어서, 상기 N번째 얼라인 검사 공정(S200)을 수행한 결과, 적합하다고 판단되면 그 N번째 얼라인 데이터를 얼라인 검사부(300)와 연결된 데이터 백업부(400)에 백업시킨다(S300). 여기서, 상기 얼라인 데이터에는 상기 N번째 얼라인 공정(S200)에서 적합한 프로브 카드(10)와 웨이퍼(20)의 위치 정보가 포함된다.

이때, 상기 적합하다고 판단된 N번째 얼라인 데이터는 데이터 백업부(400)에 남아 있는 얼라인 데이터를 업데이터하는 형태로 삭제시키면서 백업된다. 구체적으로, 상기 N번째가 2번째일 경우에는 상기 데이터 백업부(400)에 남아 있는 그 전의 초기 얼라인 데이터를 삭제시키면서 백업된다. 이를 정리하면, 상기 적합하다고 판단된 N번째 얼라인 데이터가 데이터 백업부(400)에 백업되면 바로 이전에 백업되었던 N-1번째 얼라인 데이터는 자동적으로 삭제된다. 즉, 데이터 백업부(400)에는 상기 N번째 얼라인 검사 공정(S200)을 수행하는 도중 가장 최근에 적합하다고 판단된 얼라인 데이터만 저장되어 남아 있게 된다. 한편, 상기 N번째 얼라인 검사 공정(S200)을 수행한 결과, 적합하다고 판단될 경우, 이에 연이어 반복적으로 얼라인 공정(S100)이 수행될 수 있으며, 이때의 반복적인 얼라인 공정(S100)은 기본적으로 상기 초기 얼라인 데이터의 위치 정보를 이용하여 프로브 카드(10)와 웨이퍼(20)를 얼라인시킬 수 있다.

반대로, 상기 N번째 얼라인 검사 공정(S200)을 수행한 결과, 부적합하다고 판단되면 기본적으로 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20) 사이의 얼라인에 오류가 발생된 상태이므로 이를 그대로 하여 웨이퍼(20) 상의 반도체 칩(22)들의 전기적인 기능을 올바르게 검사하는 것은 불가능하다.

이는, 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20)를 반복적으로 N번째 얼라인시키면서 반도체 칩(22)들의 전기적인 기능을 검사하는 과정에서 반복적으로 니들(12)이 웨이퍼(20)에 접촉하면서 변형이 발생되었기 때문이다. 예컨대, 1회 프로브 카드(10)의 니들(12)을 웨이퍼(20)에 접촉하여 전기적인 기능 검사를 진행할 때 약 0.5㎛만큼 얼라인에 오차가 발생될 수 있다.

이에 따라, 상기와 같이 얼라인 상태가 부적합하다고 판단될 경우에는 그 이전에 적합하다고 판단되어 데이터 백업부(400)에 백업된 N-1번째 얼라인 데이터를 이용하여 N번째 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20)를 다시 얼라인시킨다(S400).

이러한 N-1번째 얼라인 데이터는 프로브 카드(10)의 니들(12)을 웨이퍼(20)에 반복적으로 접촉시키면서 발생되는 니들(12)의 변형량에 대해 초기 얼라인 데이터보다 N번째의 적합한 얼라인 데이터에 매우 근접할 뿐만 아니라 1회 접촉에 따른 니들(12)의 변형량이 약 0.5㎛인 것을 감안하면 실질적으로 N번째의 적합한 얼라인 데이터라고 간주하여도 무방함을 이해할 수 있다.

한편, 상기와 같이 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20)의 얼라인이 부적합하다고 판단될 경우, 그 이전의 N-1번째 얼라인 데이터를 초기 얼라인 데이터와 비교하여 그 얼라인의 오차 범위를 확인할 수 있다.

이는, 프로브 카드(10)의 니들(12)을 웨이퍼(20)에 접촉하는 횟수가 증가하면서 같이 증가하는 니들(12)의 변형량에 따라 얼라인 상태의 오차도 점점 벌어져서 결국에 사용할 수 없는 상태를 확인하기 위해서이다. 예컨대, N-1번째 얼라인 데이터를 초기 얼라인 데이터와 비교하여 그 얼라인의 오차 범위가 약 10㎛를 초과할 경우, N-1번째 얼라인 데이터를 이용하여 N번째 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20)를 얼라인시켜도 그 반도체 칩(22)들의 전기적인 기능 검사에 오류가 발생될 수 있다. 이에, 상기 얼라인의 오차 범위가 약 10㎛를 초과할 경우에는 사용자가 초기 얼라인 데이터를 재등록해야할 필요성이 있다. 아울러, 상기 얼라인 오차 범위가 약 5㎛를 초과할 경우, 사용자가 초기 얼라인 데이터를 재등록하는 것이 더 바람직할 수 있다. 또한, 상기 얼라인 상태가 부적합하다고 판단되는 횟수가 3회를 초과할 경우에는 상기의 10㎛를 초과할 경우와 마찬가지로, 반도체 칩(22)들의 전기적인 기능 검사에 오류가 발생될 수 있으므로, 사용자가 상기 초기 얼라인 데이터를 재등록할 필요성이 있다.

이와 같이, 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20)의 N번째 얼라인 상태를 검사한 결과 부적합하다고 판단될 경우, 사용자가 얼라인 데이터를 새롭게 재등록할 필요 없이 바로 이전의 적합하다고 판단된 N-1번째 얼라인 데이터를 이용하여 자동적으로 N번째 프로브 카드(10)의 니들(12)과 웨이퍼(20)를 다시 얼라인시킴으로써, 사용자가 상기의 얼라인 데이터를 재등록함에 따른 작업 로스(loss)를 줄여 이에 따른 얼라인 공정을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 프로브 카드 12 : 니들
20 : 웨이퍼 22 : 반도체 칩
100 : 얼라인부 200 : 데이터 등록부
300 : 얼라인 검사부 400 : 데이터 백업부

Claims (6)

1. 사용자가 등록한 프로브 카드와 웨이퍼의 위치 정보가 포함된 초기 얼라인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 얼라인시키는 단계;
   상기 얼라인된 프로드 카드의 니들을 상기 웨이퍼에 첫번째부터 N번째 접촉시키면서 그 얼라인 상태의 적합 여부를 검사하는 단계; 및
   상기 검사한 결과, 상기 얼라인 상태가 적합하다고 판단되면 상기 프로브 카드와 상기 웨이퍼의 위치 정보가 포함된 N번째 얼라인 데이터를 그 이전의 N-1번째 얼라인 데이터를 삭제한 다음 백업하고, 상기 얼라인 상태가 부적합하다고 판단되면 상기 이전의 N-1번째 얼라인 데이터의 위치 정보를 이용하여 상기 N번째 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 다시 얼라인시키는 단계를 포함하는 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법.
   (단, N은 2이상의 정수)
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 얼라인 상태가 부적합하다고 판단되는 횟수가 3회를 초과할 경우에는 사용자에 의해서 상기 초기 얼라인 데이터를 재등록하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드와 웨이퍼를 얼라인하는 방법.
6. 프로브 카드 및 웨이퍼 중 어느 하나와 연결되어 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 얼라인시키는 얼라인부;
   상기 얼라인부에 연결되며, 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼의 얼라인을 위하여 상기 프로브 카드와 상기 웨이퍼의 위치 정보가 포함된 초기 얼라인 데이터를 사용자에 의해서 상기 얼라인부에 등록시키는 데이터 등록부;
   상기 프로브 카드 및 상기 웨이퍼에 연결되어 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 첫번째부터 N번째 접촉시키면서 그 얼라인 상태의 적합 여부를 검사하는 얼라인 검사부; 및
   상기 얼라인 검사부와 연결되며, 상기 검사한 결과 상기 얼라인 상태가 적합하다고 판단될 경우 상기 프로브 카드와 상기 웨이퍼의 상기 N번째에 따른 위치 정보가 포함된 N번째 얼라인 데이터를 그 이전의 N-1번째 얼라인 데이터를 삭제한 다음 백업하는 데이터 백업부를 포함하며,
   상기 얼라인 검사부는 상기 얼라인부와 연결되며, 상기 검사한 결과 상기 얼라인 상태가 부적합하다고 판단될 경우 상기 이전의 N-1번째 얼라인 데이터의 위치 정보를 이용하여 상기 얼라인부가 상기 N번째 상기 프로브 카드의 니들과 상기 웨이퍼를 다시 얼라인시키도록 하는 것을 특징으로 하는 얼라인 장치.
   (단, N은 2이상의 정수)

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