KR101307919B1 - 동적 프로브 조절 방법 및 장치 - Google Patents

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리챠드 제임스 캐스러
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스테판 크레이그 풀레톤
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일렉트로글라스, 인코포레이티드
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Abstract

변경되는 상태들 하에서, 프로브 핀들을 반도체 소자들의 테스트 또는 접합 패드들에 자동 정렬시키기 위한 개선된 방법과 장치가 제공된다. 적어도 제 1 실시예에서, 웨이퍼 탐침(probing) 프로세스에 대한 상태 변경의 영향을 예측하기 위해 동적 모델이 사용된다. 이는 탐침 및 테스트 동안 빈번한 측정과 보정의 필요성을 감소시켜서, 주어진 시간 주기 내에 탐침 및 테스트될 수 있는 다이들의 개수를 증가시키며, 동시에 탐침의 정확도를 증가시킨다. 본 발명의 실시예들은 또한 서로 접촉되는 동안 상태 변경에 반응하여 프로브 핀들과 패드들의 위치들을 조정할 수 있다.

Description

동적 프로브 조절 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUSES FOR DYNAMIC PROBE ADJUSTMENT}
본 발명은 일반적으로 반도체 제조 프로세스에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 다이들(dice)의 탐침(probing) 및 테스트에 관한 것이다.
반도체 기술들을 기반으로 하는 전자장치들은 지난 수십년 동안 현대적인 생활의 필수 구성 요소가 되었다. 수백만 개의 컴포넌트들을 포함하는 반도체 칩들은 많은 전자 장치들 또는 기계들에 내장되고, 이러한 반도체-기반 전자 장치들은 오락, 의료, 제조 및 교통을 포함하는 우리 생활의 많은 영역들에서 통상적으로 발견된다.
이러한 전자 장치들이 보다 보편화됨에 따라, 반도체 칩들의 요구조건들은 점점 더 엄격해지고 더 넓어지고 있다. 많은 집적회로(IC) 칩들은 예를 들어, 다양한 목적들과 기능들을 위해 현대적인 차량(예, 승객 차량)들에 사용되고, 그 중 일부는 차량들의 동작에 중요하다. 동일한 방식으로 또는 동일한 프로세스로부터 제조되는 이러한 많은 칩들은 -50℃ 내지 200℃ 범위 또는 종종 그 이상의 온도 변화들과 같은, 상이한 많은 환경들과 가변하는 환경들에서 동작되어야 한다. 전자 장치들의 이러한 요구조건은 반도체 제조 프로세스들에 부가적인 요구조건들을 둔다. 다른 것들 중에서, IC 칩들은 이러한 상이한 동작 환경들에서 테스트될 필요가 있다. 예를 들어, 종종 패키징 이전에, 제조 프로세스 동안 제조자들이 많은 상이한 온도들에서 이러한 칩들을 테스트하는 것은 통상적이다.
IC 칩들은 종종 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판상에 제조된다. 전형적으로 원형 형상인 반도체 웨이퍼는 그리드 패턴으로 배열된 많은 IC 소자들을 일반적으로 포함한다. 각각의 IC 상에는 IC가 기능하도록 하는 외부 회로에 IC를 접속시키는데 사용되는 다수의 테스트 또는 접합 패드들이 배치된다. 웨이퍼 또는 다이들 상의 이러한 IC 칩들은 테스트 기기에 접속된 프로브 카드(probe care)를 이용하여 종종 테스트된다. 프로브 카드는 콘택 전극들 또는 프로브 핀들의 집합을 갖는다. 그 다음, 테스트 준비를 위해 웨이퍼가 배치되어, 프로브 카드상의 핀들이 다이의 테스트 또는 접합 패드들과 접촉된다. 이러한 프로세스는 웨이퍼 탐침으로서 공지되어 있고, 이러한 목적을 위해 웨이퍼 프로버(prober)로 불리는 특수 기기가 사용된다. 캘리포니아, 산 호세의 Electroglas, Inc.는 웨이퍼 프로버들을 제조하는 회사이다. 몇몇 경우들에서, 절단되거나 절삭되어 필름-프레임들 또는 "스트립들"과 같은 다른 연성(flexible) 또는 강성(rigid) 기판들 상에 장착되는, 다이 또는 다이들 상에 탐침이 수행된다. 예를 들어, Electroglas, Inc.는 이러한 목적을 위해 설계되는 '테스트 핸들러'로 종종 불리는 기기들을 제조한다. 그러나 이러한 경우들에서 탐침과 테스트의 많은 관련 동작들은 컷팅되지 않은 웨이퍼들 상의 다이들(패키징되지 않은)의 탐침(probing) 또는 테스트의 경우와 본질적으로 동일하다. 여기서, 본 명세서에 걸쳐 이러한 보다 많은 일반적 상황들을 포함시키기 위해, '웨이퍼 탐침' 또는 '다이 탐침'이란 용어를 사용한다.
웨이퍼 탐침의 주요 목적은 소자의 테스트 또는 접합 패드들, 또는 단순히 패드들이 프로브 카드의 프로브 팁들과 충분하게 전기 접촉되도록, 웨이퍼를 적절히 배치하는 것이다. 패드들은 종종 30~50 마이크론 크기로 매우 작기 때문에 높은 정확도가 요구된다. 프로브 카드 핀이 패드 영역 외부에 접촉되면, 소자는 재배치되어야 하고, 이는 테스트 프로세스를 느리게 하며, 종종 오퍼레이터 개입을 요구한다. 더욱이, 부정확한 위치설정은 프로브 카드 핀들이 소자의 패시베이션 층을 통해 파손될 수 있기 때문에 소자에 대한 손상을 초래할 수 있다.
특정 웨이퍼에 대한 또는 웨이퍼에서 웨이퍼로의 웨이퍼 탐침 및 테스트 프로시저 중간에 테스트 조건이나 환경을 변화시키는 것은 고비용의 요구조건이다. 테스트 조건이 변경되면, 탐침과 테스트에 관련된 프로브 카드들과 웨이퍼들 및 다른 컴포넌트들이 상이한 물리적 조건들 하에서 상이한 특성들과 특징들을 가질 수 있기 때문에, 측정 및 보정뿐만 아니라 웨이퍼 탐침이 다시 수행되어야 한다. 보다 중요한 것은 웨이퍼 척의 온도 변화와 같은, 조건의 변화 이후 시스템이 안정(steady) 상태에 도달하는데 시간이 걸린다는 사실이다. 예를 들어, 100℃ 등의 온도 변화 이후 전형적인 웨이퍼 프로버 시스템이 열적 평형에 도달하는데 한시간이 걸린다. 이는 관련 기술에서 웨이퍼 프로버의 열적 급속변경(thermal agility)으로 종종 지칭된다. 열적 이완(thermal relaxation)의 주기 동안 테스트가 수행될 수 없다면, 주어진 시간량에서 테스트될 수 있는 다이들의 수가 현저히 감소되고, 이에 따라 집적회로 소자 당 제조 비용에 부가적인 경비를 부가한다.
시스템의 상이한 물질들은 통상적으로 상이한 감수율(susceptibility)들을 갖고, 변경 조건들에 상이하게 반응하며, 웨이퍼 프로버 시스템내의 다양한 컴포넌트들의 상태들이 변경되는 전이 주기 동안, 테스트 프로세스를 추가적으로 복잡하게 한다. 예를 들어, 웨이퍼 척의 제어 온도가 변경될 때, 프로브 카드, 웨이퍼, 카메라 등의 상이한 부분들은 모두 상이한 비율과 상이한 양으로 확장 또는 수축한다.
웨이퍼 탐침의 현재 공지된 방법들은 특히 큰 온도 변화들과 같은 동적으로 변하는 조건들 하에서, 열악한 성능을 종종 나타낸다. 가변하는 조건들(예, 상이한 온도들에서) 하에서 탐침 및 테스트가 수행되는 현재 상태의 기술에서, 환경 변화가 평형화된 이후 통상적으로 새로운 측정과 보정이 수행되고, 그 이후 오정렬 시프트들이 작은 것으로 검증될 때까지 주기적으로 수행된다. 측정과 보정에 통상 1분이 걸린다는 사실을 고려하면, 주기적인 측정은 주어진 시간 주기에서 테스트될 수 있는 다이들의 수를 현저히 감소시킬 수 있다.
온도 변화 이후, 통상적인 종래기술의 탐침 및 테스트 프로세스는 도 1A에 도시된다. 흐름도는 블록(102)에서 시작되어 114에서 종료된다. 웨이퍼 척의 온도가 변경되고 충분한 시간량이 경과되면(104), 임의의 추가적인 다이들의 탐침 이전에 새로운 측정과 보정이 수행될 필요가 있다(106). 그 다음, 이전의 측정을 기초로 다이 또는 다이들의 세트가 선택되고 탐침된다(108). 탐침이 수행되면, 목표된 테스트가 선택된 다이 또는 다이들의 세트 상에서 수행된다(110). 그 다음, 프로세스가 종료되거나, 요구조건들 및 다른 조건들에 따라 다른 다이 또는 다이들의 세트에 계속된다(112). 프로세스가 계속되는 경우에, 웨이퍼 프로버는 다양한 물질들의 열적 확장 또는 수축으로 인해 변경 치수들을 계산하도록 재-보정될 필요가 있다(106). 이는 웨이퍼 척의 제어 온도 변화에 관련된 새로운 온도에 점근선으로 도달하는 전이 주기 동안, 프로브 카드와 웨이퍼를 포함하는 프로버의 다양한 부분들의 온도들이 일정하게 변경되기 때문이다. 흐름도에 도시된 이러한 특정 시나리오에서, 특정 다이 또는 다이들의 탐침 및 테스트에 특정한 임계 시간주기 보다 더 오랜 시간이 걸린다면, 테스트는 전이 주기 동안 효율적으로 수행될 수 없다.
다중 탐침 및 테스트가 각각의 보정 사이에 수행될 때, 가장 최근의 측정으로부터의 파라미터들은 다음 측정 이전에 모든 순차적인 탐침에 대해 사용된다. 시스템은 대략적으로 기하급수적인 방식으로 완화되는 경향이 있고 열-유도된 오정렬 에러 역학들은 "랜덤 워크(random walk)"의 것과 유사하기 때문에, 이러한 값들은 2개의 연속적인 측정들 간의 시간이 증가함에 따라 평균적으로 점점 정확하지 않게 된다. 이는 주어진 시간 주기 내에서 탐침되고 테스트될 수 있는 다이 수를 추가로 감소시킬 것이다. 더욱이, 점점 정확하지 않은 값들이 각각의 측정 및 보정 사이클의 종료시점에 또는 종료시점 근처에 사용되고, 테스트 에러들의 가능성을 증가시키며, 테스트되는 소자들의 손상 위험을 증가시킬 것이다.
도 1B는 온도 변화 이후 다이들의 탐침 및 테스트를 위한 종래기술의 프로세스의 일 예를 도시한다. 이러한 예시적인 프로세스는 예를 들어 Electroglas, Inc.에 의해 상업적으로 이용가능한 웨이퍼 프로버 Horizon 4090®을 이용하여 구현될 수 있다. 터미널 블록들(122, 134) 사이에 규정되는 프로세스는 블록(124)에서 시작되고, 웨이퍼 척의 제어 온도가 T1에서 T2로 변경된다. 웨이퍼 척이 목표된 온도 T2에 도달하면, 웨이퍼 프로버 기기의 다양한 컴포넌트들의 치수들, 및 이러한 컴포넌트들 간의 거리들이 측정될 필요가 있고, 다양한 측정 게이지 및 툴들이 블록(126)에 도시된 것처럼, 보정될 필요가 있다. 그 다음, 측정 값들을 기초로 탐침(128)이 수행되고, 테스트 프로세스(130)가 후속된다. 테스트가 완료된 이후, 프로세스는 블록(132)의 '예' 분기를 따라 종료되거나, '아니오' 분기를 따라 다른 다이들에 계속될 수 있다.
전이 주기(예, 다양한 컴포넌트들의 온도들이 각각의 평형 또는 안정-상태 온도들에 접근함에 따라) 동안, 프로버는 다양한 컴포넌트들의 열적 확장 또는 수축으로 인한 변경 치수들을 계산하기 위해 주기적으로(예, 분당 1회) 재-정렬될 필요가 있다. 도 1B에 도시된 흐름도에서, 새로운 측정이 필요한지 여부에 대한 결정은 마지막 측정 이후 경과된 시간을 기초로, 및/또는 마지막 측정 이후 특정 컴포넌트의 온도 변화를 기초로 이루어진다. 이는 도면에서 블록들(138, 140)로 도시된다. 블록(138)에서, 웨이퍼 프로버의 관련 부분들의 온도 변화들 및/또는 경과 시간이 측정된다. 그 다음, 블록(140)에서, 이러한 값들은 미리 설정된 값들과 비교된다. 경과 시간이 미리 설정된 지속시간(duration)보다 더 긴 경우, 또는 마지막 측정 이후 관련 컴포넌트들의 임의의 온도 변화들이 미리 설정된 특정 값보다 더 긴 경우, 새로운 측정이 요구되고, 프로세스는 140에서 '예' 분기를 통해 계속된다. 한편, 이러한 기준이 충족되지 않으면, 140에서 '아니오' 분기를 따라, 새로운 오프셋 측정 없이, 탐침 및 테스트가 계속된다.
도 1B의 흐름도는 2개의 루프들을 도시하고, 하나는 내부 루프라고 지칭되는 132, 138, 140, 128, 및 130을 통해 진행하며, 다른 하나는 외부 루프하고 지칭되는 132, 138, 140, 126, 128, 및 130을 통해 진행한다. 결정 블록(140)의 결과에 따라, 프로세스는 루프를 통해 진행할 수 있다. 다중 다이들 또는 다이들의 세트들을 테스트하고 탐침하는 프로세스 동안, 내부 루프가 보다 자주 사용되고, 더 많은 다이들이 탐침되고 테스트될 수 있다. 그러나 임의의 특정 탐침에 사용되는 측정 값들은 점점 정확하지 않게 된다. 한편, 보다 빈번히 외부 루프를 통과하고, 보다 정확한 탐침이 이루어질 것이다. 그러나 보다 높은 정확도의 대가로 더 적은 수의 다이들이 탐침되고 테스트될 수 있다. 더욱이, 종래기술에서 달성될 수 있는 정확도에는 본질적으로 제한이 있다.
본 발명은 다이들을 탐침하기 위한 개선된 방법들과 장치들을 제공한다. 특히, 본 발명은 변경 조건들 하에서 집적회로 소자의 다수의 테스트 또는 접합 패드들과 다수의 콘택 전극들을 자동으로 정렬하기 위한 신규한 방법들 및 장치들을 제공한다.
본 발명의 적어도 제 1 실시예에 따라, 동적으로 변경되는 조건들 하에서 웨이퍼 탐침을 위한 개선된 방법 및 장치가 제공된다. 특히, 빈번한 측정들 및 보정들 없이 탐침을 위한 관련 파라미터들을 추정하기 위한 정확한 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예들의 제 1 특징에서, 전이 주기 동안 탐침이 수행될 수 있다. 특정 실시예들의 다른 특징에서, 테스트가 수행되고 있는 동안 탐침이 수행될 수 있다.
본 발명의 적어도 제 1 실시예에서, 동적 모델은 미리 결정된 에러 공차(tolerance) 이내에서 웨이퍼 탐침 프로세스에 대한 변경 조건들의 영향을 정확히 예측하는데 사용된다. 예를 들어, 웨이퍼 프로버의 특정한 주요 컴포넌트들 간의 거리들은 시스템의 다양한 부분들이 웨이퍼 척의 온도 변화에 대해 조절되는 동안 변경될 수 있다. 시간의 함수로서 관련 정렬 시프트를 예측하기 위한 수학적 모델을 이용하면 탐침 이전 및/또는 탐침 동안 빈번한 측정들 및 보정들의 필요성을 감소시키고, 이에 따라 주어진 시간 주기에서 탐침 및 테스트될 수 있는 다이의 개수를 증가시킬 수 있다. 특히 2개의 연속적인 측정들 및 보정들 간에 다중 다이들이 탐침되고 테스트될 때, 동시에 탐침의 정확도를 증가시킨다. 몇몇 실시예들에서, 칼만(Kalman) 필터와 같은 선형 필터는 정렬 시프트의 일시적인 역학을 예측하는데 사용된다. 예를 들어, 칼만 필터는 잡음 환경에서 일시적인 역학들을 모델링하는데 종종 사용되고, 컴퓨터 비전 및 자동 네비게이션을 포함하는 다양한 분야들에 폭넓게 성공적으로 사용되어 왔다. 칼만 필터는 특정한 규정된 조건들/가정들 하의 통계적 관점에서 최적화되도록 검증되고, 입력 및 측정 잡음 소스들에 의해 유도되는 웨이퍼 프로버 열적 환경의 것들과 유사한, 확률적 동적 시스템들-선형 시스템들의 상태의 고품질 추정 및 예측을 제공한다.
본 발명의 적어도 제 1 실시예는 다음의 동작들의 수학적 모델 특징들을 활용한다: (1) 탐침을 위해 사용될 수 있는 관련 컴포넌트들 및 이들의 기하학적 구조들이 먼저 식별되고, (2) 특정 프로버 또는 프로버들의 클래스에 대한 다양한 가정들 및 측정 데이터를 기초로 이들의 관련 컴포넌트들에 대한 동적 모델이 형성되며, (3) 그 다음, 이러한 모델은 순차적인 탐침 및 테스트에 사용된다. 본 발명은 전형적으로 1분의 시간이 걸리는 주기적인 측정 및 보정의 필요성을 감소시키므로, 주어진 시간 주기에서 테스트될 수 있는 다이들의 개수를 실질적으로 증가시킨다.
적어도 제 1 실시예에 따라, 테스트가 수행되고 있는 동안, 탐침은 연속적으로 또는 간헐적으로 수행될 수 있다. 이는 프로버 시스템이 새로운 조건에 응답하여 여전히 조절되는 동안에 주어진 시간량 내에서 탐침되고 테스트될 수 있는 다이의 개수를 증가시킨다. 더욱이, 이는 또한 종래기술에서 종종 실행불가능한 측정 잡음을 필터링함으로써 탐침의 전체 정확도를 증가시킨다.
본 발명의 이러한 실시예들 및 다른 실시예들, 특징들, 특성들 및 장점들은 첨부된 도면들과 상세한 설명 및 후속되는 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 예로서 도시되고 첨부된 도면들로 제한되지 않으며, 도면들에서 유사한 참조부호들은 유사한 엘리멘트들을 나타낸다.
도 1A는 온도 변화 이후, 종래기술에서 다이들을 탐침 및 테스트하기 위한 통상적인 프로세스를 도시한다. 도 1B는 종래기술에서 현재 수행되는 바와 같이, 온도 변화 이후 다이들을 탐침 및 테스트하기 위한 통상적인 다른 프로세스를 도시한다.
도 2는 본 발명의 특정 실시예들을 구현하는데 사용될 수 있는 웨이퍼 프로버를 도시한다.
도 3A는 웨이퍼 프로버 시스템을 보정하는데 사용되는 예시적인 카메라 시스템을 도시한다. 도 3B는 웨이퍼 척을 제어하는 예시적인 모터 어셈블리를 도시한다.
도 4는 웨이퍼 프로버 시스템의 부분인 관련 재료들의 다양한 열적 특성들을 도시한다.
도 5A 및 5B는 웨이퍼 프로버의 크기 변화, 특히 웨이퍼 척의 높이 변화를 도시한다.
도 6A는 웨이퍼 탐침 프로세스에 관련된 관련 컴포넌트들의 일부를 도시한다. 도 6B 및 6C는 도 6A의 예시적인 웨이퍼 프로버 시스템에 도시된 다양한 컴포넌트들 간에 규정된 변위 벡터들을 도시한다.
도 7A는 핀-대-패드 거리의 변화(또는 탐침에 관련된 임의의 다른 관련 변위 벡터), 또는 정렬 시프트에 대한 전형적인 열 팽창 곡선을 시간의 함수로서 도시하는 그래프이다. 도 7B는 "에러 바들"을 가진 도 7A의 그래프를 도시한다.
도 8A는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 동적 모델을 도시한다. 특히, 선형 필터("예측", "평활화(보정)" 등)의 몇몇 동작들을 도시한다. 도 8B는 도 7A에 도시된 예를 기반으로 하는 핀-대-패드 거리를 측정, 추정, 및 업데이트하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 상위-레벨 흐름도이다.
도 10은 수학적 모델을 생성하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 11A는 본 발명의 일 실시예에 따라 전이 주기 동안 예시적인 탐침 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 도 11B 및 11C는 대안적 실시예들에서 상이한 예시적인 탐침 프로세스들을 나타내는 흐름도들을 도시한다.
도 12A-12C는 본 발명의 특정 실시예들에 따른 다양한 예시적인 탐침 프로세스들을 도시한다. 이러한 실시예들에서, 웨이퍼 프로버는 탐침 동안 연속적으로 조절될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 데이터 처리 시스템의 블록도를 도시한다.
본 발명은 본 발명의 다양한 예시적인 실시예들이 도시된 첨부된 도면들을 참조로 이하에서 보다 상세히 기술될 것이다. 상세한 설명에서, 예시를 목적으로, 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 많은 특정 세부사항들이 기술된다. 그러나, 본 발명이 많은 상이한 형태로 실시될 수 있고, 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있으며, 본 발명에서 기술되는 실시예들로 제한되는 것으로 간주되어서는 안되며, 이러한 실시예들은 본 명세서를 철처하고 완전하게 하며, 본 발명의 범주를 당업자에게 완전히 전달하도록 제공된다는 점은 통상의 당업자에게 명백할 것이다. 적절한 경우, 공지된 구조들과 장치들은 본 발명을 불필요하게 방해하는 것을 방지하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
더욱이, 이하의 상세한 설명에서 온도가 외부 자극 또는 조건의 일 예로서 종종 사용된다는 사실이 본 발명의 제한사항들로서 고려되어서는 안된다. 통상의 당업자는 본 발명의 실시예들이 온도 변화에 제한됨이 없이 많은 상이한 조건들하에서 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
자동적인 웨이퍼 탐침을 위한 시스템 및 방법이 본 발명에서 기술된다. 본 발명의 다양한 실시예들은 개별적인 하드웨어 컴포넌트들에서, 또는 실행시간(run-time) 동안 실행을 위해 디스크-기반 스토리지로부터 컴파일, 링크 및 로딩되는 소프트웨어를 이용하는 디지털 신호 처리기들과 같은 프로그래밍된 처리 유닛들에서 구현될 수 있다. 이러한 실시예들에 사용되는 방법들을 포함하는 다양한 프로그램들은 펌웨어 또는 다른 유사한 비휘발성 스토리지 장치들에 위치할 수도 있다.
본 발명의 적어도 제 1 실시예에 따라, 변경 조건들 하에서 웨이퍼 탐침을 위한 개선된 방법 및 장치가 제공된다. 특히, 주기적인 측정들 및 보정들 없이 탐침을 위한 관련 파라미터들을 추정하기 위한 정확한 방법이 제공된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 프로버 시스템내의 온도들이 변경되는 전이 주기 동안, 및 테스트가 수행되고 있는 동안, 탐침이 수행될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들은 첨부된 도면들을 참조로 상세히 설명될 것이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들을 기술하는데 사용되는 예시적인 웨이퍼 프로버의 다양한 컴포넌트들을 도시한다. 이러한 개념적인 상위-레벨 도면은 예시적인 웨이퍼 프로버의 2가지 주요 컴포넌트들을 도시한다: 웨이퍼 척 어셈블리(160) 및 프로브 카드 홀더 어셈블리(158). 또한, 최상부로부터 웨이퍼 척 어셈블리(160)상에 장착된 웨이퍼(184)를 검사 또는 관찰하는데 사용될 수 있는 카메라 어셈블리(156)가 도면에 도시된다. 이러한 컴포넌트들은 도면에 도시된 것처럼, 개별 컴포넌트들로서 통합되거나 통합되지 않을 수 있다. 많은 웨이퍼 프로버들에서, 이러한 컴포넌트들은 몇몇 수단에 의해, 예를 들어 공통 프레임 또는 프레임들을 공유함으로써, 서로 결합된다. 몇몇 웨이퍼 프로버들에서, 카메라 어셈블리(15)와 프로브 카드 홀더 어셈블리(158)는 종종 브릿지로 지칭되는, 단일한 이동가능한 부재(movable member)에 부착된다.
카메라 어셈블리 유닛(156)은 광학 또는 디지털 카메라(166), 지지 부재(164), 및 모터 어셈블리(162)를 포함한다. 모터 어셈블리(162)는 지지 부재(164)를 이동시킴으로써 카메라(162)의 위치 및 방향을 제어한다. 도 3B와 관련하여 추가적으로 기술되는 것처럼, 모터 어셈블리는 6 자유도(degree of freedom), 3 위치 자유도, 및 3 회전 자유도까지 제어할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 모터 어셈블리는 미리 결정된 축 둘레에서 1 각도 자유도 및 3 공간 자유도만을 제어할 수 있다. 브릿지 카메라(166)는 몇몇 웨이퍼 프로버 시스템들에서 보다 미세한 정밀도를 달성하기 위해 독립적으로 제어될 수도 있다. 특정 실시예들에서, 카메라 어셈블리 유닛(156)은 프레임에 고정되어 이동될 가능성이 없으며, 이러한 실시예들에서는 모터 어셈블리(162)가 존재하지 않는다.
프로브 카드 홀더 어셈블리(158)는 프로브 카드 홀더 유닛(170)을 포함한다. 도면은 프로브 카드 홀더 유닛(170)에 부착된 프로브 카드(172)를 도시한다. 프로브 카드(172)는 프로브 핀들로 지칭되는 다중 콘택 전극들(174)을 포함한다. 이러한 프로브 핀들은 특정 웨이퍼 또는 웨이퍼들의 클래스를 위해 설계된 특정 패턴으 로 배치된다. 프로브 카드 어셈블리(158)는 홀더 유닛(170)에 부착된 프로브 카드(172)의 위치 및 배향을 제어하기 위한 선택적인 모터 어셈블리(168)를 포함할 수도 있다.
도면에 도시된 제 3 컴포넌트인, 웨이퍼 척 어셈블리(160)는 모터 어셈블리(178)에 결합된 웨이퍼 척(180)을 포함한다. 도면에서, 이러한 유닛들은 안정한 플랫폼(176)의 최상부에 배치되고; 이러한 안정한 플랫폼은 종종, 프로브 카드 홀더 어셈블리와 하나 이상의 카메라 어셈블리 유닛들에 결합된 프레임의 부분이다. 또한, 웨이퍼 척 어셈블리(160)는 측정 및 보정 목적을 위해 웨이퍼 척(180)에 결합된 광학 또는 디지털 카메라 유닛(182)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 카메라(182)는 프로브 카드(172)와 브릿지 카메라(166)가 카메라(182)의 관찰 범위에 있도록 배치된다. 도 3A와 관련하여 추가적으로 설명되는 것처럼, 이러한 카메라 유닛들(166, 182)은 몇몇 실시예들에서 다이렉트 프로브 센싱(DPS)을 위해 사용된다.
도 2의 웨이퍼 척 어셈블리는 또한 웨이퍼 척(180)상에 장착된 웨이퍼(184)를 홀딩하기 위한 영역을 포함한다. 웨이퍼(184)의 전형적인 직경은 200mm 또는 300mm이고, 수백 또는 수천개 범위의 다중 다이들을 포함한다. 각각의 다이는 전기 콘택들을 제공하는 다중 테스트 또는 접합 패드들(184)을 포함한다. 웨이퍼 탐침의 주 목적은 프로브 카드(174)에 대해 웨이퍼(186)를 적절히 배치하여, 웨이퍼상의 패드들(184)이 프로브 핀들(174)과 충분한 전기적 접촉을 이루도록 하는 것이다. 전형적으로, 하나의 다이 상의 모든 패드들은 적어도 프로브 핀들(174)의 세 트와 전기 접촉되어 하나의 다이의 전기적 테스트를 가능하게 하며, 특정한 경우들이긴 하지만, 몇몇 다이들 상의 대응하는 패드들의 세트와 프로브 핀이 전기적으로 접촉되게 함으로써, 다중 다이들이 동시에 테스트될 수 있다. 웨이퍼 척 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 프로버는 본 명세서에 걸쳐서 예시적인 목적들로 종종 사용되지만, 본 발명은 필름-프레임 또는 스트립 기판들을 이용하는 것과 같은 상이한 타입의 프로버들에 대해 실시될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 이 경우, '웨이퍼 척'이란 용어는 예를 들어, 기판 홀딩 유닛으로서 적절히 해석되어야 한다. 다른 용어들도 마찬가지로 적절히 해석되어야 한다. 도면은 또한 시스템을 보정하는데 사용되며, 특히 웨이퍼 척(180) 또는 웨이퍼(184)의 수직 및 수평 변위들을 측정 및 보정하는데 사용되는, "룰러들(rulers)"(188, 192)의 개념적 도면을 포함한다. 도면은 스케일 판독-헤드들(190, 194)에 의해 제로 CTE 스케일들을 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 회절 격자가 사용된다.
도 3A와 관련하여, 다이렉트 프로브 센싱을 위한 예시적인 카메라 시스템이 도시된다. 광학 또는 디지털 카메라(202)는 도면에서 십자 표시(208)로 도시된 좁은 초점 범위를 가진 렌즈(206), 및 필름 또는 CCD 스크린(204)을 포함한다. 이러한 타입의 카메라는 특정 실시예들에서 웨이퍼 프로버 시스템을 보정하는데 사용될 수 있다. 본 발명에서 기술되는 몇몇 실시예들에서, 광학 카메라들은 시스템에서 명확히 규정된 특정 지점들에 대한 거리들을 측정하는데 사용된다. 도면은 스크린(204), 렌즈(206), 및 초점(208)과 각각 연관된 관련 위치들 또는 치수들(210, 212, 214)을 규정한다. 몇몇 실시예들에 사용되는 카메라들에서, 초점 길이, 또는 210 및 214 사이의 거리는 조절가능하다. 도면은 정렬을 위한 브릿지 카메라에 의해 관찰될 수 있는 돌출된 레티클(projected reticule)(210)을 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 돌출된 레티클의 초점과 카메라 시계의 초점/라인 사이의 편차(212)는 정렬(alignment)을 위해 사용된다.
도 3B는 본 발명의 다양한 실시예들을 위한 위치설정(positioning) 시스템으로서 사용되는 예시적인 모터 어셈블리(222)를 도시한다. 이러한 특정 예에서, 모터 어셈블리(222)는 웨이퍼 척(224)을 제어한다. 그러나, 동일하거나 유사한 타입의 모터 어셈블리들이 웨이퍼 프로브 시스템의 다양한 이동가능한 부분들을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서, 카메라 지지 유닛(164), 프로브 카드 홀더 유닛(170), 및 웨이퍼 척(180)을 각각 제어하기 위해, 3개의 모터 어셈블리들(162, 168, 178)이 도시되었다.
공간 상의 고체 대상물은 6 자유도, 즉 3 병진 및 3 회전 자유도를 갖는다. 모터 어셈블리는 하나 이상의 모터들을 포함하는 다양한 방법들을 이용하여 이러한 6 자유도 중 일부 또는 전부를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 동작되는 서보 모터는 제어 대상물을 회전시키는데 사용될 수 있고, 선형 모터는 3개의 직교 방향들 중 하나로 대상물을 이동시키는데 사용될 수 있다. 특정 실시예들에서, 보다 제한적인 모터 어셈블리가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 3B에 도시된 특정 모터 유닛은 메인 축, 즉 z 축 둘레에서 3 위치 자유도 및 1 각도 자유도를 제어한다. 이는 도면의 좌측부 상에 좌표계(226)로서 도시된다. 변수 θ는 z 축 둘레의 회전 자유도를 나타낸다. z 축은 전형적으로 웨이퍼의 평면과 프로브 핀들의 "평면 사이의 분리 거리가 측정되는 축으로서 규정된다.
전형적으로, 웨이퍼 프로버는 도 3A에 도시된 카메라 시스템과 같은 측정 기술들과 도 3B에 도시된 모터 어셈블리와 같은 위치 제어 기술들을 이용하여 보정된다. 보정이 수행되면, 시스템은 다중 탐침 및 테스트를 위해 사용될 수 있다. 그러나, 테스트 조건이 변경될 때, 프로브 카드들과 웨이퍼들 및 탐침과 테스트에 관련된 다른 컴포넌트들이 상이한 물리적 조건들하에서 상이한 특성들과 특징들을 가질 수 있기 때문에, 측정 및 보정 뿐만 아니라 웨이퍼 탐침은 다시 수행되어야 한다. 전형적인 테스트 조건들에서, 조건의 변경 이후 웨이퍼 프로버 시스템이 평형, 또는 안정 상태에 도달하는데 몇시간이 걸린다. 예를 들어, 웨이퍼 척의 온도 변화 이후 전형적인 웨이퍼 프로버 시스템이 열적 안정 상태에 도달하는데 1시간 이상이 걸린다. 전형적으로, 웨이퍼 척만이 의도적으로 가열 또는 냉각되지만, 시스템의 나머지 부분은 열 전도, 대류, 및 방사 프로세스들을 통해 웨이퍼 척의 온도 변화들에 의해 영향을 받는다.
시스템의 상이한 재료들은 전형적으로 상이한 감수율들을 갖고, 변경 조건들에 대해 상이하게 반응하며, 전이 주기(예, 웨이퍼 척의 온도 변화 이후 시간 주기, 및 다양한 컴포넌트들의 온도들이 이들 각각의 점근선 값들에 도달하기 이전의 시간 주기) 동안 테스트 프로세스를 추가적으로 복잡하게 한다. 예를 들어, 웨이퍼 척의 제어 온도가 변경될 때, 프로브 카드들, 웨이퍼들, 카메라들, 및 웨이퍼 척 플랫폼에 직접 또는 간접적으로 접속된 다양한 컴포넌트들을 포함하는 웨이퍼 프로버의 상이한 부분들은 모두 상이한 비율들로 확장 또는 수축되고 상이한 종료 결과들을 갖는다.
도 4는 웨이퍼 프로버 시스템에서 다이들의 탐침 및 테스트에 관련된 다양한 재료들의 열적 특성들을 나타낸다. 테이블(242)은 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 및 실리콘 질화물(Si3N4)을 포함한다. Si3N4는 반도체 웨이퍼 상의 패시베이션 또는 글래시베이션(glassivation) 층에 대한 절연 물질로서 종종 사용된다. 많은 웨이퍼 프로버들은 구리(Cu) 함금들과 같은 다양한 금속 합금들로 이루어진 컴포넌트들을 포함한다는 것을 유의한다. 테이블은 실온에서 이러한 물질들의 열 전도율, 열 팽창 계수(CTE), 및 특정 열을 나타낸다. 테이블에 나타낸 것처럼, 이들은 넓은 범위의 값들을 갖는다. 예를 들어, Al은 Si 보다 훨씬 더 높은 열 전도율과 열 팽창 계수를 갖는다. 이러한 넓은 범위의 변수는 온도 변화에 반응하여 시스템의 불균등한 팽창 및 수축을 유도한다.
도 5를 참조하면, 웨이퍼 프로버 시스템 상의 온도 변경의 영향을 도시하는 간단한 예가 도시된다. 특히, 웨이퍼 척(180) 상에 장착된 웨이퍼(184)의 높이 변화가 도시된다. 도 5A는 하나의 특정 온도에서 안정한 플랫폼(176)에 결합된 웨이퍼 척 어셈블리(178)를 도시하는 반면, 도 5B는 실질적으로 더 높은 온도에서 동일한 웨이퍼 척 어셈블리(178)를 도시한다. 이러한 도면들은 이러한 2가지 상이한 온도들에서 웨이퍼(184)의 최상부 층의 몇몇 과장된 높이들(z 방향의 변위들)을 도시한다. 또한, 온도에 따라 높이가 가변함을 나타내는 스케일(188)(예, 제로 CTE 스케일, 회절 격자 등)의 개념도를 도시한다. 도면들에 도시된 것처럼, 스케일(188) 상의 272로 표시된 바와 같은, 보다 낮은 온도에서 웨이퍼(184)의 높이는 스케일(188) 상의 274로 표시된 바와 같은, 보다 높은 온도의 웨이퍼(184)의 높이보다 더 낮다. 스케일-판독-헤드(190)는 열 안정 브라켓(예, Invar™, Super Invar™, 또는 다른 낮은 CTE 금속들)상에 전형적으로 장착된다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 높이 변화는 연동되는 모터 어셈블리를 이용하기 위해 자동적으로 보정된다(프로브 핀들이 다이 상에 접촉되는 동안, 및 이러한 다이의 테스트가 수행되고 있는 동안). 몇몇 다른 실시예들에서, 이러한 변화는 보정 프로세스 동안 명확히 계산된다. 이는 예를 들어, 도 12와 관련하여 이후에 추가로 상세히 설명될 것이다.
도 6A를 참조하면, 탐침 프로세스와 관련된 컴포넌트들의 일부가 도시된다. 도면은 카메라 홀딩 유닛(164)에 부착되어 하향하게 포인팅되는 최상부 DPS 카메라(166), 지지 유닛(170)상에 장착된 프로브 카드(172), 및 웨이퍼 척(180)상에 장착된 웨이퍼(184)를 도시한다. 웨이퍼 척(180)은 도 2에 도시된 것처럼, 부가적인 DPS 카메라(182)를 구비한다. 이러한 카메라는 브릿지 카메라(166)와 프로브 카드(172)를 관찰하기 위해 사용된다. 웨이퍼 척(180)은 모터 어셈블리(178)에 결합되고, 모터 어셈블리(176)는 안정한 플랫폼(176)상에 차례로 장착된다. 브릿지 카메라 어셈블리(164)와 프로브 카드 어셈블리(170)는 다른 모터 어셈블리들을 이용하여 독립적으로 배치 및 배향될 수 있다. 이러한 도면은 3개의 변위 벡터들(304, 306, 308)을 규정한다. 벡터(304)는 특정 테스트 또는 접합 패드(186A)로부터 최상부 카메라(166)의 팁으로의 변위로 규정된다. 벡터(306)는 웨이퍼 척 카메 라(182)의 팁으로부터 특정 프로브 핀(174A)으로의 변위이다. 벡터(308)는 패드(186A)로부터 프로브 핀(174A)으로의 변위이다. 이러한 벡터들은 임의의 주어진 시점에서 온도들 뿐만 아니라 다양한 컴포넌트들의 위치들에 의존한다는 점에서 동적 변수들이라는 점을 유의해야 한다.
도 6B는 카메라(166)의 팁으로부터 카메라(182)의 팁으로의 다른 하나의 변위 벡터(302)를 규정한다. 본 도면에서, 관련 컴포넌트들의 위치들, 즉 최상부 카메라(166)의 팁, 웨이퍼 척 카메라(182)의 팁, 패드(186A), 및 프로브 핀(174A)의 위치들은 모두 명확화를 위해 원형 점들로서 도시된다. 일반적으로, 카메라들에 관련된 벡터들, 즉 변위들(302, 304, 306)은 측정될 수 있다. 한편, 탐침을 위해 사용되는 벡터(308)는 측정가능하지 않을 수 있다. 그러나 예를 들어 이러한 벡터는 다른 관련 벡터들 간의 간단한 기하학적 관계들을 이용하여 용이하게 계산될 수 있다. 이는 도 6C에 도시된다. 패드(186A)로부터 프로브 핀(174A)으로의 벡터(308)는 3개의 벡터들(304, 302, 306)의 합이라는 것을 용이하게 알 수 있다. 이는 임의의 외부 조건들과 무관한 수학적 항등식이라는 점을 유의해야 한다. 특히, 이러한 항등식은 모든 온도들에서 유지된다.
도 7A는 예를 들어 프로브 핀과 패드 간의 거리에 대한 전형적인 열 팽창 계수, 예를 들어 도 6에 도시된 벡터(308)의 크기를 시간의 함수로서 도시한다. 수평 축(384)은 웨이퍼 척이 타겟 온도에 도달하는 시점으로부터 개시되는 시간을 나타낸다. 수직 축(382)은 정렬 시프트, 또는 탐침에 관련된 예시적인 변위 벡터의 크기 또는 거리의 변경을 나타낸다. 온도 증가 이후, 시스템은 곡선(386)으로서 도면에 도시된 것처럼, 열적으로 팽창한다. 이러한 곡선은 예시적인 목적들만을 위해서이며, 실제 데이터를 기초로 하지 않는다는 점을 유의한다. 팽창 크기, 즉 수직 축을 따르는 값은 웨이퍼 척의 타겟 온도 변화에 대략적으로 선형으로 비례한다. 타겟 온도 변화가 약 100℃인 경우, 곡선의 초기 기울기는 전형적으로 약 1 마이크론/분이다. 도면은 임의의 특정 스케일로 도시되지 않는다는 점을 유의한다.
도면에 도시된 곡선은 전형적인 프로버 시스템에서 다소 복잡한 열적 이완 특성을 도시한다. 이전에 논의된 것처럼, 시스템의 불균등성 때문에, 곡선은 간단한 기하급수적인 이완(expontential relaxation)으로부터 실질적으로 이탈된다. 예를 들어, 도면에 도시된 곡선(386)은 하나는 시간 상수(392)로 규정되고 다른 하나는 시간 상수(394)로 규정되는, 적어도 2개의 개별 이완 모드들을 도시한다. 이러한 특정한 예시적인 곡선은 이러한 2개의 특성 시간들 간에 최대치(388)를 나타낸다. 도면에서 틱(tick)(396)으로 표시된 충분히 긴 시간 이후, 곡선은 새로운 온도에서 점근선 또는 안정-상태 값인 안정 플래토(390)로 점진적으로 정착된다. 이러한 상태에서, 웨이퍼 척 또는 기판 홀딩 유닛에 대해서만 초기에 설정된 타겟 온도의 결과로서, 프로버 시스템의 모든 컴포넌트들은 이들 각각의 온도들에 도달한다.
도 7B는 곡선(386) 둘레에 "에러 바들(error bars)"을 도시한다. 에러는 도면에서 파쇄 포락선으로 도시된 것처럼, 시간의 함수로서 증가한다. 안정 상태 에러는 도면에서 화살표(42)로 표시된다. 도면에서 "에러"는 시험들간의 변화들로 인한 것으로 해석될 수 있다. 즉, 동일한 온도 변화에 반응하는 동일한 시스템은 다소 상이한 상태들을 나타낼 수 있고, 관련 거리 또는 치수의 상이한 값들을 초개할 수 있다. 이는 시스템에 내지된 "잡음"과 다양한 측정 에러들로 인해 부분적으로 기인한다. 본 도면은 다른 것들 중에서, 전형적인 프로버 시스템의 열적 응답이 일반적으로 확정적이지 않다는 사실을 나타낸다.
도 8A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 사용되는 동적 모델이 간단한 흐름도 형태로 도시된다. 특히, 선형 필터 동작들, 즉 초기 추정(472), (모델-기반) 예측(474), 및 (모델-기반) 보정(476) 동작들의 3가지 필수 컴포넌트들을 나타낸다.
전형적인 모델링 프로세스는 시스템을 기술하는데 관련된 상태 변수들을 규정함으로써 일반적으로 개시된다. 이는 도 10과 관련하여 추가적으로 상세히 설명될 것이다. 도면에 도시된 것처럼, 모델은 먼저 블록(472)에 나타낸 것처럼, 상태 변수들에 대한 초기 값들을 설정함으로써 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 임의의 이전 시험을 기초로 한 값들이 사용될 수 있다. 몇몇 다른 실시예들에서, 임의의 랜덤 값들이 사용될 수 있다. 또한, 에러 공분산(covariance) 매트릭스는 도면에 나타낸 것처럼 이 블록에서 초기화된다. 모델이 초기화되면, 다음 2가지 동작들의 세트들(474, 476)이 미리 설정된 시간 간격들에서 반복된다. 먼저, "예측"(474)이 수행된다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 예측은 블록(474)에 나타낸 것처럼, 다음 시간 구획(k+1)의 상태 변수들의 값들을 추정하는 것을 포함한다. 그 다음, 상태 변수들은 다음 시간 구획에서 측정 또는 계산되고, 이러한 측정치들을 기초로 "보정"(476)이 수행된다. 그 다음, 이러한 동작들의 쌍은 도면의 루프로 도시된 것처럼 순차적인 시간에서 반복된다. 종료 조건은 흐름도에 나타내지 않는다는 점을 유의한다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 프로세스는 무한하게 계속될 것이다. 몇몇 다른 실시예들에서, 시스템이 전체적인 평형 또는 안정 상태에 도달하면 종료될 것이다.
도 8B는 핀-대-패드 정합(registration)을 업데이트하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다. 그래프는 시간(384)에 대해 도시된 핀-대-패드 변위 곡선(386) 및 거리(382) 축들을 갖는 도 7에 주어진 예를 기초로 한다. 실선(386)은 "실제적인" 시프트를 나타내는 반면에, 점선 곡선(386A)은 모델-기반 귀납적인(측정 이전의 예측과 반대로 측정 이후) 추정치들을 나타낸다. 도면에 나타낸 것처럼, 이러한 예시적인 프로세스는 모델의 동적 "보정" 상태(즉, 도 8A의 동작들(476))에 대한 업데이트들의 2가지 상이한 모드들을 사용한다. 전형적인 프로버 시스템들에서, 핀-카메라 거리들만을 측정하는 것에 관련된 "핀 업데이트들"(도면에서 중공 삼각형들(504)로 지정됨)은 핀-카메라, 카메라-브릿지, 및 브릿지-다이 변위들의 측정들을 포함하는 "풀 브릿지 업데이트들"보다 훨씬 적은 시간이 걸린다(예, 풀 브릿지 업데이트에 대한 총 1분과 대조적으로, 핀 업데이트에 대해 10초 내지 15초). 임의의 주어진 시간에서, 저비용의 핀 업데이트들은 사전 설정 에러 공차들내에서 시스템을 유지하기에 충분할 수 있다. 이는 도 8B의 예시적인 프로세스에 반영된다. 초기 단계에서, 더 많은 풀 브릿지 업데이트들(502)이 도면에 도시된 것처럼 수행된다. 그러나, 그 빈도는 시간이 지남에 따라 점진적으로 감소되고, 간헐적으로만 수행된다. 이러한 예에서, 하나 이상의 변위 벡터 성분들의 분산이 사전 설정된 임계치를 초과할 때 업데이트가 트리거된다.
지금까지 프로버 시스템의 다양한 관련 컴포넌트들과 규정된 몇몇 관련 개념들 및 모델들을 소개하였다. 도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예들이 다양한 흐름도들을 참조로 기술된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예를 이용하여 예시적인 시나리오를 도시하는 상위-레벨 흐름도를 도시한다. 시작 및 종료 블록들(552, 566) 사이에 규정된 이러한 예시적인 프로세스는 블록(554)에서 동적 모델을 규정함으로써 개시된다. 모델은 주어진 타입의 웨이퍼 프로버에서 테스트되는 주어진 웨이퍼에 대해 동적으로 생성될 수 있거나, 모델들은 다양한 상이한 타입의 웨이퍼 프로버들 상에서 다양한 상이한 타입들의 웨이퍼들에 대해 재구성될 수 있으며, 적절한 모델은 사용을 위해 이후에 선택될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 모델은 특정 프로브 카드/테스터 패밀리와 연동될 수 있다. 이러한 동작은 도 10을 참조로 추가로 설명될 것이다. 본 발명의 이러한 예시적인 실시예는 시스템이 열적 평형에 도달하도록 대기할 필요 없이, 및/또는 주기적인 오프셋 측정들 및 재-보정들의 필요성 없이, 사용자가 다중 온도들에서 탐침 및 테스트를 수행할 수 있도록 한다.
도 9의 흐름도에 도시된 탐침 프로세스는 블록(556)의 제어 온도를 설정함으로써 시작된다. 많은 경우들에서, 반도체 웨이퍼들의 온도들은 테스트 프로세스 동안 웨이퍼 척의 온도를 변경함으로써 제어된다. 웨이퍼 척의 온도가 타겟 온도에 도달하면, 웨이퍼 시스템은 재-보정된다. 그 다음, 테스트 프로세스 동안 특정 시간에서, 블록(558)에 나타낸 것처럼, 다이 또는 다이들의 세트가 선택되어 탐침된다. 탐침은 554에서 선택된 현재 모델을 이용하여 추정을 기초로 또는 측정을 기초로 수행될 수 있다. 선택된 다이 또는 다이들의 테스트가 완료될 때(560), 562의 '아니오' 분기를 따라 프로세스는 동일한 온도에서 계속될 수 있다. 562의 '예' 분기를 따라 하나의 특정 온도에서 테스트가 완료되면, 564의 '아니오' 분기를 따라 상이한 온도들에서 프로세스가 반복될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 전체 프로세스는 564의 '예' 분기를 따라 블록(566)에서 종료된다.
도 10은 탐침 목적을 위해 사용되는 수학적 모델을 생성하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다. 다시, 전체 프로세스는 2개의 블록들(582, 590) 사이에 규정된다. 블록들(584, 586, 588)을 포함하는 도면에서 루프로 도시된 것처럼, 모델 생성은 전형적으로 반복적인 프로세스이다. 모델링 프로세스는 관련 상태 변수들을 규정함으로써 전형적으로 시작된다. 웨이퍼 탐침을 목적으로, 이러한 상태 변수들은 예를 들어 도 6에 도시된 다양한 변위 벡터들의 위치 성분들을 포함할 수 있다. 제 1 프로세스 블록(584)에서, 이러한 변수들이 결정되고, 열 전도율들 및 열 팽창 계수들과 같은 다양한 물질들의 열적 특성들에 대한 데이터가 수집된다. 이러한 분석은 모델의 차원(dimensionality)을 규정하는데 사용된다. 그 다음, 선택된 상태 변수들에 대한 동적 모델이 다양한 필요 가정들과 관련 측정 데이터를 기초로, 블록(586)에서 생성된다. 칼만 필터와 같은 일시적인 예측들을 위해 사용되는 많은 동적 모델들은 다양한 측정들을 이용하여 피팅될 수 있는 적어도 하나의 파라미터(예, 시간 상수 또는 수송 레그)를 포함한다. 또한, 도 10에 도시된 동적 모델들은 피팅가능한 파라미터들을 포함한다. 이러한 파라미터들은 특정 웨이퍼 프로버 장치에 대해 블록(588)에서 피팅된다. 이러한 작업은 일반적으로 시스템 식별로 불린다. 이전에 언급한 것처럼, 이러한 방식으로 생성된 동적 모델은 전형적으로 특정 프로브 카드/테스터 패밀리로 특정되며, 그러한 패밀리에 대한 "링 캐리어" 지지부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상태 벡터에 대해, 예를 들어 핀-대-패드 정렬 시프트 x(t) 및 (이산) 시간 t=tk에서 그 측정 값 zk에 대해, 이하의 확률 모델이 사용된다.
Figure 112008045634688-pct00001
여기서, 시간 t=tk에서 xk= x(tk)이다. 이들은 일반적으로 다중-성분, 또는 행렬, 방정식들이라는 점을 유의한다. 예를 들어, x(t)는 핀-대-패드 변위 벡터의 x, y, 및 z 성분들을 나타내는 3가지 성분들을 가진 열 행렬(column matrix)일 수 있다. 마찬가지로, u(t), w(t), zk, vk, A(t), B(t), G(t) 및 H는 적절한 차원들의 행렬들이다. u(t)는 시간 t에서 척 온도이고, w(t)는 공분산 Q를 갖는 잡음 소스이다. 칼만 필터와 같은 몇몇 경우들에서, 잡음은 제로 평균을 가진 가우시안 백색 잡음으로 가정된다. 또한, 시간 t=tk에서 측정 잡음 vk는 제로 평균과 몇몇 경우들에서 분산 R을 갖는 가우시안으로 가정된다. Q, R, 및 H와 같은 파라미터들의 일부는 이러한 모델에 피팅가능한 파라미터들이다. 상기한 동적 상태 모델은 시스템 식별을 기초로 특정 시스템에 대해 선택되었고, 단지 예로서 나타낸다. 관련 기술분야의 통상의 당업자에게 공지된 것처럼, 상이한 시스템들은 상이한 모델들, 특히 상이한 파라미터들을 가진 상이한 통계 식들을 산출할 수 있다.
이러한 특정 모델에 따라, 필터링 및 예측 방정식들은 다음과 같은 형태를 갖는다:
Figure 112008045634688-pct00002
여기서, 곡절(∧)은 이들이 예측 값들임을 나타낸다.
Figure 112008045634688-pct00003
는 시간 tk(tm≥tk)를 포함하여 현재까지 모든 측정들에 주어진 시간 tm에서 예측 상태이고,
Figure 112008045634688-pct00004
는 시간 tk를 포함하여 현재까지 모든 측정들에 주어진 시간 tm에서 상태 추정치의 공분산으로서,
Figure 112008045634688-pct00005
이다.
여기서,
Figure 112008045634688-pct00006
는 기대값을 나타내고, 인수는 적절한 행렬 곱으로서 해석되어야 한다.
Figure 112008045634688-pct00007
는 시간 tk와 tm 사이의 A(t) 및 상태 전이 행렬의 합성곱 적분이며,
Figure 112008045634688-pct00008
이러한 필터링 및 예측 방정식들은 예를 들어, 시간 tk에서 상태 벡터의 예 측 및 측정 값들 간의 에러들을 최소화함으로써 획득된다.
다양한 확장들이 가능할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 상태 벡터 x(t)는 멱등(idempotent) 에러 상태 벡터 e(t)를 통해 확대되어(augmented), 시스템 바이어스들을 천천히 가변하는 효과를 포함시킨다. 이러한 바이어스들은 전형적으로 웨이퍼 프로버에 결합된 다양한 컴포넌트들(예, 테스터)을 통해 주변 온도 변동 또는 열 손실과 같은, 외부 "입력들"로부터 발생한다. 이 경우, 확대된 상태 벡터
Figure 112008045634688-pct00009
는 이하의 형태를 취한다.
Figure 112008045634688-pct00010
여기서, x 자체는 이전에 나타낸 것처럼 가능한 다중 엘리먼트들을 갖는 열 행렬이고, e는 이러한 예시적인 실시예에서 2개의 성분들 e1 및 e2를 포함한다. 모델은 랜덤 워크 입력(random walk input)으로서 e2를 포함하고 저역-통과 필터로서 e1을 포함한다. e1 및 e2의 분산은 시간에 따라 선형으로 증가되고, 전형적으로 Brownian 운동이다. 이러한 특정 모델의 몇몇 달성들에서, 시스템의 시간 상수는 A(t)의 가장 작은 고유값의 역수로 설정된다. e1을 측정값에 부가함으로써, 천천히 가변하는 시스템 바이어스가 시스템의 상태를 예측하는 모델에 포함되었다. 이러한 특정 모델에 따라, 정렬 시프트 예측의 분산
Figure 112008045634688-pct00011
는 예측 시간에 따라 증가된다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 정렬 시프트 예측은 새로운 정렬 측정들을 트리 거하는데 사용된다. 이러한 특정 설계는 시스템이 휴지(quiescent) 모드에 있을 때에도 정렬 측정이 수행되도록 한다(즉, 주기적으로 또는 반-주기적으로).
이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 다양한 실시예들이 논의되고, 도 10에 도시된 것과 유사한 프로세스에 의해 생성되는 탐침에 관련된 다양한 상태 변수들의 향후 값들을 예측하기 위한 몇몇 타입의 동적 모델들을 사용한다.
도 11A는 본 발명의 일 실시예에 따라 전이 주기 동안 예시적인 탐침 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 흐름도는 웨이퍼 척의 온도가 블록(612)에서 T1에서 T2로 변경될 때 시작되고, 이러한 새로운 온도에서 테스트가 완료될 때까지 프로세스를 기재하고 있으며, 블록(630)에서 종료된다. 흐름도는 2개의 광역 루프들을 도시한다. 블록(614)에서 시작하여 블록(628)에서 종료되는 외부 루프는 하나 이상의 선택된 다이들을 테스트하기 위한 프로세스를 기술한다. 한편, 블록(616)에서 시작하여 블록(626)에서 종료되는 내부 루프는 선택된 다이 또는 다이들의 테스트 동안 다양한 가능한 동작들을 도시한다. 블록(616)에서, 마지막 측정 이후 경과된 시간을 기초로, 탐침을 위해 필요한 상태 변수들의 새로운 공간 오프셋 값들을 추정한다. 이러한 프로세스에 도시된 실시예에 따라, 이는 동적 모델을 이용하여 수행된다. 618에서 '아니오' 분기를 따라 이러한 값들이 미리 설정된 에러 공차내에 속하면, 이러한 값들은 다음 탐침(622)을 위해 사용된다. 그렇지 않으면, 새로운 측정이 수행되고(웨이퍼 프로버에서 하나 이상의 컴포넌트들의 지속적인 온도 변경을 보정하는데 필요한 공간 오프셋들을 결정하기 위해), 새로운 값들이 620에서 획득된다. 이러한 새로운 측정 값들은 블록들(622, 624)에서 다음 탐침 및 테스트 프로세스에 대해 사용되고, 이들은 또한 블록(620)에 도시된 것처럼, 측정으로부터 새로운 정보를 포함시키기 위해 모델의 상태를 업데이트하는데 사용될 것이다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 블록은 도 8에 기술된 다양한 동작들을 포함한다. 이러한 프로세스는 선택된 다이 또는 다이들의 테스트가 종료될 때까지 626에서 '아니오' 분기를 따라 반복될 수 있다.
결정 블록(618)과 관련하여, 하나의 가능한 기준은 마지막 측정 이후, 경과 시간(Δt), 및 도 6A의 프로브 카드와 같은 관련 컴포넌트의 예측된 핀-대-패드 정렬 시프트(ΔP)를 측정하고, 이들을 미리 설정된 값들(각각, Δtc 및 ΔPC)과 비교하는 것이다. 예를 들어,
Figure 112008045634688-pct00012
여기서,
Figure 112008045634688-pct00013
는 핀-대-패드 정렬의 예측 분산이고,
Figure 112008045634688-pct00014
는 최대 허용가능한 분산이다. 유사한 검사가 본 예에서 시간과 관련하여 수행된다. 즉, 웨이퍼 척의 온도 변화의 시간(t) 이후의 경과 시간이 특정 값(tc)(예를 들어 도 7A의 396과 같이, 전형적으로 시스템의 이완 시간 상수의 일부분(fraction)인 값으로 설정됨) 보다 더 크면, 비교는 실패로 돌아가고, 새로운 측정이 요구되지 않는다. 전형적으로, tc는 예측된 핀-대-패드 정렬 시프트를 목표된 정렬 정확도의 일부분으로 제한하도록 설정된다. 몇몇 실시예들에서, 보다 간단한 기준이 사용될 수 있다. 예를 들어, 탐침된 다이들의 개수는 측정들마다 카운트될 수 있고, 미리 설정된 값에 도달할 때, 새로운 측정이 수행되며, 카운터가 제로로 설정된다. 몇몇 실시예들에서, 보다 상세한 수학적 공식은 예를 들어, 도 10을 참조로 설명된 바와 같은 다양한 결정 기준에 사용된다는 것을 유의해야 한다.
도 11B는 대안적 실시예에서 상이한 예시적인 탐침 프로세스를 도시하는 흐름도를 도시한다. 도면에 도시된 프로세스는 제어 온도가 새로운 온도(T2)로 변경되는 블록(654)에서 시작되어, 테스트가 이러한 새로운 온도에서 완료되는 676에서 종료된다. 흐름도는 2개의 메인 루프들, 또는 분기 조건(660)이 도 11A에 도시된 실시예에서처럼 포함되는 경우 3개의 개별 루프들을 도시한다. 그러나, 본 예에서 루프들은 도 11A의 루프들과 상이하게 배치된다. 예를 들어, 본 실시예의 내부 루프, 블록들 668 내지 672에서 다중 다이들의 테스트 및 탐침은 재-보정 없이 완료된다.
제어 온도의 변화 이후, 프로세스는 656에서 웨이퍼 프로버 시스템의 다양한 관련 컴포넌트들의 시간 및 온도들을 측정함으로써 계속된다. 모델을 이용하여, 특정 프로브 핀과 특정 테스트 또는 접합 패드 사이의 거리와 같은 관련 상태 변수들이 먼저 추정된다(도 8의 474). 추정 값들이 660에서 미리 결정된 에러 공차이내에서 사용될 수 있다면, 프로세스는 다음 블록(666)으로 진행하여 시스템이 추정값들을 기초로 재-정렬된다. 그렇지 않으면, 새로운 오프셋 값들이 측정되고(662), 이러한 측정 값들과 추정 값들을 이용하여(도 8의 476), 모델의 상태 또한 업데이트된다(664). 이러한 새롭게 측정된 또는 추정된 값들을 기초로, 흐름도의 루프 668 내지 672로 나타낸 것처럼, 적어도 하나의 다이 또는 다이들의 세트 상에서 탐침 및 테스트가 수행될 수 있다. 본 실시예에 따른 이러한 특정 시나리오는 하나의 다이에 대한 테스트 시간이 비교적 짧을 때, 즉 측정 및 보정 시간보다 훨씬 더 짧을 때(이는 전형적으로 1분의 시간임) 유용할 수 있다. 한편, 도 11A의 예는 다이를 테스트하기 위한 시간이 상대적으로 긴 경우들에 보다 유용할 수 있다.
도 11C는 본 발명의 일 실시예의 다른 특징을 도시한다. 도면의 흐름도는 실시예에 따라 탐침 및 테스트하기 위한 프로세스의 일부분을 도시한다. 이러한 흐름도는 특히, 전체 웨이퍼 프로버 시스템이 열적 평형 또는 열적 안정 상태들에 도달하도록 대기할 필요 없이, 다중 온도들에서 수행될 수 있다는 사실을 강조한다. 도면에서, 블록(682)은 하나의 온도, 예를 들어 -50℃에서 탐침 및 테스트 프로세스를 기술한다. 그 다음, 웨이퍼 척의 온도는 684에서 다른 온도로, 예를 들어 150℃ 이상 빙점으로 변경되고, 686 및 688에서 동적 모델을 이용하여 탐침 및 테스트가 수행되는 동시에, 시스템의 다른 컴포넌트들은 온도 변화에 대해 계속 조절된다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 특정 실시예들에 따른, 다른 예시적인 탐침 프로세스들이 도시된다. 도 11A, 11B 및 11C에 도시된 것들과 비교하여, 도 12A, 12B 및 12C의 흐름도들은 웨이퍼 프로버가 특정 실시예들에서 특정 다이 또는 다이 들의 세트의 테스트 동안 연속적으로 조절될 수 있다는 사실을 강조한다.
도 12A는 상위-레벨 흐름도로서, 블록들(702 내지 724)에 규정된 바와 같이, 웨이퍼 척 온도 변화 이후 탐침 및 테스트 프로세스를 도시한다(704). 흐름도는 웨이퍼 탐침에 관련된 동작 엘리먼트들의 2가지 개별 그룹들을 포함한다. 상위 그룹(706)은 도 8의 476의 동작들에 해당하는 "보정" 작업들을 포함하는 반면에, 하위 그룹(714)에 도시된 작업들은 모델을 이용한 "예측"을 위한 것이며, 예측을 기초로 연속적인 탐침/테스트를 위한 것이다. 이러한 그룹(714)은 도 8의 474의 동작들에 해당한다. 보정 그룹(706)에서, 3개의 프로세스 블록들이 포함된다. 먼저, 공간 오프셋들이 측정된다(708). 그 다음, 측정 및 이전의 예측 값들(존재하는 경우)을 기초로 상태 변수들이 업데이트된다(710). 그 다음, 프로버는 블록(712)에서 새로운 측정 데이터를 기초로 재-정렬된다. 예측 그룹(714)은 3개의 블록들(716 내지 720)을 포함한다. 이러한 3개의 프로세스 블록들은 루프를 형성한다. 분기 조건들은 간략화를 위해 흐름도에서 생략된다. 블록(716)에서, 새로운 공간 오프셋 값들이 예측된다. 이러한 오프셋 값들은 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 패드와 프로브 핀 사이의 거리를 포함할 수 있고, 이러한 값들은 718 및 720에서 특정 다이 또는 다이들을 탐침하는데 사용된다. 그룹(714)의 루프는 필요하다면 이러한 동작들이 반복될 수 있음을 나타낸다. 결정 블록(722)에 의해 결정되는 바와 같이, 테스트가 완료되면, 이러한 예시적인 프로세스는 724에서 종료된다.
도 12B는 본 발명의 사상들에 따른 연속적인 탐침 및 테스트 프로세스의 추가적인 특징을 보다 상세히 도시한다. 이러한 예시적인 흐름도는 탐침 프로세스의 관련 동작들을 도시하고, 탐침 프로세스 동안, 다이의 적어도 하나의 프로브 핀과 적어도 하나의 패드가 서로 접촉된다. 프로세스는 블록(732)에서 시작되고, 새로운 보정과 정렬이 수행된다. 그 다음, 흐름도는 734 내지 746에서 다이 또는 다이들의 테스트 동안 관련 동작들을 기술한다. 프로세스는 2개의 분기들을 포함한다. 736에서 '예' 분기로 나타낸 것처럼, 새로운 조절이 필요한 경우, 부가적인 조치들이 취해져서(738, 740), 이러한 요구조건을 반영한다. 그렇지 않으면, 테스트는 블록(742)에 의해 명확히 나타낸 것처럼 계속된다. 결정 블록(736)에 대해, 도 11B의 프로세스에서 660의 것들과 유사한 기준이 사용될 수 있다. 이러한 동작들은 결정 블록(744)에서 '아니오' 분기를 따르는 루프로 도시된 것처럼, 필요시 반복될 수 있다. 선택된 다이 또는 다이들의 테스트가 완료되면, 프로브 카드와 웨이퍼는 746에서 분리되고, 예시적인 테스트 프로세스는 종료된다.
도 12C는 도 12A 및 12B에 도시된 것들과 유사한 다른 예시적인 프로세스를 도시한다. 이러한 흐름도는 탐침, 및 특히 웨이퍼 플랫폼에 대한 프로브 카드 어셈블리의 이동이 동일한 다이 또는 다이들의 테스트 동안 연속적으로 및 동시적으로 발생할 수 있다는 사실을 강조한다. 즉, 프로브 카드 상의 프로브 핀들이 다이의 테스트 또는 접합 패드들 상에 접촉되고 다이의 테스트가 수행되고 있는 동안, 이동(예, 단지 z 방향으로)이 발생할 수 있으며, 이러한 이동은 본 발명에서 기술된(예, 도 11C의 방법) 열적 모델들로부터의 예측들을 기반으로 할 수 있다. 본 도면에서 시작과 종료 블록들(772, 778)은 도 12B의 블록들(734, 746)에 각각 대응된다. 블록(774)은 동시적으로 발생할 수 있는 이러한 탐침 및 테스트 동작들을 기술한다. 블록에 기술된 것처럼, 웨이퍼의 패드들에 대한 프로브 핀들의 위치는 서로 접촉되는 동안 조절될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, z 방향을 따르는 상대적 변위만이 조절되어, 웨이퍼 프로버의 다양한 부분들의 불균등한 팽창 또는 수축으로 인한 임의의 돌발적인 결과들을 방지한다. 다른 실시예들에서, 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 어셈블리는 모든 3개 방향들로 서로에 대해 이동될 수 있다. 그러나, 프로브 카드 팁들과 같은 다양한 컴포넌트들의 탄성율로 인해, "이동" 또는 "조절"은 물리적 공간의 이러한 컴포넌트들의 (상대) 위치들의 실제 변화를 포함할 수 없다는 점을 유의해야 한다. 도 12A 및 12B에 도시된 예시적인 프로세스에서와 같이, 이러한 프로세스는 선택된 다이 또는 다이들에 대해 테스트가 완료될 때까지 776에서의 결정을 기초로 반복될 수 있다.
본 발명의 많은 방법들은 종래의 범용 컴퓨터들과 같은 디지털 처리 시스템들로 수행될 수 있다. 하드웨어 레벨 및/또는 소프트웨어 레벨에서 특수하게 프로그래밍된 전용 처리 장치들 및/또는 주변 장치들을 구비한 특수용 컴퓨터 시스템들이 사용될 수도 있다.
도 13을 참조하면, 데이터 처리 시스템으로서 통합된 본 발명이 블록도로 도시된다. 블록도는 메인 버스에 접속된 메인 컴포넌트들 및 I/O 제어기(912)와 결합된 보조 버스(922)에 접속되는 다른 주변 장치들을 포함한다. 메인 컴포넌트들은 메인 프로세스(904), 메모리(906), 대용량 스토리지 유닛(908), 및 디스플레이 장치(910)를 포함한다. 클럭(914)은 이러한 예시적인 실시예에서 메인 버스(902)에 결합된다. 본 발명의 다양한 실시예들에 사용되는 다른 주변 장치들은 이에 제한됨이 없이 하나 이상의 DPS 카메라들(924), 키보드들(926)과 같은 다양한 입력 장치들, 및 모터 시스템(930)을 포함한다. 히터들 또는 냉각기들(932) 및 서미스터들(928)은 프로버 시스템의 다양한 기능들의 자동 제어를 위해 시스템에 접속될 수도 있다. 도 13은 본 발명의 몇몇 실시예들에 관련된 데이터 처리 시스템의 다양한 컴포넌트들을 도시하지만, 그러한 세부사항들이 본 발명에 적절하지 않기 때문에 컴포넌트들을 접속시키는 방식 또는 임의의 특정 아키텍쳐를 대표하는 것으로 의도되지 않는다는 점을 유의한다. 또한, 도면에서 나타낸 것보다 더 적거나 더 많은 컴포넌트들을 가진 데이터 처리 시스템들이 본 발명에 사용될 수도 있다는 점을 고려해야 할 것이다.
따라서, 프로버에서, 프로브 카드를 IC 소자의 테스트 또는 접합 패드들에 자동 정렬하기 위한 방법들 및 장치들이 제공되었다. 본 발명은 특정한 예시적인 실시예들을 참조로 기술되었지만, 청구범위에 기술된 것처럼 본 발명의 더 넓은 사상과 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형들 및 변화들이 이러한 실시예들에 이루어질 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 관점이 아니라 예시적인 것으로서 고려되어야 한다.

Claims (42)

  1. 프로버(prober)에서, 상기 프로버의 컴포넌트들의 상태(condition)의 변경 이후, 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택에 대해 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법으로서,
    시간의 함수인 모델을 통하여, 상기 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택의 위치에 대한 상기 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극의 상대적 위치를 시간의 함수로서 예측하는 단계; 및
    상기 예측을 기초로 상기 적어도 하나의 콘택 전극 및 상기 적어도 하나의 전기 콘택 중 하나를 서로에 대해 이동시키는 단계
    를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 콘택 전극들은 프로브 핀들을 포함하고,
    상기 이동시키는 단계는 상기 적어도 하나의 콘택 전극이 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대해 미리 결정된 위치로부터 미리 결정된 거리내에 있도록 수행되는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 전기 콘택들은 다수의 다이들(dice) 중에서 적어도 하나의 다이(die)의 패드들을 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태의 변경은 온도의 변경을 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동시키는 단계는 상기 적어도 하나의 콘택 전극 및 상기 적어도 하나의 전기 콘택을 실질적으로 미리 규정된 방향을 따라 정렬하기 위해 수행되는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측하는 단계는 적어도 하나의 상태 변수를 가진 동적 모델(dynamic model)을 이용함으로써 수행되고, 상기 적어도 하나의 상태 변수는 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대한 상기 적어도 하나의 콘택 전극의 상기 상대적 위치를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 동적 모델은 선형 필터, 비-선형 필터, 최적 필터, 및 비-최적 필터 중 적어도 하나를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로버의 적어도 하나의 컴포넌트의 위치의 측정을 수행하는 단계; 및
    상기 측정을 기초로 상기 동적 모델의 상기 적어도 하나의 상태 변수를 업데이트하는 단계를 더 포함하고,
    상기 측정은 핀 업데이트(pin update) 또는 브릿지 업데이트(bridge update)인,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 업데이트하는 단계는 적어도 하나의 미리 결정된 함수를 최소화하기 위해 수행되고, 상기 적어도 하나의 미리 결정된 함수는 상기 예측 및 상기 측정 중 적어도 하나의 함수를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미리 결정된 함수는 상기 예측 및 상기 측정 간에 에러의 함수를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동시키는 단계는 테스트 동안 수행되는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  12. 프로버에서, 상기 프로버의 컴포넌트들의 상태의 변경 이후, 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택에 대해 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법으로서,
    상기 프로버의 적어도 하나의 제 1 컴포넌트의 위치의 측정을 수행하는 단계;
    또 다른 시간에서, 시간의 함수인 모델을 통하여, 상기 프로버의 적어도 하나의 제 2 컴포넌트의 위치의 추정을 수행하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 콘택 전극이 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대해 실질적으로 미리 결정된 위치 내에 있도록, 상기 추정을 기초로 상기 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극 및 상기 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택을 서로에 대해 이동시키는 단계
    를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 콘택 전극들은 프로브 핀들을 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 전기 콘택들은 다수의 다이들 중에서 적어도 하나의 다이의 패드들을 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 상태의 변경은 온도의 변경을 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 이동시키는 단계는 상기 적어도 하나의 콘택 전극 및 상기 적어도 하나의 전기 콘택을 실질적으로 미리 규정된 방향을 따라 정렬하기 위해 수행되는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 추정은 적어도 하나의 상태 변수를 가진 동적 모델을 이용하여 수행되고, 상기 적어도 하나의 상태 변수는 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대한 상기 적어도 하나의 콘택 전극의 상대적 위치를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 동적 모델은 선형 필터, 비-선형 필터, 최적 필터, 및 비-최적 필터 중 적어도 하나를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 측정을 기초로 상기 동적 모델의 상기 적어도 하나의 상태 변수를 업데이트하는 단계를 더 포함하고,
    상기 측정은 핀 업데이트(pin update) 또는 브릿지 업데이트(bridge update)인,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 업데이트하는 단계는 적어도 하나의 미리 결정된 함수를 최소화하기 위해 수행되고, 상기 적어도 하나의 미리 결정된 함수는 상기 추정 및 상기 측정 중 적어도 하나의 함수를 포함하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 방법.
  21. 프로버의 컴포넌트들의 상태의 변경 이후, 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택에 대한 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극의 상대적 위치를 예측하기 위해, 상기 프로버에 사용하기 위한 수학적 모델을 생성하기 위한 방법으로서, 상기 프로버는 다수의 컴포넌트들을 가지고, 상기 방법은,
    상기 다수의 컴포넌트들 중에서 적어도 하나의 제 1 컴포넌트를 결정하는 단계 ―상기 적어도 하나의 제 1 컴포넌트의 적어도 하나의 제 1 위치는 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대한 상기 적어도 하나의 콘택 전극의 상기 상대적 위치와 기하학적으로 관련됨―;
    상기 다수의 컴포넌트들 중에서 적어도 하나의 제 2 컴포넌트를 결정하는 단계 ―상기 적어도 하나의 제 2 컴포넌트의 적어도 하나의 제 2 위치는 상기 적어도 하나의 제 1 컴포넌트의 상기 적어도 하나의 제 1 위치와 기하학적으로 관련되고, 상기 적어도 하나의 제 2 위치는 측정가능함 ―; 및
    상기 프로버를 위한 시간의 함수인 동적 모델을, 상기 적어도 하나의 제 1 컴포넌트의 상기 적어도 하나의 제 1 위치에 대해 시간의 함수로서 구성하는 단계
    를 포함하는,
    프로버에 사용하기 위한 수학적 모델을 생성하기 위한 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 상태의 변경은 온도의 변경을 포함하는,
    프로버에 사용하기 위한 수학적 모델을 생성하기 위한 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 동적 모델은 적어도 하나의 파라미터를 갖는,
    프로버에 사용하기 위한 수학적 모델을 생성하기 위한 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 동적 모델은 선형 필터, 비-선형 필터, 최적 필터, 및 비-최적 필터 중 적어도 하나를 포함하는,
    프로버에 사용하기 위한 수학적 모델을 생성하기 위한 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 상태의 변경 이후, 시간의 함수로서 상기 적어도 하나의 제 2 위치의 적어도 한번의 측정을 적어도 한번 수행하는 단계; 및
    상기 적어도 한번의 측정을 기초로 상기 적어도 하나의 파라미터를 업데이트하는 단계를 더 포함하고,
    상기 측정은 핀 업데이트(pin update) 또는 브릿지 업데이트(bridge update)인,
    프로버에 사용하기 위한 수학적 모델을 생성하기 위한 방법.
  26. 처리 시스템에 의해 실행될 때 상기 처리 시스템으로 하여금 프로버에서 동작들을 수행하게 하는, 실행가능한 프로그램 명령들을 저장한 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    상기 동작들은,
    시간의 함수인 모델을 통해, 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택의 위치에 대해 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극의 상대적 위치를 시간의 함수로서 예측하는 동작; 및
    상기 예측을 기초로 상기 적어도 하나의 콘택 전극 및 상기 적어도 하나의 전기 콘택 중 하나를 서로에 대해 이동시키는 동작
    을 포함하는,
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 예측하는 동작은 적어도 하나의 상태 변수를 가진 동적 모델을 이용함으로써 수행되고, 상기 적어도 하나의 상태 변수는 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대한 상기 적어도 하나의 콘택 전극의 상기 상대적 위치를 포함하며, 상기 이동시키는 동작은 상기 적어도 하나의 콘택 전극이 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대해 미리 결정된 위치로부터 미리 결정된 거리 내에 있도록 수행되는,
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 프로버의 적어도 하나의 컴포넌트의 적어도 하나의 위치의 측정을 수행하는 동작; 및
    상기 측정을 기초로 상기 적어도 하나의 상태 변수를 업데이트하는 동작
    을 더 포함하고,
    상기 측정은 핀 업데이트(pin update) 또는 브릿지 업데이트(bridge update)인,
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 업데이트하는 동작은 적어도 하나의 미리 결정된 함수를 최소화하기 위해 수행되고, 상기 적어도 하나의 미리 결정된 함수는 상기 예측 및 상기 측정 중 적어도 하나의 함수를 포함하는,
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  30. 처리 시스템에 의해 실행될 때 상기 처리 시스템으로 하여금 프로버에서 동작들을 수행하게 하는, 실행가능한 프로그램 명령들을 저장한 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    상기 동작들은,
    상기 프로버의 적어도 하나의 제 1 컴포넌트의 위치의 측정을 수행하는 동작;
    또 다른 시간에서, 시간의 함수인 모델을 통해, 상기 프로버의 적어도 하나의 제 2 컴포넌트의 위치의 추정을 수행하는 동작; 및
    적어도 하나의 콘택 전극이 적어도 하나의 전기 콘택에 대해 실질적으로 미리 결정된 위치 내에 있도록, 상기 추정을 기초로 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극 및 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택을 서로에 대해 이동시키는 동작을 포함하는,
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 추정은 적어도 하나의 상태 변수를 가진 동적 모델을 이용하여 수행되고, 상기 적어도 하나의 상태 변수는 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대한 상기 적어도 하나의 콘택 전극의 상대적 위치를 포함하는,
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 측정을 기초로 상기 동적 모델의 상기 적어도 하나의 상태 변수를 업데이트하는 동작을 더 포함하고,
    상기 측정은 핀 업데이트(pin update) 또는 브릿지 업데이트(bridge update)인,
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  33. 장치의 컴포넌트들의 상태의 변경 이후, 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택에 대해 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 상기 장치로서,
    적어도 하나의 모터 어셈블리;
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 결합된 메모리
    를 포함하며, 상기 메모리는,
    상기 메모리 내에 내장되는 명령들의 시퀀스들을 포함하며, 상기 명령들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    시간의 함수인 모델을 통해, 상기 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택의 위치에 대해 상기 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극의 상대적 위치를 시간의 함수로서 예측을 수행하게 하고; 그리고
    상기 적어도 하나의 모터 어셈블리가 상기 예측을 기초로 서로에 대해, 상기 적어도 하나의 콘택 전극과 상기 적어도 하나의 전기 콘택 중 적어도 하나의 이동을 수행하게 하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 예측은 적어도 하나의 상태 변수를 가진 동적 모델을 이용함으로써 수행되고, 상기 적어도 하나의 상태 변수는 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대한 상기 적어도 하나의 콘택 전극의 상기 상대적 위치를 포함하며, 상기 이동은 상기 적어도 하나의 콘택 전극이 상기 적어도 하나의 전기 콘택에 대해 미리 결정된 위치로부터 미리 결정된 거리내에 있게 하는,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 장치의 적어도 하나의 컴포넌트의 위치를 측정하는 수단을 더 포함하고, 상기 동적 모델의 적어도 하나의 상태 변수는 상기 측정을 기초로 업데이트되고,
    상기 측정은 핀 업데이트(pin update) 또는 브릿지 업데이트(bridge update)인,
    적어도 하나의 콘택 전극을 동적으로 배치하기 위한 장치.
  36. 프로버로서,
    모터 어셈블리에 결합된 기판 홀딩 유닛 ―상기 기판 홀딩 유닛은 기판을 홀딩하도록 구성되고, 상기 기판은 다수의 전기 콘택들을 구비한 적어도 하나의 다이를 포함함―;
    프로브 카드 어셈블리 ―상기 프로브 카드 어셈블리는 테스트 프로브 고정구(fixture)를 포함하고, 상기 테스트 프로브 고정구는 다수의 콘택 전극들을 가지는 프로브 카드를 홀딩함 ―;
    상기 모터 어셈블리에 결합된 프로세서; 및
    상기 프로세서에 결합된 메모리
    를 포함하며, 상기 메모리는
    상기 메모리 내에 내장되는 명령들의 시퀀스들을 포함하며, 상기 명령들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    시간의 함수인 모델을 통해, 상기 다수의 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택의 위치에 대해 상기 다수의 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극의 상대적 위치를 시간의 함수로서 예측을 수행하게 하고; 그리고
    상기 모터 어셈블리가 상기 예측을 기초로 상기 적어도 하나의 콘택 전극과 상기 적어도 하나의 전기 콘택 중 적어도 하나의 이동을 수행하게 하는,
    프로버.
  37. 다수의 전기 콘택들을 구비한 다이를 탐침(probing)하기 위한 방법으로서,
    프로브 카드 어셈블리 상의 프로브 핀들을 상기 다이 상의 상기 다수의 전기 콘택들과 전기적으로 접촉시키기 위해, 다이를 포함하는 기판 홀딩 유닛 및 상기 프로브 카드 어셈블리 중 적어도 하나를 서로에 대해 이동시키는 단계;
    상기 다이를 테스트하는 단계;
    상기 다이를 테스트하는 동안, 상기 기판 홀딩 유닛과 상기 프로브 카드 어셈블리 중 적어도 하나를 x, y 또는 z 방향들 중 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 단계; 및
    시간의 함수인 모델을 통해, 상기 다이의 탐침 동안에 온도의 실질적인 변경 후에, 상기 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택의 위치에 대한 상기 프로브 핀들 중 적어도 하나의 프로브 핀의 상대적 위치를 시간의 함수로서 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 이동시키는 단계는 상기 예측을 기반으로 하며, 실질적으로 상기 z 방향에서만 이루어지는,
    다이를 탐침하기 위한 방법.
  38. 삭제
  39. 데이터 처리 시스템에 의해 실행될 때, 상기 데이터 처리 시스템으로 하여금 방법을 수행하게 하는, 실행가능한 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    상기 방법은,
    프로브 카드 어셈블리 상의 프로브 핀들이 다이 상의 다수의 전기 콘택들과 전기적으로 접촉되도록 하게 하기 위해, 상기 다이를 포함하는 기판 홀딩 유닛, 및 상기 프로브 카드 어셈블리 중 적어도 하나를 서로에 대해 이동시키는 단계;
    상기 다이를 테스트하는 단계;
    상기 다이를 테스트하는 동안, 상기 기판 홀딩 유닛과 상기 프로브 카드 어셈블리 중 적어도 하나를 x, y 또는 z 방향들 중 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 단계; 및
    시간의 함수인 모델을 통해, 상기 다이의 탐침(probing) 동안에 온도의 실질적인 변경 후에, 상기 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택의 위치에 대한 상기 프로브 핀들 중 적어도 하나의 프로브 핀의 상대적 위치를 시간의 함수로서 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 이동시키는 단계는 상기 예측을 기반으로 하며, 실질적으로 상기 z 방향에서만 이루어지는,
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  40. 삭제
  41. 프로버로서,
    프레임;
    다이를 포함하는 기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀딩 유닛 ―상기 다이는 다수의 전기 콘택들을 구비하고, 상기 기판 홀딩 유닛은 상기 프레임에 결합됨 ―;
    다수의 콘택 전극들을 구비한 프로브 카드 어셈블리 ―상기 프로브 카드 어셈블리는 상기 프레임에 결합됨―;
    상기 기판 홀딩 유닛과 상기 프로브 카드 어셈블리 중 적어도 하나 및 상기 프레임에 결합되는 모터 어셈블리; 및
    상기 모터 어셈블리에 결합되는 처리 시스템
    을 포함하며, 상기 처리 시스템은,
    상기 다수의 콘택 전극들을 상기 다이 상의 전기 콘택들과 전기적으로 접촉시킴으로써 상기 다이를 테스트하도록 구성되고(configured), 상기 다이를 테스트하는 동안, 상기 모터 어셈블리를 통해, 상기 기판 홀딩 유닛과 상기 프로브 카드 어셈블리 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성되며,
    상기 이동은, 상기 다이를 테스트하는 동안, 실질적으로 z 방향에서만 이루어지고,
    상기 처리 시스템은, 시간의 함수인 모델을 통해, 상기 다이의 탐침(probing) 동안에 온도의 실질적인 변경 후에, 상기 다이 상의 상기 전기 콘택들 중 적어도 하나의 전기 콘택의 위치에 대한 상기 콘택 전극들 중 적어도 하나의 콘택 전극의 상대적 위치를 시간의 함수로서 예측하도록 구성되고,
    상기 이동은, 상기 다이를 테스트하는 동안, 상기 예측에 기초하여 이루어지는,
    프로버.
  42. 장치의 컴포넌트들의 상태의 변경 이후, 적어도 하나의 제 2 대상물에 대해 적어도 하나의 제 1 대상물을 동적으로 배치하기 위한 상기 장치로서,
    적어도 하나의 모터 어셈블리;
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 결합된 메모리
    를 포함하며, 상기 메모리는,
    상기 메모리 내에 내장되는 명령들의 시퀀스들을 포함하며, 상기 명령들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    시간의 함수인 모델을 통해, 상기 적어도 하나의 제 2 대상물의 위치에 대해 상기 적어도 하나의 제 1 대상물의 상대적 위치를 시간의 함수로서 예측을 수행하게 하고; 그리고
    상기 적어도 하나의 모터 어셈블리가, 상기 예측을 기초로, 상기 적어도 하나의 제 1 대상물과 상기 적어도 하나의 제 2 대상물의 이동을 서로에 대해 수행하게 하는,
    적어도 하나의 제 2 대상물에 대해 적어도 하나의 제 1 대상물을 동적으로 배치하기 위한 장치.
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