KR20170000127A - 프로브 스테이션에서 웨이퍼를 정렬하는 방법 - Google Patents

프로브 스테이션에서 웨이퍼를 정렬하는 방법 Download PDF

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KR20170000127A
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김수현
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Abstract

프로브 카드를 이용하여 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼를 검사하기 위한 프로브 스테이션에서 상기 프로브 카드에 대하여 웨이퍼를 정렬하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 상기 프로브 스테이션에 저장된 상기 웨이퍼에 대한 제1 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 1차 정렬하는 단계와, 상기 1차 정렬 단계에서 오류가 발생되는 경우 제1 데이터 서버로부터 다른 프로브 스테이션의 제2 웨이퍼 정렬 데이터를 다운로드하는 단계와, 상기 제2 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 웨이퍼를 2차 정렬하는 단계를 포함한다.

Description

프로브 스테이션에서 웨이퍼를 정렬하는 방법{Method of aligning wafer in probe station}
본 발명의 실시예들은 프로브 스테이션에서 웨이퍼를 정렬하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼에 대한 전기적인 특성 검사를 위하여 프로브 스테이션 내에서 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 방법에 관한 것이다.
집적 회로 소자들과 같은 반도체 소자들은 일반적으로 반도체 웨이퍼 상에 일련의 처리 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 상에 막을 형성하는 증착 공정, 상기 막을 전기적 특성들을 갖는 패턴들로 형성하기 위한 식각 공정, 상기 패턴들에 불순물들을 주입 또는 확산시키기 위한 이온 주입 공정 또는 확산 공정, 상기 패턴들이 형성된 웨이퍼로부터 불순물들을 제거하기 위한 세정 및 린스 공정 등을 반복적으로 수행함으로써 상기 반도체 소자들이 상기 기판 상에 형성될 수 있다.
상기와 같이 반도체 소자들이 형성된 후 상기 반도체 소자들의 전기적인 특성들을 검사하기 위한 전기적인 검사 공정이 수행될 수 있다. 상기 검사 공정은 다수의 탐침들을 갖는 프로브 카드를 포함하는 프로브 스테이션과 전기적인 신호를 제공하기 위하여 상기 프로브 카드와 연결된 테스터에 의해 수행될 수 있다.
상기 프로브 스테이션은 검사 챔버의 상부에는 상기 프로브 카드가 장착될 수 있으며, 상기 프로브 카드 아래에는 상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지가 배치될 수 있다. 상기 스테이지는 상기 반도체 소자들이 상기 프로브 카드의 탐침들에 접촉되도록 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼에 대한 검사 공정을 수행하기 이전에 상기 웨이퍼를 상기 프로브 카드에 대하여 정렬하는 단계가 수행될 수 있다. 먼저, 하부 카메라를 이용하여 기 설정된 좌표에서 상기 프로브 카드의 탐침들 중 기 설정된 탐침을 검출하고, 상부 카메라를 이용하여 기 설정된 좌표에서 상기 웨이퍼 상의 기 설정된 정렬 패턴을 검출한다. 이어서 상기 검출된 탐침 및 정렬 패턴의 검출 좌표들을 이용하여 상기 웨이퍼의 위치를 조정할 수 있다. 계속해서 상기 웨이퍼의 전극 패드들이 상기 프로브 카드의 탐침들이 접촉되도록 상기 웨이퍼를 상승시키고, 사기 탐침들과 전극 패드들의 접촉에 의해 형성된 접촉 흔적들을 이용하여 상기 웨이퍼를 정렬 상태를 확인할 수 있다.
그러나, 상기 탐침 검출 및 정렬 패턴 검출 과정에서 오류가 발생되는 경우, 구체적으로 상기 탐침 또는 정렬 패턴이 검출되지 않는 경우 상기 웨이퍼 정렬이 정상적으로 수행되지 않을 수 있다. 즉 기 설정된 좌표들에서 상기 하부 및 상부 카메라들의 시야 범위 내에 상기 탐침 또는 정렬 패턴이 없는 경우 상기 웨이퍼 정렬이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다. 이 경우 작업자에 의해 상기 탐침 또는 정렬 패턴에 대한 검출 작업이 수행될 수 있으나, 상기와 같은 수작업에는 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 작업자의 숙련도에 따라 정렬 정확도가 저하될 우려가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2003-0000352호 (공개일: 2003.01.06) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0032174호 (공개일: 2009.04.01)
본 발명의 실시예들은 프로브 스테이션에서 프로브 카드에 대한 웨이퍼 정렬을 보다 정확하고 용이하게 할 수 있는 웨이퍼 정렬 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 프로브 카드를 이용하여 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼를 검사하기 위한 프로브 스테이션에서 상기 프로브 카드에 대하여 웨이퍼를 정렬하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 상기 프로브 스테이션에 저장된 상기 웨이퍼에 대한 제1 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 1차 정렬하는 단계와, 상기 1차 정렬 단계에서 오류가 발생되는 경우 제1 데이터 서버로부터 다른 프로브 스테이션의 제2 웨이퍼 정렬 데이터를 다운로드하는 단계와, 상기 제2 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 웨이퍼를 2차 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 1차 정렬 단계는, 상부 정렬 카메라 및 상기 제1 웨이퍼 정렬 데이터의 기 설정된 패턴 검출 좌표를 이용하여 상기 웨이퍼 상에서 기 설정된 정렬 패턴을 검출하는 단계와, 상기 검출된 정렬 패턴의 검출 좌표를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 1차 또는 2차 정렬 단계에서 상기 웨이퍼의 정렬이 성공된 경우 성공된 웨이퍼 정렬 데이터를 상기 프로브 스테이션 및 상기 제1 데이터 서버에 각각 저장할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 2차 정렬 단계에서 오류가 발생되는 경우 제2 데이터 서버로부터 제3 웨이퍼 정렬 데이터를 다운로드하는 단계와, 상기 제3 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 3차 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 복수의 웨이퍼들로 이루어진 로트에 대하여 기 수행된 정렬 단계들에서 상기 로트를 구성하는 복수의 웨이퍼들 중 첫 번째 웨이퍼에 대하여 성공된 웨이퍼 정렬 데이터를 의미한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 3차 정렬 단계에서 오류가 발생되는 경우 원본 데이터 서버로부터 제4 웨이퍼 정렬 데이터를 다운로드하는 단계와, 상기 제4 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 4차 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제4 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 프로브 스테이션에서 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 웨이퍼들 중 최초로 정렬 성공된 웨이퍼에 대한 웨이퍼 정렬 데이터를 의미한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 프로브 스테이션에 저장된 상기 프로브 카드에 대한 제1 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 위치를 1차 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 1차 확인 단계에서, 하부 정렬 카메라 및 상기 제1 카드 확인 데이터의 기 설정된 탐침 검출 좌표를 이용하여 상기 프로브 카드의 탐침들 중 기 설정된 탐침이 검출될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 1차 확인 단계에서 상기 프로브 카드의 위치가 확인된 경우 상기 확인된 데이터를 포함하는 카드 확인 데이터를 상기 프로브 스테이션 및 상기 제1 데이터 서버에 각각 저장할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 1차 확인 단계에서 오류가 발생되는 경우 상기 제1 데이터 서버로부터 다른 프로브 스테이션의 제2 카드 확인 데이터를 다운로드하는 단계와, 상기 제2 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 위치를 2차 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 2차 확인 단계에서 오류가 발생되는 경우 제2 데이터 서버로부터 제3 카드 확인 데이터를 다운로드하는 단계와, 상기 제3 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 위치를 3차 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3 카드 확인 데이터는 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 복수의 웨이퍼들로 이루어진 로트에 대하여 기 수행된 정렬 단계들에서 상기 로트를 구성하는 복수의 웨이퍼들 중 첫 번째 웨이퍼에 대하여 성공된 카드 확인 데이터를 의미한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 3차 확인 단계에서 오류가 발생되는 경우 원본 데이터 서버로부터 제4 카드 확인 데이터를 다운로드하는 단계와, 상기 제4 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 위치를 4차 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제4 카드 확인 데이터는 상기 프로브 스테이션에서 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 웨이퍼들 중 최초로 정렬 성공된 웨이퍼에 대한 카드 확인 데이터를 의미한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 프로브 카드에 대한 웨이퍼의 정렬에서, 프로브 스테이션에 저장된 제1 웨이퍼 정렬 데이터 및 제1 카드 확인 데이터를 이용한 1차 정렬과, 1차 오류 발생시 제1 데이터 서버로부터 다운로드된 제2 웨이퍼 정렬 데이터 및 제2 카드 확인 데이터를 이용한 2차 정렬과, 2차 오류 발생시 제2 데이터 서버로부터 다운로드된 제3 웨이퍼 정렬 데이터 및 제3 카드 확인 데이터를 이용한 3차 정렬과, 3차 오류 발생시 원본 데이터 서버로부터 다운로드된 제4 웨이퍼 정렬 데이터 및 제4 카드 확인 데이터를 이용한 4차 정렬이 순차적으로 수행될 수 있다.
따라서, 상기 프로브 카드에 대한 웨이퍼의 정렬이 종래 기술에 비하여 보다 정확하고 용이하게 이루어질 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼 상의 반도체 소자들에 대한 검사 공정에 소요되는 시간이 크게 단축되고 또한 상기 검사 공정에 대한 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.
도 1은 프로브 스테이션을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시된 프로브 카드 위치 확인 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 프로브 스테이션을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼들(10)에 대한 전기적인 검사 공정을 수행하기 위하여 사용되는 프로브 스테이션(100)은, 프로브 카드(112) 및 웨이퍼 척(114)이 구비되는 검사 챔버(110)와, 복수의 웨이퍼들(10)이 수납된 카세트(20)를 지지하는 로드 포트(120)와, 상기 검사 챔버(110)와 로드 포트(120) 사이에 배치되어 상기 웨이퍼들(10)을 전달하기 위한 웨이퍼 이송 모듈(130)을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 이송 모듈(130) 내에는 상기 웨이퍼들(10)을 전달하기 위한 웨이퍼 이송 로봇(132)이 배치될 수 있다.
상기 프로브 스테이션(100)은 상기 프로브 카드(112)를 통해 상기 웨이퍼들(10)의 검사를 위해 전기적인 신호들을 제공하고 상기 웨이퍼들(10)로부터 출력되는 신호들을 통해 상기 웨이퍼들(10)의 전기적인 특성을 검사하는 테스터(30)와 연결될 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 웨이퍼 척(114)은 상기 웨이퍼(10) 상의 반도체 소자들이 상기 프로브 카드(112)의 탐침들과 접촉되도록 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 척(114)은 상기 웨이퍼(10)의 정렬을 위해 회전 가능하게 구성될 수 있다.
추가적으로, 상기 프로브 스테이션(100)은 상기 웨이퍼 척(114)의 일측에 배치되어 상기 웨이퍼 척(114)과 함께 이동 가능하며 상기 프로브 카드(112)의 탐침들에 대한 이미지를 획득하기 위한 하부 정렬 카메라(140)와, 상기 웨이퍼 척(114)의 상부에 배치되어 상기 웨이퍼(10) 상의 패턴들에 대한 이미지를 획득하기 위한 상부 정렬 카메라(150)를 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 상부 정렬 카메라(150)는 브릿지 형태를 갖는 구동부에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 특히, 상기 하부 및 상부 정렬 카메라들(140, 150)은 상기 웨이퍼(10)와 상기 프로브 카드(112) 사이의 정렬을 위해 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 도 2에 도시된 프로브 카드 위치 확인 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 방법은 상기 카세트(20)에 수납된 웨이퍼들(10) 중 첫 번째 웨이퍼(10)에 대하여 바람직하게 수행될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 상기 웨이퍼 정렬 방법은 상기 웨이퍼들(10)에 대하여 선택적으로 또는 모든 웨이퍼들(10)에 대하여 수행될 수도 있다.
한편, 상기 검사 공정은 동일한 종류의 웨이퍼들(10)에 대하여 로트 단위로 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 카세트(20)에는 25매의 웨이퍼들(10)이 수납될 수 있으며 상기 25매의 웨이퍼들(10)이 하나의 로트를 구성할 수 있다. 즉, 상기 웨이퍼 정렬 방법은 상기 로트의 첫 번째 웨이퍼(10)에 대하여 바람직하게 수행될 수 있으며, 이후 웨이퍼들(10)에 대하여는 정렬 단계가 생략될 수도 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 상기 로트의 첫 번째 웨이퍼(10)에 한정되는 것은 아니며, 상기 정렬 단계는 상기 로트를 이루는 웨이퍼들(10)에 대하여 선택적으로 또는 필요에 의해 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 상기 카세트(20)로부터 하나의 웨이퍼(10)가 인출된 후 상기 웨이퍼 척(114) 상에 로드될 수 있으며 상기 웨이퍼 척(114)의 이동에 의해 상기 웨이퍼(10)가 상기 프로브 카드(112) 아래의 기 설정된 위치로 이동될 수 있다.
도 2를 참조하면, S100 단계에서, 상기 프로브 스테이션(100)에 저장된 제1 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드(112)의 위치가 1차 확인될 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 정렬 카메라(140)가 상기 제1 카드 확인 데이터에 기록된 기 설정된 탐침 검출 좌표로 이동될 수 있으며, 이어서 상기 프로브 카드(112)의 탐침들 중 기 설정된 탐침이 상기 하부 정렬 카메라(140)에 의해 검출될 수 있다. 상기 프로브 카드(112)의 위치 확인에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
S200 단계에서, 상기 프로브 스테이션(100)에 저장된 상기 웨이퍼(10)에 대한 제1 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드(112)에 대하여 상기 웨이퍼 척(114) 상에 배치된 상기 웨이퍼(10)를 1차 정렬한다.
도시되지는 않았으나, 상기 웨이퍼(10)의 1차 정렬이 성공적으로 수행된 경우 이어서 상기 웨이퍼(10) 상의 반도체 소자들에 대한 검사 공정이 수행될 수 있다.
상기 S200 단계는 상부 정렬 카메라(150) 및 상기 제1 웨이퍼 정렬 데이터에 기록된 기 설정된 패턴 검출 좌표를 이용하여 상기 웨이퍼(10) 상에서 기 설정된 정렬 패턴을 검출하는 단계와, 상기 검출된 정렬 패턴의 검출 좌표와 상기 S100 단계에서 검출된 탐침의 검출 좌표를 이용하여 상기 프로브 카드(112)에 대하여 상기 웨이퍼(10)를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 상부 정렬 카메라(150)는 상기 기 설정된 패턴 검출 좌표로 이동될 수 있으며, 상기 기 설정된 패턴 검출 좌표에서 상기 웨이퍼(10)를 촬상할 수 있다. 이어서, 상기 상부 정렬 카메라(150)에 의해 획득된 정렬 이미지로부터 상기 정렬 패턴을 검출할 수 있으며 상기 정렬 패턴이 검출된 좌표가 연산 장치(미도시)에 의해 산출될 수 있다. 계속해서, 상기 웨이퍼 척(114)의 위치가 상기 탐침 및 상기 정렬 패턴이 검출된 좌표들을 이용하여 상기 웨이퍼(10)와 상기 프로브 카드(112) 사이의 정렬을 위해 조정될 수 있다.
상기 1차 정렬 단계(S200)에서 상기 웨이퍼(10)의 정렬이 성공된 경우 상기 성공된 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 프로브 스테이션(100) 및 제1 데이터 서버(미도시)에 각각 저장될 수 있다. 상기 제1 데이터 서버는 복수의 프로브 스테이션들과 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 상기 복수의 프로브 스테이션들에서 웨이퍼 정렬이 성공된 경우 성공된 웨이퍼 정렬 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 상기 제1 데이터 서버는 상기 복수의 프로브 스테이션들에서 웨이퍼 정렬이 성공된 경우의 카드 확인 데이터를 저장할 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 기 설정된 정렬 패턴의 이미지와, 상기 기 설정된 정렬 패턴을 검출하기 위한 좌표, 상기 상부 정렬 카메라(150)의 배율, 상기 상부 정렬 카메라(150)의 조명 밝기 등에 대한 정보들을 포함할 수 있다.
그러나, 상기 S200 단계에서 상기 상부 정렬 카메라(150)에 의해 상기 기 설정된 정렬 패턴이 검출되지 않는 경우, 즉 상기 상부 정렬 카메라(150)의 시야 범위 내에 상기 기 설정된 정렬 패턴이 없는 경우 상기 웨이퍼(10)의 정렬이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다.
상기와 같이 1차 정렬 단계(S200)에서 오류가 발생되는 경우 S210 단계에서 제1 데이터 서버로부터 다른 프로브 스테이션의 제2 웨이퍼 정렬 데이터가 다운로드될 수 있으며, S220 단계에서 상기 제2 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 웨이퍼(10)를 2차 정렬할 수 있다. 여기서, 상기 제2 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 웨이퍼(10)와 동일한 종류의 웨이퍼에 대하여 다른 프로브 스테이션에서 성공된 웨이퍼 정렬 단계의 웨이퍼 정렬 데이터를 의미한다.
상기 웨이퍼(10)의 2차 정렬 단계(S220)는 상기 1차 정렬 단계(S200)와 동일하게 진행될 수 있으므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다. 또한, 상기 2차 정렬 단계(S220)가 성공적으로 이루어진 경우 상기 2차 정렬 단계(S220)에서 성공된 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 프로브 스테이션(100) 및 상기 제1 데이터 서버에 저장될 수 있으며, 이어서 상기 웨이퍼(10) 상의 반도체 소자들에 대한 검사 공정이 수행될 수 있다. 이때, 상기 2차 정렬 단계(S220)에서 성공된 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 제1 웨이퍼 정렬 데이터 및 제2 웨이퍼 정렬 데이터를 갱신할 수 있다.
또한, 상기 2차 정렬 단계(S220)에서 오류가 발생되는 경우 S230 단계에서 제2 데이터 서버(미도시)로부터 제3 웨이퍼 정렬 데이터가 다운로드될 수 있으며, S240 단계에서 상기 제3 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 웨이퍼(10)를 3차 정렬할 수 있다.
한편, 상기 복수의 프로브 스테이션들에서 로트 단위로 수행되는 검사 공정에서 각 로트의 첫 번째 웨이퍼에 대한 정렬이 성공된 경우 그 웨이퍼 정렬 데이터가 상기 제3 웨이퍼 정렬 데이터로서 상기 제2 데이터 서버에 저장될 수 있다. 또한, 상기 각 로트의 첫 번째 웨이퍼에 대한 정렬이 성공된 경우의 카드 확인 데이터가 상기 제2 데이터 서버에 저장될 수 있다.
상기 웨이퍼(10)의 3차 정렬 단계(S240)는 상기 1차 정렬 단계(S200)와 동일하게 진행될 수 있으므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다. 또한, 상기 3차 정렬 단계(S240)가 성공적으로 이루어진 경우 이어서 상기 웨이퍼(10)에 대한 검사 공정이 수행될 수 있으며, 상기 3차 정렬 단계(S240)에서 정렬이 성공된 웨이퍼(10)가 상기 로트의 첫 번째 웨이퍼인 경우 정렬 데이터는 상기 제2 데이터 서버에 저장될 수 있다. 이때, 상기 3차 정렬 단계(S240)에서 성공된 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 제3 웨이퍼 정렬 데이터를 갱신할 수 있다.
추가적으로, 상기 3차 정렬 단계(S240)에서 오류가 발생되는 경우 S250 단계에서 원본 데이터 서버(미도시)로부터 제4 웨이퍼 정렬 데이터가 다운로드될 수 있으며, S260 단계에서 상기 제4 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 웨이퍼(10)를 4차 정렬할 수 있다.
한편, 상기 원본 데이터 서버에는 상기 프로브 스테이션(100)에서 검사 공정이 수행된 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 웨이퍼들 중에서 최초로 정렬 성공된 웨이퍼에 대한 웨이퍼 정렬 데이터가 상기 제4 웨이퍼 정렬 데이터로서 저장될 수 있다. 구체적으로, 상기 제4 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 프로브 카드(112)의 설계 정보 및 상기 웨이퍼(10) 상에 형성된 반도체 소자들의 배치 및 구조에 관한 정보 즉 최초 정렬 레시피를 이용하여 작업자에 의해 최초로 성공된 웨이퍼 정렬 데이터를 의미한다.
상기 웨이퍼(10)의 4차 정렬 단계(S260)는 상기 1차 정렬 단계(S200)와 동일하게 진행될 수 있으므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다. 다만, 상기 4차 정렬 단계(S260)에서도 상기 기 설정된 정렬 패턴이 검출되지 않는 경우 작업자에 의해 수작업으로 상기 기 설정된 정렬 패턴의 검출 작업이 수행되거나 또는 새로운 패턴이 정렬 패턴으로 재등록될 수 있다.
상술한 바와 같이 1차, 2차, 3차 및 4차 웨이퍼 정렬에 대한 단계들이 순차적으로 수행될 수 있으므로, 상기 웨이퍼 정렬이 실패할 가능성이 충분히 감소될 수 있으며, 아울러 상기 웨이퍼 정렬이 종래 기술에 비해 보다 정확하고 용이하게 수행될 수 있다.
한편, 상기 제1 카드 확인 데이터는 상기 프로브 카드(112)의 탐침들 중 기 설정된 탐침, 예를 들면, 가장 외측에 배치된 탐침에 대한 이미지, 상기 기 설정된 탐침을 검출하기 위한 좌표, 상기 하부 정렬 카메라(140)의 배율, 상기 하부 정렬 카메라(140)의 조명 밝기 등에 대한 정보들을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 S100 단계에서, 상기 하부 정렬 카메라(140)가 상기 제1 카드 확인 데이터에 기록된 상기 기 설정된 탐침 검출 좌표로 이동된 후 상기 프로브 카드(112)의 탐침들을 촬상할 수 있다. 상기와 같이 획득된 탐침 검출용 이미지에서 상기 기 설정된 탐침이 검출될 수 있으며, 이에 의해 상기 프로브 카드(112)의 위치가 1차 확인될 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼(10)의 정렬을 위해 상기 검출된 탐침의 좌표가 상기 연산 장치에 의해 산출될 수 있다.
한편, 상기 프로브 카드(112)의 1차 위치 확인이 성공된 경우 상기 검출된 탐침에 대한 데이터, 즉 상기 검출된 탐침의 이미지, 상기 탐침이 검출된 상기 하부 정렬 카메라(140)의 좌표, 상기 하부 정렬 카메라(140)의 배율, 상기 하부 정렬 카메라(140)의 조명 밝기 등을 포함하는 카드 확인 데이터가 상기 프로브 스테이션(100) 및 상기 제1 데이터 서버에 각각 저장될 수 있다.
그러나, 상기 1차 확인 단계(S100)에서 탐침 검출 오류가 발생될 수 있다. 예를 들면, 상기 기 설정된 탐침이 검출되지 않을 수 있으며, 이러한 오류는 상기 프로브 카드(112)의 탐침들이 장시간 사용에 따라 소정 부분 마모된 경우 또는 상기 프로브 카드(112)가 새로이 교체된 경우 등에서 발생될 수 있다.
상기와 같이 1차 확인 단계(S100) 단계에서 오류가 발생된 경우, 도 3을 참조하면, S110 단계에서, 상기 제1 데이터 서버로부터 상기 다른 프로브 스테이션의 제2 카드 확인 데이터를 다운로드할 수 있으며, S120 단계에서 상기 제2 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드(112)의 위치를 2차 확인할 수 있다. 이때, 상기 제2 카드 확인 데이터는 상기 웨이퍼(10)와 동일한 종류의 웨이퍼에 대하여 상기 다른 프로브 스테이션에서 웨이퍼 정렬이 성공된 경우의 카드 확인 데이터를 의미한다.
상기 2차 확인 단계(S120)는 상기 1차 확인 단계(S100)와 동일하게 진행될 수 있으므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다. 또한 상기 2차 확인 단계(S120)가 성공적으로 이루어진 경우 상기 2차 확인 단계(S120)에서 성공된 카드 확인 데이터는 상기 프로브 스테이션(100) 및 상기 제1 데이터 서버에 저장될 수 있으며, 이어서 상기 웨이퍼(10)에 대한 1차 정렬 단계(S200)가 수행될 수 있다. 이때, 상기 2차 확인 단계(S120)에서 성공된 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 제1 카드 확인 데이터 및 제2 카드 확인 데이터를 갱신할 수 있다.
또한, 상기 2차 확인 단계(S120)에서 오류가 발생되는 경우 S130 단계에서 제2 데이터 서버로부터 제3 카드 확인 데이터가 다운로드될 수 있으며, S140 단계에서 상기 제3 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드(112)에 대한 3차 위치 확인이 수행될 수 있다. 이때, 상기 제3 카드 확인 데이터는 상기 로트에 포함된 웨이퍼들 중 첫 번째 웨이퍼가 정렬에 성공한 경우의 카드 확인 데이터를 의미한다.
상기 3차 확인 단계(S140)는 상기 1차 확인 단계(S100)와 동일하게 진행될 수 있으므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다. 또한, 상기 3차 확인 단계(S140)가 성공적으로 수행된 경우 이어서 상기 웨이퍼(10)에 대한 1차 정렬 단계(S200)가 수행될 수 있으며, 상기 3차 확인 단계(S140)가 성공된 경우의 웨이퍼(10)가 상기 로트의 첫 번째 웨이퍼인 경우 확인된 카드 데이터는 상기 제2 데이터 서버에 저장될 수 있다. 이때, 상기 3차 확인 단계(S140)에서 성공된 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 제3 카드 확인 데이터를 갱신할 수 있다.
추가적으로, 상기 3차 확인 단계(S140)에서 오류가 발생되는 경우 S150 단계에서 상기 원본 데이터 서버로부터 제4 카드 확인 데이터를 다운로드할 수 있으며, S160 단계에서 상기 제4 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드(112)의 위치를 4차 확인할 수 있다.
상기 제4 카드 확인 데이터는 상기 프로브 카드(112)의 설계 정보 및 상기 웨이퍼(10) 상에 형성된 반도체 소자들의 배치 및 구조에 관한 정보 즉 최초 정렬 레시피를 이용하여 작업자에 의해 최초로 웨이퍼 정렬이 성공된 경우의 카드 확인 데이터를 의미한다.
상기 프로브 카드(112)의 4차 확인 단계(S160)는 상기 1차 확인 단계(S100)와 동일하게 진행될 수 있으므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다. 다만, 상기 4차 확인 단계(S160)에서도 상기 기 설정된 탐침이 검출되지 않는 경우 작업자에 의해 수작업으로 상기 기 설정된 탐침의 검출 작업이 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 프로브 카드(112)에 대한 웨이퍼(10)의 정렬에서, 프로브 스테이션(100)에 저장된 제1 웨이퍼 정렬 데이터 및 제1 카드 확인 데이터를 이용한 1차 정렬과, 1차 오류 발생시 제1 데이터 서버로부터 다운로드된 제2 웨이퍼 정렬 데이터 및 제2 카드 확인 데이터를 이용한 2차 정렬과, 2차 오류 발생시 제2 데이터 서버로부터 다운로드된 제3 웨이퍼 정렬 데이터 및 제3 카드 확인 데이터를 이용한 3차 정렬과, 3차 오류 발생시 원본 데이터 서버로부터 다운로드된 제4 웨이퍼 정렬 데이터 및 제4 카드 확인 데이터를 이용한 4차 정렬이 순차적으로 수행될 수 있다.
따라서, 상기 프로브 카드(112)에 대한 웨이퍼(10)의 정렬이 종래 기술에 비하여 보다 정확하고 용이하게 이루어질 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼(10) 상의 반도체 소자들에 대한 검사 공정에 소요되는 시간이 크게 단축되고 또한 상기 검사 공정에 대한 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 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.
10 : 웨이퍼 20 : 카세트
100 : 프로브 스테이션 110 : 검사 챔버
112 : 프로브 카드 114 : 웨이퍼 척
140 ; 하부 정렬 카메라 150 : 상부 정렬 카메라

Claims (11)

  1. 프로브 카드를 이용하여 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼를 검사하기 위한 프로브 스테이션에서 상기 프로브 카드에 대하여 웨이퍼를 정렬하는 방법에 있어서,
    상기 프로브 스테이션에 저장된 상기 웨이퍼에 대한 제1 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 1차 정렬하는 단계;
    상기 1차 정렬 단계에서 오류가 발생되는 경우 제1 데이터 서버로부터 다른 프로브 스테이션의 제2 웨이퍼 정렬 데이터를 다운로드하는 단계; 및
    상기 제2 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 웨이퍼를 2차 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 1차 정렬 단계는,
    상부 정렬 카메라 및 상기 제1 웨이퍼 정렬 데이터의 기 설정된 패턴 검출 좌표를 이용하여 상기 웨이퍼 상에서 기 설정된 정렬 패턴을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 정렬 패턴의 검출 좌표를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 1차 또는 2차 정렬 단계에서 상기 웨이퍼의 정렬이 성공된 경우 성공된 웨이퍼 정렬 데이터를 상기 프로브 스테이션 및 상기 제1 데이터 서버에 각각 저장하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 2차 정렬 단계에서 오류가 발생되는 경우 제2 데이터 서버로부터 제3 웨이퍼 정렬 데이터를 다운로드하는 단계; 및
    상기 제3 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 3차 정렬하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제3 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 복수의 웨이퍼들로 이루어진 로트에 대하여 기 수행된 정렬 단계들에서 상기 로트를 구성하는 복수의 웨이퍼들 중 첫 번째 웨이퍼에 대하여 성공된 웨이퍼 정렬 데이터인 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 3차 정렬 단계에서 오류가 발생되는 경우 원본 데이터 서버로부터 제4 웨이퍼 정렬 데이터를 다운로드하는 단계; 및
    상기 제4 웨이퍼 정렬 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 4차 정렬하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제4 웨이퍼 정렬 데이터는 상기 프로브 스테이션에서 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 웨이퍼들 중 최초로 정렬 성공된 웨이퍼에 대한 웨이퍼 정렬 데이터인 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 프로브 스테이션에 저장된 상기 프로브 카드에 대한 제1 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 위치를 1차 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 1차 확인 단계에서, 하부 정렬 카메라 및 상기 제1 카드 확인 데이터의 기 설정된 탐침 검출 좌표를 이용하여 상기 프로브 카드의 탐침들 중 기 설정된 탐침이 검출되며,
    상기 1차 정렬 단계는,
    상부 정렬 카메라 및 상기 제1 웨이퍼 정렬 데이터의 기 설정된 패턴 검출 좌표를 이용하여 상기 웨이퍼 상에서 기 설정된 정렬 패턴을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 탐침 및 상기 검출된 정렬 패턴의 검출 좌표들을 이용하여 상기 프로브 카드에 대하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 1차 확인 단계에서 상기 프로브 카드의 위치가 확인된 경우 상기 확인된 데이터를 포함하는 카드 확인 데이터를 상기 프로브 스테이션 및 상기 제1 데이터 서버에 각각 저장하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 1차 확인 단계에서 오류가 발생되는 경우 상기 제1 데이터 서버로부터 다른 프로브 스테이션의 제2 카드 확인 데이터를 다운로드하는 단계; 및
    상기 제2 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 위치를 2차 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 2차 확인 단계에서 오류가 발생되는 경우 제2 데이터 서버로부터 제3 카드 확인 데이터를 다운로드하는 단계; 및
    상기 제3 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 위치를 3차 확인하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제3 카드 확인 데이터는 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 복수의 웨이퍼들로 이루어진 로트에 대하여 기 수행된 정렬 단계들에서 상기 로트를 구성하는 복수의 웨이퍼들 중 첫 번째 웨이퍼에 대하여 성공된 카드 확인 데이터인 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 3차 확인 단계에서 오류가 발생되는 경우 원본 데이터 서버로부터 제4 카드 확인 데이터를 다운로드하는 단계; 및
    상기 제4 카드 확인 데이터를 이용하여 상기 프로브 카드의 위치를 4차 확인하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제4 카드 확인 데이터는 상기 프로브 스테이션에서 상기 웨이퍼와 동일한 종류의 웨이퍼들 중 최초로 정렬 성공된 웨이퍼에 대한 카드 확인 데이터인 것을 특징으로 하는 웨이퍼를 정렬하는 방법.
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