KR20240011487A - 프로브 마크 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치 - Google Patents

프로브 마크 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이싱 공정을 통해 웨이퍼 상에 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트하는 과정에서, 상기 반도체 소자와 프로브와의 물리적인 접촉으로 상기 반도체 소자의 패드에 형성된 프로브 마크를 검사할 수 있는 프로브 마크 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치에 관한 것으로서, 상기 웨이퍼에서 적어도 하나 이상의 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 단계와, 상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지 상측에 배치된 카메라로 상기 검사 영역에 위치하는 상기 반도체 소자를 촬영하여, 상기 반도체 소자의 상기 패드에 형성된 상기 프로브 마크를 검사하는 프로브 마크 검사 단계 및 상기 프로브 마크의 검사 결과를 출력하는 검사 결과 출력 단계를 포함하고, 상기 프로브 마크 검사 단계는, 상기 반도체 소자에 형성된 복수의 상기 패드의 검사 시, 소정의 개수로 설정된 다중 패드 단위로 검사할 수 있도록, 상기 다중 패드 단위로 설정된 개수 만큼의 상기 패드를 한번에 촬영할 수 있다.

Description

프로브 마크 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치{Probe Mark Inspection Method and Wafer Inspection Apparatus}
본 발명은 프로브 마크 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다이싱 공정을 통해 웨이퍼 상에 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트하는 과정에서, 상기 반도체 소자와 프로브와의 물리적인 접촉으로 상기 반도체 소자의 패드에 형성된 프로브 마크를 검사할 수 있는 프로브 마크 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치에 관한 것이다.
웨이퍼로부터 반도체 소자들을 제조하는 공정 중에는 반도체 소자들의 전기적인 기능의 이상 여부를 검사하는 공정이 포함되어 있다. 더욱 구체적으로, 웨이퍼 검사 공정에서는, 다이싱 공정을 통해 웨이퍼 상에 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자들에 프로브 카드의 니들을 탐침시킨 상태에서, 프로브 카드를 통해 반도체 소자들에 검사 신호를 입력한 다음, 반도체 소자들로부터 출력되는 신호를 모니터링함으로써, 반도체 소자들의 전기적인 기능의 이상 여부를 검사할 수 있다.
이러한, 웨이퍼 검사 공정에서, 반도체 소자들의 전기적인 성능 검사가 정확하게 진행되고 있는지를 확인하는 공정이 필수적이며, 이를 위해, 반도체 소자의 패드와 프로브 카드의 니들의 물리적인 접촉에 의해, 생성된 프로브 마크를 카메라로 촬영하여 그 이미지를 통해 실질적으로 접촉이 되었는지, 또는 접촉 불량(미접촉이나, 오접촉이나, 과접촉 등)이 발생되었는지 여부를 검사하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 프로브 마크 검사 방법은, 일반적으로 반도체 소자에는 200개 내지 300개의 패드가 형성되는데, 프로브 마크의 검사가 한번에 한 개의 패드의 검사로 진행되어 검사 시간이 지나치게 많이 소요되는 문제점이 있었다.
예컨대, 종래와 같이, 싱글(Single) 패드의 검사 시, 검사 속도로 인해, 웨이퍼 검사 장치에서는, 반도체 소자에 형성된 패드 중 샘플링된 특정 패드의 검사만 진행되고, 샘플링 검사에서 불량이 발생할 경우, 전수 검사는 작업자에 의한 육안 검사로 운영되어 로스 타임(Loss time)이 발생하고, 수작업에 의한 육안 검사 시 검사 누락으로 인한 품질 문제가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 소자를 촬영하는 카메라의 배율을 변경하여, 카메라가 반도체 소자의 상측에서 이동 시 화면에 한번에 보이는 다수개의 패드를 동시에 검사하여 검사 시간을 줄임으로써, 멀티(Multi) 패드의 검사 방식으로, 웨이퍼에 형성된 반도체 소자의 전수 검사가 가능한 프로브 마크 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로브 마크 검사 방법이 제공된다. 상기 프로브 마크 검사 방법은, 프로브 카드를 이용하여, 다이싱 공정을 통해 웨이퍼 상에 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트하는 과정에서, 상기 반도체 소자와 프로브와의 물리적인 접촉으로 상기 반도체 소자의 패드에 형성된 프로브 마크를 검사하기 위한 프로브 마크 검사 방법에 있어서, 상기 웨이퍼에서 적어도 하나 이상의 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 단계; 상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지 상측에 배치된 카메라로 상기 검사 영역에 위치하는 상기 반도체 소자를 촬영하여, 상기 반도체 소자의 상기 패드에 형성된 상기 프로브 마크를 검사하는 프로브 마크 검사 단계; 및 상기 프로브 마크의 검사 결과를 출력하는 검사 결과 출력 단계;를 포함하고, 상기 프로브 마크 검사 단계는, 상기 반도체 소자에 형성된 복수의 상기 패드의 검사 시, 소정의 개수로 설정된 다중 패드 단위로 검사할 수 있도록, 상기 다중 패드 단위로 설정된 개수 만큼의 상기 패드를 한번에 촬영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 프로브 마크 검사 단계는, 상기 다중 패드 단위로 검사될 상기 패드의 개수를 설정하는 다중 패드 설정 단계; 상기 다중 패드 단위로 설정된 개수 만큼의 패드 그룹이 한번에 촬영될 수 있도록, 상기 카메라의 배율을 조절하는 배율 조절 단계; 상기 패드 그룹을 촬영하는 촬영 단계; 및 상기 촬영 단계에서 촬영된 촬영 이미지에서 상기 패드 그룹의 결함을 검사하는 검사 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 프로브 마크 검사 단계는, 상기 반도체 소자의 어느 한 패드 그룹의 검사 후, 그와 인접한 다른 패드 그룹을 검사할 수 있도록, 상기 다른 패드 그룹과 대응되는 위치로 상기 카메라의 위치를 조절하는 카메라 위치 조절 단계;를 더 포함하고, 상기 카메라 위치 조절 단계 후, 상기 촬영 단계 및 상기 검사 단계를 반복할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 카메라 위치 조절 단계는, 상기 반도체 소자에 형성된 복수의 상기 패드를 전수 검사할 때까지 복수회 반복되고, 상기 프로브 마크 검사 단계는, 상기 검사 영역으로 설정된 영역 내에 위치한 상기 반도체 소자를 전수 검사할 때까지 복수회 반복될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 검사 영역 설정 단계에서, 상기 검사 영역은, 상기 프로브 카드가 상기 웨이퍼에 접촉하여 상기 반도체 소자를 테스트할 수 있는 영역의 단위인 샷(Shot)과 동일한 크기의 영역으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수개의 상기 검사 영역으로 분할된 상기 웨이퍼의 전 영역을 상기 샷 단위로 검사할 수 있도록, 어느 한 검사 영역의 검사가 완료된 후, 다른 검사 영역과 대응되는 위치로 상기 카메라의 위치를 조절하는 샷 이동 단계;를 더 포함하고, 상기 샷 이동 단계 후, 상기 프로브 마크 검사 단계 및 상기 검사 결과 출력 단계를 반복할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수개의 상기 검사 영역으로 분할된 상기 웨이퍼의 전 영역의 검사가 완료된 후, 각 검사 영역의 검사 결과를 판독하는 검사 결과 판독 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 검사 결과 판독 단계는, 제 1 검사 영역의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자의 위치를 판독하는 제 1 판독 단계; 제 2 검사 영역의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자의 위치를 판독하는 제 2 판독 단계; 및 제 n 검사 영역의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자의 위치를 판독하는 제 n 판독 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 검사 결과 판독 단계는, 상기 제 1 판독 단계 내지 상기 제 n 판독 단계에서, 특정 위치의 반도체 소자에서 반복적으로 불량이 발생할 경우, 상기 프로브 카드에 이상이 있는 것으로 판단하고, 상기 프로브 카드의 점검을 알람할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 검사 영역 설정 단계는, 상기 반도체 소자의 상기 패드에 형성된 상기 프로브 마크를 검사할 수 있도록, 상기 반도체 소자 내에 소정의 형태로 배치된 복수의 상기 패드의 위치를 등록하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 패드의 위치를 등록하는 단계는, 상기 스테이지 상측에 배치된 상기 카메라의 촬영을 통해 보여지는 영상에서, 자동으로 사각형 형태를 감지하여 상기 패드로 인식하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 패드의 위치를 등록하는 단계는, 상기 패드로 인식하는 단계에서 인식된 상기 패드들 중 오 인식된 패드를 선택하여 삭제하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 패드의 위치를 등록하는 단계는, 상기 스테이지 상측에 배치된 상기 카메라의 촬영을 통해 보여지는 영상에서, 상기 패드를 선택하여 인식하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 웨이퍼 검사 장치가 제공된다. 상기 웨이퍼 검사 장치는, 다이싱 공정을 통해 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자가 형성된 웨이퍼를 지지하는 스테이지; 상기 스테이지의 상측에 설치된 프로브 카드와 상기 반도체 소자의 물리적인 접촉으로 상기 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트하는 프로버 유닛; 및 상기 스테이지의 상측에 설치된 카메라로 상기 반도체 소자를 촬영하여, 상기 반도체 소자와 상기 프로브 카드에 형성된 프로브의 접촉으로, 상기 반도체 소자의 패드에 형성된 프로브 마크를 검사하는 프로브 마크 검사 유닛;을 포함하고, 상기 프로브 마크 검사 유닛의 상기 카메라는, 상기 반도체 소자에 형성된 복수의 상기 패드의 검사 시, 소정의 개수로 설정된 다중 패드 단위로 검사할 수 있도록, 상기 다중 패드 단위로 설정된 개수 만큼의 상기 패드를 한번에 촬영할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반도체 소자를 촬영하는 카메라의 배율을 변경하여, 카메라가 반도체 소자의 상측에서 이동 시 화면에 한번에 보이는 다수개의 패드를 동시에 검사하여 검사 시간을 줄임으로써, 멀티(Multi) 패드의 검사 방식으로, 웨이퍼에 형성된 반도체 소자의 전수 검사가 가능할 수 있다.
또한, 웨이퍼의 검사 영역을, 프로브 카드가 웨이퍼에 접촉하여 반도체 소자를 한번에 테스트할 수 있는 영역의 단위인 샷(Shot)과 동일한 크기의 영역으로 설정하여 검사를 진행함으로써, 웨이퍼의 검사 중, 각 검사 영역의 특정 위치에서 반도체 소자의 불량이 반복적으로 발생할 경우, 해당 위치에 해당되는 프로브 카드의 니들의 이상유무를 판단하기 위한 검사를 진행하여, 추가 문제 발생을 방지할 수 있다.
이와 같이, 카메라 배율 조절을 이용한 다중 패드 동시 검사 진행 및 종래의 반도체 소자 칩단위 검사에서, 샷 단위 검사로 육안 전수 검사를 대체함으로써, 웨이퍼 검사 시간 로스(Loss) 최소화를 통한 생산성 향상 및 인력 효율성을 증대시킬 수 있는 프로브 마크 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 검사 장치에서 검사되는 웨이퍼 및 웨이퍼에 설정된 검사 영역을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 웨이퍼의 반도체 소자 및 반도체 소자에 형성된 패드를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 반도체 소자에 프로브 카드의 프로브가 접촉된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 마크 검사 방법을 순서대로 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 5의 프로브 마크 검사 방법의 프로브 마크 검사 단계를 순서대로 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 5의 프로브 마크 검사 방법에 따라 웨이퍼의 각 검사 영역의 검사가 순차적으로 이루어지는 것을 순서대로 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 5의 프로브 마크 검사 방법에서 검사된 프로브 마크의 실제 이미지를 나타내는 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(1000)를 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 검사 장치(1000)에서 검사되는 웨이퍼(W) 및 웨이퍼(W)에 설정된 검사 영역(A1, A2)을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2의 웨이퍼(W)의 반도체 소자(10) 및 반도체 소자(10)에 형성된 패드(P)를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 반도체 소자(10)에 프로브 카드(410)의 프로브(411)가 접촉된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 다이싱 공정을 통해 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자(10)들이 형성된 웨이퍼(W)에 대한 전기적인 검사 공정을 수행하기 위하여 사용되는 웨이퍼 검사 장치(1000)는, 크게, 프로브 마크 검사 유닛(100)과, 검사 챔버(200)와, 스테이지(300) 및 프로버 유닛(400)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 검사 챔버(200)는, 웨이퍼(W)의 전기적 특성이 검사될 수 있는 검사 공간이 형성될 수 있고, 스테이지(300)는, 검사 챔버(200)의 상기 검사 공간에 설치되어, 상기 검사 공간 내에서 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다.
웨이퍼(W)를 지지하는 스테이지(300)는, 웨이퍼(W) 상의 반도체 소자(10) 들이 후술될 프로버 유닛(400)의 프로브 카드(410)의 프로브(411)와 접촉될 수 있도록, 스테이지(300)를 수평 방향(X축 방향, Y축 방향) 및 수직 방향(Z축 방향) 중 적어도 어느 한 방향 이상으로 이동시킬 수 있는 이동부(310)를 포함할 수 있다. 이외에도, 도시되진 않았지만, 스테이지(300)의 이동부(310)는, 웨이퍼(W)의 정렬을 위해 스테이지(300)를 회전시키는 구성 및 얼라인을 수행하는 얼라인 수행부에 대한 구성도 포함할 수 있다.
또한, 검사 챔버(200)의 일측에는, 복수의 웨이퍼(W)들이 수납된 카세트(610)를 지지하는 로드 포트(600)로부터 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 웨이퍼 이송 모듈(500)이 배치될 수 있다. 웨이퍼 이송 모듈(500)의 내부에는 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 웨이퍼 이송 로봇(510)이 설치될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 프로버 유닛(400)은, 웨이퍼(W)를 지지하는 스테이지(300)의 상측에 설치된 프로브 카드(410)와 반도체 소자(10)의 물리적인 접촉으로, 반도체 소자(10)의 전기적 특성을 테스트할 수 있다.
예컨대, 프로버 유닛(400)은, 프로브 카드(410)를 통해 웨이퍼(W)의 검사를 위해 전기적인 신호들을 제공하고, 웨이퍼(W)로부터 출력되는 신호들을 통해 웨이퍼(W)의 전기적인 특성을 검사하는 테스터(420)와 연결될 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된, 웨이퍼(W)의 각 반도체 소자(10) 상에 형성된 각 패드(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8)와 접촉될 수 있도록, 프로버 유닛(400)의 프로브 카드(400)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 반도체 소자(10)와 대응되는 각 프로브(411)에 패드(P)와 각각 대응되는 프로브 니들(412)들이 배열될 수 있다.
이와 같이, 프로브(411)의 프로브 니들(412)들은, 각 검사 영역(A1, A2)에 해당하는 동일한 반도체 소자(10)의 패드(P) 들과 접촉될 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 검사 영역(A1)의 1번 위치에 해당되는 반도체 소자(10)와 접촉되는 프로브(411)는, 프로브 카드(400)가 제 2 검사 영역(A2)으로 이동 시에도, 제 2 검사 영역(A2)의 1번 위치에 해당되는 반도체 소자(10)와 접촉될 수 있다. 나머지 프로브(411) 들도 동일하게, 제 1 검사 영역(A1)의 2번~9번 위치에 각각 해당되는 반도체 소자(10)들과 접촉되는 프로브(411)들은, 프로브 카드(400)가 제 2 검사 영역(A2)으로 이동 시에도, 제 2 검사 영역(A2)의 2번~9번 위치에 해당되는 반도체 소자(10)와 접촉될 수 있다.
여기서, 설정된 검사 영역(A1, A2)은, 프로브 카드(410)가 웨이퍼(W)에 접촉하여 반도체 소자(10)를 테스트할 수 있는 영역의 단위인 샷(Shot)과 동일한 크기 및 모양의 영역으로 설정될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 프로브 마크 검사 유닛(100)은, 웨이퍼(W)를 지지하는 스테이지(300)의 상측에 설치된 카메라(110)로 반도체 소자(10)를 촬영하여, 반도체 소자(10)와 프로브 카드(410)에 형성된 프로브(411)의 접촉으로, 반도체 소자(10)의 패드(P)에 형성된 프로브 마크를 검사할 수 있다.
이때, 프로브 마크 검사 유닛(100)의 카메라(110)는, 반도체 소자(10)에 형성된 복수의 패드(P)의 검사 시, 소정의 개수로 설정된 다중 패드 단위(도 3의 MP)로 검사할 수 있도록 배율이 조절되어, 다중 패드 단위(MP)로 설정된 개수 만큼의 패드(P)를 한번에 촬영할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른, 웨이퍼 검사 장치(1000)에 따르면, 웨이퍼(W) 상의 반도체 소자(10)를 촬영하는 카메라(110)의 배율을 변경하여, 카메라(110)가 반도체 소자(10)의 상측에서 이동 시 화면에 한번에 보이는 다수개의 패드를 동시에 검사하여 검사 시간을 줄임으로써, 멀티(Multi) 패드의 검사 방식으로, 웨이퍼에 형성된 반도체 소자의 전수 검사가 자동으로 가능할 수 있다.
이하에서는 상술한 웨이퍼 검사 장치(1000)를 이용한 프로브 마크 검사 방법에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 마크 검사 방법을 순서대로 나타내는 순서도이고, 도 6은 도 5의 프로브 마크 검사 방법의 프로브 마크 검사 단계를 순서대로 나타내는 순서도이며, 도 7은 도 5의 프로브 마크 검사 방법에 따라 웨이퍼의 각 검사 영역의 검사가 순차적으로 이루어지는 것을 순서대로 나타내는 순서도이고, 도 8은 도 5의 프로브 마크 검사 방법에서 검사된 프로브 마크의 실제 이미지를 나타내는 이미지이다.
도 5를 참조하면, 상기 프로브 마크 검사 방법은, 프로브 카드(410)를 이용하여, 다이싱 공정을 통해 웨이퍼(W) 상에 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자(10)의 전기적 특성을 테스트하는 과정에서, 반도체 소자(10)와 프로브(411)와의 물리적인 접촉으로 반도체 소자(10)의 패드(P)에 형성된 프로브 마크를 검사하기 위한 방법으로서, 검사 영역 설정 단계(S100)와, 프로브 마크 검사 단계(S200) 및 검사 결과 출력 단계(S300)를 포함할 수 있다.
먼저, 검사 영역 설정 단계(S100)에서, 웨이퍼(W)에서 적어도 하나 이상의 검사 영역(A1, A2, ...)을 설정할 수 있다. 여기서, 검사 영역 설정 단계(S100)에서 설정되는 검사 영역(A1, A2, ...)은, 상술한 웨이퍼 검사 장치(1000)의 프로브 카드(410)가 웨이퍼(W)에 접촉하여 반도체 소자(10)의 전기적 특성을 테스트할 수 있는 영역의 단위인 샷(Shot)과 동일한 크기와 모양의 영역으로 설정될 수 있다.
또한, 검사 영역 설정 단계(S100)는, 반도체 소자(10)의 패드(P)에 형성된 상기 프로브 마크를 검사할 수 있도록, 반도체 소자(10) 내의 소정의 형태로 배치된 복수의 패드(P)의 위치를 등록하는 단계를 포함할 수 있다.
예컨대, 이러한, 패드(P)의 위치를 등록하는 단계는, 비전을 이용한 자동 인식으로 진행될 수 있다. 더욱 구체적으로, 패드(P)의 위치를 등록하는 단계는, 스테이지(300) 상측에 배치된 카메라(110)의 촬영을 통해 보여지는 영상에서, 자동으로 사각형 형태를 감지하여 이를 패드(P)로 인식하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 사각형 형태를 감지하여 패드(P)로 인식하는 과정에서 오 인식된 패드는, 작업자가 인식된 패드(P) 들의 위치를 확인하는 과정에서, 오 인식된 패드를 수작업으로 선택함으로써 삭제될 수 있다.
그러나, 패드(P)의 위치를 등록하는 단계는, 반드시 비전을 이용한 자동 인식에만 국한되지 않고, 스테이지(300) 상측에 배치된 카메라(110)의 촬영을 통해 보여지는 영상에서, 작업자가 수작업으로 패드(P)를 선택하여 인식하는 방법으로도 진행될 수 있다. 이외에도, 패드(P)의 위치를 등록하는 단계는, 반도체 소자(10) 내의 소정의 형태로 배치된 복수의 패드(P)의 위치를 인식할 수 있는 모든 공정이 사용될 수 있다.
이어서, 프로브 마크 검사 단계(S200)는, 웨이퍼(W)를 지지하는 스테이지(300) 상측에 배치된 카메라(110)로 검사 영역(A1, A2)에 위치하는 반도체 소자(10)를 촬영하여, 반도체 소자(10)의 패드(P)에 형성된 상기 프로브 마크를 검사할 수 있다.
이러한, 프로브 마크 검사 단계(S200)는, 반도체 소자(10)에 형성된 복수의 패드(P)의 검사 시, 소정의 개수로 설정된 다중 패드 단위(MP)로 검사할 수 있도록, 카메라(110)의 배율을 조절하여, 다중 패드 단위(MP)로 설정된 개수 만큼의 패드(P)를 한번에 촬영할 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 프로브 마크 검사 단계(S200)는, 다중 패드 단위(MP)로 검사될 패드(P)의 개수를 설정하는 다중 패드 설정 단계(S210)와, 다중 패드 단위(MP)로 설정된 개수 만큼의 패드 그룹이 한번에 촬영될 수 있도록, 카메라(110)의 배율을 조절하는 배율 조절 단계(S220)와, 상기 패드 그룹을 촬영하는 촬영 단계(S230) 및 촬영 단계(S230)에서 촬영된 촬영 이미지에서 상기 패드 그룹의 결함을 검사하는 검사 단계(S240) 순으로 진행될 수 있다.
이러한, 프로브 마크 검사 단계(S200)의 검사 단계(S240)에서는, 촬영 이미지에서 나타난 패드(P) 상의 프로브 마크를 판독하여, 불량 여부를 판단할 수 있다.
예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 패드(P) 상에 가상의 컨택 영역을 설정하고, 패드(P) 상에 형성된 상기 프로브 마크가 상기 가상의 컨택 영역에 위치할 경우, 정상(PASS)으로 판별할 수 있다. 그러나, 패드(P) 상에 형성된 상기 프로브 마크가 상기 가상의 컨택 영역 밖에 위치할 경우, 프로브(411)의 오접촉에 의한 마크 위치 불량으로 불량(FAIL) 판별을 할 수 있으며, 상기 프로브 마크가 상기 가상의 컨택 영역에 위치하더라도 상기 프로브 마크의 크기가 지나치게 크게 형성될 경우, 프로브(411)의 과접촉에 의한 마크 크기 불량으로 불량(FAIL) 판별을 할 수 있다.
상술한, 검사 단계(S240)를 포함하는 프로브 마크 검사 단계(S200)는, 카메라(110)의 위치를 조절하고 위 단계를 반복함으로써, 반도체 소자(10)에 형성된 모든 패드(P)를 전수 검사할 수 있다.
예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 프로브 마크 검사 단계(S200)는, 반도체 소자(10)의 어느 한 패드 그룹의 검사가 완료된 후, 그와 인접한 다른 패드 그룹을 검사할 수 있도록, 상기 다른 패드 그룹과 대응되는 위치로 카메라(110)의 위치를 조절하는 카메라 위치 조절 단계(S250)를 더 포함하고, 카메라 위치 조절 단계(S250) 후, 촬영 단계(S230) 및 검사 단계(S240)를 반복 실행할 수 있다.
이러한, 카메라 위치 조절 단계(S250)는, 반도체 소자(10)에 형성된 모든 패드(P)의 검사가 완료될 때까지 복수회 반복되어 실행될 수 있다.
여기서, 카메라(110)의 위치 조절은, 웨이퍼(W)가 지지된 스테이지(300) 상에서 카메라(110)가 이동하거나, 고정된 카메라(110)를 기준으로 웨이퍼(W)가 지지된 스테이지(300) 이동됨으로써, 그 위치가 조절될 수 있다.
반도체 소자(10)에 형성된 모든 패드(P)의 검사가 이루어질 수 있도록, 복수회 반복적으로 이루어지는 프로브 마크 검사 단계(S200)의 검사 로직은, 도 5에 도시된 바와 같이, 검사 영역(A1, A2)으로 설정된 영역 내에 위치한 반도체 소자(10)의 전수 검사가 완료될 때까지 다른 반도체 소자로의 위치 변경을 복수회 반복하면서 진행될 수 있다.
여기서, 다른 반도체 소자로의 위치 변경 또한, 웨이퍼(W)가 지지된 스테이지(300) 상에서 카메라(110)가 이동하거나, 고정된 카메라(110)를 기준으로 웨이퍼(W)가 지지된 스테이지(300) 이동됨으로써, 그 위치가 조절될 수 있다.
이러한, 상기 프로브 마크 검사 방법은, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수개의 검사 영역(A1, A2)으로 분할된 웨이퍼(W)의 전 영역을 상기 샷 단위로 검사할 수 있도록, 어느 한 검사 영역(A1)의 검사가 완료된 후, 다른 검사 영역(A2)과 대응되는 위치로 카메라(110)의 위치를 조절하는 샷 이동 단계(S400)를 더 포함하고, 샷 이동 단계(S400) 후, 프로브 마크 검사 단계(S240) 및 상기 프로브 마크의 검사 결과를 출력하는 검사 결과 출력 단계(S300)를 반복하여 진행될 수 있다.
이러한, 상기 프로브 마크 검사 방법의 반복은 제 n 검사 영역의 검사가 완료될 때까지 반복적으로 진행될 수 있다. 여기서, 검사 영역의 개수(n개)는, 웨이퍼(W)의 크기와, 설정되는 검사 영역의 크기에 따라 매우 다양한 개수로 설정될 수 있다.
이에 따라, 상기 프로브 마크 검사 방법은, 복수개의 검사 영역(A1, A2)으로 분할된 웨이퍼(W)의 전 영역의 검사가 완료된 후, 각 검사 영역(A1, A2)의 검사 결과를 취합하여 판독하는 검사 결과 판독 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 검사 결과 판독 단계(S500)는, 제 1 검사 영역(A1)의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자(10)의 위치를 판독하는 제 1 판독 단계와, 제 2 검사 영역(A2)의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자(10)의 위치를 판독하는 제 2 판독 단계 및 제 n 검사 영역의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자(10)의 위치를 판독하는 제 n 판독 단계를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 판독 단계 내지 상기 제 n 판독 단계에서, 특정 위치의 반도체 소자(10)에서 반복적으로 불량이 발생할 경우, 반도체 소자(10)와 접촉하는 프로브 카드(410)에 이상이 있는 것으로 판단하고, 프로브 카드(410)의 점검을 알람할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 마크 검사 방법에 따르면, 반도체 소자(10)를 촬영하는 프로브 마크 검사 유닛(100)의 카메라(110)의 배율을 변경하여, 카메라(110)가 반도체 소자(10)의 상측에서 이동 시 화면에 한번에 보이는 다수개의 패드(P)를 동시에 검사하여 검사 시간을 줄임으로써, 멀티(Multi) 패드의 검사 방식으로, 웨이퍼(W)에 형성된 반도체 소자(10)의 전수 검사가 가능할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 검사 영역(A1, A2)을, 프로브 카드(410)가 웨이퍼(W)에 접촉하여 반도체 소자(10)를 한번에 테스트할 수 있는 영역의 단위인 샷(Shot)과 동일한 크기의 영역으로 설정하여 검사를 진행함으로써, 웨이퍼(W)의 검사 중, 각 검사 영역(A1, A2)의 특정 위치에서 반도체 소자(10)의 불량이 반복적으로 발생할 경우, 해당 위치에 해당되는 프로브 카드(410)의 프로브(411)에 형성된 프로브 니들(412)의 이상유무를 판단하기 위한 검사를 진행하여, 추가 문제 발생을 방지할 수 있다.
이와 같이, 카메라 배율 조절을 이용한 다중 패드 동시 검사 진행 및 종래의 반도체 소자 칩단위 검사(싱글 패드 검사)에서, 샷 단위 검사로 육안 전수 검사를 대체함으로써, 웨이퍼 검사 시간 로스(Loss) 최소화를 통한 생산성 향상 및 인력 효율성을 증대시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 반도체 소자
100: 프로브 마크 검사 유닛
110: 카메라
200: 검사 챔버
300: 스테이지
310: 이동부
400: 프로버 유닛
410: 프로브 카드
411: 프로브
412: 프로브 니들
420: 테스터
500: 웨이퍼 이송 모듈
510: 웨이퍼 이송 로봇
600: 로드 포트
610: 카세트
1000: 웨이퍼 검사 장치
W: 웨이퍼
A1, A2: 검사 영역
P: 패드
MP: 다중 패드 단위

Claims (14)

  1. 프로브 카드를 이용하여, 다이싱 공정을 통해 웨이퍼 상에 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트하는 과정에서, 상기 반도체 소자와 프로브와의 물리적인 접촉으로 상기 반도체 소자의 패드에 형성된 프로브 마크를 검사하기 위한 프로브 마크 검사 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼에서 적어도 하나 이상의 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 단계;
    상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지 상측에 배치된 카메라로 상기 검사 영역에 위치하는 상기 반도체 소자를 촬영하여, 상기 반도체 소자의 상기 패드에 형성된 상기 프로브 마크를 검사하는 프로브 마크 검사 단계; 및
    상기 프로브 마크의 검사 결과를 출력하는 검사 결과 출력 단계;를 포함하고,
    상기 프로브 마크 검사 단계는,
    상기 반도체 소자에 형성된 복수의 상기 패드의 검사 시, 소정의 개수로 설정된 다중 패드 단위로 검사할 수 있도록, 상기 다중 패드 단위로 설정된 개수 만큼의 상기 패드를 한번에 촬영하는, 프로브 마크 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 마크 검사 단계는,
    상기 다중 패드 단위로 검사될 상기 패드의 개수를 설정하는 다중 패드 설정 단계;
    상기 다중 패드 단위로 설정된 개수 만큼의 패드 그룹이 한번에 촬영될 수 있도록, 상기 카메라의 배율을 조절하는 배율 조절 단계;
    상기 패드 그룹을 촬영하는 촬영 단계; 및
    상기 촬영 단계에서 촬영된 촬영 이미지에서 상기 패드 그룹의 결함을 검사하는 검사 단계;
    를 포함하는, 프로브 마크 검사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로브 마크 검사 단계는,
    상기 반도체 소자의 어느 한 패드 그룹의 검사 후, 그와 인접한 다른 패드 그룹을 검사할 수 있도록, 상기 다른 패드 그룹과 대응되는 위치로 상기 카메라의 위치를 조절하는 카메라 위치 조절 단계;를 더 포함하고,
    상기 카메라 위치 조절 단계 후, 상기 촬영 단계 및 상기 검사 단계를 반복하는, 프로브 마크 검사 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 카메라 위치 조절 단계는,
    상기 반도체 소자에 형성된 복수의 상기 패드를 전수 검사할 때까지 복수회 반복되고,
    상기 프로브 마크 검사 단계는,
    상기 검사 영역으로 설정된 영역 내에 위치한 상기 반도체 소자를 전수 검사할 때까지 복수회 반복되는, 프로브 마크 검사 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 영역 설정 단계에서, 상기 검사 영역은,
    상기 프로브 카드가 상기 웨이퍼에 접촉하여 상기 반도체 소자를 테스트할 수 있는 영역의 단위인 샷(Shot)과 동일한 크기의 영역으로 설정되는, 프로브 마크 검사 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    복수개의 상기 검사 영역으로 분할된 상기 웨이퍼의 전 영역을 상기 샷 단위로 검사할 수 있도록, 어느 한 검사 영역의 검사가 완료된 후, 다른 검사 영역과 대응되는 위치로 상기 카메라의 위치를 조절하는 샷 이동 단계;를 더 포함하고,
    상기 샷 이동 단계 후, 상기 프로브 마크 검사 단계 및 상기 검사 결과 출력 단계를 반복하는, 프로브 마크 검사 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    복수개의 상기 검사 영역으로 분할된 상기 웨이퍼의 전 영역의 검사가 완료된 후, 각 검사 영역의 검사 결과를 판독하는 검사 결과 판독 단계;
    를 더 포함하는, 프로브 마크 검사 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 검사 결과 판독 단계는,
    제 1 검사 영역의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자의 위치를 판독하는 제 1 판독 단계;
    제 2 검사 영역의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자의 위치를 판독하는 제 2 판독 단계; 및
    제 n 검사 영역의 검사 결과에서, 불량 발생 유무 판독 및 불량 발생 시, 불량이 발생한 반도체 소자의 위치를 판독하는 제 n 판독 단계;
    를 포함하는, 프로브 마크 검사 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 검사 결과 판독 단계는,
    상기 제 1 판독 단계 내지 상기 제 n 판독 단계에서, 특정 위치의 반도체 소자에서 반복적으로 불량이 발생할 경우, 상기 프로브 카드에 이상이 있는 것으로 판단하고, 상기 프로브 카드의 점검을 알람하는, 프로브 마크 검사 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 영역 설정 단계는,
    상기 반도체 소자의 상기 패드에 형성된 상기 프로브 마크를 검사할 수 있도록, 상기 반도체 소자 내에 소정의 형태로 배치된 복수의 상기 패드의 위치를 등록하는 단계;
    를 포함하는, 프로브 마크 검사 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 패드의 위치를 등록하는 단계는,
    상기 스테이지 상측에 배치된 상기 카메라의 촬영을 통해 보여지는 영상에서, 자동으로 사각형 형태를 감지하여 상기 패드로 인식하는 단계;
    를 포함하는, 프로브 마크 검사 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 패드의 위치를 등록하는 단계는,
    상기 패드로 인식하는 단계에서 인식된 상기 패드들 중 오 인식된 패드를 선택하여 삭제하는 단계;
    를 더 포함하는, 프로브 마크 검사 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 패드의 위치를 등록하는 단계는,
    상기 스테이지 상측에 배치된 상기 카메라의 촬영을 통해 보여지는 영상에서, 상기 패드를 선택하여 인식하는 단계;
    를 포함하는, 프로브 마크 검사 방법.
  14. 다이싱 공정을 통해 복수의 행과 열의 형태를 갖도록 개별화된 반도체 소자가 형성된 웨이퍼를 지지하는 스테이지;
    상기 스테이지의 상측에 설치된 프로브 카드와 상기 반도체 소자의 물리적인 접촉으로 상기 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트하는 프로버 유닛; 및
    상기 스테이지의 상측에 설치된 카메라로 상기 반도체 소자를 촬영하여, 상기 반도체 소자와 상기 프로브 카드에 형성된 프로브의 접촉으로, 상기 반도체 소자의 패드에 형성된 프로브 마크를 검사하는 프로브 마크 검사 유닛;을 포함하고,
    상기 프로브 마크 검사 유닛의 상기 카메라는,
    상기 반도체 소자에 형성된 복수의 상기 패드의 검사 시, 소정의 개수로 설정된 다중 패드 단위로 검사할 수 있도록, 상기 다중 패드 단위로 설정된 개수 만큼의 상기 패드를 한번에 촬영하는, 웨이퍼 검사 장치.
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