KR102170610B1

KR102170610B1 - 위치 보정 방법, 검사 장치 및 프로브 카드

Info

Publication number: KR102170610B1
Application number: KR1020190023131A
Authority: KR
Inventors: 구니히로 후루야; 신고 이시다
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2020-10-27
Also published as: US11119122B2; CN110244091B; JP2019160937A; KR20190106708A; CN110244091A; US20190277884A1

Abstract

본 발명은, 콘택트 위치의 보정을 고정밀도로 행할 수 있는 위치 보정 방법을 제공하는 것이다. 일 실시 형태의 위치 보정 방법은, 복수의 캔틸레버형 프로브를 갖는 프로브 카드와, 복수의 전극 패드를 갖는 피검사체의 상대 위치를 보정하는 방법으로서, 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제1 영역 및 제2 영역 각각에, 상기 제1 영역, 상기 프로브 카드의 중심 및 상기 제2 영역을 지나는 제1 방향을 길이 방향으로 하는, 상기 복수의 캔틸레버형 프로브에서의 제1군의 프로브를 배치하는 공정과, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 있어서 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제3 영역 및 제4 영역 각각에, 상기 제2 방향을 길이 방향으로 하는, 상기 복수의 캔틸레버형 프로브에서의 제2군의 프로브를 배치하는 공정과, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역 및 상기 제4 영역에 각각 배치된 상기 제1군의 프로브 및 상기 제2군의 프로브를 상기 복수의 전극 패드에 접촉시켰을 때의 상기 복수의 전극 패드에 형성되는 바늘 자국을 구하는 공정과, 상기 구해진 자국에 기초하여, 상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정하는 공정을 포함한다.

Description

위치 보정 방법, 검사 장치 및 프로브 카드{POSITION CORRECTION METHOD, INSPECTION APPARATUS, AND PROBE CARD}

본 발명은 위치 보정 방법, 검사 장치 및 프로브 카드에 관한 것이다.

종래, 피검사체의 전극 패드에 프로브를 접촉시켜 피검사체의 전기적 특성을 검사하는 검사 장치가 알려져 있다. 검사 장치에서는, 프로브 카드에 마련된 프로브를 전극 패드의 목표 위치(예를 들어, 전극 패드의 중심 위치)에 정확하게 접촉시키는 것이 중요하게 된다.

프로브를 전극 패드의 목표 위치에 정확하게 접촉시키는 방법으로서는, 예를 들어 프로브를 전극 패드에 접촉시켰을 때의 바늘 자국을 모니터로 확인해서 바늘 자국의 위치를 특정하여, 피검사체를 콘택트 위치에 이송 위치 결정하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 평6-318622호 공보

그런데, 캔틸레버형 프로브를 사용하는 경우, 피검사체를 프로브 카드에 대고 눌렀을 때, 전극 패드에 접하는 프로브의 선단이 프로브의 길이 방향으로 미끄러져 이동해서 문질러지는 동작에 의해, 전극 패드에 바늘 자국이 형성된다. 그 때문에, 전극 패드에는, 프로브 카드에 설정되는 프로브의 방향에 따라 상이한 형상의 바늘 자국이 형성된다.

이렇게 상이한 형상의 바늘 자국이 형성되면, 모니터로 바늘 자국을 확인해서 바늘 자국의 위치(예를 들어, 무게 중심 위치)를 특정할 경우, 바늘 자국의 위치에 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 특히, 오퍼레이터가 바늘 자국을 모니터로 확인해서 바늘 자국의 위치를 특정할 경우, 오퍼레이터의 개인차가 발생할 수 있다. 그리고, 바늘 자국의 위치에 어긋남이 발생하면, 프로브를 전극 패드에 접촉시키는 콘택트 위치를 높은 정밀도로 보정하는 것이 곤란해진다.

그래서, 본 발명의 일 형태에서는, 콘택트 위치의 보정을 고정밀도로 행할 수 있는 위치 보정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 관한 위치 보정 방법은,

복수의 캔틸레버형 프로브를 갖는 프로브 카드와, 복수의 전극 패드를 갖는 피검사체의 상대 위치를 보정하는 방법으로서, 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제1 영역 및 제2 영역 각각에, 상기 제1 영역, 상기 프로브 카드의 중심 및 상기 제2 영역을 지나는 제1 방향을 길이 방향으로 하는, 상기 복수의 캔틸레버형 프로브에서의 제1군의 프로브를 배치하는 공정과, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 있어서 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제3 영역 및 제4 영역 각각에, 상기 제2 방향을 길이 방향으로 하는, 상기 복수의 캔틸레버형 프로브에서의 제2군의 프로브를 배치하는 공정과, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역 및 상기 제4 영역에 각각 배치된 상기 제1군의 프로브 및 상기 제2군의 프로브를 상기 복수의 전극 패드에 접촉시켰을 때의 상기 복수의 전극 패드에 형성되는 바늘 자국을 구하는 공정과, 상기 구해진 자국에 기초하여, 상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정하는 공정을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 관한 검사 장치는, 피검사체의 복수의 전극 패드에 복수의 캔틸레버형 프로브를 접촉시켜 피검사체의 전기적 특성을 검사하는 검사 장치로서, 상기 복수의 프로브가 배치된 프로브 카드와, 상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정하는 제어 장치를 포함하고, 상기 프로브 카드에는, 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제1 영역 및 제2 영역 각각에, 상기 제1 영역, 상기 프로브 카드의 중심 및 상기 제2 영역을 지나는 제1 방향을 길이 방향으로 하는, 상기 복수의 캔틸레버형 프로브에서의 제1군의 프로브가 배치되어 있고, 또한 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 있어서 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제3 영역 및 제4 영역 각각에, 상기 제2 방향을 길이 방향으로 하는, 상기 복수의 캔틸레버형 프로브에서의 제2군의 프로브 프로브가 배치되어 있고, 상기 제어 장치는, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역 및 상기 제4 영역에 각각 배치된 상기 제1군의 프로브 및 상기 제2군의 프로브를 상기 복수의 전극 패드에 접촉시켰을 때의 상기 복수의 전극 패드에 형성되는 바늘 자국에 기초하여, 상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정한다.

본 발명의 다른 형태에 관한 프로브 카드는, 피검사체의 복수의 전극 패드에 복수의 캔틸레버형 프로브를 접촉시켜 피검사체의 전기적 특성을 검사하는 검사 장치에 사용되는 프로브 카드로서, 상기 복수의 캔틸레버형 프로브를 포함하고, 상기 복수의 캔틸레버형 프로브는, 당해 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제1 영역 및 제2 영역 각각에 배치되고, 상기 제1 영역, 당해 프로브 카드의 중심 및 상기 제2 영역을 지나는 제1 방향을 길이 방향으로 하는 제1군의 프로브와, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 있어서 당해 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제3 영역 및 제4 영역 각각에 배치되고, 상기 제2 방향을 길이 방향으로 하는 제2군의 프로브를 포함한다.

개시한 위치 보정 방법에 의하면, 콘택트 위치의 보정을 고정밀도로 행할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 검사 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 2는 제1 구성예에 관한 프로브의 배치를 설명하는 도면이다.
도 3은 제2 구성예에 관한 프로브의 배치를 설명하는 도면이다.
도 4는 제3 구성예에 관한 프로브의 배치를 설명하는 도면이다.
도 5는 프로브의 높이의 차이에 의해 θ 방향으로 어긋남이 발생하는 일예를 설명하는 도면이다.
도 6은 프로브의 높이의 차이에 의해 θ 방향으로 어긋남이 발생하는 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 7은 프로브의 높이의 차이에 의해 θ 방향으로 어긋남이 발생하는 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 프로브의 높이 차이에 의해서도 θ 방향으로 어긋남이 발생하지 않는 구성을 설명하는 도면이다.
도 9는 전극 패드의 중심 위치에 대한 바늘 자국의 무게 중심 위치의 어긋남양을 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략한다.

〔검사 장치〕

본 실시 형태에 따른 검사 장치의 일례에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 검사 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.

검사 장치(1)는, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 「웨이퍼(W)」라고 함) 상에 형성된 복수의 반도체 디바이스의 전극 패드에 프로브(234)를 접촉시켜 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 장치이다. 검사 장치(1)는, 반송실(100)과, 검사실(200)과, 제어 장치(300)를 갖는다.

반송실(100)은, 장치의 외부에서 반입된 웨이퍼(W)를, 반송 암(도시하지 않음) 등에 의해 검사실(200)에 반송한다. 웨이퍼(W)는, 예를 들어 제품 웨이퍼, 더미 웨이퍼이면 된다. 제품 웨이퍼는, 표면에 복수의 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼이다. 각 반도체 디바이스에는, 금속에 의해 형성된 전극 패드가 마련된다. 각 전극 패드는, 각 반도체 디바이스의 내부에 형성된 집적 회로에 접속된다. 더미 웨이퍼는, 표면에 위치 보정을 위한 복수의 전극 패드가 마련된 웨이퍼이다. 각 전극 패드는, 금속에 의해 형성되고, 후술하는 지그 프로브 카드에 마련되는 복수의 프로브의 각각의 위치와 대응하도록 마련된다.

검사실(200)은, 반송실(100)에 인접해서 마련되어 있다. 검사실(200) 내에서는, 웨이퍼(W)에 형성된 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행하여진다. 검사실(200)은, 적재대(210)와, 스테이지(220)와, 검사 유닛(230)과, 촬상 유닛(240)을 갖는다.

적재대(210)는, 반송실(100)로부터 검사실(200) 내에 반입되는 웨이퍼(W)를 수취함과 함께, 상면에 웨이퍼(W)를 흡착해서 보유지지한다.

스테이지(220)는, 적재대(210)를 X 방향, Y 방향, Z 방향 및 θ 방향으로 이동시킨다. 스테이지(220)는, X 스테이지(221)와, Y 스테이지(222)와, 승강 회전 수단(223)과, 전동기(도시하지 않음)를 갖는다. X 스테이지(221), Y 스테이지(222) 및 승강 회전 수단(223)은, 전동기의 동력에 의해 이동 또는 회전한다.

검사 유닛(230)은, 검사실(200)의 천장 부분에 배치되어 있다. 검사 유닛(230)은, 헤드 플레이트(231)와, 헤드 플레이트(231)의 하면을 형성하는 포고 프레임(232)과, 포고 프레임(232)의 하면에 지지된 프로브 카드(233)를 갖는다. 프로브 카드(233)의 하면에는, 복수의 캔틸레버형 프로브(234)가 마련되어 있다. 프로브 카드(233)는, 테스터(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 각 프로브(234)를 각 전극 패드에 접촉(콘택트)시킨 상태에서, 각 프로브(234)를 통해서 각 전극 패드에 테스터로부터 다양한 조건에 의해 전압·전류를 인가하고, 그 출력값을 측정함으로써, 반도체 디바이스의 전기적 특성이 검사된다.

촬상 유닛(240)은, 검사실(200)의 천장 부분을 이동하는 상부 카메라(241)와, 적재대(210)에 고정된 하부 카메라(242)를 갖는다. 상부 카메라(241) 및 하부 카메라(242)는, 예를 들어 CCD 카메라이면 된다. 또한, 상부 카메라(241) 및 하부 카메라(242)는, CMOS 센서 등의 다른 촬상 소자를 내장한 카메라이어도 된다.

제어 장치(300)는, 반송실(100)의 상부에 마련되어 있다. 제어 장치(300)는, 반송실(100) 및 검사실(200) 내의 각종 기기, 예를 들어 반송 암, 적재대(210), 스테이지(220), 검사 유닛(230), 촬상 유닛(240)의 동작을 제어한다. 이에 의해, 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 실시된다.

이러한 구성의 검사 장치(1)에 의해 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사할 경우, 먼저 검사 대상의 반도체 디바이스가 프로브 카드(233)의 각 프로브(234)의 바로 아래에 위치하도록 스테이지(220)를 XY 평면에서 이동시킨다. 계속해서, 스테이지(220)를 상승시켜(Z 방향으로 이동시켜), 각 전극 패드에 각 프로브(234)를 콘택트시킨다. 계속해서, 각 전극 패드에 각 프로브(234)를 콘택트시킨 상태에서, 각 프로브(234)를 통해서 각 전극 패드에 테스터로부터 다양한 조건에서 전압·전류를 인가하고, 그 출력값을 측정함으로써, 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사한다. 검사가 종료되면, 스테이지(220)를 하강시켜(-Z 방향으로 이동시켜), 각 전극 패드로부터 각 프로브(234)를 이격시킨다.

또한, 촬상 유닛(240)에 의해 반도체 디바이스의 각 전극 패드를 촬상할 경우, 상부 카메라(241)가 촬상 대상의 전극 패드의 바로 위에 위치하도록, 스테이지(220)를 XY 평면 상에서 이동시켜 촬상한다. 또한, 상부 카메라(241)가 촬상 대상의 전극 패드의 바로 위에 위치하도록, 상부 카메라(241)를 XY 평면 상에서 이동시켜 촬상해도 된다.

〔프로브 카드〕

본 실시 형태에 따른 검사 장치(1)의 프로브 카드(233)에 마련되는 프로브(234)의 구성예에 대해서 설명한다. 프로브 카드(233)는, 예를 들어 표면에 위치 보정을 위한 복수의 프로브가 마련된 지그 프로브 카드이면 된다. 지그 프로브 카드를 사용한 위치 보정에 의해 얻어진 보정 결과는, 예를 들어 제품 검사용으로 사용되는 검사용 프로브 카드를 사용할 때 오프셋값으로서 사용된다. 또한, 프로브 카드는, 검사용 프로브 카드이어도 된다.

(제1 구성예)

도 2는, 제1 구성예에 관한 프로브(234)의 배치를 도시하는 도면이다. 도 2에서는, 프로브 카드(233)의 중심이 웨이퍼(W)의 중심 O와 일치하고 있는 상태를 나타내고, 설명의 편의상, 프로브 카드(233)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 크기에 대하여, 전극 패드와 프로브를 상당히 크게 그리고 있다. 도 2에서는, 각 영역의 경계선을 파선으로 나타내고 있다.

제1 구성예에서는, 웨이퍼(W)를 둘레 방향으로 분할한 4개의 영역 A, B, C, D 각각에 형성된 전극 패드Pa, Pb, Pc, Pd와 대응하는 위치에, 캔틸레버형 프로브(234a, 234b, 234c, 234d)가 배치되어 있다. 4개의 영역 A, B, C, D는 균등하게 분할되어 있어도 되고, 불균등하게 분할되어 있어도 된다. 영역 A와 영역 B는 웨이퍼(W)의 중심 O를 사이에 두고 대향하고, 영역 C와 영역 D는 웨이퍼(W)의 중심 O를 사이에 두고 대향한다. 본 구성예에서는, 영역 A, B, C, D는, 각각 중심 O로부터 0시 방향(+Y 방향), 6시 방향(-Y 방향), 3시 방향(+X 방향) 및 9시 방향(-X 방향)으로 연장되는 직선을 포함한다.

프로브(234a, 234b)는, 각각 영역 A, B에 형성된 전극 패드Pa, Pb와 대응하는 위치에, 길이 방향이 영역 A, 중심 O 및 영역 B를 지나는 제1 방향이 되도록 배치되고, 제1군의 프로브로서 구성되어 있다. 본 구성예에서는, 프로브(234a, 234b)는, 각각 영역 A, B에 형성된 전극 패드Pa, Pb와 대응하는 위치이며, 길이 방향이 각각 0시 방향, 6시 방향으로 되도록 배치되어 있다. 또한, 프로브(234a, 234b)는, 스크럽 방향이 동일 방향(-Y 방향)으로 되도록 배치되어 있다. 또한, 스크럽 방향이란, 프로브를 전극 패드에 접촉시켰을 때의 스크럽의 개시 위치로부터 종료 위치를 향하는 방향을 의미한다.

프로브(234c, 234d)는, 각각 영역 C, D에 형성된 전극 패드Pc, Pd와 대응하는 위치에, 길이 방향이 영역 C, 중심 O 및 영역 D를 지나는 제2 방향으로 되도록 배치되고, 제2군의 프로브로서 구성되어 있다. 제2 방향은, 제1 방향과 수직인 방향이면 된다. 본 구성예에서는, 프로브(234c, 234d)는, 각각 영역 C, D에 형성된 전극 패드Pc, Pd와 대응하는 위치이며, 길이 방향이 각각 3시 방향, 9시 방향으로 되도록 배치되어 있다. 또한, 프로브(234c, 234d)는, 스크럽 방향이 동일 방향(+X 방향)으로 되도록 배치되어 있다.

(제2 구성예)

도 3은, 제2 구성예에 관한 프로브(234)의 배치를 도시하는 도면이다. 도 3에서는, 웨이퍼(W)의 중심과 프로브 카드(233)의 중심이 일치하고 있는 상태를 나타내고, 설명의 편의상, 프로브 카드(233)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 크기에 대하여, 전극 패드와 프로브를 상당히 크게 그리고 있다. 도 3에서는, 각 영역의 경계선을 파선으로 나타내고 있다.

제2 구성예에서는, 프로브(234a, 234b)의 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되고, 프로브(234c, 234d)의 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있다. 본 구성예에서는, 프로브(234a)는 스크럽 방향이 -Y 방향으로 되도록 배치되어 있고, 프로브(234b)는 스크럽 방향이 +Y 방향으로 되도록 배치되어 있다. 또한, 프로브(234c)는 스크럽 방향이 -X 방향으로 되도록 배치되어 있고, 프로브(234d)는 스크럽 방향이 +X 방향으로 되도록 배치되어 있다. 또한, 기타 구성에 대해서는, 제1 구성예와 마찬가지이어도 된다.

(제3 구성예)

도 4는, 제3 구성예에 관한 프로브(234)의 배치를 도시하는 도면이다. 도 4에서는, 웨이퍼(W)의 중심과 프로브 카드(233)의 중심이 일치하고 있는 상태를 나타내고, 설명의 편의상, 프로브 카드(233)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 크기에 대하여, 전극 패드와 프로브를 상당히 크게 그리고 있다. 도 4에서는, 각 영역의 경계선을 파선으로 나타내고 있다.

제3 구성예에서는, 웨이퍼(W)를 둘레 방향으로 분할한 4개의 영역 A, B, C, D 각각에 형성된 전극 패드Pa, Pb, Pc, Pd와 대응하는 위치에, 캔틸레버형 프로브가 4개씩 배치되어 있다.

영역 A에는, 프로브(234a1, 234a2, 234a3, 234a4)가 배치되어 있다. 프로브(234a1, 234a2, 234a3, 234a4)는, 스크럽 방향이 서로 상이한 방향으로 되도록 배치되어 있다. 본 구성예에서는, 프로브(234a1, 234a2)는 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있고, 프로브(234a3, 234a4)는 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있다. 단, 프로브(234a1, 234a2)는 스크럽 방향이 동일 방향으로 되도록 배치되어 있어도 되고, 프로브(234a3, 234a4)는 스크럽 방향이 동일 방향으로 되도록 배치되어 있어도 된다.

영역 B에는, 프로브(234b1, 234b2, 234b3, 234b4)가 배치되어 있다. 프로브(234b1, 234b2, 234b3, 234b4)는, 스크럽 방향이 서로 상이한 방향으로 되도록 배치되어 있다. 본 구성예에서는, 프로브(234b1, 234b2)는 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있고, 프로브(234b3, 234b4)는 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있다. 단, 프로브(234b1, 234b2)는 스크럽 방향이 동일 방향으로 되도록 배치되어 있어도 되고, 프로브(234b3, 234b4)는 스크럽 방향이 동일 방향으로 되도록 배치되어 있어도 된다.

영역 C에는, 프로브(234c1, 234c2, 234c3, 234c4)가 배치되어 있다. 프로브(234c1, 234c2, 234c3, 234c4)는, 스크럽 방향이 서로 상이한 방향으로 되도록 배치되어 있다. 본 구성예에서는, 프로브(234c1, 234c2)는 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있고, 프로브(234c3, 234c4)는 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있다. 단, 프로브(234c1, 234c2)는 스크럽 방향이 동일 방향으로 되도록 배치되어 있어도 되고, 프로브(234c3, 234c4)는 스크럽 방향이 동일 방향으로 되도록 배치되어 있어도 된다.

영역 D에는, 프로브(234d1, 234d2, 234d3, 234d4)가 배치되어 있다. 프로브(234d1, 234d2, 234d3, 234d4)는, 스크럽 방향이 서로 상이한 방향으로 되도록 배치되어 있다. 본 구성예에서는, 프로브(234d1, 234d2)는 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있고, 프로브(234d3, 234d4)는 스크럽 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있다. 단, 프로브(234d1, 234d2)는 스크럽 방향이 동일 방향으로 되도록 배치되어 있어도 되고, 프로브(234d3, 234d4)는 스크럽 방향이 동일 방향으로 되도록 배치되어 있어도 된다.

이상으로 설명한 구성예에서는, 모두 웨이퍼(W)를 둘레 방향으로 4개의 영역으로 분할했을 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 웨이퍼(W)를 5개 이상의 영역으로 분할해도 된다. 이 경우, 5개 이상의 영역 각각에 배치된 프로브를 전극 패드에 접촉시켰을 때의 전극 패드에 형성되는 바늘 자국에 기초하여, 프로브 카드와 웨이퍼(W)의 상대 위치를 보정해도 된다.

〔위치 보정 방법〕

본 실시 형태에 따른 검사 장치(1)에 있어서, 캔틸레버형 프로브(234)를 갖는 프로브 카드(233)와, 전극 패드(P)를 갖는 웨이퍼(W)의 상대 위치를 보정하는 방법(이하, 「위치 보정 방법」이라고 함)의 일례에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 위치 보정 방법은, 예를 들어 제품 웨이퍼를 검사실(200)에 수용해서 제품 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행하기 전에, 지그 프로브 카드를 사용해서 실시된다. 또한, 지그 프로브 카드를 사용해서 실시되는 위치 보정 방법에 의해 산출되는 보정 결과는, 제품 검사용으로 사용되는 검사용 프로브 카드를 사용할 때 오프셋값으로서 사용된다.

먼저, 검사 유닛(230)의 프로브 카드(233)로서, 지그 프로브 카드를 설치한다. 지그 프로브 카드는, 예를 들어 상술한 제1 구성예 내지 제3 구성예에서 나타낸 프로브(234)를 갖는 프로브 카드이면 된다.

계속해서, 웨이퍼(W)로서, 표면에 위치 보정을 위한 복수의 전극 패드가 마련된 더미 웨이퍼를 검사실(200) 내의 적재대(210) 상에 적재하여, 콘택트 위치로 이동시킨다. 계속해서, 스테이지(220)의 승강 회전 수단(223)을 신장시켜 적재대(210)를 상승시킴으로써 적재대(210)에 적재된 더미 웨이퍼의 전극 패드를 지그 프로브 카드의 프로브에 콘택트시켜, 전극 패드에 바늘 자국을 형성한다.

계속해서, 촬상 대상의 전극 패드를 상부 카메라(241)의 하방으로 이동시켜 전극 패드에 형성된 바늘 자국을 촬상한다. 상부 카메라(241)에 의해 촬상된 바늘 자국을 포함하는 화상은, 제어 장치(300)에 송신된다. 또한, 이 처리를 복수의 전극 패드에 대해서 실시한다. 또한, 더미 웨이퍼를 이동시키지 않고, 상부 카메라(241)를 더미 웨이퍼의 상방으로 이동시켜 전극 패드에 형성된 바늘 자국을 촬상해도 된다.

계속해서, 제어 장치(300)는, 상부 카메라(241)에 의해 촬상된 바늘 자국을 포함하는 화상을 해석함으로써, 바늘 자국의 무게 중심 위치를 산출한다. 화상 해석에 의한 무게 중심 위치의 산출에는, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 화상에 포함되는 바늘 자국이 차지하는 영역 또는 그 경계를 구성하는 화소를 당해 화소의 휘도에 기초하여 검출하고, 이들 화소의 좌표에 기초하여 바늘 자국의 무게 중심 위치를 산출한다. 계속해서, 제어 장치(300)는, 미리 정해진 목표 위치(예를 들어 전극 패드의 중심 위치)와 바늘 자국의 무게 중심 위치를 비교함으로써, 목표 위치와 바늘 자국의 무게 중심 위치의 어긋남양을 산출한다. 또한, 제어 장치(300)는, 이 처리를 복수의 전극 패드에 대해서 실시한다.

계속해서, 제어 장치(300)는, 산출한 각 전극 패드에서의 각 어긋남양에 기초하여, 프로브 카드 전체로서의 보정량을 산출한다. 구체적으로는, 예를 들어 제어 장치(300)는, 전극 패드별로 상이한 어긋남양이 각각 최대한 0에 근접하도록, 즉, 각 바늘 자국의 무게 중심 위치와 각 목표 위치가 최대한 근사하도록, 프로브 카드의 전체의 보정량을 산출한다. 보정량의 산출은, 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들어 최소 제곱법을 사용할 수 있다. 또한, 산출된 보정량은, 예를 들어 제어 장치(300)의 기억부에 저장된다.

계속해서, 지그 프로브 카드를 제품 검사용으로 사용되는 검사용 프로브 카드로 교환함과 함께, 적재대(210) 상에 더미 웨이퍼 대신에 제품 웨이퍼를 적재한다. 제어 장치(300)는, 산출한 보정량을 오프셋값으로서 사용하여, 적재대(210) 상에 적재된 제품 웨이퍼의 검사를 행하는 콘택트 위치를 보정한다.

계속해서, 제어 장치(300)는, 제품 웨이퍼를 보정된 콘택트 위치로 이동시킨다. 계속해서, 스테이지(220)의 승강 회전 수단(223)을 신장시켜 적재대(210)를 상승시킴으로써 적재대(210)에 적재된 제품 웨이퍼의 전극 패드를 검사용 프로브 카드의 프로브에 콘택트시킨다. 그 후, 제품 웨이퍼의 전극 패드와 검사용 프로브 카드의 프로브가 콘택트한 상태에서, 제품 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행하여진다.

그런데, 캔틸레버형 프로브를 사용해서 각 전극 패드와 각 프로브를 각각 콘택트시킬 경우, 프로브의 선단의 높이의 차이에 의해 전극 패드에 형성되는 바늘 자국의 위치나 크기에 차이가 발생한다. 프로브의 선단의 높이의 차이는, 예를 들어 프로브 카드의 설계상의 오차나 프로브별 경년 열화의 진행 상태에 따라 발생한다.

도 5 내지 도 7은, 프로브의 높이의 차이에 의해 θ 방향으로 어긋남이 발생하는 예를 설명하는 도면이다. 도 8은, 프로브의 높이의 차이에 의해서도 θ 방향으로 어긋남이 발생하지 않는 예를 설명하는 도면이다. 도 6의 (a), 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)는, 웨이퍼(W)에 형성된 전극 패드(P)와 프로브 카드에 마련된 프로브(234)의 위치 관계를 도시하고, 도 6의 (b), 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)는 전극 패드(P)에 형성된 바늘 자국(M)의 위치를 도시한다.

프로브 카드의 설계상의 오차나 프로브의 경년 열화가 없을 경우에 X 방향을 길이 방향으로 하는 프로브(234)를 사용하면, 바늘 자국(M)의 무게 중심 위치(Mg)가 전극 패드(P)의 중심 위치(Pg)와 일치하고, 길이 방향으로 소정의 길이(L)를 갖는 바늘 자국(M)이 형성되는 것으로 한다(도 5의 (a) 참조).

이 경우, 프로브의 설계상의 오차나 프로브의 경년 열화에 의해 프로브의 선단의 높이가 상이하면, 예를 들어 도 5의 (b) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 바늘 자국(M)의 무게 중심 위치(Mg)가 전극 패드(P)의 중심 위치(Pg)에 대하여 +X 방향 또는 -X 방향으로 어긋날 경우가 있다. 또한, 예를 들어 도 5의 (b) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 바늘 자국(M)의 길이 방향의 길이에 차이가 발생하는 경우가 있다.

이때, 예를 들어 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 길이 방향이 동일 방향(X 방향)으로 되도록 배치된 4개의 프로브(234a, 234b, 234c, 234d)를 갖는 프로브 카드를 사용해서 프로브 카드의 전체의 보정량을 산출할 경우를 생각한다. 이 경우, 프로브(234c, 234d)의 바늘 자국(Mc, Md)의 무게 중심 위치(Mgc, Mgd)의 Y 좌표와, 대응하는 전극 패드(Pc, Pd)의 중심 위치(Pgc, Pgd)의 Y 좌표의 사이의 어긋남이 거의 발생하지 않는다. 그 때문에, Y 방향의 어긋남양을 고정밀도로 보정할 수 있다. 한편, 프로브(234a, 234b)의 바늘 자국(Ma, Mb)의 무게 중심 위치(Mga, Mgb)의 X 좌표와, 대응하는 전극 패드(Pa, Pb)의 중심 위치(Pga, Pgb)의 X 좌표의 사이의 어긋남양이 크다. 그 때문에, X 방향의 어긋남양을 고정밀도로 보정할 수 없다. 그 결과, 프로브 카드와 웨이퍼(W)의 사이의 θ 방향의 어긋남양을 정확하게 보정할 수 없다.

또한, 예를 들어 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 길이 방향이 동일 방향(Y 방향)으로 되도록 배치된 4개의 프로브(234a, 234b, 234c, 234d)를 갖는 프로브 카드를 사용해서 프로브 카드의 전체의 보정량을 산출할 경우를 생각한다. 이 경우, 프로브(234a, 234b)의 바늘 자국(Ma, Mb)의 무게 중심 위치(Mga, Mgb)의 X 좌표와, 전극 패드(Pa, Pb)의 중심 위치(Pga, Pgb)의 X 좌표의 사이의 어긋남이 거의 발생하지 않는다. 그 때문에, X 방향의 어긋남양을 고정밀도로 보정할 수 있다. 한편, 프로브(234c, 234d)의 바늘 자국(Mc, Md)의 무게 중심 위치(Mgc, Mgd)의 Y 좌표와 전극 패드(Pc, Pb)의 중심 위치(Pgc, Pgd)의 Y 좌표의 사이의 어긋남양이 크다. 그 때문에, Y 방향의 어긋남양을 고정밀도로 보정할 수 없다. 그 결과, 프로브 카드와 웨이퍼(W)의 사이의 θ 방향의 어긋남양을 정확하게 보정할 수 없다.

이에 반해, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 프로브 카드에서는, 웨이퍼(W)의 중심 O를 사이에 두고 대향하는 영역 A, B 각각에, 영역 A, 중심 O 및 영역 B를 지나는 제1 방향(Y 방향)을 길이 방향으로 하는 프로브(234a, 234b)가 배치되어 있다. 또한, 제1 방향과 수직인 제2 방향(X 방향)에 있어서 중심 O를 사이에 두고 대향하는 영역 C, D 각각에, 제2 방향을 길이 방향으로 하는 프로브(234c, 234d)가 배치되어 있다. 프로브는 침입 방향이 상이한 4개를 사용한다. 이 경우, 프로브(234a, 234b)의 바늘 자국(Ma, Mb)의 무게 중심 위치(Mga, Mgb)의 X 좌표와, 전극 패드(Pa, Pb)의 중심 위치(Pga, Pgb)의 X 좌표의 사이의 어긋남양이 작다. 그 때문에, X 방향의 어긋남양을 고정밀도로 보정할 수 있다. 또한, 프로브(234c, 234d)의 바늘 자국(Mc, Md)의 무게 중심 위치(Mgc, Mgd)의 Y 좌표와, 전극 패드(Pc, Pd)의 중심 위치(Pgc, Pgd)의 Y 좌표의 사이의 어긋남이 거의 발생하지 않다. 그 때문에, 프로브(234c, 234d)의 바늘 자국(Mc, Md)에 기초하여 Y 방향의 어긋남양을 고정밀도로 보정할 수 있다. 그 결과, 프로브 카드와 웨이퍼(W)의 사이의 θ 방향의 어긋남양을 정확하게 보정할 수 있어, 콘택트 위치의 보정을 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 프로브의 침입 방향은, 프로브(234a)와 프로브(234b)가 동일하고, 프로브(234c)와 프로브(234d)가 동일한 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 따른 위치 보정 방법은, 영역 A 내지 D에 각각 배치된 프로브(234a 내지 234d)를 각 전극 패드(Pa 내지 Pd)에 접촉시켰을 때의 바늘 자국(Ma 내지 Md)에 기초하여, 프로브 카드(233)와 웨이퍼(W)의 상대 위치를 보정한다. 이에 의해, 프로브 카드(233)의 설계상의 오차나 프로브(234)별 경년 열화의 진행 상태에 따라 프로브(234)의 높이에 차이가 발생하였어도, 프로브 카드(233)와 웨이퍼(W)의 사이의 어긋남양을 정확하게 산출할 수 있다. 그 때문에, 프로브(234)를 전극 패드(P)에 접촉시키는 위치를 고정밀도로 보정할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 위치 보정 방법은, 캔틸레버형 프로브(234)를 갖는 프로브 카드(233)를 사용해서 프로브(234)를 전극 패드(P)에 접촉시키는 위치를 보정한다. 이에 의해, 검사실(200)의 높이 방향 치수가 짧은 경우에도 적용 가능해서, 수직형의 프로브를 갖는 프로브 카드에 대하여 우위성이 있다.

〔실시예〕

본 실시 형태에 따른 위치 보정 방법의 효과를 확인한 실시예에 대해서 설명한다. 실시예에서는, 먼저 상술한 도 4에 도시된 바와 같이 배치된 프로브를 갖는 지그 프로브 카드를 사용해서 콘택트 위치의 보정을 행하였다. 계속해서, 제품 웨이퍼의 각 전극 패드를 검사용 프로브 카드의 각 프로브에 각각 콘택트시켜, 제품 웨이퍼의 각 전극 패드에 약 3000개의 바늘 자국을 형성하고, 각 전극 패드의 중심 위치에 대한 각 바늘 자국의 무게 중심 위치의 어긋남양을 측정하였다. 또한, 실시예에서는, 제어 장치(300)가 상부 카메라(241)에 의해 촬상된 바늘 자국의 화상을 해석해서 바늘 자국의 무게 중심 위치를 산출하였다.

비교예에서는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 배치된 프로브를 갖는 지그 프로브 카드를 사용해서 콘택트 위치의 보정을 행하였다. 계속해서, 실시예와 마찬가지의 방법에 의해, 제품 웨이퍼의 각 전극 패드를 검사용 프로브 카드의 각 프로브에 각각 콘택트시켜, 제품 웨이퍼의 각 전극 패드에 약 3000개의 바늘 자국을 형성하고, 각 전극 패드의 중심 위치에 대한 각 바늘 자국의 무게 중심 위치의 어긋남양을 측정하였다. 또한, 비교예에서는, 오퍼레이터가 상부 카메라(241)에 의해 촬상된 몇 군데의 바늘 자국을 모니터로 확인해서 바늘 자국의 무게 중심 위치를 특정하였다.

도 9는, 전극 패드의 중심 위치에 대한 바늘 자국의 무게 중심 위치의 어긋남양을 도시하는 도면이다. 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)는 각각 실시예 및 비교예의 결과를 나타낸다. 도 9의 (a) 및 도 9의 (b) 중, 횡축은 X 방향의 어긋남양(㎛)을 나타내고, 종축은 Y 방향의 어긋남양(㎛)을 나타낸다.

도 9(a)에 도시된 바와 같이, 실시예에서는, X 방향의 어긋남양의 중앙값은 +1.3㎛, Y 방향의 어긋남양의 중앙값은 -1.0㎛이며, X 방향 및 Y 방향의 어긋남양의 중앙값이 0에 가까운 값인 것을 확인할 수 있었다.

한편, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 비교예에서는, X 방향의 어긋남양의 중앙값은 -9.8㎛, Y 방향의 어긋남양의 중앙값은 +7.2㎛이며, X 방향 및 Y 방향의 어긋남양의 중앙값이 0으로부터 이격된 값인 것을 확인할 수 있었다.

이상의 결과에 의해, 본 실시 형태에 따른 위치 보정 방법을 사용함으로써, 콘택트 위치의 보정을 고정밀도로 행할 수 있다고 생각된다.

또한, 상기 실시 형태에서, 영역 A, 영역 B, 영역 C, 영역 D는 각각 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역 및 제4 영역의 일례이다. 또한, 웨이퍼(W)는 피검사체의 일례이며, 상부 카메라(241)는 촬상 수단의 일례이다.

이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 설명했지만, 상기 내용은, 발명의 내용을 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다.

1 : 검사 장치 200 : 검사실
233 : 프로브 카드 234 : 프로브
300 : 제어 장치 M : 바늘 자국
P : 전극 패드 W : 웨이퍼

Claims

복수의 캔틸레버형 프로브를 갖는 프로브 카드와, 복수의 전극 패드를 갖는 피검사체의 상대 위치를 보정하는 방법이며,
상기 캔틸레버형 프로브는 상기 전극 패드에 접촉되는 선단부와 이 선단부로부터 절곡되어 연장되는 길이 방향부를 포함하고,
상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제1 영역 및 제2 영역 각각에, 상기 제1 영역, 상기 프로브 카드의 중심 및 상기 제2 영역을 지나는 제1 방향이 상기 길이 방향부와 일치하도록 상기 복수의 캔틸레버형 프로브 중 제1군의 프로브를 배치하는 공정과,
상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 있어서 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제3 영역 및 제4 영역 각각에, 상기 제2 방향이 상기 길이 방향부와 일치하도록 상기 복수의 캔틸레버형 프로브 중 제2군의 프로브를 배치하는 공정과,
상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역 및 상기 제4 영역에 각각 배치된 상기 제1군의 프로브 및 상기 제2군의 프로브를 상기 복수의 전극 패드에 접촉시켰을 때의 상기 복수의 전극 패드에 형성되는 바늘 자국을 구하는 공정과,
상기 구해진 바늘 자국에 기초하여, 상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정하는 공정을 포함하는
위치 보정 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치된 상기 제1군의 프로브의 스크럽 방향이 동일 방향이며,
상기 제3 영역 및 상기 제4 영역에 배치된 상기 제2군의 프로브의 스크럽 방향이 동일한 방향인, 위치 보정 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치된 상기 제1군의 프로브의 스크럽 방향이 역방향이며,
상기 제3 영역 및 상기 제4 영역에 배치된 상기 제2군의 프로브의 스크럽 방향이 역방향인, 위치 보정 방법.
제1항에 있어서,
상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정하는 공정은, 상기 바늘 자국을 촬상 수단에 의해 촬상하는 공정과, 상기 촬상된 상기 바늘 자국의 화상으로부터 상기 바늘 자국의 무게 중심 위치를 산출하는 공정과, 상기 무게 중심 위치에 기초하여, 상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정하는 공정을 포함하는 위치 보정 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역 및 상기 제4 영역 각각에, 스크럽 방향이 서로 상이한 상기 복수의 프로브가 배치되어 있는, 위치 보정 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로브 카드는, 표면에 위치 보정을 위한 복수의 프로브가 마련된 지그 프로브 카드이며,
당해 위치 보정 방법에 의해 얻어진 상기 보정의 결과는, 제품 검사용으로 사용되는 검사용 프로브 카드를 사용할 때 오프셋값으로서 사용되는, 위치 보정 방법.
피검사체의 복수의 전극 패드에 복수의 캔틸레버형 프로브를 접촉시켜 피검사체의 전기적 특성을 검사하는 검사 장치이며,
상기 캔틸레버형 프로브는 상기 전극 패드에 접촉되는 선단부와 이 선단부로부터 절곡되어 연장되는 길이 방향부를 포함하고,
상기 복수의 프로브가 배치된 프로브 카드와,
상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정하는 제어 장치
를 포함하고,
상기 프로브 카드에는, 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제1 영역 및 제2 영역 각각에, 상기 제1 영역, 상기 프로브 카드의 중심 및 상기 제2 영역을 지나는 제1 방향이 상기 길이 방향부와 일치하도록 상기 복수의 캔틸레버형 프로브 중 제1군의 프로브가 배치되어 있고, 또한 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 있어서 상기 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제3 영역 및 제4 영역 각각에, 상기 제2 방향이 상기 길이 방향부와 일치하도록 상기 복수의 캔틸레버형 프로브 중 제2군의 프로브 프로브가 배치되어 있고,
상기 제어 장치는, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역 및 상기 제4 영역에 각각 배치된 상기 제1군의 프로브 및 상기 제2군의 프로브를 상기 복수의 전극 패드에 접촉시켰을 때의 상기 복수의 전극 패드에 형성되는 바늘 자국에 기초하여, 상기 프로브 카드와 상기 피검사체의 상대 위치를 보정하는,
검사 장치.
피검사체의 복수의 전극 패드에 복수의 캔틸레버형 프로브를 접촉시켜 피검사체의 전기적 특성을 검사하는 검사 장치에 사용되는 프로브 카드이며,
상기 캔틸레버형 프로브는 상기 전극 패드에 접촉되는 선단부와 이 선단부로부터 절곡되어 연장되는 길이 방향부를 포함하고,
상기 복수의 캔틸레버형 프로브를 포함하고,
상기 복수의 캔틸레버형 프로브는,
당해 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제1 영역 및 제2 영역 각각에 배치되고, 상기 제1 영역, 당해 프로브 카드의 중심 및 상기 제2 영역을 지나는 제1 방향이 상기 길이 방향부와 일치하는 제1군의 프로브와,
상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 있어서 당해 프로브 카드의 중심을 사이에 두고 대향하는 제3 영역 및 제4 영역 각각에 배치되고, 상기 제2 방향이 상기 길이 방향부와 일치하는 제2군의 프로브를 포함하는
프로브 카드.
제1항에 있어서,
상기 캔틸레버형 프로브는 상기 길이 방향부의 중심으로부터 선단부로 향하는 방향과 스크럽 방향이 동일 방향인 것을 특징으로 하는, 위치 보정 방법.
제7항에 있어서,
상기 캔틸레버형 프로브는 상기 길이 방향부의 중심으로부터 선단부로 향하는 방향과 스크럽 방향이 동일 방향인 것을 특징으로 하는, 검사 장치.
제8항에 있어서,
상기 캔틸레버형 프로브는 상기 길이 방향부의 중심으로부터 선단부로 향하는 방향과 스크럽 방향이 동일 방향인 것을 특징으로 하는, 프로브 카드.