KR102535099B1

KR102535099B1 - 검사 장치 및 검사 장치 제어 방법

Info

Publication number: KR102535099B1
Application number: KR1020210038018A
Authority: KR
Inventors: 도모야 엔도
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2023-05-26
Also published as: US20210311094A1; US11391758B2; KR20210124046A; CN113552458B; JP7382888B2; CN113552458A; JP2021166228A

Abstract

얼라이너 상에 거치된 웨이퍼를 프로브 카드의 프로브에 접촉시킬 위치로 이동시킬 때의 위치 정확도를 향상시키는 기술로서, 얼라이너 쪽의 제1 취득부에서 프로브 카드의 카드 중심 좌표를 취득하는 공정과, 포고 프레임에 구비된 기준 타겟에 있어 타겟 좌표계에서의 기준 좌표를 제1 취득부에서 취득하는 공정과, 포고 프레임 쪽의 제2 취득부와 제1 취득부의 공통 좌표를 취득하는 공정과, 제2 취득부에서 웨이퍼 중심 좌표를 취득하는 공정과, 카드 중심 좌표, 공통 좌표 및 웨이퍼 중심 좌표에 기초하여 구해지는 접촉 좌표를 포함하는 지령에 의해 얼라이너를 이동시키며, 제1 취득부에서 제1 타겟 좌표를 취득하는 공정과, 기준 타겟 좌표를 기준으로 해서 계산되며, 접촉 좌표에 대응하는, 타겟 좌표계에서의 제2 타겟 좌표와, 제1 타겟 좌표와의 위치 어긋남에 기초하여, 얼라이너의 위치를 보정하는 공정을 포함하는 처리를 실행하는 검사 장치가 제공된다.

Description

검사 장치 및 검사 장치 제어 방법{TESTING APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING TESTING APPARATUS}

본 개시 내용은 검사 장치 및 검사 장치 제어 방법에 관한 것이다.

특허문헌 1에서는, 프로브(probe)의 바늘 끝 또는 타겟을 검출하는 제1 및 제2 카메라에 의해 검출되는, 2개의 프로브의 바늘 끝의 수평 위치와 2개의 타겟의 수평 위치의 차이를, 프로브와 반도체 웨이퍼 전극 패드의 얼라인먼트에 사용되는 보정값으로서 검출하는 프로브 카드(probe card) 검출 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.

일본국 공개특허공보 특개2012-204695호

본 개시 내용은, 얼라인먼트 스테이지 상에 거치된 웨이퍼를 프로브 카드의 프로브에 접촉시킬 위치로 이동시킬 때의 위치 정확도를 향상시킬 수 있는 기술을 제공한다.

본 개시 내용의 일 양태에 의하면, 얼라인먼트 스테이지와, 포고 프레임과, 기준 타겟과, 제1 좌표 취득부와, 제2 좌표 취득부와, 컨트롤러를 포함하는 검사 장치로서, 상기 컨트롤러에 의해, 상기 얼라인먼트 스테이지 쪽의 상기 제1 좌표 취득부에서 상기 얼라인먼트 스테이지에 대향하는 상기 포고 프레임에 홀딩되는 프로브 카드의 카드 중심 좌표를 취득하는 공정과, 상기 컨트롤러에 의해, 상기 포고 프레임에 구비된 상기 기준 타겟에 있어 타겟 좌표계에서의 기준 타겟 좌표를 상기 제1 좌표 취득부에서 취득하는 공정과, 상기 컨트롤러에 의해, 상기 포고 프레임 쪽의 상기 제2 좌표 취득부와 상기 제1 좌표 취득부의 위치를 정렬하여 공통 좌표를 취득하는 공정과, 상기 컨트롤러에 의해, 상기 제2 좌표 취득부에서 상기 얼라인먼트 스테이지 상에 거치된 웨이퍼의 웨이퍼 중심 좌표를 취득하는 공정과, 상기 컨트롤러에 의해, 상기 카드 중심 좌표, 상기 공통 좌표 및 상기 웨이퍼 중심 좌표를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 프로브 카드의 프로브에 접촉시킬 접촉 좌표를 구하고, 상기 접촉 좌표를 포함하는 지령에 의해 상기 얼라인먼트 스테이지를 이동시켜, 상기 제1 좌표 취득부에서 상기 타겟 좌표계에서의 제1 타겟 좌표를 취득하는 공정과, 상기 컨트롤러에 의해, 상기 기준 타겟 좌표를 기준으로 해서 상기 접촉 좌표에 대응하는 상기 타겟 좌표계에서의 제2 타겟 좌표를 계산하고, 계산된 상기 제2 타겟 좌표와 상기 제1 타겟 좌표의 위치 어긋남량에 기초하여 상기 얼라인먼트 스테이지의 위치를 보정함으로써, 상기 프로브와 상기 웨이퍼를 접촉시키는 공정을 포함하는 처리를 실행하는 검사 장치가 제공된다.

일 측면에 의하면, 얼라인먼트 스테이지 상에 거치된 웨이퍼를 프로브 카드의 프로브에 접촉시킬 위치로 이동시킬 때의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 실시형태에 따른 검사 장치(10)의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에서의 A-A 단면에 해당하는 절단면에서의 검사 장치(10) 전체의 단면의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 하나의 셀의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 보정 타겟(21)을 나타내는 도면이다.
도 5는 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)에 접촉시키는 처리의 일 예를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 6a 내지 도 6c는 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)에 접촉시키는 처리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)에 접촉시키는 처리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 타겟 좌표계에서의 기준 좌표 A, 좌표 B, 좌표 C를 나타내는 도면이다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 본 개시 내용을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에서는, 실질적으로 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙임으로써, 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.

<실시형태>

도 1은 실시형태에 따른 검사 장치(10)의 일 예를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 2는 도 1에서의 A-A 단면에 해당하는 절단면에서의 검사 장치(10) 전체의 단면의 일 예를 나타내는 도면이다. 이하에서는, 직교 좌표계인 XYZ 좌표계에 의거하여 설명한다. XY 평면은 수평면이며 Z 방향은 상하 방향이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 검사 장치(10)는 케이스(11)를 포함한다. 케이스(11)의 내부 공간은 검사실(11A)이다. 검사실(11A)은 검사 영역(12), 반송 영역(13), 로딩 포트 영역(14)을 갖는다.

도 1 및 도 2에서는, 검사 영역(12), 반송 영역(13), 로딩 포트 영역(14)을 구획하는 격벽(XZ면에 대략 평행한 벽), 격벽에 구비되는 개구부 등이 생략되어 있다.

검사 영역(12)은 피검사체의 일 예인 웨이퍼(W)에 형성된 전자 디바이스의 전기 특성 검사가 이루어지는 영역이며, 주로 웨이퍼 검사용의 복수 개의 테스터(tester, 15), 포고 프레임(pogo frame, 15A), 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16), 얼라이너(aligner, 19)가 배치된다. 테스터(15)와 포고 프레임(15A)은 검사부의 일 예이다. 포고 프레임(15A)은 각 테스터(15) 아래에 하나씩 구비되어 있다. 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)는 제2 좌표 취득부의 일 예이며, 일 예로서, 각 포고 프레임(15A)에 인접한 소정 위치에 하나씩 구비된다. 도 1에서는, 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)가 테스터(15) 아래에 있기 때문에 보이지 않는다. 테스터(15)는 일 예로서, 검사 영역(12) 내에서 X방향으로 5개 배치되며, 상하 방향 3단으로 구비되어 있다. 도 1에 나타내는 구성은 일 예로서 중단의 테스터(15)를 포함하는 부분의 구성인데, 각 단의 구성은 마찬가지이다. 테스터(15)는 검사 영역(12) 내에서 X방향으로 복수 개 배치되며 상하 방향으로 복수 단 구비될 수 있다. 또한, 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)는 각 단에 한 개씩 구비되어서 X방향으로 이동 가능한 구성일 수도 있다. 한편, 이하에서는 각 테스터(15)가 배치되는 영역을 "셀"이라고 한다. 검사 영역(12) 내에는, 일 예로서 15개의 셀이 있게 된다.

반송 영역(13)은 검사 영역(12)과 로딩 포트 영역(14)의 사이에 구비된 영역이다. 반송 영역(13)에는, 반송 스테이지(18)를 X방향으로 안내하는 레일(18A)이 구비되어 있다. 반송 스테이지(18)에 대해서는 후술한다.

로딩 포트 영역(14)은 복수 개의 수용 공간(17)으로 구획되어 있다. 복수 개의 수용 공간(17)은 일 예로서, X방향으로 5개로 구획되며, 상하 방향으로는 3단으로 구획된다. 도 1에는 3단 중 중단에 위치하는 5개의 수용 공간(17)을 나타낸다. 중단의 5개의 수용 공간(17) 중, 3개의 수용 공간(17)에는 복수 개의 웨이퍼(W)를 수납하는 용기인 FOUP를 수용하는 포트(17a)가 3개 배치되며, 나머지 2개의 수용 공간(17)에는 검사 장치(10) 각 부의 동작을 제어하는 컨트롤러(17d)가 배치된다. 컨트롤러(17d)는 CPU(Central Processing Unit), 메모리 등을 포함하는 컴퓨터에 의해 실현된다. FOUP는 캐리어의 일 예이며, 포트(17a)는 캐리어 수용실의 일 예이다.

이하에서는, 도 1 및 도 2에 더해 도 3를 이용하여 설명한다. 도 3은 하나의 셀의 단면 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에서는, 상하 방향 3단 중 하나의 단에 포함되는 어느 하나의 셀 구조의 YZ 단면으로써 나타낸다. 도 3에서는, 테스터(15), 포고 프레임(15A), 프로브 카드(15B), 웨이퍼(W), 척 톱(chuck top,15C), 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(상부 카메라, 16), 메인 프레임(16A), 얼라이너(19), 프로브 얼라인먼트 카메라(하부 카메라, 20), 보정 타겟(21)을 나타낸다. 도 3에서 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)는, 테스터(15)의 하면에서 포고 프레임(15A)의 -Y 방향 쪽에 인접하여 구비된 메인 프레임(16A)의 하면에 구비되어 있다. 얼라이너(19)는 케이스(11) 각 단의 바닥(11F)에 구비되어 있다. 얼라이너(19)는 컨트롤러(17d)에 의해 구동 제어된다.

각 테스터(15)의 아래에는, 프로브 카드(15B)를 홀딩하는 포고 프레임(15A)이 구비된다. 포고 프레임(15A)은 케이스(11)에 고정되어 있다. 포고 프레임(15A)은 웨이퍼(W)의 전자 디바이스 단자에 접촉하는 포고 핀(미도시)을 갖는다. 웨이퍼(W)의 전자 디바이스 단자는 포고 프레임(15A)을 통해 테스터(15)에 전기적으로 접속된다. 또한, 포고 프레임(15A)의 하면에는 보정 타겟(21)이 설치되어 있다. 보정 타겟(21)은 얼라이너(19)의 기준 위치를 취득할 때에 사용한다. 일 예로서 보정 타겟(21)은, 포고 프레임(15A) 하면의 +Y 방향 쪽 단부이면서 포고 프레임(15A)의 X방향 폭의 중앙부에 설치되어 있다. 보정 타겟(21)의 위치는, 얼라이너(19)가 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)의 프로브(15B1)에 접촉시킬 접촉 위치로 이동시켰을 때에, 프로브 얼라인먼트 카메라(20)로 촬영할 수 있는 위치이다.

척 톱(15C)은 두꺼운 판 형상의 부재이며 평탄한 상면을 갖는다. 척 톱(15C)은, 얼라이너(19, 도2 참조)에 의해 포고 프레임(15A)에 대해 위치 맞춤이 이루어진 상태에서, 진공 흡착 기구(미도시)에 의해 포고 프레임(15A)에 흡착된다.

척 톱(15C)이 포고 프레임(15A)에 흡착되면, 프로브 카드(15B)의 프로브(15B1)가 웨이퍼(W)의 전자 디바이스 단자에 의해 가압된다. 한편, 얼라이너(19)는 각 단에 하나씩 구비되어 있다. 도 1에서는, 얼라이너(19)가 5개의 테스터(15) 중 하나의 아래에 있는데 도시가 생략되어 있다. 하나의 단의 얼라이너(19)에 의해 얼라인먼트, 반송 등의 처리가 이루어지고 있을 때에, 다른 단의 얼라이너(19)에 의해서도 얼라인먼트, 반송 등의 처리가 가능하므로, 웨이퍼(W) 검사의 효율을 향상시킬 수 있다.

척 톱(15C)은 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 기구(히터)를 구비할 수 있어서, 테스터(15)가 전자 디바이스의 전기 특성을 검사할 때에 웨이퍼(W)의 온도를 원하는 온도로 가열할 수도 있다. 또한, 척 톱(15C)은 냉각액을 이용하여 척 톱(15C)을 냉각시키는 냉각 기구(칠러 유닛)을 구비할 수도 있다.

웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)는 제2 좌표 취득부의 일 예이며 상부 카메라로서 사용된다. 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)는 아랫쪽을 촬영할 수 있으며, 일 예로서, 척 톱(15C)의 상면에 홀딩되는 웨이퍼(W)의 위치, 척 톱(15C)의 위치 등을 촬영한다.

반송 스테이지(18)는 반송 기구의 일 예이다. 반송 스테이지(18)는 반송 영역(13) 안에서 레일(18A)을 따라 X방향으로 이동 가능하다. 반송 스테이지(18)는 Y방향 및 Z방향으로 동작 가능한 아암 등을 가지는 바, 웨이퍼(W) 등을 X방향, Y방향, Z방향으로 반송시킬 수 있다. 반송 스테이지(18)는 로딩 포트 영역(14)의 포트(17a)로부터 웨이퍼(W)를 건네받아 반송 영역(13) 안에서 X방향으로 반송시켜 얼라이너(19)에 건네준다. 또한, 반송 스테이지(18)는 전자 디바이스의 전기 특성 검사가 끝난 웨이퍼(W)를 얼라이너(19)로부터 건네받아 반송 영역(13) 안에서 X방향으로 반송시켜 포트(17a)에 건네준다.

얼라이너(19)는 얼라인먼트 스테이지의 일 예이며, 반송 스테이지(18)로부터 웨이퍼(W)를 건네받는다. 얼라이너(19)는 웨이퍼(W)를 홀딩하는 척 톱(15C)을 각 테스터(15)로 반송하고, 포고 프레임(15A)이 홀딩하는 프로브 카드(15B)에 대해 웨이퍼(W)의 위치 맞춤을 행한다. 이와 같이 위치 맞춤이 이루어진 상태에서 척 톱(15C)은 진공 흡착 기구(미도시)에 의해 포고 프레임(15A)에 흡착된다. 얼라이너(19)는, 전자 디바이스의 전기 특성 검사가 끝난 웨이퍼(W)를 홀딩하는 척 톱(15C)을 포고 프레임(15A)으로부터 건네받아, 웨이퍼(W)를 반송 스테이지(18)에 건네준다.

얼라이너(19)는 상하 방향 3단의 각 단에 하나씩 구비되어 있다. 얼라이너(19)는 아래에서부터 위로 X스테이지(19X), Y스테이지(19Y), Z스테이지(19Z)의 순서로 겹쳐지는 구성을 갖는다. X스테이지(19X)는 X방향으로 이동 가능하고, Y스테이지(19Y)는 X스테이지(19X)에 대해 Y방향으로 이동 가능하며, Z스테이지(19Z)는 Y스테이지(19Y)에 대해 Z방향으로 이동 가능하다.

프로브 얼라인먼트 카메라(20)는 제1 좌표 취득부의 일 예이며 하부 카메라로서 사용된다. 프로브 얼라인먼트 카메라(20)는 얼라이너(19)의 Z스테이지(19Z)에 설치되어 윗쪽을 촬영할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 보정 타겟(21)을 나타내는 도면이다. 도 4a에 나타내는 바와 같이, 보정 타겟(21)은, 일 예로서 세로7개×가로7개49개의 타겟(+마크)을 구비한다. 여기에서는 타겟이 +마크인 형태에 대해 설명하나, 타겟이 +마크로 한정되지는 않으며, 다양한 기호, 다양한 형상의 도형 등일 수도 있다. 보정 타겟(21)은 각 타겟이 아랫쪽을 향한 상태로 포고 프레임(15A) 하면에 설치되어 있다. 각 타겟의 우측에는 2행 2열의 수치가 첨부되어 있다. 일 예로서 오른쪽 위의 타겟(00,00)이 기준 타겟이며, 상단 2자리의 수치는 기준 타겟으로부터의 횡방향 거리를 나타내고, 하단 2자리의 수치는 기준 타겟으로부터의 종방향 거리를 나타낸다. 따라서, 기준 타겟(00,00)으로부터 왼족 아래의 타겟(06,06)을 향해 상단과 하단의 값이 하나씩 늘어나고 있다. 한편, 타겟의 갯수는 49개로 한정되지 않으며, 복수 개라면 몇 개이어도 상관없다. 또한, 일 예로서 각 타겟의 우측에 2행 2열의 수치가 첨부되는 형태에 대해 설명하였으나, 이러한 형태로 한정되지는 않으며, 기준 타겟으로부터의 횡방향 및 종방향 위치를 알 수 있다면 어떠한 표기도 가능하다.

도 4a에서 파선으로 둘러싼 부분은, 프로브 얼라인먼트 카메라(20)로 촬영한 경우의 시야를 나타낸다. 시야의 중심(中心)에 있는 십자는 시야 중심(21A)을 나타낸다. 컨트롤러(17d)는 시야 중심(21A)에서 가장 가까운 타겟(시야 중심(21A)에서 가장 가까운 +마크의 타겟)을 선택하고, 그 타겟에 첨부되어 있는 수치를 읽어들인다. 도 4b에서는 (03,02)이다. 컨트롤러(17d)는, 시야 센터(21A)와 가장 가까운 타겟의 x방향, y방향의 위치 어긋남량(xd,yd)을 취득하여, 읽어들인 수치와의 합계를 취함으로써, 보정 타겟(21)에 있어 xy좌표계에서의 시야 센터(21A)의 위치를 특정한다. 한편, 보정 타겟(21)의 xy 좌표계는 검사 장치(10)의 XY 좌표에 대응하고 있다. 이하에서는, 보정 타겟(21)의 xy 좌표계를 "타겟 좌표계"라고 한다.

도 5는 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)에 접촉시키는 처리의 일 예를 나타내는 플로우 챠트이다. 도 5에 나타내는 처리는, 컨트롤러(17d)가 실행한다. 또한, 여기에서는, 도 5에 더해 도 6a 내지 도 7c를 이용하여 설명한다. 도 6a 내지 도 7c는 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)에 접촉시키는 처리의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6a 내지 도 7c에서는, 포고 프레임(15A)쪽의 프로브 카드(15B), 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16) 및 보정 타겟(21)의 위치와, 얼라이너(19) 쪽의 웨이퍼(W) 및 프로브 얼라인먼트 카메라(20)의 위치를 개략적으로 나타내며, 척 톱(15C)은 생략되어 있다.

이 때, 3개의 얼라이너(19)가 X방향으로 이동하는 등에 의한 검사 장치(10)의 중심(重心) 변화, 온도에 의한 팽창 또는 수축 등에 의해, 검사 장치(10)의 프레임에 변형이 생기는 경우가 있다. 이와 같은 변형은 마이크로미터 수준의 것이다. 접촉 위치로 이동시키는 지령에 의해 얼라이너(19)를 이동시키면, 전술한 변형에 의해, 이동시킬 때마다 접촉 위치에 어긋남이 발생할 수 있다. 실시형태의 검사 장치(10) 및 검사 장치 제어 방법은, 이러한 위치 어긋남을 보정하여, 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)의 프로브(15B1)에 접촉시킬 위치로 이동시킬 때의 위치 정확도를 향상시킨다.

단계 S1에서 컨트롤러(17d)는 프로브 얼라인먼트를 행한다. 구체적으로는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 얼라이너(19)에 구비된 프로브 얼라인먼트 카메라(20)를 프로브 카드(15B)의 바로 아래로 이동시켜 프로브 카드(15B)의 위치를 나타내는 카드 중심(重心) 좌표를 취득한다.

단계 S2에서 컨트롤러(17d)는, 접촉 위치로 이동시키는 지령에 의해 얼라이너(19)를 이동시키고, 프로브 얼라인먼트 카메라(20)로 보정 타겟(21)을 촬상함으로써, 타겟 좌표계에서의 기준 좌표를 취득한다. 보정 타겟(21)의 위치는 얼라이너(19)가 접촉 위치로 이동했을 때에 프로브 얼라인먼트 카메라(20)로 촬영할 수 있는 위치에 있으므로, 접촉 위치로 이동시키는 지령에 의해 얼라이너(19)를 이동시키면, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 프로브 얼라인먼트 카메라(20)는 보정 타겟(21)의 바로 아래로 이동한다. 컨트롤러(17d)는, 이 상태에서 프로브 얼라인먼트 카메라(20)에 의해 보정 타겟(21)을 촬상함으로써 얻는 타겟 좌표계에서의 시야 중심(21A)(도 4b 및 도 4c)의 좌표를 기준 좌표로서 취득한다. 온도 변화, 중심 이동 등에 의한 검사 장치(10)의 변형에 따른 위치 어긋남에 의해, 단계 S2에서 취득하는 타겟 좌표계에서의 기준 좌표가 얼라이너(19) 쪽 좌표와 매번 다를 수가 있다. 타겟 좌표계에서의 기준 좌표는 단계 S1~S6의 처리를 한번 행함에 있어 기준이 되는 위치이다.

단계 S3에서 컨트롤러(17d)는 상부/하부 카메라의 위치를 정렬한다. 구체적으로, 컨트롤러(17d)는, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)를 소정 위치로 이동시키고 얼라이너(19)를 이동시켜 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)와 프로브 얼라인먼트 카메라(20)의 축을 맞춤으로써, 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16) 좌표와 프로브 얼라인먼트 카메라(20) 좌표의 공통 좌표를 취득한다. 이로써 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16) 좌표와 프로브 얼라인먼트 카메라 좌표(20)의 대응 관계가 얻어진다.

단계 S4에서 컨트롤러(17d)는 웨이퍼 얼라인먼트를 실행한다. 구체적으로, 컨트롤러(17d)는, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)에 의해 얼라이너(19) 상의 웨이퍼(W) 위치(웨이퍼 중심 좌표)를 취득한다.

단계 S5에서, 컨트롤러(17d)는, 카드 중심 좌표, 공통 좌표 및 웨이퍼 중심 좌표를 이용하여 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)에 접촉시키기 위해 얼라이너(19)를 접촉 위치로 이동시킬 좌표(접촉 좌표)를 산출하고, 산출된 접촉 좌표를 포함하는 지령에 의해 얼라이너(19)를 이동시킨 상태에서 프로브 얼라인먼트 카메라(20)에 의해 보정 타겟(21)을 촬상하여, 접촉 좌표에서의 보정 타겟(21)의 좌표값(실측값)을 취득한다.

단계 S6에서, 컨트롤러(17)는, 단계 S5에서 산출된 접촉 좌표와, 단계 S2에서 인식한 보정 타겟 기준점에 기초하여, 접촉 위치에서 인식할 보정 타겟(21)의 좌표 이론값을 계산하여 구한다. 보정 타겟(21)의 좌표 이론값과, 실제로 접촉 좌표에서 인식한 보정 타겟(21)의 좌표(실측값)와의 차분이 보정값으로 된다. 그리하여, 컨트롤러(17d)는 이 보정값만큼 얼라이너(19)를 이동시키는 것이다.

여기에서, 보정 타겟(21)의 좌표 이론값은, 얼라인먼트 스테이지가 산출된 접촉 좌표에서 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)에 접촉시키는 경우에 인식된다고 상정되는, 타겟 좌표계에 대응하는 제1 좌표 취득부 좌표로서, 기준 타겟 좌표를 기준으로 해서 계산되는 제2 타겟 좌표이다.

구체적으로는 다음과 같다. 여기에서는 도 7c에 더해 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은 타겟 좌표계에서의 기준 좌표 A, 보정 타겟(21)의 좌표 이론값 B, 단계 S5의 좌표(실측값) C를 나타내는 도면이다. 기준 좌표 A는 단계 S2에서 취득한 좌표이다. 보정 타겟(21)의 좌표 이론값 B는 제2 타겟 좌표의 일 예이며, 단계 S5의 좌표(실측값) C는 제1 타겟 좌표의 일 예이다.

보정 좌표(21)의 좌표 이론값 B는 기준 좌표 A를 기준으로 해서 검사 장치(10)의 설계값에 기초하여 계산된 좌표이다. 그러나, 접촉 좌표를 포함하는 지령에 의해 얼라이너(19)를 이동시키더라도, 검사 장치(10)의 변형, 프로브 카드(15B)의 개체차 등에 의해 위치 어긋남이 발생하므로, 얼라이너(19)는 좌표(실측값) C에 대응하는 XYZ 좌표계에서의 좌표로 이동하게 된다.

이에, 컨트롤러(17d)는, 단계 S6에서 보정 타겟(21)의 좌표 이론값 B와 좌표(실측값) C의 차를 보정값으로서 구하여, 도 7c에 나타내는 바와 같이 보정값만큼 얼라이너(19)를 이동시킨다. 그 결과, 얼라이너(19)는 접촉 좌표로 이동하고서 위치 어긋남을 보정한 상태에서 웨이퍼(W)와 프로브 카드(15B)의 프로브(15B1)를 접촉시킬 수가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 단계 S2에서, 프로브 얼라인먼트 카메라(20)에 의해 보정 타겟(21)을 촬상함으로써 타겟 좌표계에서의 기준 좌표 A를 취득한다. 그리고, 접촉 좌표를 포함하는 지령에 의해 얼라이너(19)를 이동시킨 위치에서 취득하는 좌표(실측값) C와, 보정 타겟(21)의 좌표 이론값 B와의 차를 보정값으로 하여, 얼라이너(19)의 위치를 보정한다. 그리하여, 검사 장치(10)의 변형, 프로브 카드(15B)의 개체차 등에 의해 발생하는 위치 어긋남을 상쇄시켜 얼라이너(19)를 정확한 위치로 이동시킬 수 있다.

따라서, 얼라이너(19)(얼라인먼트 스테이지) 상에 거치된 웨이퍼(W)를 프로브 카드(15B)의 프로브(15B1)에 접촉시킬 위치로 이동시킬 때의 위치 정확도를 향상시킬 수 있는 검사 장치(10) 및 검사 장치 제어 방법을 제공할 수 있다.

이와 같은 위치 어긋남의 보정은, 도 5에 나타내는 플로우 챠트의 단계 S1~S6의 처리를 실행할 때마다 실시할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W) 하나하나에 대해 전자 디바이스를 검사할 때마다 실행시킬 수 있다. 따라서, 검사를 실행할 때마다 정확한 위치에서 웨이퍼(W)를 프로브(15B1)에 접촉시킬 수 있는 바, 검사 시간을 단축하여 고효율로 검사할 수 있는 검사 장치(10)를 제공할 수 있다. 또한, 위치 어긋남을 수작업으로 조정하는 경우에는 방대한 시간이 걸림에 비해, 보정 타겟(21)을 사용하면 위치 조정을 매우 단시간에 용이하게 실시할 수 있다는 점에서도 고효율 검사가 가능하다고 할 수 있다.

한편, 이상에서는 검사 장치(10)가 복수 개의 테스터(15)를 포함하는 형태에 대해 설명하였으나, 검사 장치(10)가 포함하는 테스터(15)의 갯수는 한 개일 수도 있다. 또한, 이상에서는 척 톱(15C)이 포고 프레임(15A)에 대해 진공 흡착되는 형태에 대해 설명하였으나, 척 톱(15C)은 얼라이너(19)에 의해 포고 프레임(15A)에 대해 가압되는 구성일 수도 있다.

또한, 이상에서는 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16)를 이용하여 웨이퍼 중심 좌표 등을 취득하는 형태에 대해 설명하였으나, 웨이퍼 얼라인먼트 카메라(16) 대신에 웨이퍼 중심 좌표 등을 취득할 수 있는 센서를 사용할 수도 있다. 마찬가지로, 이상에서는 프로브 얼라인먼트 카메라(20)를 이용하여 카드 중심 좌표, 기준 좌표 등을 취득하는 형태에 대해 설명하였으나, 프로브 얼라인먼트 카메라(20) 대신에 카드 중심 좌표, 기준 좌표 등을 취득할 수 있는 센서를 사용할 수도 있다.

이상에서는 본 개시 내용에 따른 검사 장치 및 검사 장치 제어 방법의 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 개시 내용이 상기 실시형태 등에 한정되지는 않는다. 청구범위에 기재된 범주 내에서 각종의 변경, 수정, 치환, 부가, 삭제, 조합 등이 가능하다. 이들 역시 당연히 본 개시 내용의 기술적 범위에 속하는 것이다.

본원은 일본 특허청에 2020년 4월 6일에 출원된 특허출원 2020-068425호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 참조로써 여기에 원용한다.

Claims

얼라인먼트 스테이지와, 포고 프레임과, 기준 타겟과, 제1 좌표 취득부와, 제2 좌표 취득부와, 컨트롤러를 포함하는 검사 장치로서,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 얼라인먼트 스테이지 쪽의 상기 제1 좌표 취득부에서 상기 얼라인먼트 스테이지에 대향하는 상기 포고 프레임에 홀딩되는 프로브 카드의 카드 중심 좌표를 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 포고 프레임에 구비된 상기 기준 타겟에 있어 타겟 좌표계에서의 기준 타겟 좌표를 상기 제1 좌표 취득부에서 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 포고 프레임 쪽의 상기 제2 좌표 취득부와 상기 제1 좌표 취득부의 위치를 정렬하여 공통 좌표를 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 제2 좌표 취득부에서 상기 얼라인먼트 스테이지 상에 거치된 웨이퍼의 웨이퍼 중심 좌표를 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 카드 중심 좌표, 상기 공통 좌표 및 상기 웨이퍼 중심 좌표를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 프로브 카드의 프로브에 접촉시킬 접촉 좌표를 구하고, 상기 접촉 좌표를 포함하는 지령에 의해 상기 얼라인먼트 스테이지를 이동시켜, 상기 제1 좌표 취득부에서 상기 타겟 좌표계에서의 제1 타겟 좌표를 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 기준 타겟 좌표를 기준으로 해서 상기 접촉 좌표에 대응하는 상기 타겟 좌표계에서의 제2 타겟 좌표를 계산하고, 계산된 상기 제2 타겟 좌표와 상기 제1 타겟 좌표의 위치 어긋남량에 기초하여 상기 얼라인먼트 스테이지의 위치를 보정함으로써, 상기 프로브와 상기 웨이퍼를 접촉시키는 공정을 포함하는 처리를 실행하는 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 좌표 취득부는 상기 얼라인먼트 스테이지에 설치된 카메라인 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 좌표 취득부는 상기 포고 프레임에 설치된 카메라 또는 상기 포고 프레임에 대응하여 구비되는 검사부가 복수 개 배열되는 경우에 배열 방향을 따라 이동 가능한 카메라인 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 타겟 좌표가 상기 검사 장치의 설계값에 기초하여 얻어지는 좌표인 검사 장치.
얼라인먼트 스테이지와, 포고 프레임과, 기준 타겟과, 제1 좌표 취득부와, 제2 좌표 취득부와, 컨트롤러를 포함하는 검사 장치를 제어하는 검사 장치 제어 방법으로서,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 얼라인먼트 스테이지 쪽의 상기 제1 좌표 취득부에서 상기 얼라인먼트 스테이지에 대향하는 상기 포고 프레임에 홀딩되는 프로브 카드의 카드 중심 좌표를 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 포고 프레임에 구비된 상기 기준 타겟에 있어 타겟 좌표계에서의 기준 타겟 좌표를 상기 제1 좌표 취득부에서 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 포고 프레임 쪽의 상기 제2 좌표 취득부와 상기 제1 좌표 취득부의 위치를 정렬하여 공통 좌표를 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 제2 좌표 취득부에서 상기 얼라인먼트 스테이지 상에 거치된 웨이퍼의 웨이퍼 중심 좌표를 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 카드 중심 좌표, 상기 공통 좌표 및 상기 웨이퍼 중심 좌표를 이용하여 상기 웨이퍼를 상기 프로브 카드의 프로브에 접촉시킬 접촉 좌표를 구하고, 상기 접촉 좌표를 포함하는 지령에 의해 상기 얼라인먼트 스테이지를 이동시켜, 상기 제1 좌표 취득부에서 상기 타겟 좌표계에서의 제1 타겟 좌표를 취득하는 공정과,
상기 컨트롤러에 의해, 상기 기준 타겟 좌표를 기준으로 해서 상기 접촉 좌표에 대응하는 상기 타겟 좌표계에서의 제2 타겟 좌표를 계산하고, 계산된 상기 제2 타겟 좌표와 상기 제1 타겟 좌표의 위치 어긋남량에 기초하여 상기 얼라인먼트 스테이지의 위치를 보정함으로써, 상기 프로브와 상기 웨이퍼를 접촉시키는 공정을 포함하는 검사 장치 제어 방법.