KR101996772B1 - 웨이퍼 검사 장치 및 그 메인터넌스 방법 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

스루풋을 저하시키지 않고 연마용 웨이퍼를 프로브에 적절하게 맞닿게 할 수 있는 웨이퍼 검사 장치를 제공한다. 연마용 플레이트(35)의 두께(t1), 연마용 웨이퍼(34)의 두께(t2) 및 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에서부터 프로브 카드(21)의 각 프로브(27)의 하단까지의 돌출량(t3)의 합계값(T)이, 립 시일(33)의 척 톱(23)의 상면으로부터의 돌출량(t4)보다도 크게 설정된다.

Description

웨이퍼 검사 장치 및 그 메인터넌스 방법
본 발명은 웨이퍼 검사용 프로브 카드의 침형의 프로브를 연마하는 웨이퍼 검사 장치 및 그 메인터넌스 방법에 관한 것이다.
다수의 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼의 검사를 행하기 위해서, 검사 장치로서 프로버가 사용되고 있다. 프로버는 웨이퍼와 대향하는 프로브 카드를 구비하고, 프로브 카드는, 웨이퍼의 반도체 디바이스의 각 전극 패드나 각 땜납 범프와 대향하도록 배치된 복수의 침형 접촉 단자인 프로브를 구비한다. 프로버에서는, 웨이퍼를 프로브 카드에 압박하듯이 진공 흡착시켜, 프로브 카드의 각 프로브를 반도체 디바이스에서의 전극 패드나 땜납 범프와 접촉시킨다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이때, 각 프로브로부터 각 전극 패드나 각 땜납 범프에 접속된 반도체 디바이스의 전기 회로에 전기를 흘림으로써 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사한다.
그러나, 웨이퍼의 강성은 낮기 때문에, 웨이퍼만을 프로브 카드에 진공 흡착시키면 웨이퍼가 휘어서 각 전극 패드나 각 땜납 범프가 프로브 카드의 각 프로브에 균등하게 접촉하지 않는 경우가 있다. 그래서, 웨이퍼와 함께 웨이퍼를 적재하는 후판 부재인 척 톱을 프로브 카드에 진공 흡착시켜, 해당 척 톱에 의해 웨이퍼의 휨을 억제하는 것이 제안되어 있다. 구체적으로는, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 기부인 포고 프레임(70)에 장착된 프로브 카드(71)에 척 톱(72)에 적재된 웨이퍼(W)를 대향시킨다. 척 톱(72)으로부터는 포고 프레임(70)을 향해서 탄성 밀봉 부재인 립 시일(73)이 돌출된다. 그 후, 척 톱(72)을 포고 프레임(70)을 향해서 이동시켜, 립 시일(73)을 포고 프레임(70)에 맞닿게 함으로써, 척 톱(72) 및 포고 프레임(70) 사이의 공간(S)을 밀봉한다. 웨이퍼(W)가 프로브 카드(71)에 압박된 후에는 공간(S)이 감압됨으로써, 웨이퍼(W)가 척 톱(72)과 함께 포고 프레임(70)에 끌어당겨져, 웨이퍼(W)의 프로브 카드(71)에의 맞닿음 상태가 유지된다. 이때, 립 시일(73)은 압축된다(도 7b).
그런데, 프로브 카드(71)를 사용한 웨이퍼(W)의 검사를 반복하면, 각 전극 패드나 각 땜납 범프와 프로브 카드(71)의 각 프로브(74)의 접촉이 반복되어, 각 프로브(74)가 마모된다. 따라서, 정기적으로 각 프로브(74)를 연마할 필요가 있다. 각 프로브(74)를 연마할 때는, 연마용 웨이퍼를 각 프로브(74)에 맞닿게 한다.
일본 특허 공개 제2014-29917호 공보
그러나, 상술한 척 톱(72)을 사용해서 웨이퍼(W)를 프로브 카드(71)에 압박하는 방법에서는, 척 톱(72)에 연마용 웨이퍼(75)를 적재해서 척 톱(72)을 포고 프레임(70)을 향해서 이동시키면, 연마용 웨이퍼(75)가 각 프로브(74)에 맞닿기 전에, 립 시일(73)이 포고 프레임(70)에 맞닿아서 척 톱(72) 및 포고 프레임(70) 사이에 공간(S)이 형성된다(도 7c). 그 후, 척 톱(72)을 포고 프레임(70)을 향해서 더 이동시키면, 공간(S)의 압력이 상승해서 척 톱(72)에 반발력이 작용하고, 결과로서 연마용 웨이퍼(75)가 각 프로브(74)에 적절하게 맞닿지 않는다는 문제가 있다.
공간(S)의 압력의 상승을 방지하기 위해서 공간(S)을 감압하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우, 감압 공정에 시간을 요한다. 또한, 공간(S)의 압력의 상승을 완만하게 함으로써 공간(S)의 압력 상승을 완화하여, 연마용 웨이퍼(75)를 각 프로브(74)에 적절하게 맞닿게 하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우, 척 톱(72)을 포고 프레임(70)을 향해서 저속으로 이동시킬 필요가 있다. 즉, 스루풋이 저하된다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 스루풋을 저하시키지 않고 연마용 웨이퍼를 프로브에 적절하게 맞닿게 할 수 있는 웨이퍼 검사 장치 및 그 메인터넌스 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면, 웨이퍼를 향해서 돌출되는 다수의 접촉 단자를 갖는 프로브 카드와, 상기 웨이퍼를 적재해서 상기 프로브 카드에 대향하는 후판 부재로서의 척 톱과, 상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때 상기 프로브 카드 및 상기 척 톱 사이의 공간을 밀봉하는 시일 부재를 구비하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서, 상기 척 톱에 적재되어, 상기 접촉 단자를 연마하기 위한 연마용 웨이퍼를 적재하는 높이 증가 부재를 구비하고, 상기 높이 증가 부재는, 상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때, 상기 시일이 상기 공간을 밀봉하기 전에 상기 연마용 웨이퍼를 각 상기 접촉 단자에 맞닿게 하는 두께를 갖는 웨이퍼 검사 장치가 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면, 웨이퍼를 향해서 돌출되는 다수의 접촉 단자를 갖는 프로브 카드와, 상기 웨이퍼를 적재해서 상기 프로브 카드에 대향하는 후판 부재로서의 척 톱과, 상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때 상기 프로브 카드 및 상기 척 톱 사이의 공간을 밀봉하는 시일을 구비하는 웨이퍼 검사 장치의 메인터넌스 방법이며, 상기 척 톱에 높이 증가 부재를 적재하고, 또한 상기 높이 증가 부재에 상기 접촉 단자를 연마하기 위한 연마용 웨이퍼를 적재하여, 상기 척 톱을 상기 프로브 카드로 이동시키고, 상기 높이 증가 부재는, 상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때, 상기 시일이 상기 공간을 밀봉하기 전에 상기 연마용 웨이퍼를 각 상기 접촉 단자에 맞닿게 하는 두께를 갖는 웨이퍼 검사 장치의 메인터넌스 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 및 척 톱 사이에 개재되어 접촉 단자를 연마하기 위한 연마용 웨이퍼를 적재하는 높이 증가 부재는, 척 톱이 프로브 카드로 이동할 때, 시일이 공간을 밀봉하기 전에 연마용 웨이퍼를 각 접촉 단자에 맞닿게 하는 두께를 가지므로, 상기 공간이 밀봉되기 전에 연마용 웨이퍼가 각 접촉 단자에 맞닿는다. 즉, 연마용 웨이퍼를 각 접촉 단자에 맞닿게 하기 전에 척 톱에 반발력이 작용하지 않고, 따라서, 연마용 웨이퍼를 각 접촉 단자에 적절하게 맞닿게 할 수 있다. 또한, 공간의 감압이나 압력 상승 완화를 고려할 필요가 없으므로, 감압 공정이나 프로브 카드로의 척 톱의 저속 이동이 불필요하고, 따라서, 스루풋의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 웨이퍼 검사 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1에서의 선 II-II를 따른 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에서의 반송 스테이지 및 테스터의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3에서의 각 프로브의 연마 시의 모습을 설명하기 위한 반송 스테이지 및 테스터의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에서의 연마용 플레이트의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 5a는 측면도이고, 도 5b는 평면도이고, 도 5c는 저면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시 형태에 관한 웨이퍼 검사 장치의 메인터넌스 방법으로서의 프로브의 연마 방법을 나타내는 공정도이다.
도 7a 내지 도 7c는 종래의 웨이퍼 검사 장치로서의 프로버에서의 웨이퍼 및 프로브 카드의 맞닿음 모습을 설명하기 위한 공정도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 웨이퍼 검사 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이며, 도 2는, 도 1에서의 선 II-II를 따른 단면도이다. 또한, 도 1에서는 이해를 용이하게 하기 위해서 내부 구성이 투과되어 도시된다. 본 실시 형태에 관한 웨이퍼 검사 장치는, 웨이퍼에 형성된 모든 반도체 디바이스에서의 모든 전극 패드나 땜납 범프에, 프로브 카드의 모든 프로브가 한번에 맞닿게함으로써, 각 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 일괄 접촉형 웨이퍼 검사 장치이다.
도 1에서, 웨이퍼 검사 장치(10)는, 웨이퍼(W)에 형성된 각 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 검사 영역(11)과, 당해 웨이퍼 검사 장치(10)에 웨이퍼(W), 후술하는 연마용 웨이퍼(34)나 프로브 카드(21) 등의 반출입을 행하는 반출입 영역(12)과, 해당 반출입 영역(12) 및 검사 영역(11) 사이에 배치되어 웨이퍼(W) 등의 반송을 행하는 반송 영역(13)을 구비한다.
반출입 영역(12)에는 반출입용 셀(14)이 배치되고, 반출입용 셀(14)에는, 웨이퍼(W)의 용기인 후프(FOUP) (15)의 받침 기구(도시 생략)가 배치된다. 또한, 반출입 영역(12)에는, 반출입용 셀(14) 이외에 검사 전의 웨이퍼(W)의 위치 정렬을 행하는 임시 위치 정렬 셀(프리얼라이너)(16)이나 복수의 연마용 웨이퍼(34)를 저장하는 플레이트 저장 셀(스토커)(17)도 배치된다. 또한, 프리얼라이너(16)에는 웨이퍼(W)의 위치 정렬 시에 웨이퍼(W)를 진공 흡착하는 서브척(18)이 배치된다. 또한, 스토커(17)에는, 연마용 웨이퍼(34) 각각이 후술하는 연마용 플레이트(35)에 적재된 상태에서 저장된다.
반송 영역(13)에는 반송 아암 기구(19)가 배치되고, 해당 반송 아암 기구(19)는, 반출입 영역(12)의 후프(15)로부터 수취한 검사 전의 웨이퍼(W)를 반송 영역(13)에서 반송하여, 검사 영역(11)에서 후술하는 척 톱(23)에 적재함과 함께, 검사 후의 웨이퍼(W)를 척 톱(23)으로부터 수취해서 반출입 영역(12)까지 반송한다.
검사 영역(11)에는 복수의 검사부(테스터)(20)가 배치된다. 각 테스터(20)는 서로 구획되지 않고, 검사 영역(11)을 구성하는 공간에, 각각 프로브 카드(21)를 갖는 복수의 테스터(20)가 배열되어 있다.
도 2에서, 검사 영역(11)은, 복수 층, 예를 들어 3층으로 나뉘어, 각 층에 복수의 테스터(20)가 배치되고, 각 테스터(20)의 상호간을 이동하는 반송 스테이지(22), 및 위치 정렬 장치(얼라이너) 및 위치 정렬용 카메라(모두 도시하지 않음)가 각각 배치된다.
반송 스테이지(22)는, 반송 아암 기구(19)에 의해 검사 영역(11) 및 반송 영역(13)의 경계까지 반송된 검사 전의 웨이퍼(W)를 당해 반송 스테이지(22)에 적재된 척 톱(23) 상에 적재시키고, 적재된 웨이퍼(W)를 이동시켜 프로브 카드(21)와 대향시킨다. 그 후, 반송 스테이지(22)는, 웨이퍼(W) 및 척 톱(23)을 프로브 카드(21)에 접근시켜, 최종적으로, 웨이퍼(W)를 프로브 카드(21)에 맞닿게 한다. 테스터(20)는, 프로브 카드(21)에 맞닿아진 웨이퍼(W)의 복수의 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사한다. 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 종료된 후, 반송 스테이지(22)는, 검사 후의 웨이퍼(W) 및 척 톱(23)을 검사 영역(11) 및 반송 영역(13)의 경계부까지 반송하여, 검사 후의 웨이퍼(W)를 반송 아암 기구(19)에 전달한다. 그 후, 반송 아암 기구(19)는, 검사 후의 웨이퍼(W)를 반출입용 셀(14)의 후프(15)에 반입한다.
웨이퍼 검사 장치(10)에서는, 반송 아암 기구(19) 및 반송 스테이지(22)가 협동해서 하나의 후프(15)로부터 하나의 웨이퍼(W)를 반출하여 하나의 테스터(20)에 반입하는데, 하나의 테스터(20)에서 하나의 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행하여지고 있는 동안에, 다른 후프(15)로부터 반출한 다른 웨이퍼(W)를 다른 테스터(20)에 반입할 수 있다. 또한, 하나의 테스터(20)에서 하나의 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행하여지고 있는 동안에, 반송 아암 기구(19) 및 반송 스테이지(22)가 협동해서 다른 테스터(20)로부터 검사 후의 다른 웨이퍼(W)를 반출해서 다른 후프(15)에 반입할 수도 있다. 즉, 반송 아암 기구(19) 및 반송 스테이지(22)는, 협동해서 복수의 후프(15) 및 복수의 테스터(20) 사이에서 순차 웨이퍼(W)의 반출입을 행함으로써, 효율적인 각 웨이퍼(W)의 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사를 실현한다.
도 3은, 도 1 및 도 2에서의 반송 스테이지 및 테스터의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 또한, 도 3은, 반송 스테이지(22)가 웨이퍼(W)를 테스터(20)의 프로브 카드(21)에 맞닿게 한 상태를 도시한다.
도 3에서, 테스터(20)는, 프로브 카드(21)와, 해당 프로브 카드(21)가 하부에 장착되는 판형 기부로서의 포고 프레임(24)과, 포고 프레임(24)을 매달아 지지하는 베이스(25)를 구비한다.
프로브 카드(21)는, 원판형의 본체(26)와, 해당 본체(26)의 상면의 거의 한 면에 배치되는 다수의 전극(도시 생략)과, 본체(26)의 하면으로부터 도면 중 하방을 향해서 돌출되도록 배치되는 다수의 침형 접촉 단자인 프로브(27)를 갖는다. 각 전극은 대응하는 각 프로브(27)와 접속되고, 각 프로브(27)는, 프로브 카드(21)에 웨이퍼(W)가 맞닿았을 때, 해당 웨이퍼(W)에 형성된 각 반도체 디바이스의 전극 패드나 땜납 범프와 접촉한다.
포고 프레임(24)은, 대략 평형의 본체(28)와, 해당 본체(28)의 중앙부 부근에 뚫어 형성된 복수의 관통 구멍인 포고 블록 삽입 끼움 구멍(29)을 갖고, 각 포고 블록 삽입 끼움 구멍(29)에는 다수의 포고 핀이 배열되어 형성되는 포고 블록(30)이 삽입 끼움된다. 포고 블록(30)은 테스터(20)가 갖는 검사 회로(도시 생략)에 접속됨과 함께, 포고 프레임(24)에 장착된 프로브 카드(21)에서의 본체(28)의 상면의 다수 전극에 접촉하여, 해당 전극에 접속되는 프로브 카드(21)의 각 프로브(27)로 전류를 흘림과 함께, 웨이퍼(W)의 각 반도체 디바이스의 전기 회로로부터 각 프로브(27)를 통해서 흘러 온 전류를 검사 회로를 향해서 흘린다.
테스터(20)에서는, 포고 프레임(24) 및 베이스(25) 사이의 공간은 시일 부재(31)로 밀봉되어, 해당 공간이 진공화됨으로써 포고 프레임(24)이 베이스(25)에 매달려 지지된다. 포고 프레임(24) 및 프로브 카드(21) 사이의 공간도 시일 부재(32)로 밀봉되어, 해당 공간이 진공화됨으로써 프로브 카드(21)가 포고 프레임(24)에 장착된다.
반송 스테이지(22)는 테스터(20)의 하방에 배치되는 평형 부재로 이루어지고, 해당 반송 스테이지(22)는 후판 부재인 척 톱(23)을 적재해서 보유 지지하고, 해당 척 톱(23)의 상면에는 웨이퍼(W)가 적재되어 보유 지지된다. 척 톱(23)은 반송 스테이지(22)가 갖는 흡착구(도시 생략)에 의해 당해 반송 스테이지(22)에 진공 흡착되고, 웨이퍼(W)는 척 톱(23)이 갖는 흡착구(이하, 「척 톱 흡착구」라고 함)(도시 생략)에 의해 당해 척 톱(23)에 진공 흡착된다. 따라서, 반송 스테이지(22)가 이동할 때, 척 톱(23)이나 웨이퍼(W)가 반송 스테이지(22)에 대하여 상대적으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 척 톱(23)이나 웨이퍼(W)의 보유 지지 방법은 진공 흡착에 한정되지 않고, 척 톱(23)이나 웨이퍼(W)의 반송 스테이지(22)에 대한 상대적인 이동을 방지할 수 있는 방법이면 되며, 예를 들어 전자 흡착이나 클램프에 의한 보유 지지여도 된다.
반송 스테이지(22)는 이동 가능하기 때문에, 테스터(20)의 프로브 카드(21)의 하방으로 이동해서 척 톱(23)에 적재된 웨이퍼(W)를 프로브 카드(21)에 대향시킬 수 있음과 함께, 테스터(20)를 향해서 이동해서 웨이퍼(W)를 프로브 카드(21)에 맞닿게 할 수 있다. 테스터(20)의 프로브 카드(21), 반송 스테이지(22)에 적재된 척 톱(23)이나 웨이퍼(W)는 모두 수평으로 배치된다. 따라서, 반송 스테이지(22)가 테스터(20)를 향해서 이동할 때, 웨이퍼(W)는 각 프로브(27)와 빈틈없이 맞닿는다.
척 톱(23)은, 상면, 즉, 포고 프레임(24)에 대향하는 면에 있어서, 포고 프레임(24)을 향해서 돌출되는 탄성 밀봉 부재인 립 시일(33)을 갖는다. 반송 스테이지(22)가 테스터(20)를 향해서 이동해서 웨이퍼(W)가 프로브 카드(21)로 압박될 때, 립 시일(33)은 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에 맞닿는다. 웨이퍼(W)가 프로브 카드(21)로 압박되어졌을 때 형성되는, 척 톱(23), 포고 프레임(24) 및 프로브 카드(21)가 둘러싸는 공간(S)은 립 시일(33)에 의해 밀봉되어, 해당 공간(S)이 진공화됨으로써 척 톱(23)이 포고 프레임(24)으로 끌어당겨져서, 웨이퍼(W)를 프로브 카드(21)로 압박한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 각 반도체 디바이스에서의 각 전극 패드나 각 땜납 범프와, 프로브 카드(21)의 각 프로브(27)와의 맞닿음 상태가 유지된다.
도 4는, 도 3에서의 각 프로브의 연마 시의 모습을 설명하기 위한 반송 스테이지 및 테스터의 단면도이다. 또한, 도 4는, 반송 스테이지(22)가 연마용 웨이퍼(34)를 프로브 카드(21)의 각 프로브(27)에 맞닿게 한 상태를 나타낸다.
도 4에서, 척 톱(23)의 상면에는 대략 원판형 부재로 이루어지는 연마용 플레이트(35)(높이 증가 부재)가 적재되고, 해당 연마용 플레이트(35)의 상면에는 연마용 웨이퍼(34)가 적재된다. 연마용 플레이트(35)의 상면 및 하면은 평행으로 형성되기 때문에, 수평으로 배치되는 척 톱(23)에 적재되는 연마용 플레이트(35)의 상면도 수평을 유지하여, 결과적으로 연마용 플레이트(35)의 상면에 적재되는 연마용 웨이퍼(34)도 수평을 유지한다. 그 결과, 반송 스테이지(22)가 테스터(20)를 향해서 이동할 때, 연마용 웨이퍼(34)는 각 프로브(27)와 빈틈없이 맞닿아, 각 프로브(27)를 균등하게 연마한다.
본 실시 형태에서, 연마용 플레이트(35)의 두께는, 반송 스테이지(22)가 테스터(20)를 향해서 이동할 때, 립 시일(33)이 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에 맞닿기 전에, 연마용 플레이트(35)에 적재된 연마용 웨이퍼(34)를 프로브 카드(21)의 각 프로브(27)에 맞닿게 하는 값으로 설정된다. 구체적으로는, 본 실시 형태에서, 연마용 플레이트(35)의 두께(t1), 연마용 웨이퍼(34)의 두께(t2) 및 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에서부터 프로브 카드(21)의 각 프로브(27)의 하단까지의 돌출량(t3)의 합계값(T)이, 립 시일(33)의 척 톱(23)의 상면으로부터의 돌출량(t4)보다도 크게 설정된다. 이에 의해, 연마용 웨이퍼(34)가 각 프로브(27)에 맞닿았을 때, 립 시일(33)이 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에 맞닿지 않고, 척 톱(23), 포고 프레임(24) 및 프로브 카드(21)가 둘러싸는 공간(S)이 립 시일(33)에 의해 밀봉되지 않아, 공간(S)의 압력이 높아지는 경우도 없다.
또한, 본 실시 형태에서는, 립 시일(33)이 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에 맞닿음으로써 공간(S)이 형성되기 때문에, 연마용 플레이트(35)의 두께는, 립 시일(33)이 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에 맞닿기 전에, 연마용 플레이트(35)에 적재된 연마용 웨이퍼(34)를 프로브 카드(21)의 각 프로브(27)에 맞닿게 하는 값으로 설정된다. 그러나, 립 시일(33)이 프로브 카드(21)의 본체(26)의 하면에 맞닿음으로써 공간(S)이 형성되는 경우, 연마용 플레이트(35)의 두께는, 립 시일(33)이 프로브 카드(21)의 본체(26)의 하면에 맞닿기 전에, 연마용 플레이트(35)에 적재된 연마용 웨이퍼(34)를 각 프로브(27)에 맞닿게 하는 값으로 설정된다. 즉, 연마용 플레이트(35)의 두께는, 공간(S)이 립 시일(33)에 의해 밀봉되기 전에, 연마용 플레이트(35)에 적재된 연마용 웨이퍼(34)를 각 프로브(27)에 맞닿게 하는 값이면 된다.
도 5a 내지 도 5c는, 도 4에서의 연마용 플레이트의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 5a는 측면도이고, 도 5b는 평면도이고, 도 5c는 저면도이다.
도 5a 내지 도 5c에서, 연마용 플레이트(35)는, 연마용 웨이퍼(34)가 적재되는 상면에 형성되는 복수의 흡착 홈(36)을 갖는다. 흡착 홈(36)은, 연마용 플레이트(35)의 중심으로부터 외주를 향해서 방사형으로 넓어지는 복수의 방사 홈(36a)과, 연마용 플레이트(35)의 중심에 대해서 동심원 형상으로 형성되는 복수의 원주 홈(36b)을 갖는다. 흡착 홈(36)은 폭, 깊이 모두 수 mm의 단면을 갖는 홈이며, 후술하는 관통 구멍(37)과 연통한다.
연마용 플레이트(35)는, 두께 방향으로 당해 연마용 플레이트(35)를 관통하는 복수의 관통 구멍(37)(연통 구멍)을 갖는다. 각 관통 구멍(37)은 연마용 플레이트(35)의 하면에서 척 톱 흡착구와 대향하도록 개구된다. 이에 의해, 척 톱 흡착구는, 각 관통 구멍(37)을 통해서 흡착 홈(36)의 내부를 진공화할 수 있고, 따라서, 연마용 플레이트(35)의 상면에 적재되는 연마용 웨이퍼(34)를 연마용 플레이트(35)에 진공 흡착시킬 수 있다. 또한, 연마용 웨이퍼(34)가 연마용 플레이트(35)에 진공 흡착될 때, 연마용 웨이퍼(34)는 연마용 플레이트(35)를 척 톱(23)을 향해서 압박한다. 따라서, 반송 스테이지(22)가 이동 할 때, 연마용 플레이트(35)나 연마용 웨이퍼(34)가 척 톱(23)에 대하여 상대적으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 연마용 플레이트(35)의 하면에는 약간 폭이 넓은 흡착 홈(38)이 형성되고, 각 관통 구멍(37)은 흡착 홈(38) 내로 개구된다. 따라서, 각 관통 구멍(37)이 척 톱 흡착구와 일치하도록 개구되어 있지 않아도, 흡착 홈(38)을 척 톱 흡착구에 대향시키기만 하면, 척 톱 흡착구에 의해 연마용 웨이퍼(34)를 진공 흡착할 수 있다.
그런데, 웨이퍼 검사 장치(10)에서는, 프리얼라이너(16)에 있어서 연마용 웨이퍼(34)는 연마용 플레이트(35)에 적재된 채 위치 정렬이 행해지기 때문에, 서브척(18)은 연마용 웨이퍼(34)나 연마용 플레이트(35)를 진공 흡착할 필요가 있는데, 서브척(18)은 척 톱(23)보다도 작고, 서브척(18)이 갖는 흡착구(이하, 「서브척 톱 흡착구」라고 함)(도시 생략)는 서브척(18)의 중심에 집중해서 배치된다. 이에 대응하여, 연마용 플레이트(35)에서는, 각 관통 구멍(37)이 개구되는 흡착 홈(38)이 당해 연마용 플레이트(35)의 중심 근방, 예를 들어 중심에서부터 38mm 이내에 형성된다. 이에 의해, 흡착 홈(38)을 서브척(18)의 중심에 집중해서 배치되는 서브척 톱 흡착구와 대향시킬 수 있어, 서브척 톱 흡착구에 의해 연마용 웨이퍼(34)나 연마용 플레이트(35)를 진공 흡착할 수 있다.
연마용 플레이트(35)는 상면의 외주에 있어서 복수, 예를 들어 4개의 오목부(39)를 갖는다. 각 오목부(39)는 연마용 웨이퍼(34)에 의해 일부가 덮인다. 따라서, 각 오목부(39)에 스패튤라 등의 박판 부재를 삽입함으로써, 연마용 플레이트(35)로부터 연마용 웨이퍼(34)를 용이하게 박리시킬 수 있다.
또한, 연마용 플레이트(35)는, 연마용 웨이퍼(34)의 위치 정렬용 노치에 대응하는 위치에 위치 정렬용 절결(40)을 갖는다. 해당 절결(40)은 연마용 플레이트(35)를 두께 방향으로 관통하기 때문에, 연마용 플레이트(35)에 연마용 웨이퍼(34)가 적재되어도, 연마용 웨이퍼(34)의 노치를 하방으로부터 확인할 수 있다. 이에 의해, 프리얼라이너(16) 등에 있어서 연마용 웨이퍼(34)를 연마용 플레이트(35)에 적재시킨 채, 당해 연마용 웨이퍼(34)의 위치 정렬을 행할 수 있다. 또한, 연마용 플레이트(35)는, 절결(40)의 내측에 연마용 플레이트(35)를 두께 방향으로 관통하는 ID 판독 구멍(41)을 갖는다. 이에 의해, 연마용 웨이퍼(34)의 노치의 내측에 형성되는 웨이퍼 ID를, 연마용 웨이퍼(34)를 연마용 플레이트(35)에 적재시킨 채 판독할 수 있어, 연마용 웨이퍼(34)의 관리 공정을 간소화할 수 있다. 또한, 연마용 플레이트(35)에 있어서 절결(40) 및 ID 판독 구멍(41)은 한 곳에 통합해서 형성되기 때문에, 이들을 분리해서 형성하는 경우보다도 연마용 플레이트(35)의 강도를 확보할 수 있다.
또한, 연마용 플레이트(35)는, 하면에 있어서 카운터 보링(counter boring) 가공 등에 의해 형성되는 복수의 오목부(42)를 갖는다. 또한, 각 오목부(42)는 상면의 흡착 홈(36)과 대향하지 않도록 배치된다. 이에 의해, 연마용 플레이트(35)의 강도를 확보하면서, 연마용 플레이트(35)를 경량화할 수 있다.
연마용 웨이퍼(34)는 규소로 이루어지지만, 고온 영역, 예를 들어 85℃ 근방에서 연마용 웨이퍼(34)에 의해 각 프로브(27)를 연마하는 경우, 알루미늄은 저렴하면서 또한 경량이며 가공성도 높기 때문에, 연마용 플레이트(35)를 알루미늄으로 구성하는 것이 바람직하다. 알루미늄은, 온도 영역에 따라 규소와의 열팽창량 차가 큰 경우가 있지만, 85℃ 근방이라면 연마용 웨이퍼(34)가 열팽창량 차에 의해 연마용 플레이트(35)에 대하여 어긋나지 않는다. 또한, 고온 영역뿐만 아니라 저온 영역, 예를 들어 -30℃ 근방에서 각 프로브(27)를 연마하는 경우에도, 연마용 플레이트(35)를 규소나 탄화규소로 구성하는 것이 바람직하다. 특히, 탄화규소는 전체 온도 영역에서 규소와 동등한 열팽창률을 갖는다. 따라서, 연마용 플레이트(35)의 연마 시의 온도에 관계없이, 연마용 웨이퍼(34)가 열팽창량 차에 의해 연마용 플레이트(35)에 대하여 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는, 본 실시 형태에 관한 웨이퍼 검사 장치의 메인터넌스 방법으로서의 프로브의 연마 방법을 나타내는 공정도이다.
도 6a 내지 도 6d에서, 먼저, 반송 아암 기구(19)가, 스토커(17)로부터 연마용 웨이퍼(34)를 연마용 플레이트(35)에 적재된 상태에서 반출하여, 프리얼라이너(16)에 있어서 연마용 웨이퍼(34)의 위치 정렬을 행한 후, 검사 영역(11) 및 반송 영역(13)의 경계까지 반송한다(도 6a). 이때, 반송 아암 기구(19)는 연마용 웨이퍼(34)나 연마용 플레이트(35)를 진공 흡착하지 않기 때문에, 반송 아암 기구(19)는, 위치 정렬된 연마용 웨이퍼(34)가 연마용 플레이트(35)에 대하여 어긋나지 않도록, 연마용 웨이퍼(34)나 연마용 플레이트(35)를, 웨이퍼(W)를 반송할 때의 속도보다도 느린 속도로 반송한다.
이어서, 하나의 테스터(20)의 반송 스테이지(22)는, 반송 아암 기구(19)에 의해 반송된 연마용 웨이퍼(34)나 연마용 플레이트(35)를 당해 반송 스테이지(22)에 적재된 척 톱(23) 상에 적재시킨다. 이때, 척 톱(23)은 척 톱 흡착구에 의해 연마용 웨이퍼(34) 및 연마용 플레이트(35)를 진공 흡착한다(도 6b).
이어서, 반송 스테이지(22)는 수평으로 이동하여, 척 톱(23) 상에 적재된 연마용 플레이트(35) 및 연마용 웨이퍼(34)를 프로브 카드(21)에 대향시킨다(도 6c). 또한, 반송 스테이지(22)는 상방으로 이동하여, 연마용 플레이트(35) 및 연마용 웨이퍼(34)를 프로브 카드(21)에 접근시킨다(도 6d). 이때, 상술한 바와 같이, 연마용 플레이트(35)의 두께(t1), 연마용 웨이퍼(34)의 두께(t2) 및 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에서부터 프로브 카드(21)의 각 프로브(27)의 하단까지의 돌출량(t3)의 합계값(T)이, 립 시일(33)의 척 톱(23)의 상면으로부터의 돌출량(t4)보다도 크게 설정되기 때문에, 립 시일(33)이 포고 프레임(24)의 본체(28)의 하면에 맞닿기 전에, 연마용 웨이퍼(34)가 각 프로브(27)에 맞닿는다. 이때, 각 프로브(27)는 연마용 웨이퍼(34)에 의해 연마된다.
그 후, 반송 스테이지(22)는 연마용 웨이퍼(34)를 프로브 카드(21)로부터 이격시켜, 연마용 웨이퍼(34) 및 연마용 플레이트(35)를 검사 영역(11) 및 반송 영역(13)의 경계부까지 반송하여, 연마용 웨이퍼(34) 및 연마용 플레이트(35)를 반송 아암 기구(19)에 전달한다. 그 후, 반송 아암 기구(19)는 연마용 웨이퍼(34) 및 연마용 플레이트(35)를 스토커(17)에 반입하고, 본 방법을 종료한다.
본 실시 형태에 의하면, 척 톱(23)에 적재되고, 또한 연마용 웨이퍼(34)를 적재하는 연마용 플레이트(35)는, 반송 스테이지(22)가 테스터(20)를 향해서 이동할 때, 립 시일(33)이 공간(S)을 밀봉하기 전에 연마용 웨이퍼(34)를 각 프로브(27)에 맞닿게 하는 두께를 가지므로, 상기 공간(S)이 밀봉되기 전에 연마용 웨이퍼(34)가 각 프로브(27)에 맞닿는다. 즉, 연마용 웨이퍼(34)를 각 프로브(27)에 맞닿게 하기 전에 척 톱(23)에 공간(S)의 압력 상승에 수반하는 반발력이 작용하지 않고, 따라서, 연마용 웨이퍼(34)를 각 프로브(27)에 적절하게 맞닿게 할 수 있다. 또한, 공간(S)의 감압이나 압력 상승의 완화를 고려할 필요가 없으므로, 감압 공정이나 반송 스테이지(22)의 테스터(20)를 향한 저속 이동이 불필요하고, 따라서, 스루풋의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 연마용 플레이트(35)가 상면에 형성되는 복수의 흡착 홈(36)을 갖고, 흡착 홈(36)의 내부를 진공화함으로써, 연마용 웨이퍼(34)를 연마용 플레이트(35)에 진공 흡착시킨다. 즉, 흡착 홈(36)에 의해 연마용 웨이퍼(34)를 진공 흡착시키기 때문에, 흡착 홈(36) 이외의 연마용 플레이트(35)의 상면과, 연마용 웨이퍼(34)의 사이를 진공화할 필요가 없어, 진공 단열층이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 연마용 웨이퍼(34) 및 연마용 플레이트(35) 사이의 열전달성을 개선할 수 있어, 연마용 웨이퍼(34) 및 연마용 플레이트(35)의 열팽창량 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 연마용 웨이퍼(34)가 연마용 플레이트(35)에 대하여 어긋나는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 출원은, 2015년 12월 17일에 출원된 일본 출원 제2015-246180호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 당해 일본 출원에 기재된 전체 내용을 본 출원에 원용한다.
S : 공간 W : 웨이퍼
10 : 웨이퍼 검사 장치 21 : 프로브 카드
23 : 척 톱 27 : 프로브
34 : 연마용 웨이퍼 35 : 연마용 플레이트
37 : 관통 구멍

Claims (6)

  1. 웨이퍼를 향해서 돌출되는 다수의 접촉 단자를 갖는 프로브 카드와, 상기 웨이퍼를 적재해서 상기 프로브 카드에 대향하는 후판 부재로서의 척 톱과, 상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때 상기 프로브 카드 및 상기 척 톱 사이의 공간을 밀봉하는 시일를 구비하는 웨이퍼 검사 장치에 있어서,
    상기 척 톱에 적재되어, 상기 접촉 단자를 연마하기 위한 연마용 웨이퍼를 적재하는 높이 증가 부재를 구비하고,
    상기 높이 증가 부재는, 상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때, 상기 시일이 상기 공간을 밀봉하기 전에 상기 연마용 웨이퍼를 각 상기 접촉 단자에 맞닿게 하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척 톱은 진공 흡착을 행하는 흡착구를 갖고,
    상기 높이 증가 부재는 상기 흡착구와 상기 높이 증가 부재에 적재되는 상기 연마용 웨이퍼를 연통시키는 연통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 검사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 높이 증가 부재는 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 검사 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 높이 증가 부재는 규소 또는 탄화규소로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 검사 장치.
  5. 웨이퍼를 향해서 돌출되는 다수의 접촉 단자를 갖는 프로브 카드와, 상기 웨이퍼를 적재해서 상기 프로브 카드에 대향하는 후판 부재로서의 척 톱과, 상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때 상기 프로브 카드 및 상기 척 톱 사이의 공간을 밀봉하는 시일을 구비하는 웨이퍼 검사 장치의 메인터넌스 방법이며,
    상기 척 톱에 높이 증가 부재를 적재하고, 또한 상기 높이 증가 부재에 상기 접촉 단자를 연마하기 위한 연마용 웨이퍼를 적재하고,
    상기 척 톱을 상기 프로브 카드로 이동시키고,
    상기 높이 증가 부재는, 상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때, 상기 시일이 상기 공간을 밀봉하기 전에 상기 연마용 웨이퍼를 각 상기 접촉 단자에 맞닿게 하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치의 메인터넌스 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 척 톱은 진공 흡착을 행하는 흡착구를 갖고,
    상기 높이 증가 부재는, 상기 흡착구와 상기 높이 증가 부재에 적재되는 상기 연마용 웨이퍼를 연통시키는 연통 구멍을 갖고,
    상기 척 톱이 상기 프로브 카드로 이동할 때, 상기 흡착구는 상기 연통 구멍을 통해서 상기 연마용 웨이퍼를 흡착시키는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 검사 장치의 메인터넌스 방법.
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