KR102686163B1 - 파티클 계측 장치, 삼차원 형상 측정 장치, 프로버 장치, 파티클 계측 시스템 및 파티클 계측 방법 - Google Patents
파티클 계측 장치, 삼차원 형상 측정 장치, 프로버 장치, 파티클 계측 시스템 및 파티클 계측 방법 Download PDFInfo
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Abstract
파티클 발생량을 관리하는 것이 가능한 파티클 계측 장치, 삼차원 형상 측정 장치, 프로버 장치, 파티클 계측 시스템 및 파티클 계측 방법을 제공한다. 프로브 니들(141)이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 전극 패드(P)의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 취득하는 취득부(252)와, 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 파티클의 계측의 기준이 되는 패드 기준면(R)을 검지하는 검지부(253)와, 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 전극 패드(P)의 표면 형상에 있어서의 패드 기준면(R)으로부터 함몰되어 있는 오목부의 체적(VMR)과, 패드 기준면(R)으로부터 돌출되어 있는 볼록부의 체적(VMP)을 계산하는 요철 계산부(254)와, 오목부의 체적(VMR)과 볼록부의 체적(VMP)의 체적차로부터 파티클 발생량을 산출하는 파티클 발생량 산출부(255)를 구비한다.
Description
본 발명은, 반도체 웨이퍼에 복수 형성된 반도체 칩의 전기적 특성을 검사할 때에 발생한 파티클의 발생량을 계측하는 기술에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은, 다수의 공정을 가지며, 품질 보증 및 수율의 향상을 위해서, 각종의 제조 공정에서 각종의 검사가 행해진다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 복수의 반도체 칩(이하, 칩이라고 칭함)이 형성된 단계에서, 웨이퍼 레벨 검사가 행해진다.
웨이퍼 레벨 검사는, 프로브 카드에 형성된 다수의 침 형상의 프로브(이하, 프로브 니들이라고 함)를 각 칩의 전극 패드에 콘택트(접촉)시키는 프로버 장치를 사용해서 행해진다. 프로브 니들은 테스트 헤드의 단자에 전기적으로 접속되어 있고, 테스트 헤드로부터 프로브 니들을 통해서 각 칩에 전원 및 테스트 신호를 공급함과 함께, 각 칩으로부터의 출력 신호를 테스트 헤드로 검출해서 정상적으로 작동하는지를 측정한다.
이와 같은 웨이퍼 레벨 검사가 행해진 후, 프로브 니들이 전극 패드에 정상적으로 콘택트했는지의 여부를 판정하는 것을 목적으로 하여, 전극 패드 상에 형성된 니들 흔적(針跡)을 카메라에 의해서 촬상하고, 그 촬상된 화상으로부터 전극 패드의 니들 흔적을 검출하는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
그런데, 프로버 장치에 있어서, 전극 패드에 대한 프로브 니들의 콘택트 시에, 프로브 니들이 전극 패드의 표면의 일부를 깎아냄에 의해서 파티클(미세 파티클)이 발생하는 경우가 있다. 이 파티클에는, 전극 패드의 표면에 형성된 산화막이나 금속막 등이 포함된다. 파티클은, 웨이퍼 위에 남으면 회로의 오동작의 원인이 된다. 또한, 파티클이 프로브 니들의 침끝 등에 부착되는 경우도 있다. 이 경우에는, 프로브 니들에 의한 전기적 특성의 측정에 악영향을 미친다.
그 때문에, 종래의 프로버 장치에서는, 전극 패드에 대한 프로브 니들의 콘택트 시에 발생한 파티클에 의한 영향을 저감하기 위해서, 예를 들면 프로빙 동작 횟수(프로브 니들의 콘택트 횟수)를 카운트하고, 프로빙 동작 횟수가 일정 수에 달했을 경우, 또는, 웨이퍼 레벨 검사의 결과가 악화된 경우에, 프로버 장치 내의 청소나, 프로브 니들의 침끝의 청소 등을 행하고 있었다.
그러나, 프로버 장치에 있어서의 파티클 발생량은 프로빙 동작 시의 운동학적인 조건(예를 들면, 프로브 니들의 오버 드라이브량) 등에도 의존하고 있으며, 프로빙 동작 횟수에서는 실제의 파티클 발생량과는 상관이 낮다. 그 때문에, 쓸데없는 청소의 실시에 의한 시간의 낭비나 청소 부족의 문제가 있다. 또한, 웨이퍼 레벨 검사의 결과가 악화되고 나서는 느려져서, 검사 효율이 저하되는 요인이 된다.
특허문헌 1에 개시된 기술은, 프로브 니들이 전극 패드에 정상적으로 콘택트했는지의 여부를 판정하기 위해서 전극 패드의 니들 흔적을 검출하는 기술에 지나지 않고, 프로버 장치에 있어서 발생하는 파티클의 발생 상황을 파악하는 것은 곤란하다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 웨이퍼의 전극 패드에 프로브 니들이 콘택트함에 의해서 발생하는 파티클의 발생 상황을 파악하는 것이 가능한 파티클 계측 장치, 삼차원 형상 측정 장치, 프로버 장치, 파티클 계측 시스템 및 파티클 계측 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 태양에 따른 파티클 계측 장치는, 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 웨이퍼의 전극 패드에 프로브 니들이 콘택트했을 때에 발생하는 파티클을 계측한다. 이 파티클 계측 장치는, 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 취득하는 취득부와, 취득부가 취득한 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 전극 패드의 표면 중에서 파티클의 계측의 기준이 되는 패드 기준면을 검지하는 검지부와, 취득부가 취득한 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 전극 패드의 표면 형상에 있어서의 기준면으로부터 함몰되어 있는 오목부의 체적과, 패드 기준면으로부터 돌출되어 있는 볼록부의 체적을 계산하는 요철 계산부와, 요철 계산부가 계산한 오목부의 체적과 볼록부의 체적의 체적차로부터 파티클 발생량을 산출하는 파티클 발생량 산출부를 구비한다. 이것에 의해, 전극 패드에 프로브 니들이 콘택트했을 때에 발생한 파티클의 발생 상황을 파악하는 것이 가능해진다.
바람직하게는, 파티클 계측 장치는, 웨이퍼에 포함되는 복수의 전극 패드에 대해서 파티클 발생량 산출부가 각각 산출한 파티클 발생량을 적산하는 제1 적산부와, 제1 적산부가 적산한 파티클 적산값을 제1 임계값과 비교한 결과에 기초하여, 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성을 나타내는 정보(경고)를 출력하는 제1 출력부를 더 구비한다.
파티클 계측 장치는 파티클 발생량을 정량적으로 관리하고, 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 경우에는 경고를 출력하기 때문에, 조작자는 청소가 필요하게 된 웨이퍼에 대해서 적절하게 청소할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
바람직하게는, 파티클 계측 장치는, 웨이퍼의 전기적 특성을 검사한 프로버 장치마다 파티클 발생량을 적산하는 제2 적산부와, 제2 적산부가 프로버 장치마다 적산한 파티클 적산값을 제2 임계값과 비교한 결과에 기초하여, 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로버 장치를 나타내는 정보를 출력하는 제2 출력부를 더 구비한다.
파티클 계측 장치는, 파티클 발생량을 프로버 장치마다 정량적으로 관리하고, 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로버 장치에 대해서 경고를 출력하기 때문에, 조작자는, 청소가 필요하게 된 프로버 장치 또는 프로브 니들에 대해서 적절하게 청소할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
바람직하게는, 파티클 계측 장치는, 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 사용된 프로브 카드마다 파티클 발생량을 적산하는 제3 적산부와, 제3 적산부가 프로브 카드마다 적산한 파티클 적산값을 제3 임계값과 비교한 결과에 기초하여, 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로브 카드를 나타내는 정보를 출력하는 제3 출력부를 더 구비한다.
파티클 계측 장치는, 프로브 카드마다 파티클 발생량을 정량적으로 관리하고, 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로브 카드에 대해서 경고를 출력하기 때문에, 조작자는 교환이 필요한 프로브 카드에 대해서 적절하게 교환할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
바람직하게는, 파티클 계측 장치는, 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 사용된 프로브 카드가 갖는 프로브 니들마다 파티클 발생량을 적산하는 제4 적산부와, 제4 적산부가 프로브 니들마다 적산한 파티클 적산값을 제4 임계값과 비교한 결과에 기초하여, 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로브 니들을 나타내는 정보를 출력하는 제4 출력부를 더 구비한다.
파티클 계측 장치는, 프로브 니들마다 파티클 발생량을 정량적으로 관리하고, 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로브 니들에 대해서 경고를 출력하기 때문에, 조작자는, 프로브 카드를 청소할 때에, 청소가 필요한 프로브 니들을 적절하게 청소할 수 있다. 프로브 카드를 효율적으로 청소할 수 있기 때문에, 반도체의 제조 공정의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 삼차원 형상 측정 장치는, 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 작성하는 비접촉 삼차원 측정부와, 본 발명의 각 실시형태에 따른 파티클 계측 장치를 구비한다.
바람직하게는, 프로버 장치는, 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 작성하는 비접촉 삼차원 측정부와, 본 발명의 각 실시형태에 따른 파티클 계측 장치를 구비한다. 파티클 계측 장치를 프로버 장치에 탑재함에 의해, 검사가 종료된 웨이퍼를 반송하지 않고 프로버 장치에 로딩한 채의 상태로 효율적으로 파티클을 계측할 수 있다. 또한, 웨이퍼를 검사할 때에 사용하는 레시피(웨이퍼의 사이즈, 칩의 배치 등의 각종 파라미터)를 이어받아서 사용할 수 있기 때문에, 이 점에서도 효율적으로 파티클을 계측할 수 있다.
바람직하게는, 파티클 계측 시스템은, 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 웨이퍼의 전극 패드에 프로브 니들을 콘택트시키는, 하나 이상의 프로버 장치와, 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 작성하는 비접촉 삼차원 측정 장치와, 본 발명의 각 실시형태에 따른 파티클 계측 장치를 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 일 태양에 따른 파티클 계측 방법은, 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 웨이퍼의 전극 패드에 프로브 니들이 콘택트했을 때에 발생하는 파티클을 계측한다. 이 파티클 계측 방법은, 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 취득하는 것과, 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 전극 패드의 표면 중에서 파티클의 계측의 기준이 되는 패드 기준면을 검지하는 것과, 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 전극 패드의 표면 형상에 있어서의 패드 기준면으로부터 함몰되어 있는 오목부의 체적과, 패드 기준면으로부터 돌출되어 있는 볼록부의 체적을 계산하는 것과, 오목부의 체적과 볼록부의 체적의 체적차로부터 파티클 발생량을 산출하는 것을 구비한다. 이것에 의해, 전극 패드에 프로브 니들이 콘택트했을 때에 발생한 파티클의 발생 상황을 파악하는 것이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼의 전기적 검사를 행하기 위해서 웨이퍼의 전극 패드에 프로브 니들이 콘택트했을 때에 발생한 파티클의 발생 상황을 파악하는 것이 가능해진다.
도 1은, 제1 실시형태에 따른 파티클 계측 시스템의 개요도.
도 2는, 제1 실시형태에 따른 프로버 장치의 개략 구성도.
도 3은, 제1 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치의 개략 구성도.
도 4는, 파티클 발생량의 산출 원리를 설명하는 도면.
도 5는, 제1 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 6은, 패드 표면 형상 데이터의 일례를 나타내는 도면.
도 7은, 니들 흔적 영역의 결정 및 패드 기준면의 검출 방법의 일례를 나타내는 도면.
도 8은, 패드 기준면의 검지 방법의 또 다른 일례를 나타내는 도면.
도 9는, 패드 기준면의 검지 방법의 또 다른 일례를 나타내는 도면.
도 10은, 제2 실시형태에 따른 파티클 계측 시스템의 개요도.
도 11은, 제2 실시형태에 따른 프로버 장치의 개략 구성도.
도 12는, 제2 실시형태에 따른 파티클 계측 장치의 개략 구성도.
도 13은, 제2 실시형태에 있어서의 데이터베이스의 일례를 나타내는 도면.
도 14는, 제2 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 15는, 제2 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 16은, 제3 실시형태에 있어서의 데이터베이스의 일례를 나타내는 도면.
도 17은, 제3 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 18은, 제3 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 19는, 제4 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치의 개략 구성도.
도 20은, 제4 실시형태에 있어서의 데이터베이스의 일례를 나타내는 도면.
도 21은, 제4 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 22는, 전극 패드의 샘플링 방법의 일례를 설명하는 도면.
도 23은, 전극 패드의 샘플링 방법의 또 다른 일례를 설명하는 도면.
도 24는, 전극 패드의 샘플링 방법의 또 다른 일례를 설명하는 도면.
도 2는, 제1 실시형태에 따른 프로버 장치의 개략 구성도.
도 3은, 제1 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치의 개략 구성도.
도 4는, 파티클 발생량의 산출 원리를 설명하는 도면.
도 5는, 제1 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 6은, 패드 표면 형상 데이터의 일례를 나타내는 도면.
도 7은, 니들 흔적 영역의 결정 및 패드 기준면의 검출 방법의 일례를 나타내는 도면.
도 8은, 패드 기준면의 검지 방법의 또 다른 일례를 나타내는 도면.
도 9는, 패드 기준면의 검지 방법의 또 다른 일례를 나타내는 도면.
도 10은, 제2 실시형태에 따른 파티클 계측 시스템의 개요도.
도 11은, 제2 실시형태에 따른 프로버 장치의 개략 구성도.
도 12는, 제2 실시형태에 따른 파티클 계측 장치의 개략 구성도.
도 13은, 제2 실시형태에 있어서의 데이터베이스의 일례를 나타내는 도면.
도 14는, 제2 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 15는, 제2 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 16은, 제3 실시형태에 있어서의 데이터베이스의 일례를 나타내는 도면.
도 17은, 제3 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 18은, 제3 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 19는, 제4 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치의 개략 구성도.
도 20은, 제4 실시형태에 있어서의 데이터베이스의 일례를 나타내는 도면.
도 21은, 제4 실시형태에 따른 파티클의 계측 수순의 일례를 나타내는 플로차트.
도 22는, 전극 패드의 샘플링 방법의 일례를 설명하는 도면.
도 23은, 전극 패드의 샘플링 방법의 또 다른 일례를 설명하는 도면.
도 24는, 전극 패드의 샘플링 방법의 또 다른 일례를 설명하는 도면.
이하, 도면에 따라서 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기본적으로 동일 구성을 갖는 부재에는 동일 참조 부호를 부여한다.
[제1 실시형태]
우선, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 파티클 계측 장치에 대하여 설명한다. 도 1은, 제1 실시형태에 따른 파티클 계측 시스템(1000)의 구성도이다. 파티클 계측 시스템(1000)은, 프로버 장치(100)와 삼차원 형상 측정 장치(파티클 계측 장치)(200)를 구비한다. 프로버 장치(100)와 삼차원 형상 측정 장치(200) 사이에는, 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 장치(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 도 1에 있어서, X 방향, Y 방향 및 Z 방향은 서로 직교하는 방향이고, X 방향은 수평 방향, Y 방향은 X 방향에 직교하는 수평 방향, Z 방향은 연직 방향이다. 후술하는 다른 도면도 마찬가지이다.
도 2는 프로버 장치(100)의 개략 구성도이다. 프로버 장치(100)는, 스테이지(척을 포함함)(120), 스테이지 이동 기구(130), 프로브 카드(140), 제어부(150), 조작부(160), 및 표시부(170)를 구비한다.
스테이지(120)는, 웨이퍼(W)를 흡착 가능한 유지면(흡착면)을 갖는다. 스테이지 이동 기구(130)는, 스테이지(120)의 하면(유지면과는 반대측의 면)을 지지한다. 스테이지 이동 기구(130)는, XYZ 방향으로 이동 가능하며, 또한, θ 방향(Z 방향 둘레의 회전 방향)으로 회전 가능하게 구성된다. 이것에 의해, 스테이지(120)의 유지면에 흡착 유지된 웨이퍼(W)는, 스테이지 이동 기구(130)에 의해, 스테이지(120)와 일체로 되어 XYZ 방향으로 이동 및 θ 방향으로 회전 가능하다.
프로브 카드(140)는, 스테이지(120)에 대향하는 위치에 설치되어 있고, 스테이지(120)의 유지면에 대해서 평행하게 배치된다. 프로브 카드(140)는, 스테이지(120)에 대향하는 면에 복수의 프로브 니들(141)이 형성되어 있다. 또한, 프로브 카드(140)는 테스트 헤드(180)를 통해서 도시하지 않은 테스터 본체에 접속되어 있다.
웨이퍼(W)에는 복수의 칩(C)이 형성되어 있고, 각 칩(C)은 하나 이상의 전극 패드(P)를 구비한다. 스테이지 이동 기구(130)에 의해 스테이지(120)를 XYZ 방향으로 이동 또는 θ 방향으로 회전시킴에 의해, 각 프로브 니들(141)을 대응하는 전극 패드(P)에 콘택트시키도록 웨이퍼(W)와 프로브 카드(140)의 위치 맞춤을 행한다.
제어부(150)는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터, 워크 스테이션, PLC(Programmable Logic Controller) 등에 의해 실현된다. 제어부(150)는, 프로버 장치(100)의 각부(各部)의 동작을 제어하는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), 제어 프로그램을 저장하는 도시하지 않은 스토리지 디바이스(예를 들면, HDD(Hard Disk Drive) 또는 SSD(Solid State Drive) 등) 및 CPU의 작업 영역으로서 사용 가능한 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)을 포함하고 있다. 제어부(150)는, 조작부(160)를 통해서 조작자에 의한 조작 입력을 접수하고, 조작 입력에 따른 제어 신호를 프로버 장치(100)의 각부에 송신하여 각부의 동작을 제어한다.
조작부(160)는, 조작자에 의한 조작 입력을 접수하는 수단이고, 예를 들면, 키보드, 마우스, 터치 패널 등을 포함하고 있다.
표시부(170)는, 프로버 장치(100)의 조작을 위한 조작 GUI(Graphical User Interface) 및 화상을 표시하는 장치이다. 표시부(170)로서는, 예를 들면, 액정 디스플레이를 사용할 수 있다.
프로버 장치(100)에 의해 프로브 니들(141)과 전극 패드(P)의 위치 맞춤 및 콘택트가 행해진 후, 테스트 헤드(180), 프로브 카드(140) 및 프로브 니들(141)을 통해서, 테스터 본체로부터 전기 신호를 칩(C)으로 보내고, 웨이퍼(W) 상의 칩(C)의 전기적 특성의 검사를 행한다. 전기적 특성의 검사 결과는, 표시부(170)를 통해서 조작자에게 통지된다.
웨이퍼(W) 상의 칩(C)의 전기적 특성의 검사가 종료된 후, 웨이퍼(W)는 도시하지 않은 반송 장치에 의해 프로버 장치(100)로부터 삼차원 형상 측정 장치(200)로 반송된다.
다음으로, 도 3을 이용해서 본 발명의 제1 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(200)의 구성에 대하여 설명한다. 삼차원 형상 측정 장치(200)는, 스테이지(220), 스테이지 이동 기구(230), 제어부(250), 조작부(260), 표시부(270), 비접촉 삼차원 측정부(280) 및 기억부(290)를 구비한다.
스테이지(220)는, 웨이퍼(W)를 흡착 가능한 유지면(흡착면)을 갖는다. 스테이지 이동 기구(230)는, 스테이지(220)의 하면(유지면과는 반대측의 면)을 지지한다. 스테이지 이동 기구(230)는, XYZ 방향으로 이동 가능하며, 또한 θ 방향(Z 방향 둘레의 회전 방향)으로 회전 가능하게 구성된다. 이것에 의해, 스테이지(220)의 유지면에 흡착 유지된 웨이퍼(W)는, 스테이지 이동 기구(230)에 의해, 스테이지(220)와 일체로 되어 XYZ 방향으로 이동 및 θ 방향으로 회전 가능하다.
칩(C)의 전기적 특성의 검사 후, 전극 패드(P)의 표면 상에는 프로브 니들(141)에 의해서 형성된 프로브 니들 흔적(M)(도 4 참조)이 남는다. 비접촉 삼차원 측정부(280)는, 이 프로브 니들 흔적(M)을 포함하는 전극 패드(P)의 표면의 삼차원 형상을 비접촉으로 측정하고, 측정 결과를 패드 표면 형상 데이터로서 기억부(290)에 저장한다. 혹은, 비접촉 삼차원 측정부(280)는, 패드 표면 형상 데이터를 직접 제어부(250)로 출력하는 것으로 해도 된다.
비접촉 삼차원 측정부(280)는, 임의의 측정 방법을 채용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 측정 방법으로서, 백색 간섭법, 포커스 배리에이션법, SD-OCT법(Spectral Domain Optical Coherence Tomography), FD-OCT법(Fourier Domain Optical Coherence Tomography), 레이저 공초점법, 삼각측량법, 광 절단법, 패턴 투영법, 광 콤(Optical Comb)법 등을 들 수 있다.
본 실시형태에서는, 비접촉 삼차원 측정부(280)로서, 백색 간섭법을 이용해서 측정 대상물(본 예에서는 전극 패드(P))의 표면 형상을 비접촉에 의해 삼차원 측정하는 표면 형상 측정 장치가 바람직하게 적용된다. 백색 간섭법을 이용한 표면 형상 측정 장치는, 파장폭이 넓은 백색광(가간섭성이 적은 저(低)코히어런스 광)을 광원으로서 이용하고, 마이클슨형이나 미로형 등의 간섭계를 이용해서 측정 대상물의 피측정면의 삼차원 형상을 비접촉에 의해 측정한다. 이와 같은 표면 형상 측정 장치는, 예를 들면 일본국 특개2016-080564호 공보, 일본국 특개2016-161312호 공보 등에 개시되어 있고, 공지이므로 구체적인 설명은 생략한다.
제어부(250)는, 패드 표면 형상 데이터를 해석함에 의해, 프로버 장치(100)에 있어서 발생한 파티클(미세 입자)의 발생량을 산출한다. 이 파티클은, 전극 패드(P)에 대한 프로브 니들(141)의 콘택트 시에, 프로브 니들(141)이 전극 패드(P)의 표면의 일부(산화막, 금속막 등)를 깎아냄에 의해서 발생하는 것이다. 제어부(250)는, 삼차원 측정 제어부(251)와, 취득부(252)와, 검지부(253)와, 요철 계산부(254)와, 파티클 발생량 산출부(본 발명의 파티클 발생량 산출부 및 각 적산부에 상당)(255)와, 판정부(본 발명의 각 출력부에 상당)(256)를 구비한다. 협의로는, 취득부(252)와, 검지부(253)와, 요철 계산부(254)와, 파티클 발생량 산출부(255)와, 판정부(256)가, 본 발명의 파티클 계측 장치에 상당한다. 광의로는, 삼차원 형상 측정 장치(200) 전체가 본 발명의 파티클 계측 장치에 상당한다.
조작부(260)는, 조작자에 의한 조작 입력을 접수하는 수단이고, 예를 들면, 키보드, 마우스 또는 터치 패널 등을 포함하고 있다.
표시부(270)는, 삼차원 형상 측정 장치(200)의 조작을 위한 조작 GUI(Graphical User Interface) 및 화상을 표시하는 장치이다. 표시부(270)로서는, 예를 들면, 액정 디스플레이를 사용할 수 있다.
삼차원 측정 제어부(251)는, 비접촉 삼차원 측정부(280)에 의한 삼차원 측정을 제어한다. 취득부(252)는, 비접촉 삼차원 측정부(280) 또는 기억부(290)로부터, 전극 패드(P)의 표면의 삼차원 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 취득한다. 검지부(253)는, 취득부(252)가 취득한 패드 표면 형상 데이터에 기초하여 파티클의 계측의 기준이 되는 패드 기준면을 검지한다.
요철 계산부(254)는, 취득부(252)가 취득한 패드 표면 형상 데이터에 기초하여 전극 패드(P)의 표면 형상에 있어서 패드 기준면으로부터 함몰되어 있는 부분의 체적과, 패드 기준면으로부터 돌출되어 있는 부분의 체적을 계산한다. 이하, 패드 기준면으로부터 함몰되어 있는(즉, 패드 기준면보다 높이가 낮은) 부분을 오목부라고 하고, 패드 기준면으로부터 돌출되어 있는(즉, 패드 기준면보다 높이가 높은) 부분을 볼록부라고 칭한다.
파티클 발생량 산출부(255)는, 요철 계산부(254)가 계산한 볼록부의 체적과 오목부의 체적의 체적차로부터 파티클 발생량을 산출한다. 판정부(256)는, 파티클 발생량 산출부(255)가 산출한 파티클 발생량을 적산하고, 그 적산값이 소정의 임계값을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. 이 소정의 임계값은, 미리 설정되는 값이고, 예를 들면, 공장 출하 시에 설정되어 있어도 되고, 유저에 의해서 설정 또는 변경되어도 된다.
제어부(250)는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터, 워크 스테이션, PLC(Programmable Logic Controller) 등에 의해 실현된다. 제어부(250)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), 제어 프로그램을 저장하는 도시하지 않은 스토리지 디바이스(예를 들면, HDD(Hard Disk Drive) 또는 SSD(Solid State Drive) 등) 및 CPU의 작업 영역으로서 사용 가능한 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)을 포함하고 있다. 제어부(250)는, 조작부(260)를 통해서 조작자에 의한 조작 입력을 접수하고, 조작 입력에 따른 제어 신호를 삼차원 형상 측정 장치(200)의 각부에 송신하여 각부의 동작을 제어한다.
판정부(256)에 의한 판정 결과는 표시부(270)에 출력된다. 유저는, 표시에 따라서 웨이퍼(W)의 청소, 프로버 장치(100)의 청소, 프로브 니들(141)의 청소 등의 필요한 처리를 행한다.
[파티클 발생량의 산출 원리］
이하, 도 4를 이용해서 본 발명에 있어서의 파티클 발생량의 산출 원리에 대하여 설명한다. 도 4는, 프로브 니들(141)에 의해서 평면 형상의 전극 패드(P)의 표면이 깎임에 의해 형성되는 프로브 니들 흔적(M)을 모식적으로 나타낸다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 프로브 니들 흔적(M)은, 전극 패드(P)의 패드 기준면(R)보다도 높이가 높은 볼록부(MP)와, 패드 기준면(R)보다도 높이가 낮은 오목부(MR)를 갖는다. 또, 패드 기준면(R)은, 후술하는 방법에 의해서, 전극 패드(P)로부터 프로브 니들 흔적(M)이 있는 영역을 제외한 영역의 평균 높이로부터 검지할 수 있다.
전극 패드(P)로부터 박리된 파티클이 발생하고 있지 않을 경우, 이론상, 오목부(MR)의 체적(VMR)과 볼록부(MP)의 체적(VMP)은 일치한다. 그래서, 본 발명에서는, 전극 패드(P)의 표면의 삼차원 형상으로부터, 프로브 니들 흔적(M)의 볼록부(MP)의 체적(VMP)과 오목부(MR)의 체적(VMR)을 산출하고, 양자의 차를 파티클 발생량으로서 산출한다. 여기에서, 볼록부(MP)의 체적(VMP)과 오목부(MR)의 체적(VMR)을 정확하게 측정하기 위해서, 본 발명에서는, 비접촉 삼차원 측정부(280)를 사용해서 프로브 니들 흔적(M)을 포함하는 전극 패드(P)의 표면의 삼차원 형상을 비접촉에 의해 측정한다.
또한, 도 4에 있어서, 프로브 니들(141)의 일례로서 캔틸레버식 프로브 니들을 나타내지만, 프로브 니들(141)을 한정하는 취지가 아니다. 본 발명은 임의의 종류의 프로브 니들(141)에 적용 가능하다. 프로브 니들(141)의 다른 종류로서는, 예를 들면, 봉상(棒狀)의 니들인 수직 니들, 및 복수의 침끝을 갖는 크라운 니들 등을 들 수 있다.
또한, 도 4에서는, 전극 패드(P)의 일례로서 평면 형상의 전극 패드를 나타내지만, 전극 패드(P)를 한정하는 취지가 아니다. 본 발명은 임의의 종류의 전극 패드(P)에 적용 가능하다. 전극 패드(P)의 다른 종류로서는, 예를 들면, 볼록 형상의 곡면(예를 들면 반구형상)을 갖는 범프 패드를 들 수 있다. 전극 패드(P)가 범프 패드인 경우, 대역적(大域的) 형상의 패드 기준면(R)으로부터의 차분을 산출함에 의해, 볼록부(MP)의 체적(VMP)과 오목부(MR)의 체적(VMR)을 산출할 수 있다.
[파티클의 계측 수순]
다음으로, 도 5를 이용해서 제1 실시형태에 있어서의 파티클 계측 수순에 대하여 설명한다. 우선, 대상이 되는 웨이퍼(W)를 삼차원 형상 측정 장치(200)에 로딩한다. 즉, 삼차원 형상 측정 장치(200)의 스테이지(220)에 웨이퍼(W)를 재치(載置)(흡착 유지)하고, 비접촉 삼차원 측정부(280)와 스테이지(220) 상의 웨이퍼(W)를 대향시킨다(스텝 S10). 이어서, 적산값(Σ△V)을 리셋한다(스텝 S11). 스테이지 이동 기구(230)에 의해서 스테이지(220)를 이동 또는 회전시켜, 비접촉 삼차원 측정부(280)와 측정해야 할 전극 패드(P) 사이의 위치 결정을 행한다. 또한, 비접촉 삼차원 측정부(280)에 의해서 그 전극 패드(P)의 표면의 삼차원 형상을 측정하여 수치화하고, 패드 표면 형상 데이터를 작성한다(스텝 S12).
도 6에, 비접촉 삼차원 측정부(280)에 의해서 얻어지는 전극 패드(P)의 패드 표면 형상 데이터의 일례를 나타낸다. 도 6은, 전극 패드(P)가 XY 평면에 대해서 거의 평행한 표면에 형성된 니들 흔적(M)을 나타내는 패드 표면 형상 데이터이다. 도 6의 부호 6A는, XY 평면 상에 각 XY 좌표에 있어서의 높이 방향의 위치(Z축 좌표값)를 나타낸 그래프이고, 화소의 Z축 좌표값의 절대값이 클수록 진한 음영이 부여되어 있다. 도 6의 부호 6B는, 부호 6A에 나타내는 그래프를 XYZ 직교 좌표계로 나타낸 그래프이다.
이어서, 제어부(250)의 취득부(252)는, 비접촉 삼차원 측정부(280)로부터 직접, 또는 기억부(290)를 통해서 간접적으로 패드 표면 형상 데이터를 취득한다. 제어부(250)의 검지부(253)는, 취득부(252)가 취득한 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 전극 패드(P)의 표면 중에서, 오목부와 볼록부의 구별의 기준이 되는 패드 기준면(R)을 검지한다(스텝 S13).
보다 구체적으로는, 검지부(253)는, 패드 표면 형상 데이터에 있어서, 주위의 화소의 Z축 좌표값과 크게 다른 Z축 좌표값을 갖는 화소를 중심으로 하는 영역을 니들 흔적 영역(RM)(도 7 참조)으로 특정한다. 이어서, 검지부(253)는, 패드 표면 형상 데이터로부터 니들 흔적 영역(RM)을 제외하고, 남은 영역의 Z축 좌표값의 평균값(평균 Z축 좌표값)을 산출한다. 그리고, 이 평균 Z축 좌표값을 갖는 XY 평면을 패드 기준면(R)으로서 검지한다.
여기에서, 검지부(253)는, 임의의 공지 기술을 이용하여 니들 흔적 영역(RM)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 검지부(253)는, 패드 표면 형상 데이터의 XY 평면 그래프에 있어서, Z축 좌표값의 절대값이 소정값을 초과하고 있는 화소 및 이들 화소로부터 일정 거리 내의 화소를 둘러싸는 직사각형을 니들 흔적 영역(RM)으로 해도 된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 검지부(253)는, 도 6의 부호 6A에 나타내는 XY 평면 그래프에 있어서 Z축 좌표값의 절대값이 10을 초과하는 화소 및 이들 화소에 인접하는 화소를 둘러싸는 직사각형은 니들 흔적 영역(RM)으로 해도 된다.
또한, 예를 들면, 검지부(253)는, 패드 표면 형상 데이터 내의 화소의 Z축 좌표값의 빈도를 나타내는 히스토그램을 작성하고, 최빈값 부근의 화소에 대해서 평균 Z축 좌표값을 산출해도 된다. 도 8은, 도 7에 나타내는 패드 표면 형상 데이터에 대해서 작성된 Z축 좌표값의 빈도를 나타내는 히스토그램이며, 횡축은 Z축 좌표값을 나타내고, 종축은 각 Z축 좌표값을 갖는 화소의 수(빈도)를 나타낸다. 도 8에 나타내는 히스토그램에서는 Z축 좌표값 0 근방이 가장 빈도가 높기 때문에, 검지부(253)는, Z축 좌표값이 -10 내지 +10 사이인 화소에 대해서, Z축 좌표값의 평균값을 산출한다. 또한, 예를 들면, 검지부(253)는, Z축 좌표값의 최대값 및 최소값을 갖는 화소로부터 일정한 거리 내를 니들 흔적 영역(RM)으로 해도 된다.
상기에 있어서, 전극 패드(P)가 XY 평면에 대략 평행한 평면 형상인 경우에 있어서의 패드 기준면(R)을 검지하는 방법에 대하여 설명했다. 이어서, 전극 패드(P)가 경사져 있거나, 또는 평면 형상 이외의 형상을 갖는 경우에 있어서의 패드 기준면(R)의 검지 방법에 대하여 설명한다.
도 9는, 전극 패드(P)가 XY 평면에 대해서 경사져 있을 경우에 얻어지는 패드 표면 형상 데이터의 일례를 나타내고, 도 9의 부호 9A는, 도 6의 부호 6A와 마찬가지로, XY 평면 상에 각 XY 좌표에 있어서의 높이 방향의 위치(Z 축 좌표값)를 나타낸 그래프이다.
전극 패드(P)가 XY 평면에 대해서 경사져 있거나 또는 평면 이외의 형상을 갖는 경우, 예를 들면, 우선, 검지부(253)는, 도 7을 이용해서 설명한 방법으로 패드 표면 형상 데이터로부터 니들 흔적 영역(RM)을 제외한다. 이어서, 검지부(253)는, 패드 표면 형상 데이터의 남은 영역(도 9의 부호 9B 참조)의 XYZ 좌표값을 최소제곱법으로 근사함에 의해 패드 기준면(R)을 나타내는 근사식을 얻는다. 도 9의 부호 9B로 나타내는 그래프의 경우, 근사 결과는 이하와 같이 된다.
Z(X, Y)=aX+bY+c a=0.2, b=1.0, c=4.2
또한, 패드 기준면(R)의 검지 방법은 이 예시에 한정되지 않고, 임의의 공지 기술을 채용 가능하다.
검지부(253)에 의해서 패드 기준면(R)이 검지되면, 제어부(250)의 요철 계산부(254)는, 취득부(252)가 취득한 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 전극 패드(P) 중 니들 흔적 영역(RM)을 포함하는 영역에 대해서, 패드 기준면(R)을 기준으로 하여 오목부(MR)의 체적(VMR)과 볼록부(MP)의 체적(VMP)을 계산한다(스텝 S14).
예를 들면, 전극 패드(P)가 기울어져 있거나 혹은 평면 형상 이외의 형상을 갖는 경우, 요철 계산부(254)는, 검지부(253)가 산출한 패드 기준면(R)을 나타내는 근사식「Z(X, Y)=aX+bY+c」과, 이하의 식 (1) 및 식 (2)를 이용해서, 오목부(MR)의 체적(VMR)과 볼록부(MP)의 체적(VMP)을 계산할 수 있다.
[식 1]
[식 2]
또한, 패드 기준면(R)이 경사져 있지 않은 경우, 상기 식 (1) 및 식 (2) 중의 Z=aX+bY+c는 정수의 평균 Z축 좌표값(스텝 S13의 설명 참조)으로 치환 가능하기 때문에, 식 (1) 및 식 (2)는 간략화된다. 치환 후의 식은 자명하므로, 생략한다.
이어서, 파티클 발생량 산출부(255)는, 요철 계산부(254)가 계산한 볼록부(MP)의 체적(VMP)과 오목부(MR)의 체적(VMR)의 체적차(△V)를 계산한다(스텝 S15). 이 체적차(△V)는, 현재, 측정하고 있는 전극 패드(P)로부터의 파티클 발생량에 상당한다. 또한, 파티클 발생량 산출부(255)는, 산출된 체적차(△V)를 적산값(Σ△V)에 가산한다(스텝 S16).
이어서, 파티클 발생량 산출부(255)는, 그 밖에 측정해야 할 전극 패드(P)가 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S17). 예를 들면, 조작자(또는 제조자)는 미리 측정 대상이 되는 전극 패드(P)를 지정하는 정보를 기억부(290)에 등록해 두고, 파티클 발생량 산출부(255)는 이 정보에 기초하여 스텝 S17의 판정을 행한다. 혹은, 그때마다, 조작자의 입력에 기초하여 스텝 S17의 판정을 행해도 된다. 혹은, 제어부(250)는 측정해야 할 전극 패드(P)를 소정의 법칙에 따라서 자동적으로 결정하고, 파티클 발생량 산출부(255)는, 이의 결정에 기초하여 스텝 S17의 판정을 행하는 것으로 해도 된다. 측정해야 할 전극 패드(P)의 결정에 대해서는 후술한다.
그 밖에 측정해야 할 전극 패드(P)가 있다고 판정되었을 경우(스텝 S17: NO), 처리는 스텝 S12로 되돌아간다. 그 밖에 측정해야 할 전극 패드(P)가 없다고 판정되었을 경우(스텝 S17: YES), 판정부(256)는, 적산값(Σ△V)이 소정의 제1 임계값보다 큰지의 여부를 판정한다(스텝 S18). 적산값(Σ△V)이 소정의 제1 임계값 이하인 것으로 판정되었을 경우(스텝 S18: NO), 그 웨이퍼(W)에 대한 처리를 종료한다.
적산값(Σ△V)이 소정의 제1 임계값보다 크다고 판정되었을 경우(스텝 S18: YES), 판정부(256)는 칩(C)의 품질에 영향을 미칠 가능성을 나타내는 정보(이하, 경고라고 칭함)를 표시부(270)에 출력한다(스텝 S19). 경고를 받아, 조작자는 필요에 따라서 웨이퍼(W)를 청소하고, 그 웨이퍼(W)에 대한 처리를 종료한다.
종래, 파티클 발생량을 정량적으로 관리하는 방법이 없었기 때문에, 쓸데없는 청소의 실시에 의한 시간의 낭비나 청소 부족의 문제가 있었다.
한편, 제1 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(200)는 웨이퍼(W)로부터의 파티클 발생량을 정량적으로 관리하고, 파티클 발생량이 소정의 임계값을 초과한 경우에 경고를 출력하기 때문에, 조작자는, 청소가 필요하게 된 웨이퍼(W)에 대해서 적절하게 청소할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
[제1 실시형태의 변형예]
제1 실시형태에 있어서, 프로버 장치(100)와 삼차원 형상 측정 장치(200)를 별체로 하고, 프로버 장치(100)와 삼차원 형상 측정 장치(200)를 구비하는 파티클 계측 시스템(1000)을 구성하고 있다. 그러나, 프로버 장치(100)에 비접촉 삼차원 측정부(280) 및 제어부(250)의 기능을 추가함에 의해, 프로버 장치(100)와 파티클 계측 장치를 하나의 장치로 실현하는 것도 가능하다.
이 경우, 웨이퍼(W) 상의 칩(C)의 전기적 특성의 검사가 종료된 후, 스테이지(120)에 웨이퍼(W)를 흡착 유지시킨 상태인 채로, 스테이지 이동 기구(130)에 의해 스테이지(120)를 프로브 카드(140)에 대향하는 위치로부터 비접촉 삼차원 측정부(280)에 대향하는 위치로 이동시킨다. 그 후, 비접촉 삼차원 측정부(280)에 의해 프로브 니들 흔적(M)을 포함하는 전극 패드(P)의 표면의 삼차원 형상을 비접촉으로 측정한다. 그 후의 처리는 제1 실시형태와 마찬가지이다. 또, 스테이지(120)를 이동시키는 대신에, 스테이지(120)의 위치를 고정하여, 프로브 카드(140) 및 테스트 헤드(180)와, 비접촉 삼차원 측정부(280)를 이동시키도록 해도 된다.
제1 실시형태의 변형예에 의하면, 상기한 제1 실시형태에서 실현되는 효과에 더하여, 파티클 계측 장치를 저렴하게 실현하는 것이 가능하다는 이점이 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 프로버 장치(100)로부터 삼차원 형상 측정 장치(200)로 반송하여, 로딩할 필요가 없기 때문에, 효율적으로 파티클을 계측할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 검사할 때에 사용하는 레시피(웨이퍼(W)의 사이즈, 칩(C)의 배치 등의 각종 파라미터)를 이어받아서 사용할 수 있기 때문에, 제1 실시형태보다도 효율적으로 파티클을 계측할 수 있다.
[제2 실시형태]
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 파티클 계측 장치에 대하여 설명한다. 제1 실시형태에서는, 웨이퍼(W)에 대해서 파티클 발생량을 관리함에 의해, 청소가 필요하게 된 웨이퍼(W)를 적절하게 청소하는 것을 가능하게 하고 있다. 그러나, 복수의 프로버 장치를 사용해서 복수의 웨이퍼(W) 상의 칩(C)의 전기적 특성의 검사를 행할 수도 있다. 이와 같은 경우에, 제2 실시형태에서는, 1대의 파티클 계측 장치가 프로버 장치마다 파티클 발생량을 관리함에 의해, 청소가 필요하게 된 프로버 장치를 적절하게 청소하는 것을 가능하게 한다.
도 10은, 제2 실시형태에 따른 파티클 계측 시스템(2000)의 구성도이다. 파티클 계측 시스템(2000)은, 복수의 프로버 장치(2100-i)(i는 1 이상의 자연수)와, 삼차원 형상 측정 장치(2200)를 구비한다. 삼차원 형상 측정 장치(2200)와, 복수의 프로버 장치(2100-i)는, 유선 및/또는 무선의 네트워크(N)를 통해서 서로 접속되어 있다. 또한, 삼차원 형상 측정 장치(2200)와, 복수의 프로버 장치(2100-i) 사이에는, 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 장치(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 또, 도 10에서는, 예로서, 3개의 프로버 장치(2100-1, 2100-2 및 2100-3)를 나타내지만, 복수의 프로버 장치(2100-i)의 수를 한정하는 취지가 아니다.
이하, 도 11을 이용해서 각 프로버 장치(2100-i)의 구성에 대하여 설명한다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 프로버 장치(2100-i)는, 도 2에 나타내는 프로버 장치(100)에, 웨이퍼 ID 판독부(300)를 더 추가한 것이다.
각 웨이퍼(W)는, 웨이퍼(W)를 식별하는 정보인 웨이퍼 ID를 갖는다. 웨이퍼 ID는, 예를 들면, 인자(印字), 음각, 일차원 바코드, 이차원 바코드, RFID, IC 태그 등에 의해서 각 웨이퍼(W)에 부여되어 있다. 웨이퍼 ID 판독부(300)는, 웨이퍼 ID의 종류에 따라서 설치되어 있고, 각 웨이퍼(W)에 부여된 웨이퍼 ID를 판독한다. 예를 들면, 웨이퍼 ID가 이차원 바코드인 경우, 웨이퍼 ID 판독부(300)는 바코드 리더이다. 웨이퍼 ID 및 웨이퍼 ID 판독부(300)에는 임의의 공지 기술을 이용 가능하며, 여기에서는 설명을 생략한다.
또한, 각 프로버 장치(2100-i)는, 각각의 프로버 장치(2100-i)를 식별하는 정보인 프로버 ID를 갖는다.
도 12를 이용하여 제2 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(파티클 계측 장치)(2200)의 구성에 대하여 설명한다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 삼차원 형상 측정 장치(2200)의 구성은, 도 3에 나타내는 삼차원 형상 측정 장치(200)의 구성에, 웨이퍼 ID 판독부(310)를 더 추가한 것이다. 웨이퍼 ID 판독부(310)는 웨이퍼 ID 판독부(300)와 마찬가지이기 때문에, 웨이퍼 ID 판독부(310)에 대한 설명은 생략한다.
제2 실시형태에 있어서 삼차원 형상 측정 장치(2200)의 제어부(250)는, 프로버 장치(2100-i)마다 파티클 발생량을 데이터베이스로 관리한다. 도 13에, 기억부(290)에 보존되는 데이터베이스의 일례를 나타낸다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 기억부(290)는, 웨이퍼 ID 데이터베이스(320)와, 적산값 데이터베이스(330)를 갖는다. 웨이퍼 ID 데이터베이스(320)는, 웨이퍼(W)를 식별하는 웨이퍼 ID와, 그 웨이퍼(W)를 검사할 때에 사용된 프로버 장치(2100-i)를 식별하는 프로버 ID를, 관련지어 저장한다. 적산값 데이터베이스(330)는, 프로버 장치(2100-i)마다 파티클 발생량의 적산값(Σ△V)을 저장한다.
다음으로, 도 14 및 도 15를 이용해서 제2 실시형태에 있어서의 파티클 계측 수순에 대하여 설명한다. 제2 실시형태에서는, 파티클 계측에 앞서, 웨이퍼 ID의 등록을 행한다. 이하, 도 14를 이용해서, 웨이퍼 ID의 등록 수순에 대하여 설명한다.
우선, 각 프로버 장치(2100-i)가 프로빙 동작을 행할 때에, 각 프로버 장치(2100-i)의 웨이퍼 ID 판독부(300)는 웨이퍼(W)로부터 웨이퍼 ID를 판독한다(스텝 S30). 이어서, 각 프로버 장치(2100-i)는 그 웨이퍼(W)에 대해서 프로빙 동작을 행하고, 또한 웨이퍼(W)의 검사가 행해진다(스텝 S31). 검사가 완료되면, 스텝 S30에서 판독된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 ID와, 그 프로버 장치(2100-i)의 프로버 ID를, 삼차원 형상 측정 장치(2200)로 송신한다(스텝 S32). 삼차원 형상 측정 장치(2200)는 수신된 웨이퍼 ID와 프로버 ID를 관련지어, 기억부(290)의 웨이퍼 ID 데이터베이스(320)에 보존한다(스텝 S33). 이 등록 수순에 의해서, 도 13에 나타내는 바와 같은 데이터베이스가 작성된다.
이어서, 검사가 종료된 웨이퍼(W)는 도시하지 않은 반송부에 의해 삼차원 형상 측정 장치(2200)로 반송되고, 그 웨이퍼(W)에 대해서 파티클 계측이 행해진다.
이어서, 도 15를 이용해서 제2 실시형태에 있어서의 파티클 계측에 대하여 설명한다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태에서는, 도 5에 나타내는 제1 실시형태의 스텝 S11, S16, 및 S18 내지 S19가 각각 스텝 S34, S35, 및 S36 내지 S38로 치환되어 있다. 도 15의 다른 스텝은 제1 실시형태의 도 5의 스텝 S12 내지 S15와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
우선, 웨이퍼(W)가 삼차원 형상 측정 장치(2200)로 반송되어, 삼차원 형상 측정 장치(2200)에 로딩되면(스텝 S10), 삼차원 형상 측정 장치(2200)의 웨이퍼 ID 판독부(310)는, 웨이퍼(W)로부터 웨이퍼 ID를 판독한다(스텝 S34). 다음으로, 제1 실시형태와 마찬가지로 스텝 S12 내지 스텝 S15를 행하고, 파티클 발생량(△V)을 계산한다.
이어서, 파티클 발생량(△V)이 계산되면(스텝 S15), 제어부(250)의 파티클 발생량 산출부(255)는, 기억부(290)의 웨이퍼 ID 데이터베이스(320)로부터, 스텝 S34에서 판독한 웨이퍼 ID와 관련지어 있는 프로버 ID를 취득한다. 이어서, 파티클 발생량 산출부(255)는, 기억부(290)의 적산값 데이터베이스(330)를 참조하여, 취득한 프로버 ID에 대응하는 적산값(Σ△V)에, 스텝 S15에서 계산한 파티클 발생량(△V)을 가산해서, 적산값(Σ△V)을 갱신한다(스텝 S35).
그 후, 그 밖에 측정해야 할 전극 패드(P)가 없다고 판정되었을 경우(스텝 S17: YES), 판정부(256)는, 스텝 S35에서 계산한 적산값(Σ△V)이 소정의 제2 임계값을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S36).
여기에서, 제1 실시형태에서는 웨이퍼(W)에 대해서 파티클 발생량을 관리하고 있지만, 제2 실시형태에서는 프로버 장치(2100-i)마다 파티클 발생량을 관리하고 있기 때문에, 제2 실시형태의 스텝 S36에서 사용되는 제2 임계값은, 제1 실시형태에서 사용되는 제1 임계값과는 반드시 일치하지 않는다.
이 제2 임계값은, 제1 임계값과 마찬가지로 미리 설정되는 값이다. 제2 임계값은, 공장 출하 시에 적절하게 설정되어도 되고, 유저에 의해서 임의의 시기에 적정하게 설정·변경되어도 된다. 프로버 장치(2100-i)에 파티클이 일정량 이상 축적되면 웨이퍼(W)의 검사에 영향을 미칠 우려가 있지만, 조작자(또는 제조자)는 검사에 영향을 미칠 수 있는 파티클 발생량을 프로버 장치(2100-i)의 사용 실적에 의해서 경험적으로 알 수 있다. 그 때문에, 조작자는 경험에 기초하여 제2 임계값을 설정해도 된다.
스텝 S36에 있어서 적산값(Σ△V)이 소정의 제2 임계값을 초과하고 있다고 판정되었을 경우, 판정부(256)는, 스텝 S35에서 취득한 프로버 ID와 함께, 프로버 ID에 대응하는 프로버 장치(2100-i)를 특정하는 정보와, 경고를 표시부(270)에 출력한다(스텝 S37). 경고를 받아, 조작자는 필요에 따라서 프로버 장치(2100-i)를 청소한다. 청소가 행해졌을 경우, 판정부(256)는, 적산값 데이터베이스(330)에 기억되어 있는, 청소한 프로버 장치(2100-i)에 대응하는 적산값(Σ△V)을 리셋하고(스텝 S38), 그 후, 그 웨이퍼(W)에 대한 처리를 종료한다.
종래, 파티클 발생량을 정량적으로 관리하는 방법이 없었기 때문에, 본래 청소가 불필요한 프로버 장치(2100-i)를 청소하게 되거나, 역으로 프로버 장치(2100-i)의 청소가 부족하게 되고 있었다. 이것에 의해, 반도체의 제조 공정의 효율이 저하되고 있었다.
한편, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(2200)는 웨이퍼(W)로부터의 파티클 발생량을 정량적으로 프로버 장치(2100-i)마다 관리하고, 파티클 발생량이 소정의 제2 임계값을 초과한 프로버 장치(2100-i)의 청소를 촉구하는 경고를 출력한다. 이것에 의해, 조작자는, 청소가 필요하게 된 프로버 장치(2100-i)에 대해서 적절하게 청소할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
[제2 실시형태의 변형예]
제2 실시형태에서는, 경고를 받은 조작자는 필요에 따라서 프로버 장치(2100-i)의 청소를 행하지만, 스텝 S36에 있어서 사용하는 제2 임계값을 적정하게 변경함에 의해, 제2 실시형태와는 서로 다른 타이밍으로 경고를 출력해도 된다. 제2 실시형태의 변형예에서는, 프로버 장치(2100-i)의 청소 대신에, 프로버 장치(2100-i)에 탑재되어 있는 프로브 카드(140)의 프로브 니들(141)의 청소를 촉구할 수 있도록, 제2 임계값을 다른 임계값으로 조정해도 된다. 제2 실시형태의 변형예에 의하면, 조작자는, 청소가 필요한 프로브 니들(141)에 대해서 적절하게 청소할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
[제3 실시형태]
제2 실시형태에서는 프로버 장치마다 파티클 발생량을 관리함에 의해 프로버 장치의 청소의 요부(要否)를 판정하고 있다. 그러나, 1대의 프로버 장치에 있어서 복수의 프로브 카드를 사용하는 경우가 있다. 제3 실시형태에서는, 프로버 장치에 탑재되는 프로브 카드마다 파티클 발생량을 관리함에 의해 프로브 카드의 교환을 적절하게 행하는 것을 가능하게 한다.
제3 실시형태에 따른 파티클 계측 시스템(도시하지 않음)은, 제2 실시형태에 따른 프로버 장치(2100)와 삼차원 형상 측정 장치(2200)를 구비한다. 프로버 장치(2100) 및 삼차원 형상 측정 장치(2200)의 구성은, 제2 실시형태와 마찬가지이므로, 이들에 대한 설명을 생략한다.
제3 실시형태에서는, 각 프로브 카드(140-j)(j는 1 이상의 자연수)는 프로브 카드를 식별하는 정보인 프로브 카드 ID를 갖는다. 프로브 카드(140-j)를 탑재할 때, 프로버 장치(2100)는, 프로브 카드(140-j)의 프로브 카드 ID를 취득한다. 프로브 카드 ID의 취득은, 예를 들면, 조작자에 의한 입력에 의해 행해진다. 혹은, 상기한 웨이퍼 ID와 마찬가지인 방법으로 도시하지 않은 판독부에 의해 각 프로버 장치(2100-i)가 자동적으로 프로브 카드 ID를 프로브 카드(140-j)로부터 판독해도 된다.
도 16에, 제3 실시형태에 있어서 기억부(290)에 보존되는 데이터베이스의 일례를 나타낸다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 제3 실시형태에서는, 기억부(290)는, 웨이퍼 ID 데이터베이스(340)와, 적산값 데이터베이스(350)를 갖는다. 웨이퍼 ID 데이터베이스(340)는, 웨이퍼(W)를 식별하는 웨이퍼 ID와, 그 웨이퍼(W)를 검사할 때에 사용되는 프로브 카드(140-j)를 식별하는 프로브 카드 ID를 관련지어 저장한다. 적산값 데이터베이스(350)는, 프로브 카드(140-j)마다 파티클 발생량의 적산값(Σ△V)을 저장한다.
도 17 및 도 18을 이용해서, 제3 실시형태에 있어서의 파티클 계측의 수순에 대하여 설명한다. 제2 실시형태와 마찬가지로, 제3 실시형태에 있어서도 웨이퍼 ID의 등록을 행한다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 제3 실시형태에 있어서의 웨이퍼 ID의 등록 수순은, 도 14에 나타내는 제2 실시형태에 있어서의 등록 수순과 거의 동일하다. 상이점은, 제2 실시형태에서는 도 14에 나타내는 스텝 S32 및 S33에 있어서 프로버 ID가 송신 및 보존되지만, 제3 실시형태에서는 도 17에 나타내는 스텝 S40 및 S41에 있어서 프로브 카드 ID가 송신 및 보존되는 것이다. 등록 수순에 의해서 도 16에 나타내는 웨이퍼 ID 데이터베이스(340)가 작성된다.
이어서, 검사가 종료된 웨이퍼(W)는 도시하지 않은 반송부에 의해서 삼차원 형상 측정 장치(2200)로 반송되고, 그 웨이퍼(W)에 대해서 파티클 계측이 행해진다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 제3 실시형태에 있어서의 파티클 계측 수순은, 도 15에 나타내는 제2 실시형태에 있어서의 파티클 계측 수순과 거의 동일하다. 상이점은, 도 15의 스텝 S35 내지 S38이, 도 18에서는 스텝 S42 내지 S45로 변경되어 있는 것이다.
이하, 제2 실시형태와의 상이점에 대해서만 설명한다. 우선, 제3 실시형태에서는 스텝 S42에 있어서, 파티클 발생량 산출부(255)는, 기억부(290)의 웨이퍼 ID 데이터베이스(340)를 참조하여, 스텝 S34에서 판독한 웨이퍼 ID에 대응하는 프로브 카드 ID를 취득한다. 또한, 파티클 발생량 산출부(255)는, 기억부(290)의 적산값 데이터베이스(350)를 참조하여, 취득한 프로브 카드 ID에 대응하는 적산값(Σ△V)에, 스텝 S15에서 계산한 파티클 발생량(△V)을 가산해서, 적산값(Σ△V)을 갱신한다.
그 후, 그 밖에 측정해야 할 전극 패드(P)가 없다고 판정되었을 경우(스텝 S17: YES), 스텝 S43에 있어서, 제어부(250)의 판정부(256)는, 적산값(Σ△V)이 소정의 제3 임계값을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. 여기에서, 제3 임계값은, 제1 및 제2 실시형태에서 사용되는 제1 및 제2 임계값과는 다른 값이어도 된다. 제3 임계값은, 미리 설정되는 값이다. 제3 임계값은, 공장 출하 시에 적정하게 설정되어도 되고, 유저에 의해서 임의의 시기에 적정하게 설정·변경되어도 된다. 프로브 카드(140-j)는 파티클이 일정량 이상으로 축적되면 수명이 되어 교환이 필요하게 되지만, 조작자(또는 제조자)는 프로브 카드(140-j)의 교환이 필요하게 되는 파티클 발생량을 프로브 카드(140-j)의 사용 실적에 의해서 경험적으로 알 수 있다. 예를 들면, 조작자는 경험에 기초하여 제3 임계값을 설정한다.
또한, 스텝 S44에 있어서 프로브 카드 ID와 함께, 프로브 카드 ID에 대응하는 프로브 카드(140-j)를 특정하는 정보와, 경고를 표시부(270)에 출력한다.
경고를 받아, 조작자는 필요에 따라서 프로브 카드(140-j)를 교환한다. 교환이 행해졌을 경우, 스텝 S45에 있어서, 판정부(256)는, 적산값 데이터베이스(350)에 기억되어 있는 교환한 프로브 카드(140-j)에 대응하는 적산값(Σ△V)을 리셋하고, 그 후, 그 웨이퍼(W)에 대한 처리를 종료한다.
종래, 미리 정해진 빈도로 프로브 카드를 교환하고 있었기 때문에, 본래 불필요한 경우에도 프로브 카드를 교환하는 경우가 있었다. 한편, 제3 실시형태에 따르면, 프로브 카드(140-j)마다 파티클 발생량을 관리함에 의해, 교환이 필요한 프로브 카드(140-j)에 대해서 적절하게 교환할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
[제3 실시형태의 변형예]
제3 실시형태와 제2 실시형태를 조합해도 된다. 이것에 의해, 프로브 카드(140-j)를 탑재하는 프로버 장치(2100-i)를 관리하는 것이 가능해진다. 이 경우, 기억부(290)는, 도 16에 나타내는 웨이퍼 ID 데이터베이스(340) 및 적산값 데이터베이스(350)에 더하여, 프로브 카드 ID와 프로버 ID를 관련지어 저장하는 프로버 ID 데이터베이스(도시하지 않음)를 더 구비한다.
제3 실시형태와 제2 실시형태의 조합에서는, 판정부(256)는, 예를 들면, 교환이 필요하게 된 프로브 카드(140-j)의 프로브 카드 ID와, 프로브 카드(140-j)를 탑재하고 있는 프로버 장치(2100-i)의 프로버 ID와, 프로브 카드(140-j)의 교환을 촉구하는 경고를, 표시부(270)에 출력한다. 이것에 의해, 복수의 프로버 장치(2100-i)를 구비하는 파티클 계측 시스템에 있어서도, 프로브 카드(140-j)에 대해서 적절하게 교환할 수 있다.
[제4 실시형태]
제3 실시형태에서는, 프로버 장치에 탑재되는 프로브 카드마다 파티클 발생량을 관리한다. 여기에서, 프로브 카드의 프로브 니들에는 파티클이 부착되지만, 웨이퍼(W)의 종류마다 사용되는 프로브 니들의 종류는 다르기 때문에, 파티클의 부착량은 프로브 니들에 따라 다르다. 제4 실시형태에서는, 프로브 니들마다 파티클 부착량으로서 파티클 발생량을 관리하는 것이 가능하다.
제4 실시형태에 따른 파티클 계측 시스템은, 제2 실시형태에 따른 프로버 장치(2100)와 제4 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(4200)를 구비한다. 프로버 장치(2100)의 구성은 상술한 바와 같으므로, 설명을 생략한다.
이하, 도 19를 이용해서 제4 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(4200)의 구성에 대하여 설명한다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 제4 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(4200)는, 제2 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(2200)에 전극 패드(P)의 위치 정보를 취득하는 위치 정보 취득부(400)를 추가한 것이다. 이하의 설명에서는, 예로서, 위치 정보를 XY 좌표로 하여 설명한다.
전극 패드(P)의 위치 정보(XY 좌표)의 취득 방법으로서는, 예를 들면 스테이지 이동 기구(230)의 구동량으로부터 XY 좌표를 취득하는 방법, 비접촉 삼차원 측정부(280)에 의해서 XY 좌표를 취득하는 방법, 도시하지 않는 카메라에 의해서 촬영한 칩(C)의 화상으로부터 XY 좌표를 취득하는 방법 등을 들 수 있다. 이들은 공지 기술이므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
제4 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(4200)의 제어부(250)는, 프로브 니들(141-k(k는 자연수))마다의 파티클 발생량을 데이터베이스로 관리한다. 도 20에, 기억부(290)에 보존되는 데이터베이스의 일례를 나타낸다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 기억부(290)는, 웨이퍼 종류 데이터베이스(420)와, 니들 데이터베이스(430)와, 적산값 데이터베이스(440)를 갖는다.
웨이퍼 종류 데이터베이스(420)는, 웨이퍼(W)를 식별하는 웨이퍼 ID와, 웨이퍼(W)의 종류를 식별하는 웨이퍼 종류 ID를 관련지어 저장한다. 니들 데이터베이스(430)는, 웨이퍼(W)의 종류마다 웨이퍼(W) 상의 전극 패드(P)의 배치 정보를 저장한다.
구체적으로는, 전극 패드(P)의 배치 정보는, 웨이퍼(W) 상의 각 전극 패드(P)에 대해서, 전극 패드(P)를 식별하는 패드 ID와, 전극 패드(P)의 XY 좌표 및 그 전극 패드(P)에 콘택트하는 프로브 니들(141-k)을 식별하는 니들 ID를 포함한다. 여기에서, XY 좌표는, 예를 들면, 웨이퍼(W)의 소정의 위치 또는 칩(C)의 소정의 위치를 기준으로 하는 상대적인 좌표이어도 된다.
웨이퍼 종류 데이터베이스(420) 및 적산값 데이터베이스(440)는, 미리 조작자 또는 제조자에 의해 기억부(290)에 등록되어, 필요에 따라서 갱신된다. 적산값 데이터베이스(440)는, 프로브 니들(141-k)마다 파티클 발생량의 적산값(Σ△V)을 저장한다.
다음으로, 도 21을 이용해서, 제4 실시형태에 있어서의 파티클 계측의 수순에 대하여 설명한다. 제4 실시형태에 있어서의 파티클 계측의 수순은 제2 실시형태와 거의 마찬가지이지만, 도 15의 스텝 S34의 후에, 스텝 S50이 추가되고, 도 15의 스텝 S35 내지 S38 대신에, 스텝 S51 내지 S54가 행해지는 점이 다르다.
이하, 제2 실시형태와의 상이점에 대해서만 설명한다. 제4 실시형태에서는, 스텝 S34에서 웨이퍼 ID를 판독한 후, 스텝 S50에 있어서, 위치 정보 취득부(400)는, 측정해야 할 전극 패드(P)의 XY 좌표를 취득한다. 여기에서, 취득하는 XY 좌표는, 기억부(290)의 웨이퍼 종류 데이터베이스(420)에 저장되어 있는 XY 좌표와 동일한 위치를 기준으로 하는 상대 위치이어도 된다.
이어서, 스텝 S12 내지 스텝 S15를 행한 후, 스텝 S51에 있어서, 파티클 발생량 산출부(255)는, 기억부(290)의 웨이퍼 종류 데이터베이스(420)로부터, 스텝 S34에서 판독한 웨이퍼 ID에 관련지어 있는 웨이퍼 종류 ID를 취득한다. 또한, 파티클 발생량 산출부(255)는, 니들 데이터베이스(430)를 참조하여, 그 웨이퍼 종류 ID에 대응하는 전극 패드(P)의 배치 정보에 기초하여, 스텝 S50에서 취득한 XY 좌표를 갖는 전극 패드(P)에 콘택트하는 프로브 니들(141-k)을 식별하는 니들 ID를 취득한다. 또한, 파티클 발생량 산출부(255)는, 적산값 데이터베이스(440)를 참조하여, 취득한 니들 ID에 대응하는 적산값(Σ△V)에, 스텝 S15에서 산출한 파티클 발생량(△V)을 가산해서, 적산값(Σ△V)을 갱신한다(스텝 S51).
그 후, 그 밖에의 측정해야 할 전극 패드(P)가 없다고 판정되었을 경우(스텝 S17: YES), 판정부(256)는, 스텝 S51에서 계산한 적산값(Σ△V)이 소정의 제4 임계값을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S52). 여기에서, 제4 임계값은, 제1 내지 제3 실시형태에서 사용되는 제1 내지 제3 임계값과는 다른 값이어도 된다. 제4 임계값은, 미리 설정되는 값이며, 공장 출하 시에 적정하게 설정되어도 되고, 유저에 의해서 임의의 시기에 적정하게 설정·변경되어도 된다. 프로브 니들(141-k)에 파티클이 일정량 이상 부착되면 웨이퍼(W)의 검사에 영향을 미칠 우려가 있지만, 조작자(또는 제조자)는 검사에 영향을 줄 수 있는 파티클 발생량을 프로버 장치(2100-i)의 사용 실적에 의해서 경험적으로 알 수 있다. 그 때문에, 조작자는 경험에 기초하여 제4 임계값을 설정해도 된다.
적산값(Σ△V)이 소정의 제4 임계값을 초과하고 있다고 판정되었을 경우(스텝 S52: YES), 판정부(256)는, 스텝 S50에서 취득한 전극 패드(P)의 좌표와, 그 좌표에 대응하는 프로브 니들(141-k)을 특정하는 정보와, 경고를 표시부(270)에 출력한다(스텝 S53). 경고를 받은 조작자는 필요에 따라서 프로브 카드(140)를 청소한다(스텝 S54).
종래, 프로브 니들(141-k)마다 파티클 발생량을 정량적으로 관리하는 방법이 없었다. 한편, 본 발명의 제4 실시형태에 따르면, 프로브 니들(141-k)마다 파티클 발생량을 정량적으로 관리할 수 있기 때문에, 프로브 카드(140)를 청소할 때에, 청소가 필요한 프로브 니들(141-k)을 적절하게 청소할 수 있다. 이것에 의해, 프로브 카드(140)를 효율적으로 청소할 수 있기 때문에, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
[측정 대상이 되는 전극 패드의 결정]
상기한 제1 내지 제4 실시형태에서는, 측정 대상이 되는 전극 패드(P)에 대해서 파티클 계측을 행하고 있다. 조작자(또는 제조자)는 이 측정 대상이 되는 전극 패드(P)를 임의로 결정하는 것이 가능하다. 예를 들면, 웨이퍼(W) 상의 모든 전극 패드(P)를 측정 대상으로 해도 되고, 모든 전극 패드(P) 중의 일부를 샘플링하여, 측정 대상으로 해도 된다. 모든 전극 패드(P) 중의 일부를 측정 대상으로 할 경우, 각 실시형태에 따른 삼차원 형상 측정 장치(200, 2200, 4200)의 기억부(290)에, 측정 대상이 되는 전극 패드(P)의 샘플링에 관한 정보가 미리 기억된다. 전극 패드(P)를 샘플링함에 의해, 파티클 계측에 요하는 시간을 단축할 수 있기 때문에, 반도체의 제조 공정의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
모든 전극 패드(P) 중의 일부를 측정 대상으로 할 경우, 무작위로 전극 패드(P)를 샘플링해도 되고, 조작자의 니즈에 따른 임의의 법칙에 따라서 전극 패드(P)를 샘플링해도 된다. 이하, 법칙에 따른 전극 패드(P)의 샘플링 방법의 예에 대하여 설명한다.
[제1 샘플링 방법]
우선, 도 22를 이용해서 제1 샘플링 방법에 대하여 설명한다. 웨이퍼(W) 상에는 복수의 칩이 있지만, 제1 샘플링 방법에서는 웨이퍼(W) 상의 특정의 칩(C)에 포함되는 모든 전극 패드(P)를 측정 대상으로 하여 샘플링한다. 예를 들면, 도 22에 나타내는 예에서는, 웨이퍼(W) 상의 복수의 칩(C) 중, 굵은 실선으로 나타내는 특정의 칩(C)에 포함되는 4개의 전극 패드(P)의 모두를 측정 대상으로 하여 샘플링한다. 또, 도 22에서는 특정의 칩(C)으로서 하나의 칩(C)만이 나타나 있지만, 당연히, 복수의 칩(C)이 특정의 칩(C)으로서 결정되어도 된다.
제1 샘플링 방법에 의하면, 웨이퍼(W) 상의 특정의 칩(C)에 포함되는 모든 전극 패드(P)에 대해서 파티클 계측을 행하기 때문에, 칩(C) 전체에서 균등한 샘플링이 된다. 나아가서는, 양호한 정밀도로 웨이퍼(W) 전체에서의 파티클 발생량을 추측할 수 있다.
[제2 샘플링 방법]
다음으로, 도 23을 이용해서 제2 샘플링 방법에 대하여 설명한다. 웨이퍼(W) 상에는 복수의 칩(C)이 있지만, 프로버 장치(100, 2100, 2100-i)에 의한 프로빙 동작에 있어서, 웨이퍼(W) 전체를 한 번에 프로빙 동작할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 복수회 프로빙 동작을 행하지만, 제2 샘플링 방법에서는 복수회의 프로빙 동작 중, 1회 이상의 특정의 프로빙 동작에 있어서 콘택트된 모든 전극 패드(P)를 측정 대상으로 하여 샘플링한다.
도 23은, 프로버 장치(100, 2100, 2100-i)에 탑재된 프로브 카드(140)가 2개의 칩(C)을 동시에 프로빙 동작할 수 있는 경우에 있어서의 샘플링의 일례를 나타낸다. 도 23에 있어서, 1회의 프로빙 동작의 범위는 파선으로 둘러싸여 있고, 2개의 칩(C)이 포함되어 있다. 웨이퍼(W) 상에는 7개의 칩(C)이 있기 때문에, 4회 프로빙 동작을 행할 필요가 있다. 도 23에 나타내는 예에서는, 4회의 프로빙 동작 중의 특정의 1회의 프로빙 동작에 있어서 콘택트된 8개의 전극 패드(P)의 모두를 측정 대상으로 하여 샘플링한다. 또, 도 23에서는 1회의 프로빙 동작에 있어서 콘택트되는 전극 패드(P)만을 샘플링하고 있지만, 당연히, 복수회의 프로빙 동작에 있어서 콘택트되는 전극 패드(P)를 측정 대상으로 하여 샘플링해도 된다.
제2 샘플링 방법에 의하면, 1회의 프로빙 동작에 있어서 콘택트되는 전극 패드(P)의 모두에 대해서 파티클 계측을 행하기 때문에, 프로브 니들(141)에 의존하여 파티클 발생량이 다를 경우에도, 양호한 정밀도로 웨이퍼(W) 전체에서의 파티클 발생량을 추측할 수 있다.
[제3 샘플링 방법]
다음으로, 도 24를 이용해서 제3 샘플링 방법에 대하여 설명한다. 예를 들면, 프로브 니들(141)이 캔틸레버식 프로브 니들인 경우, 모든 프로브 니들(141)은 전극 패드(P)에 대해서 동일한 방향으로부터 콘택트하는 것에 한정되지 않는다. 제3 샘플링 방법에서는, 모든 전극 패드(P)로부터, 콘택트하는 방향마다 일정한 비율의 전극 패드(P)를 측정 대상으로 하여 샘플링한다.
도 24는, 복수의 프로브 니들(141)이, 칩(C) 상의 복수의 전극 패드(P)에 대해서 복수의 다른 방향으로부터 콘택트하고 있는 경우에 있어서의 샘플링의 일례를 나타낸다. 도 24에 나타내는 예에서는, 상하 좌우의 각각의 방향으로부터 3개의 프로브 니들(141)(전부 12개의 프로브 니들(141))이 각각 전극 패드(P)에 콘택트한다. 도 24에 있어서, 동일한 방향으로부터 콘택트하는 프로브 니들(141)은, 파선으로 둘러싸여 있다.
도 24에 나타내는 예에서는, 상하 좌우 각각의 콘택트 방향으로부터 하나의 전극 패드(P)를 측정 대상으로 하여 샘플링한다. 도 24에 있어서, 측정 대상으로서 샘플링된 전극 패드(P)를 굵은 실선으로 나타낸다. 이 샘플링에 의해, 모든 프로브 니들(141) 중의 3분의 1의 프로브 니들(141)에 대응하는 전극 패드가 측정 대상이 된다.
또한, 도 24에서는 각 콘택트 방향마다 하나의 전극 패드(P)(3분의 1의 비율)를 측정 대상으로 하여 샘플링하고 있지만, 당연히, 각 방향마다 복수의 전극 패드(P)를 샘플링해도 된다.
프로브 니들(141)과 전극 패드(P)의 콘택트 상태는 웨이퍼(W)와 프로브 니들(141)의 상대 자세와 운동 방향으로 결정된다. 그 때문에, 프로브 니들(141)과 전극 패드(P)가 콘택트하는 방향에 의해서 파티클 발생량은 영향을 받기 쉽다. 그래서, 복수의 콘택트 방향의 각각으로부터 일정한 비율의 전극 패드(P)를 샘플링함에 의해, 콘택트 방향에 의한 파티클 발생량의 측정 결과의 편향을 저감한다. 이것에 의해, 고정밀도로 웨이퍼(W) 전체에서의 파티클 발생량을 추측할 수 있다.
[발명의 효과]
이상에서 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 따르면, 웨이퍼(W)로부터의 파티클 발생량을 정량적으로 관리하는 것이 가능해진다. 또한, 파티클 발생량이 소정의 임계값을 초과했을 경우에 경고를 출력하기 때문에, 조작자는, 청소가 필요하게 된 웨이퍼(W)에 대해서 적절하게 청소할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
여기에서, 프로버 장치(100)에 비접촉 삼차원 측정부(280) 및 제어부(250)의 기능을 추가함에 의해, 프로버 장치(100)와 파티클 계측 장치를 하나의 장치로 실현하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 파티클 계측 장치를 저렴하게 실현하는 것이 가능하다. 또한, 웨이퍼(W)를 프로버 장치(100)로부터 삼차원 형상 측정 장치(200)로 반송하고, 삼차원 형상 측정 장치(200)에 로딩할 필요가 없기 때문에, 효율적으로 파티클을 계측할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 검사할 때에 사용하는 레시피(웨이퍼(W)의 사이즈, 칩의 배치 등의 각종 파라미터)를 이어받아서 사용할 수 있기 때문에, 보다 효율적으로 파티클을 계측할 수 있다.
제2 실시형태에 따르면, 웨이퍼(W)로부터의 파티클 발생량을 정량적으로 프로버 장치(2100-i)마다 관리하고, 파티클 발생량이 소정의 임계값을 초과한 프로버 장치(2100-i)를 특정하는 정보와, 경고를 출력한다. 이것에 의해, 조작자는, 청소가 필요하게 된 프로버 장치(2100-i) 또는 프로브 니들(141)에 대해서 적절하게 청소할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
제3 실시형태에 따르면, 프로브 카드(140-j)마다 파티클 발생량을 관리함에 의해, 파티클 발생량이 소정의 임계값을 초과한 프로브 카드(140-j)를 특정하는 정보와, 경고를 출력한다. 이것에 의해, 교환이 필요한 프로브 카드(140-j)에 대해서 적절하게 교환할 수 있다. 나아가서는, 반도체의 제조 공정의 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
제4 실시형태에 따르면, 프로브 니들(141-k)마다 파티클 발생량을 정량적으로 관리함에 의해, 파티클 발생량이 소정의 임계값을 초과한 프로브 니들(141-k)을 특정하는 정보와, 경고를 출력한다. 이것에 의해, 프로브 카드(140)를 청소할 때에, 청소가 필요한 프로브 니들(141-k)을 적절하게 청소할 수 있다. 프로브 카드(140)를 효율적으로 청소할 수 있기 때문에, 반도체의 제조 공정의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
여기에서, 각 실시형태를 서로 조합해도 된다. 예를 들면, 제3 실시형태와 제2 실시형태를 조합해도 된다. 이것에 의해, 프로브 카드(140-j)를 탑재하는 프로버 장치(2100-i)를 관리하는 것이 가능해진다.
각 실시형태에 있어서, 웨이퍼(W) 상의 칩(C)이 갖는 모든 전극 패드(P)를 측정 대상으로 해도 되고, 모든 전극 패드(P) 중의 일부를 샘플링하고, 측정 대상으로 해도 된다. 전극 패드(P)를 샘플링함에 의해, 파티클 계측에 요하는 시간을 단축할 수 있기 때문에, 반도체의 제조 공정의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 예에 관하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 정신을 일탈되지 않는 범위에서 여러 가지 변경 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
100, 2100, 2100-i … 프로버 장치
120, 220 … 스테이지 230 … 스테이지 이동 기구
140, 140-j … 프로브 카드 141, 141-k … 프로브 니들
150, 250 … 제어부 160, 260 … 조작부
170, 270 … 표시부 180 … 테스트 헤드
200, 2200, 4200 … 삼차원 형상 측정 장치
251 … 삼차원 측정 제어부 252 … 취득부
253 … 검지부 254 … 요철 계산부
255 … 파티클 발생량 산출부 256 … 판정부
290 … 기억부 300, 310 … 웨이퍼 ID 판독부
320, 340 … 웨이퍼 ID 데이터베이스
330, 350, 440 … 적산값 데이터베이스
400 … 위치 정보 취득부 420 … 웨이퍼 종류 데이터베이스
430 … 니들 데이터베이스 1000, 2000 … 파티클 계측 시스템
C … 칩 M … 프로브 니들 흔적
P … 전극 패드 W … 웨이퍼
R … 패드 기준면 RM … 니들 흔적 영역
120, 220 … 스테이지 230 … 스테이지 이동 기구
140, 140-j … 프로브 카드 141, 141-k … 프로브 니들
150, 250 … 제어부 160, 260 … 조작부
170, 270 … 표시부 180 … 테스트 헤드
200, 2200, 4200 … 삼차원 형상 측정 장치
251 … 삼차원 측정 제어부 252 … 취득부
253 … 검지부 254 … 요철 계산부
255 … 파티클 발생량 산출부 256 … 판정부
290 … 기억부 300, 310 … 웨이퍼 ID 판독부
320, 340 … 웨이퍼 ID 데이터베이스
330, 350, 440 … 적산값 데이터베이스
400 … 위치 정보 취득부 420 … 웨이퍼 종류 데이터베이스
430 … 니들 데이터베이스 1000, 2000 … 파티클 계측 시스템
C … 칩 M … 프로브 니들 흔적
P … 전극 패드 W … 웨이퍼
R … 패드 기준면 RM … 니들 흔적 영역
Claims (9)
- 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 상기 웨이퍼의 전극 패드에 프로브 니들이 콘택트했을 때에 발생하는 파티클을 계측하는 파티클 계측 장치로서,
상기 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 상기 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 취득하는 취득부와,
상기 취득부가 취득한 상기 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 상기 전극 패드의 표면 중에서 상기 파티클의 계측의 기준이 되는 패드 기준면을 검지하는 검지부와,
상기 취득부가 취득한 상기 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 상기 전극 패드의 표면 형상에 있어서의 상기 패드 기준면으로부터 함몰되어 있는 오목부의 체적과, 상기 패드 기준면으로부터 돌출되어 있는 볼록부의 체적을 계산하는 요철 계산부와,
상기 요철 계산부가 계산한 상기 오목부의 체적과 상기 볼록부의 체적의 체적차로부터 파티클 발생량을 산출하는 파티클 발생량 산출부
를 구비하는, 파티클 계측 장치. - 제1항에 있어서,
상기 웨이퍼에 포함되는 복수의 상기 전극 패드에 대해서 상기 파티클 발생량 산출부가 각각 산출한 상기 파티클 발생량을 적산하는 제1 적산부와,
상기 제1 적산부가 적산한 파티클 적산값을 제1 임계값과 비교한 결과에 기초하여, 상기 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성을 나타내는 정보를 출력하는 제1 출력부
를 더 구비하는, 파티클 계측 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 웨이퍼의 전기적 특성을 검사한 프로버 장치마다 상기 파티클 발생량을 적산하는 제2 적산부와,
상기 제2 적산부가 상기 프로버 장치마다 적산한 파티클 적산값을 제2 임계값과 비교한 결과에 기초하여, 상기 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로버 장치를 나타내는 정보를 출력하는 제2 출력부
를 더 구비하는, 파티클 계측 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 사용된 프로브 카드마다 상기 파티클 발생량을 적산하는 제3 적산부와,
상기 제3 적산부가 상기 프로브 카드마다 적산한 파티클 적산값을 제3 임계값과 비교한 결과에 기초하여, 상기 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로브 카드를 나타내는 정보를 출력하는 제3 출력부
를 더 구비하는, 파티클 계측 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 사용된 프로브 카드가 갖는 프로브 니들마다 상기 파티클 발생량을 적산하는 제4 적산부와,
상기 제4 적산부가 상기 프로브 니들마다 적산한 파티클 적산값을 제4 임계값과 비교한 결과에 기초하여, 상기 검사의 결과에 이상이 발생할 가능성이 있는 프로브 니들을 나타내는 정보를 출력하는 제4 출력부
를 더 구비하는, 파티클 계측 장치. - 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 상기 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 작성하는 비접촉 삼차원 측정부와,
제1항 또는 제2항에 기재된 파티클 계측 장치
를 구비하는, 삼차원 형상 측정 장치. - 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 상기 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 작성하는 비접촉 삼차원 측정부와,
제1항 또는 제2항에 기재된 파티클 계측 장치
를 구비하는, 프로버 장치. - 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 상기 웨이퍼의 전극 패드에 프로브 니들을 콘택트시키는, 하나 이상의 프로버 장치와,
상기 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 상기 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 작성하는 비접촉 삼차원 측정 장치와,
제1항 또는 제2항에 기재된 파티클 계측 장치
를 구비하는, 파티클 계측 시스템. - 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위해서 상기 웨이퍼의 전극 패드에 프로브 니들이 콘택트했을 때에 발생하는 파티클을 계측하는 파티클 계측 방법으로서,
상기 프로브 니들이 콘택트한 프로브 니들 흔적을 포함하는 상기 전극 패드의 표면 형상을 나타내는 패드 표면 형상 데이터를 취득하고,
상기 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 상기 전극 패드의 표면 중에서 상기 파티클의 계측의 기준이 되는 패드 기준면을 검지하고,
상기 패드 표면 형상 데이터에 기초하여, 상기 전극 패드의 표면 형상에 있어서의 상기 패드 기준면으로부터 함몰되어 있는 오목부의 체적과, 상기 패드 기준면으로부터 돌출되어 있는 볼록부의 체적을 계산하고,
상기 오목부의 체적과 상기 볼록부의 체적의 체적차로부터 파티클 발생량을 산출하는
것을 구비하는, 파티클 계측 방법.
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