KR102168622B1 - Method and probe card for selective thermal process using local breakdown currents - Google Patents
Method and probe card for selective thermal process using local breakdown currents Download PDFInfo
- Publication number
- KR102168622B1 KR102168622B1 KR1020180155061A KR20180155061A KR102168622B1 KR 102168622 B1 KR102168622 B1 KR 102168622B1 KR 1020180155061 A KR1020180155061 A KR 1020180155061A KR 20180155061 A KR20180155061 A KR 20180155061A KR 102168622 B1 KR102168622 B1 KR 102168622B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat treatment
- metal
- probe
- metal pad
- pad
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
Abstract
본 발명은 항복전류를 이용하여 반도체 칩 상에서 국부적으로 열처리할 수 있도록 구현한 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법 및 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드에 관한 것으로, 반도체 웨이퍼에 실장되는 제1 메탈 패드(Metal pad)와 접점용 메탈(Contact metal) 상부에 실장되고 상기 제1 메탈 패드와 절연체에 의해 분리된 제2 메탈 패드에 각각 +전압 또는 -전압을 인가하는 프로브를 배치하는 단계; 배치가 완료된 상기 프로브를 상기 제1 메탈 패드와 상기 제2 메탈 패드에 컨택하는 단계; 상기 절연체의 절연 항복 현상이 발생되도록 전원을 공급하는 단계; 및 절연 항복 현상에 따른 상기 제1 메탈 패드와 상기 제2 메탈 패드 사이의 항복 전류를 이용하여 상기 제2 메탈 패드와 반도체 사이의 계면을 열처리하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a selective heat treatment method using a local breakdown current implemented to perform local heat treatment on a semiconductor chip using a breakdown current, and a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current, and a first metal mounted on a semiconductor wafer Disposing probes for applying a + voltage or a-voltage to a second metal pad mounted on a metal pad and a contact metal and separated by the first metal pad and an insulator; Contacting the probe on which the arrangement has been completed with the first metal pad and the second metal pad; Supplying power so that the insulation breakdown of the insulator occurs; And heat-treating an interface between the second metal pad and the semiconductor using a breakdown current between the first metal pad and the second metal pad according to an insulation breakdown phenomenon.
Description
본 발명은 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법 및 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항복전류를 이용하여 단결정, 다결정, 비정질 반도체 칩 상에서 국부적으로 열처리할 수 있도록 구현한 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법 및 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드에 관한 것이다.The present invention relates to a selective heat treatment method using a local breakdown current and a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current. It relates to a selective heat treatment method using a local breakdown current and a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current.
반도체 공정에 있어서 열처리(thermal process)는 필수적인 과정이다. 반도체 제조공정 중에서 열처리가 반드시 필요한 공정으로는 오움믹 접촉 합금, 이온 주입 손상 어닐링(ion-implantation damage annealing), 불순물 활성화(dopant activation), TiN, TiSi2, CoSi2 형의 유리질 열처리 등이 있다.In a semiconductor process, a thermal process is an essential process. Among the semiconductor manufacturing processes, processes that require heat treatment include ohmic contact alloys, ion-implantation damage annealing, dopant activation, TiN, TiSi 2 , and CoSi 2 type glassy heat treatment.
열처리를 하기 위해서는 통상적인 박스로를 이용하여 웨이퍼를 고온으로 가열을 할 수 있으나 박스로는 온도를 상승하거나 하강시키는데 긴 시간(10℃/min)이 소요된다.In order to heat treatment, the wafer can be heated to a high temperature using a conventional box furnace, but it takes a long time (10°C/min) to increase or decrease the temperature of the box furnace.
그러나, 텅스텐 할로겐 램프(Tungsten halogen lamp)에서 나오는 적외선 복사 광선(infrared radiation)을 이용하여 웨이퍼에 열을 전달하면 램프의 입력전력만을 조절하여 온도를 100℃/sec의 속도로 변화시킬 수 있다.However, when heat is transferred to the wafer using infrared radiation from a tungsten halogen lamp, the temperature can be changed at a rate of 100°C/sec by controlling only the input power of the lamp.
이러한 텅스텐 할로겐 램프를 이용하여 열처리를 하게 되면 피가열물의 온도 상승 및 하강하는데 불필요하게 소비되는 열예산을 현저히 줄일 수 있다.When the heat treatment is performed using such a tungsten halogen lamp, the heat budget unnecessarily consumed in increasing and decreasing the temperature of the object to be heated can be significantly reduced.
텅스텐 할로겐 램프를 이용한 열처리는 단일 웨이퍼 공정이어서 일괄 공정 박스로(full batch furnace)의 200-300개의 웨이퍼 처리량(throughput)보다 낮으나, 열처리 시간이 짧은 공정(<1 min.)은 텅스텐 할로겐 램프에 의한 열처리가 훨씬 저비용이 소요된다.The heat treatment using a tungsten halogen lamp is a single wafer process and is lower than the throughput of 200-300 wafers in a full batch furnace, but the process with a short heat treatment time (<1 min.) is performed with a tungsten halogen lamp. The heat treatment requires much lower cost.
또한 열처리 공정 중 여러 가스들의 압력을 정확히 조절할 수 있어, 여러 온도대(multi-stage temperature)에서 복잡한 박막 증착을 함으로써 보다 우수한 고밀도 집적 회로의 제작을 가능케 한다.In addition, since the pressure of various gases can be accurately controlled during the heat treatment process, it is possible to manufacture a more excellent high-density integrated circuit by performing a complex thin film deposition at a multi-stage temperature.
이와 같이 텅스텐 할로겐 램프의 적외선 복사 광선을 이용하여 웨이퍼에 열을 전달하는 열처리 기술을 급속 열처리(RTP, rapid thermal process)라 한다.In this way, a heat treatment technology that transfers heat to the wafer using infrared radiation from a tungsten halogen lamp is called a rapid thermal process (RTP).
지금까지 알려진 급속 열처리 장치는 통상 반도체 웨이퍼를 1매 또는 다수 적층하여 사용하고 있다. 그러나 이러한 장치를 이용하여 열처리할 경우 적외선 복사 광선이 조사되는 부분과 조사되지 않는 부분 사이에 온도가 불균일하게 되어 열처리 후 웨이퍼가 뒤틀리거나(warpage), 박막 내부 구조에 슬립(slip) 등이 발생하여 재질상 편차가 발생하게 된다.[0003] In the rapid heat treatment apparatus known so far, one or more semiconductor wafers are stacked and used. However, in the case of heat treatment using such a device, the temperature becomes non-uniform between the irradiated part and the non-irradiated part, resulting in warpage of the wafer after heat treatment, or slipping in the internal structure of the thin film. There is a variation in material.
그리고 이러한 텅스텐 할로겐 램프로부터 방출되는 적외선 복사 광선에 의해서 웨이퍼에 열을 전달하기 때문에 웨이퍼의 광학적 특성이 복사 광선흡수에 가장 큰 영향을 미친다. 그러므로 웨이퍼에 증착된 박막의 두께나 광학특성에 따라 복사 광선의 흡수도가 상당히 다르기 때문에 박막에 따라 급속열처리 온도를 교정해야 한다.In addition, since heat is transferred to the wafer by infrared radiation emitted from the tungsten halogen lamp, the optical properties of the wafer have the greatest influence on the absorption of radiation. Therefore, the absorbance of the radiation is considerably different depending on the thickness or optical properties of the thin film deposited on the wafer, so the rapid heat treatment temperature must be calibrated for each thin film.
패턴화된 웨이퍼는 박막의 두께와 광학 특성이 국부적으로 변화하기 때문에 웨이퍼 전체에 걸쳐서의 거칠기와 웨이퍼의 뒷면의 온도를 균일하게 유지하는 것도 간단한 문제가 아니다.In a patterned wafer, since the thickness and optical properties of the thin film are locally changed, it is not a simple problem to keep the roughness over the entire wafer and the temperature of the back side of the wafer uniform.
또한 웨이퍼 표면 구조나 광학 특성도 웨이퍼의 온도를 정확하게 측정하는데 큰 영향을 미친다.In addition, the wafer surface structure and optical properties have a great influence on accurately measuring the temperature of the wafer.
이와 같이 급속열처리 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 열처리할 경우 열처리 방법과 웨이퍼의 재료적 특성 그리고 열처리 조건에 따라 열처리 후 웨이퍼의 물리적 특성이 달라진다. 따라서 현재 대부분의 반도체 업계에서는 급속열처리 조건에 따른 반도체 웨이퍼의 특성평가를 많이 행하고 있다.When a semiconductor wafer is heat-treated using a rapid heat treatment apparatus as described above, the physical properties of the wafer after heat treatment vary depending on the heat treatment method, the material properties of the wafer, and the heat treatment conditions. Therefore, most of the semiconductor industries currently perform a lot of evaluation of characteristics of semiconductor wafers according to rapid heat treatment conditions.
일반적으로 이러한 열처리 조건에 따른 웨이퍼의 물리적 특성 평가는 하나의 웨이퍼를 대상으로 실시하고 있다.In general, evaluation of the physical properties of a wafer according to such heat treatment conditions is performed for one wafer.
그러나, 최근 들어 열처리 방법이 다양해짐에 따라 특성 평가를 위하여 사용되는 시편의 수가 늘어날 수밖에 없다.However, in recent years, as the heat treatment method is diversified, the number of specimens used for property evaluation is bound to increase.
더욱이 급속열처리 장치는 조사되는 적외선 광선이 웨이퍼에 증착된 박막의 두께나 광학특성에 따라 열처리 효과가 매우 다르게 나타나므로 특성평가에 사용되는 웨이퍼 시편의 재질이 균일하여야만 한다. 그러나 이와 같이 동일한 물리적 특성을 갖는 시편을 다수 확보하는 것은 현실적으로 매우 어려운 문제이다.Moreover, in the rapid heat treatment apparatus, the heat treatment effect of the irradiated infrared ray appears very different depending on the thickness or optical characteristics of the thin film deposited on the wafer, so the material of the wafer specimen used for the characteristic evaluation must be uniform. However, it is a very difficult problem in reality to secure a large number of specimens having the same physical properties.
또한 한 번 사용한 웨이퍼는 또 다시 사용할 수 없으므로 물리적 특성을 평가하기 위해 사용되는 시편의 수가 많아질수록 원자재비용은 상승할 수밖에 없다는 문제점이 있다.In addition, since the wafer used once cannot be used again, there is a problem that the cost of raw materials increases as the number of specimens used to evaluate physical properties increases.
본 발명의 일측면은 웨이퍼에 전기로나 광원의 전면 조사를 통한 열처리 과정을 거치지 않고 전기적인 방법으로만 열처리를 할 수 있는 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법 및 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드를 제공한다.One aspect of the present invention is a selective heat treatment method using a local breakdown current that can heat treatment only by an electrical method without undergoing a heat treatment process through full irradiation of an electric furnace or light source to the wafer, and a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current Provides.
또한, 웨이퍼 전체에 대한 열처리 여부와 관계없이 국부적인 영역이나 소수의 소자들에 대하여 전기적인 방법으로 열처리를 수행할 수 있는 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법 및 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드를 제공한다.In addition, a probe card for selective heat treatment using local breakdown current and selective heat treatment using local breakdown current capable of performing heat treatment on a local area or a small number of devices electrically regardless of whether the entire wafer is heat treated. Provides.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 반도체 웨이퍼에 각각 실장되고 절연체에 의해 서로 분리된 메탈 패드(Metal pad)와 접점용 메탈(Contact metal)에 각각 +전압 또는 -전압을 인가하는 프로브를 배치하는 단계; 배치가 완료된 상기 프로브를 상기 메탈 패드와 상기 접점용 메탈에 컨택하는 단계; 상기 절연체의 절연 항복 현상이 발생되도록 전원을 공급하는 단계; 및 절연 항복 현상에 따른 상기 메탈 패드와 상기 접점용 메탈 사이의 항복 전류를 이용하여 상기 접점용 메탈과 반도체 사이의 계면을 열처리하는 단계를 포함한다.In the selective heat treatment method using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention, a metal pad and a contact metal respectively mounted on a semiconductor wafer and separated from each other by an insulator are + voltage or- Arranging a probe for applying a voltage; Contacting the disposed probe with the metal pad and the contact metal; Supplying power so that the insulation breakdown of the insulator occurs; And heat-treating the interface between the contact metal and the semiconductor using a breakdown current between the metal pad and the contact metal according to an insulation breakdown phenomenon.
일 실시예에서, 상기 전원을 공급하는 단계는, 커패시터(Capacitor)를 이용하여 전원을 공급할 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying the power, power may be supplied using a capacitor.
일 실시예에서, 상기 전원을 공급하는 단계는, 커패시터의 용량을 조절하여 줄열 가열(Joule heating)에 기여하는 전류의 총량이 결정될 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying the power, a total amount of current contributing to Joule heating may be determined by adjusting the capacity of the capacitor.
본 발명의 다른 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 반도체 웨이퍼에 실장되는 제1 메탈 패드(Metal pad)와 접점용 메탈(Contact metal) 상부에 실장되고 상기 제1 메탈 패드와 절연체에 의해 분리된 제2 메탈 패드에 각각 +전압 또는 -전압을 인가하는 프로브를 배치하는 단계; 배치가 완료된 상기 프로브를 통해 상기 제1 메탈 패드와 상기 제2 메탈 패드에 전원을 공급하는 단계; 상기 절연체의 절연 항복 현상이 발생되도록 전원을 공급하는 단계; 및 절연 항복 현상에 따른 상기 제1 메탈 패드와 상기 제2 메탈 패드 사이의 항복 전류를 이용하여 상기 제2 메탈 패드와 반도체 사이의 계면을 열처리하는 단계를 포함한다.The selective heat treatment method using a local breakdown current according to another embodiment of the present invention is mounted on a first metal pad mounted on a semiconductor wafer and a contact metal, and the first metal pad and the insulator Disposing probes for applying a + voltage or a-voltage to the second metal pads separated by the two; Supplying power to the first metal pad and the second metal pad through the probe in which the arrangement is completed; Supplying power so that the insulation breakdown of the insulator occurs; And heat-treating an interface between the second metal pad and the semiconductor using a breakdown current between the first metal pad and the second metal pad according to an insulation breakdown phenomenon.
일 실시예에서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 상기 프로브를 배치하는 단계 이후에, 추가로 열처리가 필요한 서로 대향하는 두 개의 메탈 패드에 기 배치된 프로브와 병렬 열결되는 프로브를 추가로 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the selective heat treatment method using the local breakdown current according to another embodiment of the present invention, after the step of disposing the probe, a probe previously disposed on two metal pads facing each other requiring additional heat treatment and It may further include the step of further disposing probes connected in parallel.
일 실시예에서, 상기 전원을 공급하는 단계는, 서로 병렬로 연결된 메탈 패드 사이에는 동일한 전원이 공급될 수 있다.In one embodiment, in the step of supplying the power, the same power may be supplied between metal pads connected in parallel with each other.
일 실시예에서, 상기 전원을 공급하는 단계는, 커패시터(Capacitor)를 이용하여 전원을 공급할 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying the power, power may be supplied using a capacitor.
일 실시예에서, 상기 전원을 공급하는 단계는, 커패시터의 용량을 조절하여 줄열 가열(Joule heating)에 기여하는 전류의 총량이 결정될 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying the power, a total amount of current contributing to Joule heating may be determined by adjusting the capacity of the capacitor.
일 실시예에서, 상기 전원을 공급하는 단계는, 상기 제1 메탈 패드와 상기 제2 메탈 패드에서의 열처리 종류에 대응하여 전류의 총량이 결정될 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying the power, a total amount of current may be determined according to a type of heat treatment in the first metal pad and the second metal pad.
본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드는, 반도체 웨이퍼에 실장된 전극의 위치에 따라 각각의 인가전압조건을 결정하는 회로가 그려진 프로브카드; 및 반도체 웨이퍼에 실장되는 제1 메탈 패드(Metal pad)와 접점용 메탈(Contact metal) 상부에 실장되고 상기 제1 메탈 패드와 절연체에 의해 분리된 제2 메탈 패드에 각각 + 전압 또는 - 전압을 인가하며, 메탈 패드의 위치에 대응하는 상기 프로브를 포함한다.A probe card for selective heat treatment using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention includes: a probe card in which circuits for determining respective applied voltage conditions according to positions of electrodes mounted on a semiconductor wafer are drawn; And a first metal pad mounted on a semiconductor wafer and a second metal pad mounted on the contact metal and separated by the first metal pad and an insulator, respectively, applying a + voltage or a-voltage. And the probe corresponding to the position of the metal pad.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드는, 추가로 열처리가 필요한 서로 대향하는 두 개의 메탈 패드의 위치에 대응하는 적어도 하나의 프로브를 더 포함한다.In one embodiment, the probe card for selective heat treatment using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention further includes at least one probe corresponding to the positions of two metal pads facing each other requiring additional heat treatment. .
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드에 추가로 설치되는 프로브는, 기 설치된 프로브와 병렬 연결될 수 있다.In one embodiment, a probe additionally installed on the probe card for selective heat treatment using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention may be connected in parallel with a previously installed probe.
일 실시예에서, 상기 프로브는, 서로 동일한 온도의 열처리가 필요한 복수 개의 메탈 패드들로 구성되는 제1 패드 그룹의 위치에 대응하는 상기 프로브카드에 상기 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개가 설치될 수 있다.In one embodiment, the probe is in the probe card corresponding to the position of the first pad group consisting of a plurality of metal pads requiring heat treatment at the same temperature to each other, the number of metal pads constituting the first pad group Correspondingly, a plurality of pieces may be installed.
일 실시예에서, 상기 프로브는, 상기 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드와 다른 온도의 열처리가 필요한 복수 개의 메탈 패드들로 구성되는 제2 패드 그룹의 위치에 대응하는 상기 프로브카드에 상기 제2 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개가 더 설치될 수 있다.In one embodiment, the probe is disposed on the probe card corresponding to a position of a second pad group including a plurality of metal pads requiring heat treatment at a temperature different from that of the metal pad constituting the first pad group. A plurality of metal pads may be further installed corresponding to the number of metal pads constituting the pad group.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드는, 상기 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드에 대응하는 프로브와 상기 제2 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드에 대응하는 프로브는 각 그룹이 필요로 하는 온도에 대응하여 서로 다른 전원이 공급될 수 있다.In one embodiment, a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention includes a probe corresponding to a metal pad constituting the first pad group and a metal pad constituting the second pad group. Different powers may be supplied to the probes corresponding to each group according to the temperature required by each group.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 계면 특성을 측정하기 위한 저항성 접촉을 형성하고자 추가적인 마스크를 사용할 필요가 없을뿐더러, 추가적인 공정이 필요 없으므로 신뢰성을 크게 높일 수 있고, 열처리 조건에 따라 적절히 특성이 변하는 금속을 활용하여 선택적으로 저항성 접촉과 정류성 접촉을 형성할 수 있으므로 저항성 접촉을 위해 추가적인 금속을 사용할 필요가 없어 경제성 측면에서도 큰 장점을 가질 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, it is not necessary to use an additional mask to form an ohmic contact for measuring interfacial properties, and since an additional process is not required, reliability can be greatly increased, and properties can be appropriately changed according to heat treatment conditions. Since it is possible to selectively form an ohmic contact and a rectifying contact by using a metal, there is no need to use an additional metal for the ohmic contact, so it can have a great advantage in terms of economy.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 back-to-back Schottky 다이오드의 마스크 레이아웃과 도식적인 단면도이다.
도 5는 반복되는 도 4의 소자들이 집적된 회로의 평면 마스크 레이아웃과 프로브 레이아웃의 일례이다.
도 6은 커패시터를 전원으로 사용하여 국부 어닐링할 때의 도식적인 단면도와 시간에 따른 전류의 크기 그래프이다.
도 7은 전극을 소스와 드레인 전극으로 사용한 트랜지스터의 마스크 레이아웃과 도식적인 단면도이다.
도 8은 단일 기판에 CMOS와 센서를 집적한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드를 보여주는 도면이다.1 is a flowchart illustrating a selective heat treatment method using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a selective heat treatment method using a local breakdown current according to FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a selective heat treatment method using a local breakdown current according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view and a mask layout of a back-to-back Schottky diode.
5 is an example of a planar mask layout and a probe layout of a circuit in which the elements of FIG. 4 are repeatedly integrated.
6 is a schematic cross-sectional view and a graph of the magnitude of current over time when performing local annealing using a capacitor as a power source.
7 is a schematic cross-sectional view and a mask layout of a transistor using electrodes as source and drain electrodes.
8 is a diagram in which CMOS and a sensor are integrated on a single substrate.
9 is a view showing a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The detailed description of the present invention to be described later refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It is to be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions over several aspects.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법을 설명하는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a selective heat treatment method using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 반도체 웨이퍼(1)에 각각 실장되고 절연체(110)에 의해 서로 분리된 메탈 패드(120)(Metal pad)와 접점용 메탈(130)(Contact metal)에 각각 +전압 또는 -전압을 인가하는 프로브(140)를 배치한다(S110).1 and 2, the selective heat treatment method using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention includes
상술한 단계 S110에 의해 배치가 완료된 프로브(140)를 메탈 패드(120)와 접점용 메탈(130)에 컨택한다(S120).The
상술한 단계 S120에 의하여 절연체(110)의 절연 항복 현상이 발생되도록 DC 또는 펄스의 전원을 공급한다(S130).DC or pulsed power is supplied so that the insulation breakdown of the
상술한 단계 S130에 의하여 전원에 의한 절연 항복 현상에 따른 메탈 패드(120)와 접점용 메탈(130) 사이의 항복 전류를 이용하여 접점용 메탈(130)과 반도체 사이의 계면을 열처리한다(S140). In the above-described step S130, the interface between the
일 실시예에서, 전원을 공급하는 단계(S130)는, 커패시터(Capacitor)를 이용하여 전원을 공급하여 국부 어닐링을 수행할 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying power (S130), local annealing may be performed by supplying power using a capacitor.
일 실시예에서, 전원을 공급하는 단계(S130)는, 커패시터의 용량을 조절하여 줄열 가열(Joule heating)에 기여하는 전류의 총량이 결정될 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying power (S130), a total amount of current contributing to Joule heating may be determined by adjusting the capacity of the capacitor.
일 실시예에서, 전원을 공급하는 단계(S130)는, 메탈 패드(120)와 접점용 메탈(130) 에서의 열처리 종류에 대응하여 전류의 총량이 결정될 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying power (S130), the total amount of current may be determined according to the type of heat treatment in the
즉, 절연체를 breakdown 시키기 위한 전원을 DC 전원이 아닌 capacitor를 사용하는 것으로, 커패시터의 용량을 조절하여 줄열 가열(Joule heating)에 기여하는 전류의 총량을 결정시킴으로써, annealing 효과를 정량화 및 제어할 수 있다.That is, the power for breaking down the insulator is not a DC power source, but a capacitor, and by adjusting the capacity of the capacitor to determine the total amount of current contributing to Joule heating, the annealing effect can be quantified and controlled. .
반도체 웨이퍼 위에 공정을 통해 정류성 접촉을 형성한 상태에서 희생 절연체를 사이에 두고 MIM(metal-insulator-metal) 구조인 두 개의 전극 사이에 특정 레벨 이상의 전압을 가하면, 절연체의 절연 항복 현상이 일어나게 되고, 이때 나타나는 큰 전류가 줄(Joule) 열을 발생시켜 열처리 효과를 나타낼 수 있다.When a voltage higher than a certain level is applied between two electrodes having a metal-insulator-metal (MIM) structure with a sacrificial insulator interposed between them in a state in which a rectifying contact is formed on the semiconductor wafer, the insulation breakdown of the insulator occurs. , At this time, a large current may generate Joule heat, thereby exhibiting a heat treatment effect.
상술한 바와 같은 단계를 가지는 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 국부적으로 전압을 인가한 부분에서의 이러한 열처리 효과를 이용하여 금속과 반도체 계면의 상태를 변화시켜 선택적인 저항성 접촉을 형성시킬 수 있다. The selective heat treatment method using the local breakdown current having the steps as described above can form a selective ohmic contact by changing the state of the metal-semiconductor interface by using this heat treatment effect at a portion where a voltage is applied locally. .
이에 따라, 본원 발명에 의할 경우, 계면 특성을 측정하기 위한 저항성 접촉을 형성하고자 추가적인 마스크를 사용할 필요가 없을뿐더러, 추가적인 공정이 필요 없으므로 신뢰성을 크게 높일 수 있고, 열처리 조건에 따라 적절히 특성이 변하는 금속을 활용하여 선택적으로 저항성 접촉과 정류성 접촉을 형성할 수 있으므로 저항성 접촉을 위해 추가적인 금속을 사용할 필요가 없어 경제성 측면에서도 큰 장점을 가질 수 있다.Accordingly, in the case of the present invention, it is not necessary to use an additional mask to form an ohmic contact for measuring interfacial properties, and since an additional process is not required, reliability can be greatly increased, and properties can be appropriately changed depending on the heat treatment conditions. Since it is possible to selectively form an ohmic contact and a rectifying contact by using a metal, there is no need to use an additional metal for the ohmic contact, so it can have a great advantage in terms of economy.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법을 설명하는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a selective heat treatment method using a local breakdown current according to another embodiment of the present invention.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 반도체 웨이퍼(2)에 실장되는 제1 메탈 패드(220)(Metal pad)와 접점용 메탈(240)(Contact metal) 상부에 실장되고 제1 메탈 패드(220)와 절연체(210)에 의해 분리된 제2 메탈 패드(230)에 각각 +전압 또는 -전압을 인가하는 프로브(250)를 배치한다(S210).3 and 4, the selective heat treatment method using a local breakdown current according to another embodiment of the present invention includes a
상술한 단계 S210에 의하여 배치가 완료된 프로브(250)를 제1 메탈 패드(220)와 제2 메탈 패드(230)에 컨택한다(S220).The
상술한 단계 S220에 의하여 절연체(210)의 절연 항복 현상이 발생되도록 DC 또는 펄스의 전원을 공급한다(S230).DC or pulsed power is supplied so that the insulation breakdown of the
상술한 단계 S230에 의한 절연 항복 현상에 따른 제1 메탈 패드(220)와 제2 메탈 패드(230) 사이의 항복 전류를 이용하여 제2 메탈 패드(230)와 반도체 사이의 계면을 열처리한다(S240). The interface between the
상술한 바와 같은 구성을 가지는 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 프로브(250)를 배치하는 단계(S210) 이후에, 추가로 열처리가 필요한 서로 대향하는 두 개의 메탈 패드에 기 배치된 프로브(250)와 병렬 열결되는 프로브(250-1)를 추가로 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the selective heat treatment method using the local breakdown current having the configuration as described above, after the step of disposing the probe 250 (S210), the
일 실시예에서, 전원을 공급하는 단계(S230)는, 서로 병렬로 연결된 메탈 패드 사이에는 동일한 전원이 공급될 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying power (S230), the same power may be supplied between metal pads connected in parallel with each other.
이에 따라, 본원 발명에 의할 경우, 프로브(250)의 접촉방식에 따라 열처리가 필요한 복수 패턴에 동일한 조건으로 열처리를 수행할 수 있게 된다.Accordingly, according to the present invention, it is possible to perform heat treatment on a plurality of patterns requiring heat treatment according to the contact method of the
예를 들어, back-to-back Schottky 다이오드가 반복되는 패턴에서 선택적으로 한쪽 전극이 열처리된 쇼트키 다이오드(Schottky diode, 금속과 반도체의 접촉면에 생기는 장벽(쇼트키 장벽)의 정류 작용을 이용한 다이오드로서, 일반 다이오드에 비해 마이크로파에서의 특성이 좋음)를 제작할 수 있다. 트랜지스터의 경우 소스와 드레인 양쪽 전극 모두 열처리하여 저항성 접촉을 형성할 수 있다.For example, in a pattern in which back-to-back Schottky diodes are repeated, a Schottky diode in which one electrode is selectively heat treated is a diode that uses the rectification action of a barrier ( Schottky barrier ) that occurs on the contact surface of a metal and a semiconductor . , Compared to general diodes, it has better microwave characteristics). In the case of a transistor, both the source and drain electrodes are heat treated to form an ohmic contact.
즉, 전원에 병렬로 연결된 프로브(250)를 통해 열처리가 필요한 각 부분마다 일정한 breakdown 전압(즉, 절연체나 절연층이 파괴될 때의 전압, 또는 가스나 증기 속에서 이온화 작용과 도전성이 발생할 때의 전압)을 인가함으로써 동일한 조건으로 복수의 소자들의 열처리가 가능하도록 할 수 있다.That is, a constant breakdown voltage for each part requiring heat treatment through the
상술한 바와 같은 병렬 열결되는 프로브(250-1)를 추가 배치를 응용하여, 프로브 레이아웃(probe layout)을 구성하여 복수의 전극 접촉특성을 동일한 조건으로 선택적인 열처리를 수행할 수 있다.By applying the additional arrangement of the probes 250-1 connected in parallel as described above, a probe layout may be configured to perform selective heat treatment under the same conditions as the plurality of electrode contact characteristics.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 반복되는 패턴은 많게는 수 십 억 개 이상으로 구성되지만, 선택적인 열처리는 패턴의 개수와는 관계없이 모든 조건에서 동일하게 적용 가능하게 된다.That is, as shown in FIG. 5, the repeating pattern is composed of as many as several billions or more, but the selective heat treatment can be applied equally in all conditions regardless of the number of patterns.
도 5의 (a)의 각각의 전극을 선택적으로 열처리하기 위해서는, 도 5의 (b)와 같은 프로브 레이아웃(probe layout)을 구성하도록 하며, (1), (8), (11), (13)에 해당하는 위치에 프로브(250-1, 250-2, 250-3 및 250-4)를 배치시킨 후 서로 병렬로 연결된 프로브(250-1, 250-2, 250-3 및 250-4)들에 동일한 breakdown 전압을 병렬로 인가하게 된다.In order to selectively heat-treat each electrode of FIG. 5A, a probe layout as shown in FIG. 5B is configured, and (1), (8), (11), (13) Probes (250-1, 250-2, 250-3, and 250-4) are placed in a position corresponding to) and then connected in parallel with each other (250-1, 250-2, 250-3, and 250-4) The same breakdown voltage is applied to them in parallel.
뿐만 아니라, 프로브 레이아웃(probe layout)의 회로 구성을 달리하여 각 프로브(250)에 인가되는 전압을 다르게 한다면 필요에 따라 각 전극에 가해지는 열처리 조건 또한 제어할 수 있는 가능성 확보할 수 있게 된다.In addition, if the voltage applied to each
예를 들어, 서로 병렬로 연결되는 두 개의 프로브(250-1, 250-2)로 구성되는 제1 그룹과, 서로 병렬로 연결되는 다른 두 개의 프로브(250-3 및 250-4)로 구성되는 제2 그룹에 있어서, 제1 그룹과 제2 그룹 사이에 인가되는 전압을 다르게 함으로써, 제1 그룹에 의하여 열처리되는 부분과 제2 그룹 사이에 의하여 열처리되는 부분의 열처리 조건을 달리 구성할 수 있게 된다.For example, a first group consisting of two probes 250-1 and 250-2 connected in parallel with each other, and two other probes 250-3 and 250-4 connected in parallel with each other. In the second group, by differentiating the voltage applied between the first group and the second group, it is possible to configure different heat treatment conditions of the part heat-treated by the first group and the part heat-treated by the second group. .
일 실시예에서, 전원을 공급하는 단계(S230)는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 커패시터(Capacitor)(251)를 이용하여 전원을 공급하여 국부 어닐링을 수행할 수 있다.In an embodiment, in the step S230 of supplying power, local annealing may be performed by supplying power using a
이에 따라, 회로를 통해 공급되는 전류(Current)를 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 공급함으로써, 전류의 총량을 결정할 수 있다.Accordingly, the total amount of current can be determined by supplying the current supplied through the circuit as shown in FIG. 6B.
즉, 전원을 공급하는 단계(S230)는, 커패시터의 용량을 조절하여 줄열 가열(Joule heating)에 기여하는 전류의 총량을 결정할 수 있다.That is, in the step of supplying power (S230), the total amount of current contributing to Joule heating may be determined by adjusting the capacity of the capacitor.
일 실시예에서, 전원을 공급하는 단계(S230)는, 제1 메탈 패드(220)와 제2 메탈 패드(230)에서의 열처리 종류에 대응하여 전류의 총량이 결정될 수 있다.In an embodiment, in the step of supplying power (S230), the total amount of current may be determined according to the type of heat treatment in the
즉, 절연체를 breakdown 시키기 위한 전원을 DC 전원이 아닌 커패시터 (251)를 사용하는 것으로, 커패시터의 용량을 조절하여 줄열 가열(Joule heating)에 기여하는 전류의 총량을 결정시킴으로써, annealing 효과를 정량화 및 제어할 수 있다.In other words, the
상술한 바와 같은 단계를 가지는 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 트랜지스터에서의 국부 열처리를 통한 실리사이드 등 전극형성에도 응용이 가능하다.The selective heat treatment method using the local breakdown current having the steps described above can be applied to electrode formation such as silicide through the local heat treatment in a transistor.
국부 열처리는 다이오드 패턴뿐만 아니라, 트랜지스터에도 도 7과 같이 적용 가능한데, 도 7의 (a)의 Source와 Drain 전극 모두 필요에 따라 동일한 조건 또는 서로 다른 조건으로 열처리하여 접촉특성을 변화시킬 수 있으며, 전원에 병렬로 연결된 프로브(250)를 통해 복수의 트랜지스터를 열처리 가능하게 된다.Local heat treatment can be applied not only to the diode pattern but also to the transistor as shown in FIG. 7. Both the source and drain electrodes of FIG. 7 (a) may be heat treated under the same or different conditions as needed to change the contact characteristics. A plurality of transistors can be heat-treated through a
또한, 상술한 바와 같은 단계를 가지는 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법은, 도 8에 도시된 바와 같이 CMOS와 함께 집적된 센서에서의 국부 열처리에도 적용이 가능하다.In addition, the selective heat treatment method using the local breakdown current having the above-described steps can be applied to the local heat treatment in the sensor integrated with the CMOS as shown in FIG. 8.
즉, 도 8의 (a)와 같이 단일기판에 CMOS와 센서가 집적된 경우에도 CMOS를 제외한 센서부만 선택적으로 열처리하여 CMOS의 특성은 변경시키지 않고 센서 특성만 극대화할 수 있게 되는 것이다.That is, even when the CMOS and the sensor are integrated on a single substrate as shown in FIG. 8A, by selectively heat-treating only the sensor unit excluding the CMOS, only the sensor characteristics can be maximized without changing the characteristics of the CMOS.
또한, 여러 센서부에 서로 다른 조건으로 열처리하여 동일한 기판에 여러 가지 센싱 특징을 가지는 센서를 구현시킬 수 있게 된다.In addition, it is possible to implement a sensor having various sensing characteristics on the same substrate by heat-treating the various sensor units under different conditions.
즉, 도 8의 (b)와 같이, 센서부 A에는 A 온도로 열처리를 실시하고, 센서부 B에는 B 온도로 열처리를 실시할 수 있게 된다.That is, as shown in (b) of FIG. 8, heat treatment may be performed on the sensor unit A at the temperature A, and heat treatment may be performed on the sensor unit B at the temperature B.
상술한 바는 센서뿐만이 아니라 트랜스듀서 등의 모든 특수목적 소자들에 적용할 수 있다.The above can be applied not only to sensors but also to all special purpose devices such as transducers.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드를 보여주는 도면이다.9 is a view showing a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드는, 프로브카드(310) 및 프로브(320)를 포함한다.Referring to FIG. 9, a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current according to an embodiment of the present invention includes a
프로브카드(310)는, 반도체 웨이퍼(3)에 실장된 전극의 위치에 따라 각각의 인가전압조건을 결정하는 회로가 구성되고, 프로브카드에 메탈 패드의 위치에 대응하여 + 전압 또는 - 전압을 인가하는 적어도 하나의 프로브(320)가 설치된다.The
일 실시예에서, 프로브카드(310)는, 공정의 필요에 따라 칩 단위, 블록 단위, 전체 웨이퍼 단위로 프로브를 구성할 수 있다.In an embodiment, the
프로브(320)는, 반도체 웨이퍼(3)에 실장되는 제1 메탈 패드(420)(Metal pad)와 접점용 메탈(440)(Contact metal) 상부에 실장되고 제1 메탈 패드(420)와 절연체(410)에 의해 분리된 제2 메탈 패드(430)에 각각 + 전압 또는 - 전압을 인가하며, 메탈 패드의 위치에 대응하는 프로브카드(310)에 설치된다.The probe 320 is mounted on a first metal pad 420 mounted on the
예를 들어, 도 9를 참조하면, 반도체 웨이퍼(3) 상의 (1)과 (11)에 어닐링을 실시하기 위해, 두 개의 프로브(320-1, 320-2)가 반도체 웨이퍼(3) 상의 (1)과 (11)의 위치에 대응하여 프로브카드(310)에 설치된다.For example, referring to FIG. 9, in order to anneal (1) and (11) on the semiconductor wafer (3), two probes (320-1, 320-2) are ( It is installed on the
상술한 바와 같은 구성을 가지는 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드(310)는, 추가로 열처리가 필요한 서로 대향하는 두 개의 메탈 패드의 위치에 대응하는 적어도 하나의 프로브(320)를 더 포함할 수 있다.The
즉, 도 9의 (1)의 위치에 대응하는 프로브(320-1)에 추가하여, (11)의 위치에 대응하는 프로브(320-2)가 추가적으로 설치될 수 있으며, 이때 추가될 수 있는 프로브(320)는 하나에 국한되는 것은 아니며, 어닐링 위치의 개수에 대응하여 다수 개 설치되어도 무방하다.That is, in addition to the probe 320-1 corresponding to the position of (1) of FIG. 9, a probe 320-2 corresponding to the position of (11) may be additionally installed, and at this time, a probe that can be added (320) is not limited to one, and may be installed in plural corresponding to the number of annealing positions.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드(310)에 추가로 설치되는 프로브(320)는, 기 설치된 프로브(320)와 병렬 연결될 수 있다.The probe 320 additionally installed on the
즉, 도 9의 프로브(320-1)와 프로브(320-2)는, 병렬로 연결됨으로써 동일한 전원이 (1)과 (2)에 공급됨으로써 동일한 온도로 열변형이 이루어질 수 있다.That is, the probe 320-1 and the probe 320-2 of FIG. 9 are connected in parallel, so that the same power is supplied to (1) and (2), so that thermal deformation may be performed at the same temperature.
일 실시예에서, 프로브(320)는, 서로 동일한 온도의 열처리가 필요한 복수 개의 메탈 패드들로 구성되는 제1 패드 그룹의 위치에 대응하는 프로브카드(310)에 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개가 설치될 수 있다.In one embodiment, the probe 320 is a metal pad constituting the first pad group on the
즉, 상술한 바와 같이, 도 9의 동일한 온도의 열처리가 필요한 (1)과 (11)로 구성되는 제1 패드 그룹의 위치에 대응하는 프로브카드(310)에 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개의 프로브(320-1, 320-2)가 설치될 수 있다.That is, as described above, the metal pad constituting the first pad group on the
일 실시예에서, 프로브(320)는, 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드와 다른 온도의 열처리가 필요한 복수 개의 메탈 패드들로 구성되는 제2 패드 그룹의 위치에 대응하는 프로브카드(310)에 제2 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개가 더 설치될 수 있다.In one embodiment, the probe 320 is attached to the
즉, 도 9의 동일한 온도의 열처리가 필요한 (1)과 (11)로 구성되는 제1 패드 그룹의 위치에 대응하는 프로브카드(310)에 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개의 프로브(320-1, 320-2)와는 별개로, 제1 패드 그룹과는 다른 온도의 열처리가 필요한 (2)과 (12)로 구성되는 제2 패드 그룹의 위치에 대응하는 프로브카드(310)에 제2 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개의 프로브(320-3, 320-4)가 더 설치될 수 있다.That is, in response to the number of metal pads constituting the first pad group in the
이때, 프로브(320-1)와 프로브(320-2)는 병렬로 연결되고, 프로브(320-3)와 프로브(320-4)는 병렬로 연결되어, 각각 서로 다른 온도로 제1 패드 그룹과 제2 패드 그룹을 열처리할 수 있게 된다.At this time, the probe 320-1 and the probe 320-2 are connected in parallel, and the probe 320-3 and the probe 320-4 are connected in parallel, so that the first pad group and the first pad group are respectively The second pad group can be heat treated.
일 실시예에서, 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드에 대응하는 프로브(320)와 제2 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드에 대응하는 프로브(320)는 각 그룹이 필요로 하는 온도에 대응하여 서로 다른 전원이 공급될 수 있다.In one embodiment, the probe 320 corresponding to the metal pad constituting the first pad group and the probe 320 corresponding to the metal pad constituting the second pad group are each other in response to a temperature required by each group. Other power sources can be supplied.
즉, 프로브(320-1, 320-2)와 프로브(320-3, 320-4)는, 서로 다른 전원이 공급되어 서로 다른 온도로 각각의 메탈 패드들을 열처리할 수 있게 된다.That is, the probes 320-1 and 320-2 and the probes 320-3 and 320-4 are supplied with different powers to heat-treat each of the metal pads at different temperatures.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments, it is understood that those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You can understand.
1, 2, 3: 반도체 웨이퍼 또는 기판(substrate)
10: 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드
110: 절연체
120; 메탈 패드
130: 접점용 메탈
140: 프로브
210: 절연체
220: 제1 메탈 패드
230: 제2 메탈 패드
240: 접점용 메탈
250: 프로브
310: 프로브카드
320: 프로브
410: 절연체
420: 제1 메탈 패드
430: 제2 메탈 패드
440: 접점용 메탈1, 2, 3: semiconductor wafer or substrate
10: Probe card for selective heat treatment using local breakdown current
110: insulator
120; Metal pad
130: contact metal
140: probe
210: insulator
220: first metal pad
230: second metal pad
240: contact metal
250: probe
310: probe card
320: probe
410: insulator
420: first metal pad
430: second metal pad
440: contact metal
Claims (15)
배치가 완료된 상기 프로브를 상기 메탈 패드와 상기 접점용 메탈에 컨택하는 단계;
상기 희생 절연체의 절연 항복 현상이 발생되도록 특정 레벨 이상의 전압을 갖는 전원을 공급하는 단계; 및
절연 항복 현상에 따른 상기 메탈 패드와 상기 접점용 메탈 사이의 항복 전류를 이용하여 상기 접점용 메탈과 반도체 사이의 계면을 열처리하는 단계를 포함하는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법.
Disposing probes each mounted on a semiconductor wafer and applying a + voltage or-voltage to a metal pad and a contact metal separated from each other by a sacrificial insulator;
Contacting the disposed probe with the metal pad and the contact metal;
Supplying power having a voltage equal to or higher than a specific level so that an insulation breakdown of the sacrificial insulator occurs; And
A selective heat treatment method using a local breakdown current comprising the step of heat-treating an interface between the contact metal and the semiconductor using a breakdown current between the metal pad and the contact metal according to the insulation breakdown phenomenon.
커패시터(Capacitor)를 이용하여 전원을 공급하는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법.
The method of claim 1, wherein supplying the power comprises:
A selective heat treatment method using a local breakdown current to supply power using a capacitor.
커패시터의 용량을 조절하여 줄열 가열(Joule heating)에 기여하는 전류의 총량이 결정되는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법.
The method of claim 2, wherein supplying the power comprises:
A selective heat treatment method using a local breakdown current in which a total amount of current contributing to Joule heating is determined by adjusting a capacity of a capacitor.
배치가 완료된 상기 프로브를 상기 제1 메탈 패드와 상기 제2 메탈 패드에 컨택하는 단계;
상기 절연체의 절연 항복 현상이 발생되도록 전원을 공급하는 단계; 및
절연 항복 현상에 따른 상기 제1 메탈 패드와 상기 제2 메탈 패드 사이의 항복 전류를 이용하여 상기 제2 메탈 패드와 반도체 사이의 계면을 열처리하는 단계를 포함하며,
상기 프로브를 배치하는 단계 이후에, 추가로 열처리가 필요한 서로 대향하는 두 개의 메탈 패드에 기 배치된 프로브와 병렬 열결되는 프로브를 추가로 배치하는 단계를 더 포함하는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법.
Applying + voltage or-voltage to a first metal pad mounted on a semiconductor wafer and a second metal pad mounted on the contact metal and separated by the first metal pad and an insulator. Placing the probe;
Contacting the probe on which the arrangement has been completed with the first metal pad and the second metal pad;
Supplying power so that the insulation breakdown of the insulator occurs; And
Heat-treating an interface between the second metal pad and the semiconductor using a breakdown current between the first metal pad and the second metal pad according to an insulation breakdown phenomenon,
After the step of arranging the probes, the selective heat treatment method using a local breakdown current further comprising the step of further disposing a probe that is previously disposed and a probe that is heat-coupled in parallel on two metal pads facing each other requiring additional heat treatment .
서로 병렬로 연결된 메탈 패드 사이에는 동일한 전원이 공급되는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법.
The method of claim 4, wherein supplying the power comprises:
A selective heat treatment method using a local breakdown current in which the same power is supplied between metal pads connected in parallel.
커패시터(Capacitor)를 이용하여 전원을 공급하는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법.
The method of claim 4, wherein supplying the power comprises:
A selective heat treatment method using a local breakdown current to supply power using a capacitor.
커패시터의 용량을 조절하여 줄열 가열(Joule heating)에 기여하는 전류의 총량이 결정되는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법.
The method of claim 7, wherein supplying the power comprises:
A selective heat treatment method using a local breakdown current in which a total amount of current contributing to Joule heating is determined by adjusting a capacity of a capacitor.
상기 제1 메탈 패드와 상기 제2 메탈 패드에서의 열처리 종류에 대응하여 전류의 총량이 결정되는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법.
The method of claim 8, wherein supplying the power comprises:
The selective heat treatment method using a local breakdown current, wherein the total amount of current is determined in correspondence with the type of heat treatment in the first metal pad and the second metal pad.
반도체 웨이퍼에 실장되는 제1 메탈 패드(Metal pad)와 접점용 메탈(Contact metal) 상부에 실장되고 상기 제1 메탈 패드와 절연체에 의해 분리된 제2 메탈 패드에 각각 + 전압 또는 - 전압을 인가하며, 메탈 패드의 위치에 대응하는 프로브를 포함하며,
추가로 열처리가 필요한 서로 대향하는 두 개의 메탈 패드의 위치에 대응하는 상기 프로브카드에 설치되는 적어도 하나의 프로브를 더 포함하며,
추가로 설치되는 프로브는, 기 설치된 프로브와 병렬 연결되는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드.
A probe card on which circuits for determining respective applied voltage conditions according to positions of electrodes mounted on a semiconductor wafer are drawn; And
Applying a + voltage or-voltage to a first metal pad mounted on a semiconductor wafer and a second metal pad mounted on the contact metal and separated by the first metal pad and an insulator, respectively, And a probe corresponding to the position of the metal pad,
Further comprising at least one probe installed on the probe card corresponding to the position of the two metal pads facing each other requiring additional heat treatment,
The additionally installed probe is a probe card for selective heat treatment using a local breakdown current that is connected in parallel with the previously installed probe.
서로 동일한 온도의 열처리가 필요한 복수 개의 메탈 패드들로 구성되는 제1 패드 그룹의 위치에 대응하는 상기 프로브카드의 하측면에 상기 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개가 설치되는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드.
The method of claim 10, wherein the probe,
In response to the number of metal pads constituting the first pad group, a plurality of metal pads are installed on the lower side of the probe card corresponding to the position of the first pad group consisting of a plurality of metal pads requiring heat treatment at the same temperature. , Probe card for selective heat treatment using local breakdown current.
상기 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드와 다른 온도의 열처리가 필요한 복수 개의 메탈 패드들로 구성되는 제2 패드 그룹의 위치에 대응하는 상기 프로브카드에 상기 제2 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드의 수에 대응하여 복수 개가 더 설치되는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드.
The method of claim 13, wherein the probe,
The number of metal pads constituting the second pad group on the probe card corresponding to the position of the second pad group including a plurality of metal pads requiring heat treatment at a temperature different from that of the metal pad constituting the first pad group A plurality of probe cards for selective heat treatment using a local breakdown current are further installed in response to the.
상기 제1 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드에 대응하는 프로브와 상기 제2 패드 그룹을 구성하는 메탈 패드에 대응하는 프로브는 각 그룹이 필요로 하는 온도에 대응하여 서로 다른 전원이 공급되는, 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드.
The method of claim 14,
The probe corresponding to the metal pad constituting the first pad group and the probe corresponding to the metal pad constituting the second pad group are supplied with different power in response to a temperature required by each group, and a local breakdown current Probe card for selective heat treatment using.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180155061A KR102168622B1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Method and probe card for selective thermal process using local breakdown currents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180155061A KR102168622B1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Method and probe card for selective thermal process using local breakdown currents |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200068279A KR20200068279A (en) | 2020-06-15 |
| KR102168622B1 true KR102168622B1 (en) | 2020-10-21 |
Family
ID=71081914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180155061A KR102168622B1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Method and probe card for selective thermal process using local breakdown currents |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102168622B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011069829A (en) * | 1994-11-15 | 2011-04-07 | Formfactor Inc | Probe card assembly, kit, and method for using them |
| KR101275009B1 (en) * | 2006-06-09 | 2013-06-13 | 주식회사 엔씰텍 | Method of Preventing Generation of Arc During Rapid Annealing by Joule Heating |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0170478B1 (en) | 1995-12-18 | 1999-03-30 | 양승택 | Fabrication method of metal wire by multiple annealing method |
| KR100553256B1 (en) | 2000-09-01 | 2006-02-20 | 주식회사 실트론 | Device for Heat Treatment of Semicondu ctor Wafer with Localized Focusing |
| KR20150008316A (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-22 | 삼성디스플레이 주식회사 | Semiconductor device, method and system for manufacturing the same |
| KR20160108630A (en) * | 2015-03-04 | 2016-09-20 | 연세대학교 산학협력단 | Thin film activation method, method for fabricating thin film transistor and apparatus for treating substrate using electrical energy |
-
2018
- 2018-12-05 KR KR1020180155061A patent/KR102168622B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011069829A (en) * | 1994-11-15 | 2011-04-07 | Formfactor Inc | Probe card assembly, kit, and method for using them |
| KR101275009B1 (en) * | 2006-06-09 | 2013-06-13 | 주식회사 엔씰텍 | Method of Preventing Generation of Arc During Rapid Annealing by Joule Heating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200068279A (en) | 2020-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4489478A (en) | Process for producing a three-dimensional semiconductor device | |
| US10553450B2 (en) | Method for providing lateral thermal processing of thin films on low-temperature substrates | |
| JP2007258286A (en) | Heat treatment apparatus and method, and storage medium | |
| KR101002664B1 (en) | Thin Film Transistor, The method for Using The Same and Organic Light Emitting Display Device Comprising the TFT | |
| KR20040107434A (en) | Method of forming silicide films in semiconductor devices | |
| JP2009540560A (en) | Method to prevent arc generation during rapid heat treatment by Joule heating (METHODF PREVENTING GENERATION ATIOFARCDURINGRAPIDANNEALINGBYJOULEHEEATING) | |
| KR102168622B1 (en) | Method and probe card for selective thermal process using local breakdown currents | |
| JP2006229040A (en) | Method and apparatus for heat treatment | |
| JP5885284B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
| US9472476B2 (en) | System and method for test structure on a wafer | |
| JP2005167005A (en) | Heat treatment method of semiconductor substrate, manufacturing method of semiconductor device and heat treatment device | |
| US6867080B1 (en) | Polysilicon tilting to prevent geometry effects during laser thermal annealing | |
| JP2001319888A (en) | Dc or ac field assisted annealing | |
| CN108878274B (en) | Method for monitoring capability of rapid thermal annealing process | |
| US6274465B1 (en) | DC electric field assisted anneal | |
| KR20150008316A (en) | Semiconductor device, method and system for manufacturing the same | |
| CN103367322B (en) | Micro-heater and formation method | |
| JP2020021906A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US9576803B2 (en) | Method for tuning metal gate work function before contact formation in fin-shaped field effect transistor manufacturing process | |
| CN215600372U (en) | Semiconductor device and temperature sensing system | |
| US9482518B2 (en) | Systems and methods for semiconductor device process determination using reflectivity measurement | |
| TWI457996B (en) | A manufacturing method of a semiconductor device, and a manufacturing apparatus for a semiconductor device | |
| US20220115289A1 (en) | Semiconductor device with temperature sensing component | |
| KR100713218B1 (en) | Capable Method of Preventing Generation of Arc During Rapid Annealing by Joule Heating | |
| US20150311090A1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |