TWI798010B - 粒子測量裝置、三維形狀測定裝置、探針器裝置、粒子測量系統及粒子測量方法 - Google Patents

粒子測量裝置、三維形狀測定裝置、探針器裝置、粒子測量系統及粒子測量方法 Download PDF

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Abstract

提供一種可管理粒子產生量之粒子測量裝置、三維形狀測定裝置、探針器裝置、粒子測量系統及粒子測量方法。具備：取得部(252)，取得墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料係顯示包含探測針(141)所接觸的探測針跡之電極墊(P)的表面形狀；檢測部(253)，依據墊表面形狀資料，檢測會成為粒子的測量基準之墊基準面(R)；凹凸計算部(254)，依據墊表面形狀資料，計算電極墊(P)的表面形狀中之從墊基準面(R)凹陷之凹部的體積(VMR)、和從墊基準面(R)突出之凸部的體積(VMP)；以及粒子產生量算出部(255)，從凹部的體積(VMR)與凸部的體積(VMP)之體積差算出粒子產生量。

Description

粒子測量裝置、三維形狀測定裝置、探針器裝置、粒子測量系統及粒子測量方法
本發明係關於對檢測在半導體晶圓形成有複數個半導體晶片的電性特性檢查時所產生之粒子產生量進行測量之技術。
半導體製造工序係具有多數個工序，為了品質保證及提升良率，會在各種製造工序進行各種檢查。例如，在半導體晶圓(以下，稱為晶圓)形成有複數個半導體晶片(以下，稱為晶片)的階段，係進行晶圓級(wafer level)檢查。
晶圓級檢查係使用探針器裝置來進行，該探針器裝置係使形成於探針卡(probe card)的多數個針狀的探針(以下，稱為探測針)與各晶片的電極墊接觸(contact)。探測針係與測試頭(test head)的端子電性連接，從測試頭透過探測針對各晶片供給電源及測試信號，並且以測試頭檢測來自各晶片的輸出信號來測定是否正常地動作。
揭示有一種在進行這樣的晶圓級檢查後，為了判定探測針是否與電極墊正常地接觸，利用相機拍攝形成於電極墊上的針跡，從該拍攝的影像檢測電極墊的針跡之技術(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2009-289818號公報
[發明欲解決之課題]
在探針器裝置中，探測針接觸電極墊時，會有因探測針刮掉電極墊表面的一部分而產生粒子(微細粒子)之情況。此粒子係包含形成於電極墊表面之氧化膜或金屬膜等。當粒子殘留於晶圓上時，會成為電路故障的原因。又，也有粒子附著於探測針的針尖等之情況。在此情況下，會對利用探測針所進行之電性特性的測定造成不良影響。
因此，在習知的探針器裝置中，為了降低因探測針接觸電極墊時所產生的粒子導致的影響，例如計數探測(probing)動作次數(探測針的接觸次數)，在探測動作次數達一定數的情況，或者在晶圓級檢查的結果惡化之情況，係進行探針裝置(probe device)內的清掃、或探測針之針尖的清掃等。
然而，探針器裝置中的粒子產生量亦依存於探測動作時之運動學的條件(例如探測針的超速驅動量(overdrive quantity))等，與探測動作次數中實際的粒子產生量之相關性低。因此，會有實施徒勞的清掃而導致時間浪費或清掃不足的問題。又，晶圓級檢查的結果惡化後亦為時已晚，成為檢查效率降低之主要原因。
專利文獻1所揭示的技術，只不過是為了判定探測針是否已正常地接觸電極墊而檢測電極墊的針跡之技術，難以掌握探針器裝置中所發生之粒子的產生狀況。
本發明係有鑑於此種情事而完成者，目的在提供一種可掌握因探測針接觸晶圓的電極墊而產生之粒子的產生狀況之粒子測量裝置、三維形狀測定裝置、探針器裝置、粒子測量系統及粒子測量方法。 [用以解決課題之手段]
為了解決上述課題，本發明的一態樣之粒子測量裝置，係為了檢查晶圓的電性特性而對探測針接觸晶圓的電極墊時所產生的粒子進行測量。該粒子測量裝置具備：取得部，取得墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料係顯示包含探測針所接觸的探測針跡之電極墊的表面形狀；檢測部，依據取得部所取得之墊表面形狀資料，從電極墊的表面中檢測會成為粒子的測量基準之墊基準面；凹凸計算部，依據取得部所取得的墊表面形狀資料，計算電極墊的表面形狀中之從墊基準面凹陷之凹部的體積、和從墊基準面突出之凸部的體積；以及粒子產生量算出部，從凹凸計算部所計算出之凹部的體積與凸部的體積的體積差，算出粒子產生量。
較佳為，粒子測量裝置進一步具備：第1累計部，將粒子產生量算出部針對包含於晶圓的複數個電極墊所分別算出的粒子產生量進行累計；及第1輸出部，依據將第1累計部所累計的粒子累計值與第1閾值作比較之結果，輸出表示檢查的結果可能發生異常的資訊。
由於粒子測量裝置係定量地管理粒子產生量，在檢查的結果可能發生異常時輸出警告，所以操作者可針對有必要清掃的晶圓適當地進行清掃。進而，可使半導體製造工序的效率提升。
較佳為，粒子測量裝置進一步具備：第2累計部，按檢測晶圓的電性特性之各探針器裝置，累計粒子產生量；以及第2輸出部，依據將第2累計部按各探針器裝置所累計的粒子累計值與第2閾值相比較之結果，輸出表示檢查的結果可能發生異常的探針器裝置之資訊。
由於粒子測量裝置係按各探針器裝置將粒子產生量定量地管理，且針對檢查的結果可能發生異常的探針器裝置輸出警告，所以操作者可僅針對有必要清掃的探針器裝置或探測針適當地清掃。進而，可使半導體製造工序的效率提升。
較佳為，粒子測量裝置進一步具備︰第3累計部，按為了檢查晶圓的電性特性而使用之各探針卡，累計粒子產生量；以及第3輸出部，依據將第3累計部按各探針卡所累計的粒子累計值與第3閾值相比較之結果，輸出表示檢查的結果可能發生異常的探針卡之資訊。
由於粒子測量裝置係按各探針卡將粒子產生量定量地管理，針對檢查的結果可能發生異常的探針卡輸出警告，所以操作者可僅針對有必要更換的探針卡適當地更換。進而，可使半導體製造工序的效率提升。
較佳為，粒子測量裝置進一步具備：第4累計部，按為了檢查晶圓的電性特性而使用的各探針卡所具有的各探測針，累計粒子產生量；第4輸出部，依據將第4累計部按各探測針所累計的粒子累計值與第4閾值相比較之結果，輸出表示檢查的結果可能發生異常的探測針之資訊。
由於粒子測量裝置係按各探測針定量地管理粒子產生量，針對檢查的結果可能發生異常的探測針輸出警告，所以操作者在清掃探針卡時，可對有必要清掃的探測針適當地進行清掃。由於可有效率地清掃探針卡，所以可使半導體製造工序的效率進一步提升。
較佳為，三維形狀測定裝置具備：非接觸三維測定部，係作成墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料顯示包含探測針所接觸的探測針跡之電極墊的表面形狀；以及本發明的各實施形態之粒子測量裝置。
較佳為，探針器裝置具備：非接觸三維測定部，係作成墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料顯示包含探測針所接觸的探測針跡之電極墊的表面形狀；以及本發明的各實施形態之粒子測量裝置。藉由將粒子測量裝置搭載於探針器裝置，在無需搬送已完成檢查的晶圓下可在保持裝載於探針器裝置的狀態下有效率地測量粒子。再者，可接手使用在檢查晶圓時所使用的配方(recipe)(晶圓的尺寸、晶片的配置等各種參數)，所以在這點方面也可有效率地測量粒子。
較佳為，粒子測量系統係具備：一個以上的探針器裝置，為了檢查晶圓的電性特性而使探測針與晶圓的電極墊接觸；非接觸三維測定裝置，係作成墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料顯示包含探測針所接觸的探測針跡之電極墊的表面形狀；以及本發明的各實施形態之粒子測量裝置。
為了解決上述課題，本發明的另一態樣的粒子測量方法，係為了檢查晶圓的電性特性而對探測針接觸晶圓的電極墊時所產生的粒子進行測量。該粒子測量方法具備：取得墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料係顯示包含探測針所接觸的探測針跡之電極墊的表面形狀；依據墊表面形狀資料，從電極墊的表面中檢測會成為粒子的測量基準之墊基準面；依據墊表面形狀資料，計算電極墊的表面形狀中之從墊基準面凹陷之凹部的體積、和從墊基準面突出之凸部的體積；從凹部的體積與凸部的體積的體積差，算出粒子產生量。藉此，可掌握在探測針接觸電極墊時所產生之粒子的產生狀況。 [發明之效果]
根據本發明，可掌握為了進行晶圓的電性檢查而使探測針接觸晶圓的電極墊時所產生之粒子的產生狀況。
[用以實施發明的形態]
以下，依據圖式，說明關於本發明的實施形態。以下的說明中，對基本上具有相同構成的構件，標註相同的參考符號。
［第1實施形態］ 首先，說明關於本發明的第1實施形態之粒子測量裝置。圖1係第1實施形態之粒子測量系統1000的構成圖。粒子測量系統1000具備探針器裝置100、和三維形狀測定裝置(粒子測量裝置)200。在探針器裝置100與三維形狀測定裝置200之間，設有搬送晶圓W的搬送裝置(未圖示)。圖1中，X方向、Y方向及Z方向係彼此正交的方向，X方向係水平方向，Y方向係與X方向正交的水平方向，Z方向係鉛直方向。後述的其他圖亦同樣。
圖2係探針器裝置100的概略構成圖。探針器裝置100係具備平台(stage)(包含夾頭)120、平台移動機構130、探針卡140、控制部150、操作部160、及顯示部170。
平台120具有可吸附晶圓W的保持面(吸附面)。平台移動機構130係支持平台120的下面(與保持面相反側的面)。平台移動機構130構成為可在XYZ方向移動，且可在θ方向(繞著Z方向的旋轉方向)旋轉。藉此，吸附保持於平台120的保持面之晶圓W，係藉由平台移動機構130而與平台120成為一體且可在XYZ方向移動及在θ方向旋轉。
探針卡140係設置在與平台120對向的位置，且相對於平台120的保持面呈平行地配置。探針卡140係在與平台120對向的面形成有複數個探測針141。再者，探針卡140係隔介測試頭180而與未圖示的測試本體連接。
於晶圓W形成有複數個晶片C，各晶片C具備1個以上的電極墊P。藉由利用平台移動機構130使平台120在XYZ方向移動或在θ方向旋轉，以使各探測針141與對應的電極墊P接觸之方式進行晶圓W與探針卡140的對位。
控制部150係藉由例如個人電腦、工作站、PLC(可程式邏輯控制器；Programmable Logic Controller)等來實現。控制部150包含有：控制探針器裝置100的各部位的動作之CPU(中央處理單元；Central Processing Unit)、ROM(唯讀記憶體；Read Only Memory)、儲存控制程式之未圖示的儲存裝置(例如，HDD(硬碟機；Hard Disk Drive)或SSD(固態硬碟；Solid State Drive)等)及可作為CPU的作業區域使用之SDRAM(同步動態隨機存取記憶體；Synchronous Dynamic Random Access Memory)。控制部150係接收透過操作部160由操作者所進行的操作輸入，將因應於操作輸入的控制信號傳送到探針器裝置100的各部位並控制各部位的動作。
操作部160係接收由操作者所進行的操作輸入之手段，包含有例如鍵盤、滑鼠或觸控面板等。
顯示部170係顯示探針器裝置100之操作用的操作GUI(圖形使用者介面；Graphical User Interface)及影像之裝置。作為顯示部170，可使用例如液晶顯示器。
藉由探針器裝置100進行探測針141與電極墊P的對位及接觸後，透過測試頭180、探針卡140及探測針141，從測試本體將電性信號傳送到晶片C，進行晶圓W上之晶片C的電性特性的檢查。電性特性的檢查結果係透過顯示部170通知操作者。
在晶圓W上之晶片C的電性特性的檢查結束後，晶圓W係藉由未圖示的搬送裝置從探針器裝置100被搬送到三維形狀測定裝置200。
接著，使用圖3，就本發明的第1實施形態之三維形狀測定裝置200的構成進行說明。三維形狀測定裝置200係具備：平台220、平台移動機構230、控制部250、操作部260、顯示部270、非接觸三維測定部280及記憶部290。
平台220具有可吸附晶圓W之保持面(吸附面)。平台移動機構230係支持平台220的下面(與保持面相反側的面)。平台移動機構230構成為可在XYZ方向移動，且可在θ方向(繞著Z方向的旋轉方向)旋轉。藉此，被吸附保持於平台220的保持面之晶圓W係藉由平台移動機構230而與平台220成為一體且可在XYZ方向移動及在θ方向旋轉。
在晶片C之電性特性的檢查後，於電極墊P的表面上殘留由探測針141所形成的探測針跡M(參照圖4)。非接觸三維測定部280係以非接觸方式測定包含此探測針跡M之電極墊P表面的三維形狀，將測定結果作為墊表面形狀資料儲存於記憶部290。或者，非接觸三維測定部280亦可設成將墊表面形狀資料直接輸出到控制部250。
非接觸三維測定部280係可採用任意的測定手法。例如，作為測定手法，可舉出：白色干涉法、焦點變化法(focus variation method)、SD-OCT法(頻域光學同調斷層掃瞄術；Spectral Domain Optical Coherence Tomography)、FD-OCT法(光學同調斷層掃描術；Fourier Domain Optical Coherence Tomography)、雷射共焦法、三角測量法、光切斷法、圖案投影法、光梳(Optical Comb)法等。
本實施形態中，作為非接觸三維測定部280，以應用表面形狀測定裝置較佳，該表面形狀測定裝置係使用白色干涉法將測定對象物(本例中為電極墊P)的表面形狀利用非接觸方式進行三維測定。使用白色干涉法的表面形狀測定裝置，係將波長寬度廣的白色光(相干性(coherence)少的低同調光)作為光源使用，使用邁克生型(Michelson type)或米勞型(Mirau type)等的干涉儀，將測定對象物之被測定面的三維形狀以非接觸方式進行測定。此種表面形狀測定裝置係揭示於例如日本特開2016-080564號公報、日本特開2016-161312號公報等，由於為公知，所以省略具體的說明。
控制部250係藉由解析墊表面形狀資料，來算出在探針器裝置100中所產生之粒子(微細粒子)的產生量。此粒子係因探測針141接觸電極墊P時，探測針141刮掉電極墊P表面的一部分(氧化膜或金屬膜等)而產生者。控制部250具備︰三維測定控制部251、取得部252、檢測部253、凹凸計算部254、粒子產生量算出部(相當於本發明的粒子產生量算出部及各累計部)255、及判定部(相當於本發明的各輸出部)256。狹義上，取得部252、檢測部253、凹凸計算部254、粒子產生量算出部255、和判定部256係相當於本發明的粒子測量裝置。廣義上，三維形狀測定裝置200全體相當於本發明的粒子測量裝置。
操作部260係接收由操作者所進行的操作輸入之手段，包含有例如鍵盤、滑鼠或觸控面板等。
顯示部270係顯示三維形狀測定裝置200之操作用的操作GUI(Graphica User Interface)及影像之裝置。作為顯示部270，可使用例如液晶顯示器。
三維測定控制部251係控制由非接觸三維測定部280所進行的三維測定。取得部252係從非接觸三維測定部280或記憶部290，取得表示電極墊P表面的三維形狀之墊表面形狀資料。檢測部253係依據取得部252所取得的墊表面形狀資料，檢測會成為粒子的測量基準之墊基準面。
凹凸計算部254係依據取得部252所取得的墊表面形狀資料，計算電極墊P的表面形狀中從墊基準面凹陷之部分的體積、與從墊基準面突出之部分的體積。以下，將從墊基準面凹陷的部分(亦即，高度比墊基準面低)稱為凹部，將從墊基準面突出的(亦即，高度比墊基準面高)部分稱為凸部。
粒子產生量算出部255係從凹凸計算部254所計算出之凸部的體積與凹部的體積之體積差，算出粒子產生量。判定部256係累計粒子產生量算出部255所算出的粒子產生量，判定該累計值是否超出既定的閾值。該既定的閾值乃係預先設定的值，例如，亦可在工廠出貨時設定，亦可由使用者設定或變更。
控制部250係藉由例如個人電腦、工作站(workstation)、PLC(可程式邏輯控制器；Programmable Logic Controller)等來實現。控制部250包含有：CPU(Central Processing Unit)、ROM(唯讀記憶體；Read Only Memory)、儲存控制程式之未圖示的儲存裝置(例如，HDD(硬碟機；Hard Disk Drive)或SSD(固態硬碟；Solid State Drive)等)及可作為CPU的作業區域使用之SDRAM(同步動態隨機存取記憶體；Synchronous Dynamic Random Access Memory)。控制部250係接收由操作者透過操作部260所進行的操作輸入，將因應操作輸入的控制信號傳送到三維形狀測定裝置200的各部位並控制各部位的動作。
判定部256所進行的判定結果係被輸出到顯示部270。使用者係因應顯示而進行晶圓W的清掃、探針器裝置100的清掃、探測針141的清掃等必要的處理。
〔粒子產生量的算出原理〕
以下，使用圖4，說明關於本發明中之粒子產生量的算出原理。圖4係示意地顯示平面形狀的電極墊P的表面被探測針141削去而形成之探測針跡M。
如圖4所示，探測針跡M具有：凸部MP，高度比電極墊P的墊基準面R高；及凹部MR，高度比墊基準面R低。此外，墊基準面R係可藉由後述的方法從區域的平均高度進行檢測，該區域的平均高度乃係從電極墊P去除具有探測針跡M的區域後之區域的平均高度。
在沒有發生從電極墊P剝離的粒子之情況，理論上，凹部MR的體積VMR與凸部MP的體積VMP係一致。於是，本發明中，從電極墊P表面的三維形狀，算出探測針跡M之凸部MP的體積VMP與凹部MR的體積VMR，而算出兩者的差作為粒子產生量。在此，為了正確地測定凸部MP的體積VMP與凹部MR的體積VMR，本發明中，使用非接觸三維測定部280，以非接觸方式測定包含探測針跡M之電極墊P的表面的三維形狀。
此外，圖4中，雖顯示懸臂式探測針作為探測針141的一例，但並無限定探測針141之意思。本發明可適用於任意種類的探測針141。作為探測針141的其他種類，可舉出例如：為棒狀針之垂直針、及具有複數個針尖之冠形针(crown needle)等。
又，圖4中，雖顯示平面形狀的電極墊作為電極墊P的一例，但並無限定電極墊P之意思。本發明可適用於任意種類的電極墊P。作為電極墊P的其他種類，可舉出例如：具有凸狀曲面(例如半球狀)之凸塊墊。在電極墊P為凸塊墊的情況，藉由算出與全域的形狀之墊基準面R的差分，可算出凸部MP的體積VMP與凹部MR的體積VMR。
［粒子的測量順序］ 其次，使用圖5，說明關於第1實施形態的粒子測量順序。首先，將成為對象的晶圓W裝載到三維形狀測定裝置200。亦即，將晶圓W載置(吸附保持)於三維形狀測定裝置200的平台220，使非接觸三維測定部280與平台220上的晶圓W對向(步驟S10)。接著，重設(reset)累計值ΣΔV(步驟S11)。藉由平台移動機構230使平台220移動或旋轉，進行非接觸三維測定部280與應測定的電極墊P之間的定位。再者，藉由非接觸三維測定部280測定該電極墊P表面的三維形狀並加以數值化，而作成墊表面形狀資料(步驟S12)。
圖6係表示藉由非接觸三維測定部280所得到之電極墊P的墊表面形狀資料的一例。圖6係表示形成於電極墊P相對於XY平面呈大致平行的表面之針跡M的墊表面形狀資料。圖6的符號6A係在XY平面上顯示各XY座標中之高度方向的位置(Z軸座標值)之圖表(graph)，畫素的Z軸座標值的絕對值愈大，就標註愈濃的陰影。圖6的符號6B係將符號6A所示的圖表顯示在XYZ正交座標系之圖表。
接著，控制部250的取得部252係從非接觸三維測定部280直接或透過記憶部290間接取得墊表面形狀資料。控制部250的檢測部253係依據取得部252所取得的墊表面形狀資料，從電極墊P的表面中檢測作為凹部與凸部的區別的基準之墊基準面R(步驟S13)。
更具體而言，檢測部253係在墊表面形狀資料中將以具有與周圍畫素的Z軸座標值大幅不同的Z軸座標值之畫素作為中心的區域，特定為針跡區域RM(參照圖7)。接著，檢測部253係從墊表面形狀資料去除針跡區域RM，算出殘留的區域之Z軸座標值的平均值(平均Z軸座標值)。接著，將具有此平均Z軸座標值的XY平面作為墊基準面R進行檢測。
在此，檢測部253係可使用任意的公知技術來決定針跡區域RM。例如，檢測部253亦可在墊表面形狀資料的XY平面圖表中將圍繞Z軸座標值的絕對值超過既定值的畫素及與該等畫素相距一定距離以內的畫素之矩形設為針跡區域RM。更具體而言，例如，如圖7所示，檢測部253亦可在圖6的符號6A所示之XY平面圖表中將圍繞Z軸座標值的絕對值超過10的畫素及與該等畫素鄰接的畫素之矩形設為針跡區域RM。
又，例如，檢測部253亦可作成顯示墊表面形狀資料內的畫素之Z軸座標值的頻度之直方圖(histogram)，針對最頻值(most frequent value)附近的畫素算出平均Z軸座標值。圖8係表示針對圖7所示之墊表面形狀資料作成的Z軸座標值的頻度之直方圖，横軸表示Z軸座標值，縱軸表示具有各Z軸座標值之畫素的數(頻度)。圖8所示的直方圖中，由於Z軸座標值0附近的頻度最高，所以檢測部253係針對Z軸座標值為-10至＋10之間的畫素，算出Z軸座標值的平均值。又，例如，檢測部253亦可將與具有Z軸座標值的最大值及最小值之畫素相距一定的距離以內設為針跡區域RM。
以上，係針對電極墊P為與XY平面大致平行的平面形狀之情況下檢測墊基準面R的方法進行說明。接著，針對電極墊P傾斜或者具有平面形狀以外的形狀之情況下之墊基準面R的檢測方法進行說明。
圖9係顯示電極墊P相對於XY平面傾斜時所得到之墊表面形狀資料的一例，圖9的符號9A係與圖6的符號6A同樣地在XY平面上顯示各XY座標之高度方向的位置(Z軸座標值)之圖表。
在電極墊P相對於XY平面傾斜或具有平面以外的形狀之情況，例如，首先，檢測部253係以使用圖7所說明的方法從墊表面形狀資料去除針跡區域RM。接著，檢測部253係藉由對墊表面形狀資料的殘留區域(參照圖9的符號9B)之XYZ座標值以最小平方法(least squares method)進行近似，而得到表示墊基準面R之近似式。在圖9的符號9B所示之圖表的情況，近似結果係如以下所示。
Z(X,Y)＝aX＋bY＋c   a＝0.2、b＝1.0、c＝4.2 此外，墊基準面R的檢測方法並不限定於此例示，可採用任意的公知技術。
當藉由檢測部253檢測墊基準面R時，控制部250的凹凸計算部254，係依據取得部252所取得的墊表面形狀資料，針對電極墊P中包含針跡區域RM的區域，以墊基準面R作為基準計算凹部MP的體積VMP與凸部MR的體積VMR(步驟S14)。
例如，在電極墊P傾斜或具有平面形狀以外的形狀之情況，凹凸計算部254係可使用檢測部253所算出之表示墊基準面R的近似式「Z(X,Y)＝aX＋bY＋c」、與以下的數學式(1)及數學式(2)，來計算凹部MP的體積VMP與凸部MR的體積VMR。
[數學式1]
Figure 02_image001
[數學式2]
Figure 02_image003
此外，在墊基準面R沒有傾斜之情況，由於上述的數學式(1)及數學式(2)中之Z＝aX＋bY＋c可置換成常數的平均Z軸座標值(參照步驟S13的說明)，所以數學式(1)及數學式(2)可簡化。由於置換後的式子係顯而易知，所以省略。
接著，粒子產生量算出部255係計算凹凸計算部254所計算出之凸部MP的體積VMP與凹部MR的體積VMR之體積差ΔV(步驟S15)。此體積差ΔV係相當於現在來自所測定的電極墊P之粒子產生量。再者，粒子產生量算出部255係將所算出的體積差ΔV加算到累計值ΣΔV(步驟S16)。
接著，粒子產生量算出部255係判定是否有其他應測定的電極墊P(步驟S17)。例如，操作者(或製造者)事先將指定作為測定對象的電極墊P之資訊登錄到記憶部290，粒子產生量算出部255依據此資訊進行步驟S17的判定。或者，亦可隨時依據操作者的輸入，進行步驟S17的判定。或者，亦可控制部250係依據既定的法則自動地決定應測定的電極墊P，粒子產生量算出部255依據此決定來進行步驟S17的判定。關於應測定之電極墊P的決定，將於後闡述。
在判定為有其他應測定的電極墊P之情況(步驟S17：否)，處理係返回步驟S12。在判定為沒有其他應測定的電極墊P之情況(步驟S17：是)，判定部256係判定累計值ΣΔV是否大於既定的第1閾值(步驟S18)。在判定為累計值ΣΔV在既定的第1閾值以下之情況(步驟S18：否)，結束針對該晶圓W之處理。
在判定為累計值ΣΔV大於既定的第1閾值之情況(步驟S18：是)。判定部256係將可能對晶片C的品質產生影響之資訊(以下，稱為警告)輸出到顯示部170(步驟S19)。操作者在接收警告後，依需要清掃晶圓W，結束針對該晶圓W的處理。
以往，由於沒有定量地管理粒子產生量之方法，所以會有因實施徒勞的清掃所導致之浪費時間、或清掃不足之問題。
另一方面，第1實施形態的三維形狀測定裝置200係將來自晶圓W的粒子產生量定量地管理，在粒子產生量超過既定的閾值時輸出警告，所以操作者係可針對有必要清掃的晶圓W適當地清掃。進而，可使半導體之製造工序的效率提升。
［第1實施形態的變形例］ 第1實施形態中，係將探針器裝置(prober device)100與三維形狀測定裝置200設成不同件體，而構成了具備探針器裝置100與三維形狀測定裝置200之粒子測量系統1000。然而，藉由在探針器裝置100追加非接觸三維測定部280及控制部250的功能，可將探針器裝置100與粒子測量裝置以一個裝置來實現。
於此情況，在晶圓W上之晶片C的電性特性的檢查結束後，在保持著使晶圓W吸附保持於平台120的狀態下，藉由平台移動機構130使平台120從與探針卡140對向的位置移動到與非接觸三維測定部280對向的位置。其後，藉由非接觸三維測定部280，將包含探測針跡M之電極墊P的表面的三維形狀以非接觸方式測定。其後的處理係與第1實施形態同樣。此外，亦可取代使平台120移動，而改為固定平台120的位置，使探針卡140及測試頭180、與非接觸三維測定部280移動。
根據第1實施形態的變形例，除了上述第1實施形態中可實現的效果外，還具有可廉價地實現粒子測量裝置之優點。又，不需要將晶圓W從探針器裝置100朝三維形狀測定裝置200搬送且裝載，所以可有效率地測量粒子。再者，可接手使用在檢查晶圓W時所使用的配方(recipe)(晶圓W的尺寸、晶片C的配置等各種參數)，所以可比第1實施形態更有效率地測量粒子。
〔第2實施形態〕
其次，就本發明的第2實施形態之粒子測量裝置進行說明。在第1實施形態中針對晶圓W管理粒子產生量，藉此可將有必要清掃的晶圓W適當地清掃。然而，亦有使用複數個探針器裝置進行複數個晶圓W上之晶片C的電性特性的檢查之情況。在這種情況，在第2實施形態中，1台粒子測量裝置按各探針器裝置管理粒子產生量，藉此可對有必要清掃的探針器裝置適當地進行清掃。
圖10係第2實施形態之粒子測量系統2000的構成圖。粒子測量系統2000具備：複數個探針器裝置2100-i(i為1以上的自然數)、和三維形狀測定裝置2200。三維形狀測定裝置2200與複數個探針器裝置2100-i，係透過有線及/或無線的網路N彼此連接。再者，在三維形狀測定裝置2200與複數個探針器裝置2100-i之間，設有搬送晶圓W的搬送裝置(未圖示)。此外，圖10中，係顯示三個探針器裝置2100-1，2100-2及2100-3作為例子，但並無用來限定複數個探針器裝置2100-i的數量的意思。
以下，使用圖11針對各探針器裝置2100-i的構成進行說明。如圖11所示，探針器裝置2100-i係在圖2所示的探針器裝置100進一步加上晶圓ID讀取部300。
各晶圓W係具有識別晶圓W的資訊即晶圓ID。晶圓ID係例如藉由印字、雕刻、一維條碼、二維條碼、RFID、IC標籤等而賦予至各晶圓W。晶圓ID讀取部300係因應晶圓ID的種類而設置，將附在各晶圓W的晶圓ID讀出。例如，在晶圓ID為二維條碼的情況，晶圓ID讀取部300係條碼讀取器。在晶圓ID及晶圓ID讀取部300，可利用任意的周知技術，在此，省略說明。
又，各探針器裝置2100-i係具有識別各個探針器裝置2100-i的資訊即探針器ID。
圖12中針對第2實施形態之三維形狀測定裝置(粒子測量裝置)2200的構成進行說明。如圖12所示，三維形狀測定裝置2200的構成係在圖3所示的三維形狀測定裝置200的構成，再加上晶圓ID讀取部310。由於晶圓ID讀取部310係與晶圓ID讀取部300同樣，所以省略針對晶圓ID讀取部310的說明。
在第2實施形態中，三維形狀測定裝置2200的控制部250係按各探針器裝置2100-i以資料庫管理粒子產生量。圖13中顯示保存於記憶部290之資料庫的一例。如圖13所示，記憶部290具有晶圓ID資料庫320和累計值資料庫330。晶圓ID資料庫320係將晶圓ID與探針器ID建立關聯來儲存，該晶圓ID係識別晶圓W，該探針器ID係識別檢查該晶圓W時所使用的探針器裝置2100-i。累計值資料庫330係按各探針器裝置2100-i儲存粒子產生量的累計值ΣΔV。
接著，使用圖14及圖15針對第2實施形態的粒子測量順序進行說明。第2實施形態中，在粒子測量前，先進行晶圓ID的登錄。以下，使用圖14，針對晶圓ID的登錄順序進行說明。
首先，各探針器裝置2100-i進行探測動作時，各探針器裝置2100-i的晶圓ID讀取部300係從晶圓W讀取晶圓ID(步驟S30)。接著，各探針器裝置2100-i係針對該晶圓W進行探測動作，進一步進行晶圓W的檢查(步驟S31)。當檢查結束時，將在步驟S30所讀取之晶圓W的晶圓ID、與該探針器裝置2100-i的探針器ID傳送到三維形狀測定裝置2200(步驟S32)。三維形狀測定裝置2200係將所接收到的晶圓ID與探針器ID建立關聯，並保存於記憶部290的晶圓ID資料庫320(步驟S33)。藉由此登錄順序，做成圖13所示之資料庫。
接著，結束檢查的晶圓W係藉由未圖示的搬送部搬送到三維形狀測定裝置2200，針對該晶圓W進行粒子測量。
接著，使用圖15說明關於第2實施形態的粒子測量。如圖15所示，第2實施形態中，圖5所示的第1實施形態的步驟S11、S16、及S18至S19係分別被替換成步驟S34、S35、及S36至S38。由於圖15的其他步驟係與第1實施形態之圖5的步驟S12至S15同樣，所以省略說明。
首先，當晶圓W被搬送到三維形狀測定裝置2200，且裝載於三維形狀測定裝置2200時(步驟S10)，三維形狀測定裝置200的晶圓ID讀取部310係從晶圓W讀取晶圓ID(步驟S34)。其次，與第1實施形態同樣地進行步驟S12至步驟S15，計算粒子產生量ΔV。
接著，當計算粒子產生量ΔV時(步驟S15)，控制部250的粒子產生量算出部255便從記憶部290的晶圓ID資料庫320，取得與在步驟S34所讀取的晶圓ID建立關聯的探針器ID。其後，粒子產生量算出部255係參照記憶部290的累計值資料庫330，在與所取得的探針器ID對應的累計值ΣΔV，加上步驟S15中所計算出的粒子產生量ΔV，並更新累計值ΣΔV(步驟S35)。
之後，在判定出沒有其他應測定的電極墊P時(步驟S17：是)，判定部256係判定在步驟S35所計算出的累計值ΣΔV是否超出既定的第2閾值(步驟S36)。
在此，第1實施形態中係針對晶圓W管理粒子產生量，惟在第2實施形態中係按各探針器裝置2100-i管理粒子產生量，所以在第2實施形態的步驟S36所使用的第2閾值，未必與在第1實施形態中所使用的第1閾值一致。
此第2閾值係與第1閾值同樣地為預設的值。第2閾值亦可在工廠出貨時適當地設定，亦可由使用者在任意的時期適當地設定・變更。當在探針器裝置2100-i儲存一定量以上的粒子時，恐有對晶圓W的檢查造成影響之虞，操作者(或製造者)可根據探針器裝置2100-i的使用實際成效且依經驗得知對檢查造成影響的粒子產生量。因此，操作者也可根據經驗設定第2閾值。
當在步驟S36中判定出累計值ΣΔV超過既定的第2閾值之情況，判定部256係將特定與探針器ID對應的探針器裝置2100-i之資訊和警告，連同在步驟S35所取得的探針器ID一起輸出到顯示部170(步驟S37)。操作者在接收警告後，依需要清掃探針器裝置2100-i。在已進行清掃的情況，判定部256係將記憶於累計值資料庫330且與已清掃的探針器裝置2100-i對應之累計值ΣΔV重設(reset)(步驟S38)，之後，結束針對該晶圓W的處理。
以往，由於並沒有定量地管理粒子產生量之方法，所以會導致清掃原本沒有必要的探針器裝置2100-i，或相反地導致探針器裝置2100-i的清掃不足。因此，造成半導體的製造工序的效率降低。
另一方面，本發明的第2實施形態之三維形狀測定裝置2200，係將來自晶圓W的粒子產生量定量地按各探針器裝置2100-i進行管理，將催促粒子產生量超過既定的第2閾值之探針器裝置2100-i的清掃的警告輸出。藉此，操作者係可針對有必要清掃的探針器裝置2100-i適當地清掃。進而，可使半導體的製造工序的效率提升。
［第2實施形態的變形例］ 第2實施形態中，接收到警告的操作者係依需要進行探針器裝置2100-i的清掃，惟亦可藉由適當地變更在步驟S36中使用的第2閾值，在與第2實施形態不同的時間點(timing)輸出警告。在第2實施形態的變形例中，亦可以取代探針器裝置2100-i的清掃，而改為催促搭載於探針器裝置2100-i之探針卡140的探測針141的清掃之方式，將第2閾值調整成其他的閾值。根據第2實施形態的變形例，操作者係可針對有必要清掃的探測針141適當地清掃。進而，可使半導體的製造工序的效率提升。
［第3實施形態］ 在第2實施形態中藉由按各探針器裝置管理粒子產生量，來判定是否要清掃探針器裝置。然而，會有在1台探針器裝置中使用複數個探針卡之情況。在第3實施形態中，藉由按搭載於探針器裝置的各探針卡來管理粒子產生量，可適當地進行探針卡的更換。
第3實施形態的粒子測量系統(未圖示)係具備第2實施形態的探針器裝置2100與三維形狀測定裝置2200。由於探針器裝置2100及三維形狀測定裝置2200的構成與第2實施形態同樣，所以省略關於此等的說明。
第3實施形態中，各探針卡140-j(j為1以上的自然數)係具有識別探針卡的資訊即探針卡ID。在搭載探針卡140-j時，探針器裝置2100係取得探針卡140-j的探針卡ID。探針卡ID的取得係透過例如由操作者進行輸入來進行。或者，亦可利用與上述的晶圓ID同樣的方法，藉由未圖示的讀取部，各探針器裝置2100-i自動地從探針卡140-j讀取探針卡ID。
圖16係顯示第3實施形態中保存於記憶部290之資料庫的一例。如圖16所示，第3實施形態中，記憶部290係具有晶圓ID資料庫340和累計值資料庫350。晶圓ID資料庫340係將識別晶圓W之晶圓ID、與對檢查該晶圓W時所使用的探針卡140-j進行識別的探針器ID建立關聯來儲存。累計值資料庫350係按各探針卡140-j儲存粒子產生量的累計值ΣΔV。
使用圖17及圖18，針對第3實施形態中之粒子測量的順序進行說明。與第2實施形態同樣地，在第3實施形態中亦進行晶圓ID的登錄。如圖17所示，第3實施形態中之晶圓ID的登錄順序，係與圖14所示之第2實施形態中的登錄順序大致相同。相異點為，第2實施形態中係在圖14所示的步驟S32及S33中傳送及保存探針器ID，但在第3實施形態中係在圖17所示的步驟S40及S41中傳送及保存探針卡ID。藉由登錄順序，作成圖16所示之晶圓ID資料庫340。
接著，結束檢查的晶圓W係藉由未圖示的搬送部搬送到三維形狀測定裝置2200，針對該晶圓W進行粒子測量。如圖18所示，第3實施形態中的粒子測量順序係與圖15所示之第2實施形態中的粒子測量順序大致相同。相異點為，從圖15的步驟S35至S38變更成圖18中的步驟S42至S45。
以下，僅針對與第2實施形態的相異點進行說明。首先，第3實施形態中，在步驟S42中，粒子產生量算出部255係參照記憶部290的晶圓ID資料庫340，取得與步驟S34中所讀取的晶圓ID對應之探針卡ID。再者，粒子產生量算出部255係參照記憶部290的累計值資料庫350，在與所取得的探針卡ID對應之累計值ΣΔV，加上步驟S15中所計算出的粒子產生量ΔV，並更新累計值ΣΔV。
之後，在判定出沒有其他應測定的電極墊P時(步驟S17：是)，在步驟S43中，控制部250的判定部256係判定累計值ΣΔV是否超出既定的第3閾值。在此，第3閾值亦可為與第1及第2實施形態中所使用的第1及第2閾值不同的值。第3閾值係預設的值。第3閾值亦可在工廠出貨時適當地設定，亦可由使用者在任意時期適當地設定・變更。當探針卡140-j儲存一定量以上的粒子時，使用壽命已至，必須更換，操作者(或製造者)可根據探針卡140-j的使用實際成果而依經驗得知必須更換探針卡140-j時的粒子產生量。例如，操作者係根據經驗設定第3閾值。
再者，在步驟S44中，將特定與探針卡ID對應的探針卡140-j之資訊、與警告，連同探針卡ID一起輸出到顯示部170。
操作者在接收警告後，依需要更換探針卡140-j。在已進行更換的情況，在步驟S45中，判定部256係將記憶於累計值資料庫350且與已更換的探針卡140-j對應之累計值ΣΔV重設，之後，結束針對該晶圓W的處理。
以往，因為是以預定的頻度來更換探針卡，所以會有原本在不必要的情況也更換探針卡之情況。另一方面，根據第3實施形態，藉由按各探針卡140-j管理粒子產生量，可針對有必要更換的探針卡140-j適當地更換。進而，可使半導體的製造工序的效率提升。
［第3實施形態的變形例］ 亦可組合第3實施形態與第2實施形態。藉此，可管理搭載探針卡140-j的探針器裝置2100-i。於此情況，記憶部290除了具備圖17所示之晶圓ID資料庫340及累計值資料庫350外，更具備將探針卡ID與探針器ID建立關聯來儲存之探針器ID資料庫(未圖示)。
第3實施形態與第2實施形態的組合中，例如將有必要更換之探針卡140-j的探針卡ID、和搭載有該探針卡140-j之探針器裝置2100-i的探針器ID、和催促探針卡140-j的更換之警告，輸出到顯示部170。藉此，在具備複數個探針器裝置2100-i的粒子測量系統中也可針對探針卡140-j適當地更換。
［第4實施形態］ 第3實施形態中，係按搭載於探針器裝置的各探針卡來管理粒子產生量。在此，粒子會附著在探針卡的探測針，但因按各晶圓W的種類，所使用的探測針種類也不同，所以粒子的附著量係依探測針而異。第4實施形態中，可依各探測針，管理作為粒子附著量的粒子產生量。
第4實施形態的粒子測量系統係具備第2實施形態的探針器裝置2100與第4實施形態的三維形狀測定裝置4200。由於探針器裝置2100的構成係如上述，故省略說明。
以下，使用圖19說明關於第4實施形態的三維形狀測定裝置4200的構成。如圖19所示，第4實施形態的三維形狀測定裝置4200，係在第2實施形態的三維形狀測定裝置2200追加取得電極墊P的位置資訊之位置資訊取得部400。以下的說明中，作為例子，係將位置資訊設為XY座標來進行說明。
作為電極墊P的位置資訊(XY座標)的取得方法，可舉出例如：從平台移動機構230的驅動量取得XY座標之方法；藉由非接觸三維測定部280取得XY座標之方法；從藉由未圖示的相機所拍攝之晶片C的影像取得XY座標之方法等。此等方法由於為公知技術，所以在此省略說明。
第4實施形態之三維形狀測定裝置4200的控制部250，係以資料庫管理依各探測針141-k(k為自然數)的粒子產生量。圖20係顯示保存於記憶部290之資料庫的一例。如圖20所示，記憶部290具有晶圓種類資料庫420、針資料庫430、和累計值資料庫440。
晶圓種類資料庫420係將識別晶圓W的晶圓ID與識別晶圓W的種類之晶圓種類ID建立關聯來儲存。針資料庫430係依各晶圓W的種類儲存晶圓W上之電極墊P的配置資訊。
具體而言，電極墊P的配置資訊係包含：墊ID，針對晶圓W上的各電極墊P，識別電極墊P；以及針ID，識別電極墊P的XY座標及與該電極墊P接觸的探測針141-k。在此，XY座標亦可為例如以晶圓W的既定位置或晶片C的既定位置作為基準的相對座標。
晶圓種類資料庫420、針資料庫430及累計值資料庫440係事先***作者或製造者登錄於記憶部290，並依需要更新。累計值資料庫440係依各探測針141-k儲存粒子產生量的累計值Σ△V。
接著，使用圖21說明關於第4實施形態中之粒子測量的順序。第4實施形態中之粒子測量的順序係與第2實施形態大致同樣，不同點為，在圖15的步驟S34後，追加步驟S50，並進行步驟S51至S54以取代圖14的步驟S35至S38。
以下，僅針對與第2實施形態的相異點進行說明。第4實施形態中，在步驟S34中讀取晶圓ID後，在步驟S50中，位置資訊取得部400係取得應測定之電極墊P的XY座標。在此，所取得的XY座標亦可為以與儲存於記憶部290的晶圓種類資料庫420之XY座標相同的位置作為基準的相對位置。
接著，在進行步驟S12至步驟S15後，於步驟S51中，粒子產生量算出部255係從記憶部290的晶圓種類資料庫420，取得與在步驟S34中所讀取的晶圓ID建立關聯之晶圓種類ID。再者，粒子產生量算出部255係參照針資料庫430，依據與該晶圓種類ID對應之電極墊P的配置資訊，取得識別探測針141-k的針ID，該探測針141-k係與具有在步驟S50中所取得的XY座標之電極墊P接觸。再者，粒子產生量算出部255係參照累計值資料庫440，在與所取得的針ID對應之累計值ΣΔV加上在步驟S15中所算出的粒子產生量ΔV，並更新累計值ΣΔV(步驟S51)。
之後，在判定出沒有其他應測定的電極墊P時(步驟S17：是)，判定部256係判定在步驟S51中所計算出的累計值ΣΔV是否超過既定的第4閾值(步驟S52)。在此，第4閾值亦可為與第1至第3實施形態中所使用之第1至第3閾值不同的值。第4閾值係預設的值，可在工廠出貨時適當地設定，也可由使用者在任意的時期適當地設定・變更。當在探測針141-k附著一定量以上的粒子時，恐有對晶圓W的檢查造成影響之虞，操作者(或製造者)可根據探針器裝置2100-i的使用實際成果依經驗得知對檢查造成影響的粒子產生量。因此，操作者也可根據經驗設定第4閾值。
在判定出累計值ΣΔV超過既定的第4閾值之情況(步驟S52：是)，判定部256係將在步驟S50中所取得之電極墊P的座標、特定與該座標對應的探測針141-k之資訊、以及警告輸出到顯示部170(步驟S53)。接收到警告的操作者係依需要清掃探針卡140。
以往，並沒有按各探測針141-k定量地管理粒子產生量之方法。另一方面，根據本發明的第4實施形態，由於可按各探測針141-k定量地管理粒子產生量，所以在清掃探針卡140之際，可對有必要清掃的探測針141-k適當地進行清掃。藉此，由於可有效率地清掃探針卡140，所以可使半導體的製造工序的效率提升。
［作為測定對象之電極墊的決定］ 在上述第1至第4實施形態中，係針對作為測定對象的電極墊P進行粒子測量。操作者(或製造者)係可任意地決定會成為此測定對象的電極墊P。例如，亦可將晶圓W上的全部的電極墊P設為測定對象，亦可將全部的電極墊P中的一部分取樣，並設為測定對象。在將全部的電極墊P中的一部分設為測定對象之情況，係在各實施形態的三維形狀測定裝置200、2200-i、4200的記憶部290，事先記憶與作為測定對象之電極墊P的取樣有關之資訊。藉由將電極墊P取樣，可縮短粒子測量所需的時間，所以可使半導體之製造工序的效率更加提升。
在將全部的電極墊P中的一部分設為測定對象之情況，可隨機地對電極墊P進行取樣，也可根據因應操作者需要的任意法則對電極墊P取樣。以下，係針對依據法則之電極墊P的取樣手法的例子進行說明。
［第1取樣手法］ 首先，使用圖22說明關於第1取樣手法。在晶圓W上有複數個晶片，而在第1取樣手法中係以晶圓W上的特定晶片C所包含的全部電極墊P作為測定對象來取樣。例如，圖22所示的例子中，係以晶圓W上的複數個晶片C中之粗實線所示之特定的晶片C所包含的四個電極墊P的全部作為測定對象來取樣。此外，圖22中雖僅顯示一個晶片C作為特定的晶片C，惟當然複數個晶片C也可被決定為特定的晶片C。
根據第1取樣手法，由於係對晶圓W上的特定的晶片C所包含的全部電極墊P進行粒子測量，所以晶片C整體成為均等的取樣。進而，可以良好精度推測在晶圓W全體的粒子產生量。
［第2取樣手法］ 其次，使用圖23說明關於第2取樣手法。在晶圓W上有複數個晶片C，而在利用探針器裝置100、2100、2100-i所進行的探測動作中，會有無法一次對晶圓W的整體進行探測動作之情況。於此情況，係進行複數次探測動作，而在第2取樣手法中複數次探測動作中，將1次以上的特定探測動作中所接觸的全部電極墊P作為測定對象進行取樣。
圖23係顯示搭載於探針器裝置100、2100、2100-i的探針卡140可對兩個晶片C同時進行探測動作時之取樣的一例。圖23中，1次探測動作的範圍被虛線包圍，包含有兩個晶片C。由於在晶圓W上有七個晶片C，所以必須進行4次探測動作。在圖23所示的例子中，將4次探測動作中之特定的1次探測動作中所接觸的八個電極墊P的全部作為測定對象來取樣。此外，圖23中係僅對1次探測動作中所接觸的電極墊P進行取樣，但是當然也可將複數次探測動作中所接觸的電極墊P作為測定對象進行取樣。
根據第2取樣手法，由於係對在1次探測動作中所接觸的全部電極墊P進行粒子測量，所以即便在粒子產生量依探測針141而不同的情況，也可精度良好地推測晶圓W整體的粒子產生量。
［第3取樣手法］ 其次，使用圖24說明關於第3取樣手法。例如，在探測針141為懸臂式探測針的情況，未必全部的探測針141要從相同的方向接觸電極墊P。在第3取樣手法中，係從全部的電極墊P，依各接觸的方向將一定比例的電極墊P作為測定對象進行取樣。
圖24係顯示複數個探測針141對晶片C上的複數個電極墊P從複數個不同方向接觸時之取樣的一例。在圖24所示的例子中，從上下左右的各方向，三個探測針141(全部為12個探測針141)分別接觸電極墊P。在圖24中，從相同方向接觸的探測針141係被虛線所包圍。
圖24所示的例中，從上下左右各個接觸方向將一個電極墊P作為測定對象進行取樣。圖24中，將作為測定對象取樣的電極墊P以粗實線顯示。藉由此取樣，與全部的探測針141中之三分之一的探測針141對應的電極墊會成為測定對象。
此外，圖24中係就各接觸方向將一個電極墊P(三分之一的比例)作為測定對象來取樣，當然也可就各方向將複數個電極墊P取樣。
探測針141與電極墊P的接觸狀態係由晶圓W與探測針141的相對姿勢和運動方向所決定。因此，粒子產生量容易受探測針141與電極墊P接觸的方向所影響。於是，藉由從複數個接觸方向的各者將一定比例的電極墊P取樣，可降低因接觸方向所致之粒子產生量的測定結果的偏倚。藉此，可高精度地推測在晶圓W全體的粒子產生量。
[發明功效] 如以上說明所示，根據第1實施形態，可定量地管理來自晶圓W的粒子產生量。再者，由於係在粒子產生量超過既定閾值時輸出警告，所以操作者可針對有必要清掃的晶圓W適當地清掃。進而，可使半導體的製造工序的效率提升。
在此，藉由在探針器裝置100追加非接觸三維測定部280及控制部250的功能，也能夠將探針器裝置100與粒子測量裝置以一個裝置來實現。藉此，可廉價地實現粒子測量裝置。再者，由於不需要將晶圓W從探針器裝置100搬送到三維形狀測定裝置200，並裝載於三維形狀測定裝置200，所以可效率佳地測量粒子。再者，由於可接手使用在在檢查晶圓W時所使用的配方(晶圓W的尺寸、晶片的配置等各種參數)，所以可更有效率地測量粒子。
根據第2實施形態，將來自晶圓W的粒子產生量定量地按各探針器裝置2100-i進行管理，將特定粒子產生量已超過既定閾值的探針器裝置2100-i之資訊、和警告輸出。藉此，操作者可針對有必要清掃之探針器裝置2100-i或探測針141適當地進行清掃。進而，可使半導體製造工序的效率提升。
根據第3實施形態，藉由按各探針卡140-j管理粒子產生量，將特定粒子產生量已超過既定閾值的探針卡140-j之資訊、和警告輸出。藉此，可針對有必要更換的探針卡140-j適當地進行更換。進而，可使半導體製造工序的效率提升。
根據第4實施形態，藉由按各探測針141-k定量地管理粒子產生量，將特定粒子產生量已超過既定閾值的探測針141-k之資訊、和警告輸出。藉此，在清掃探針卡140時，可對有必要清掃的探測針141-k適當地進行清掃。由於可有效率地清掃探針卡140，所以可使半導體製造工序的效率進一步提升。
在此，亦可將各實施形態相互組合。例如，亦可將第3實施形態和第2實施形態組合。藉此，可對搭載探針卡140-j的探針器裝置2100-i進行管理。
各實施形態中，能以晶圓W上的晶片C所具有的全部電極墊P作為測定對象，也可將全部的電極墊P中的一部分取樣並作為測定對象。由於藉由將電極墊P取樣，可縮短粒子測量所需要的時間，故而可使半導體製造工序的效率進一步提升。
以上，係就本發明的例子進行，但本發明不限定於上述的實施形態，在不脫離本發明的精神的範圍內，當然可進行各種變形。
100,2100,2100-i:探針器裝置 120,220:平台 140,140-j:探針卡 141,141-k:探測針 150,250:控制部 160,260:操作部 170,270:顯示部 180:測試頭 200,2200,4200:三維形狀測定裝置 230:平台移動機構 251:三維測定控制部 252:取得部 253:檢測部 254:凹凸計算部 255:粒子產生量算出部 256:判定部 290:記憶部 300,310:晶圓ID讀取部 320,340:晶圓ID資料庫 330,350,440:累計值資料庫 400:位置資訊取得部 420:晶圓種類資料庫 430:針資料庫 1000,2000:粒子測量系統 C:晶片 M:探測針跡 P:電極墊 W:晶圓 R:墊基準面 RM:針跡區域
圖1係第1實施形態之粒子測量系統的概要圖。 圖2係第1實施形態之探針器裝置的概略構成圖。 圖3係第1實施形態之三維形狀測定裝置的概略構成圖。 圖4係說明粒子產生量的算出原理之圖。 圖5係表示第1實施形態之粒子的測量順序的一例之流程圖。 圖6係表示墊表面形狀資料的一例之圖。 圖7係表示針跡區域的決定及墊基準面的檢測方法的一例之圖。 圖8係表示墊基準面之檢測方法的另一例之圖。 圖9係表示墊基準面之檢測方法的另一例之圖。 圖10係第2實施形態之粒子測量系統的概要圖。 圖11係第2實施形態之探針器裝置的概略構成圖。 圖12係第2實施形態之粒子測量裝置的概略構成圖。 圖13係表示第2實施形態的資料庫的一例之圖。 圖14係表示第2實施形態之粒子的測量順序的一例之流程圖。 圖15係表示第2實施形態之粒子的測量順序的一例之流程圖。 圖16係表示第3實施形態之資料庫的一例之圖。 圖17係表示第3實施形態之粒子的測量順序的一例之流程圖。 圖18係表示第3實施形態之粒子的測量順序的一例之流程圖。 圖19係第4實施形態之三維形狀測定裝置的概略構成圖。 圖20係表示第4實施形態中的資料庫的一例之圖。 圖21係表示第4實施形態之粒子的測量順序的一例之流程圖。 圖22係說明電極墊的取樣方法的一例之圖。 圖23係說明電極墊的取樣方法的另一例之圖。 圖24係說明電極墊的取樣方法的另一例之圖。
200:三維形狀測定裝置
220:平台
230:平台移動機構
250:控制部
251:三維測定控制部
252:取得部
253:檢測部
254:凹凸計算部
255:粒子產生量算出部
256:判定部
260:操作部
270:顯示部
280:非接觸三維測定部
290:記憶部
C:晶片
P:電極墊
W:晶圓

Claims (9)

  1. 一種粒子測量裝置，係為了檢查晶圓的電性特性而對探測針接觸前述晶圓的電極墊時所產生的粒子進行測量，該粒子測量裝置具備：取得部，取得墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料係顯示包含前述探測針所接觸的探測針跡之前述電極墊的表面形狀；檢測部，依據前述取得部所取得之前述墊表面形狀資料，從前述電極墊的表面中檢測會成為前述粒子的測量基準之墊基準面；凹凸計算部，依據前述取得部所取得的前述墊表面形狀資料，計算前述電極墊的表面形狀中之從前述墊基準面凹陷之凹部的體積、和從前述墊基準面突出之凸部的體積；以及粒子產生量算出部，從前述凹凸計算部所計算出之前述凹部的體積與前述凸部的體積的體積差，算出粒子產生量。
  2. 如請求項1之粒子測量裝置，其進一步具備：第1累計部，將前述粒子產生量算出部針對包含於前述晶圓的複數個前述電極墊所分別算出的前述粒子產生量進行累計；及第1輸出部，依據將前述第1累計部所累計的粒子累計值與第1閾值作比較之結果，輸出表示前述檢查的 結果可能發生異常的資訊。
  3. 如請求項1或2之粒子測量裝置，其進一步具備：第2累計部，按檢測前述晶圓的電性特性之各探針器裝置，累計前述粒子產生量；以及第2輸出部，依據將前述第2累計部按前述各探針器裝置所累計的粒子累計值與第2閾值相比較之結果，輸出表示前述檢查的結果可能發生異常的探針器裝置之資訊。
  4. 如請求項1或2之粒子測量裝置，其進一步具備：第3累計部，按為了檢查前述晶圓的電性特性而使用之各探針卡，累計前述粒子產生量；以及第3輸出部，依據將前述第3累計部按前述各探針卡所累計的粒子累計值與第3閾值相比較之結果，輸出表示前述檢查的結果可能發生異常的探針卡之資訊。
  5. 如請求項1或2之粒子測量裝置，其進一步具備：第4累計部，按為了檢查前述晶圓的電性特性而使用的探針卡所具有的各探測針，累計前述粒子產生量；以及第4輸出部，依據將前述第4累計部按前述各探測針所累計的粒子累計值與第4閾值相比較之結果，輸出表示前述檢查的結果可能發生異常的探測針之資訊。
  6. 一種三維形狀測定裝置，其具備： 非接觸三維測定部，係作成墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料顯示包含探測針所接觸的探測針跡之前述電極墊的表面形狀；以及如請求項1至5中任一項之粒子測量裝置。
  7. 一種探針器裝置，係具備：非接觸三維測定部，係作成墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料顯示包含探測針所接觸的探測針跡之前述電極墊的表面形狀；以及如請求項1至5中任一項之粒子測量裝置。
  8. 一種粒子測量系統，其具備：一個以上的探針器裝置，為了檢查晶圓的電性特性而使探測針與前述晶圓的電極墊接觸；非接觸三維測定裝置，係作成墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料顯示包含前述探測針所接觸的探測針跡之前述電極墊的表面形狀；以及如請求項1至5中任一項之粒子測量裝置。
  9. 一種粒子測量方法，係為了檢查晶圓的電性特性而對探測針接觸前述晶圓的電極墊時所產生的粒子進行測量，該粒子測量方法具備：取得墊表面形狀資料，該墊表面形狀資料係顯示包含前述探測針所接觸的探測針跡之前述電極墊的表面形狀，依據前述墊表面形狀資料，從前述電極墊的表面中檢測會成為前述粒子的測量基準之墊基準面， 依據前述墊表面形狀資料，計算前述電極墊的表面形狀中之從前述墊基準面凹陷之凹部的體積、和從前述墊基準面突出之凸部的體積，從前述凹部的體積與前述凸部的體積的體積差，算出粒子產生量。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005134204A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Seiko Epson Corp 特性検査装置、特性検査方法および特性検査プログラム
WO2009113486A1 (ja) * 2008-03-14 2009-09-17 富士フイルム株式会社 プローブカード
JP2014175345A (ja) * 2013-03-06 2014-09-22 Seiko Instruments Inc 半導体装置の製造方法
TW201630099A (zh) * 2014-10-20 2016-08-16 蘭姆研究公司 使用精密塗佈的整合基板缺陷偵測
TW201941328A (zh) * 2018-03-20 2019-10-16 日商東京威力科創股份有限公司 結合整合式半導體處理模組的自我察知及修正異質平台及其使用方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4828741B2 (ja) * 2001-08-23 2011-11-30 大日本スクリーン製造株式会社 プローブ痕測定方法およびプローブ痕測定装置
JP3993044B2 (ja) * 2002-08-09 2007-10-17 株式会社トプコン 外観検査方法、外観検査装置
KR100487658B1 (ko) * 2003-01-29 2005-05-03 삼성전자주식회사 프로브 침 클리닝장치 및 방법
JP2004327546A (ja) 2003-04-22 2004-11-18 Tokyo Electron Ltd 半導体製造システム
JP2005175094A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd プローバ装置
JP4730895B2 (ja) * 2004-12-10 2011-07-20 大日本スクリーン製造株式会社 針痕検出装置および針痕検出方法
JP5286938B2 (ja) 2008-05-27 2013-09-11 東京エレクトロン株式会社 針跡検査装置、プローブ装置、及び針跡検査方法、並びに記憶媒体
CN103969267B (zh) * 2014-05-20 2017-01-18 上海华力微电子有限公司 一种探针卡探针的颗粒物清洁控制方法
JP6355023B2 (ja) 2014-10-20 2018-07-11 株式会社東京精密 表面形状測定装置における測定対象物アライメント方法及び表面形状測定装置
JP6417645B2 (ja) 2015-02-27 2018-11-07 株式会社東京精密 表面形状測定装置のアライメント方法
DE102016106508B9 (de) * 2016-04-08 2018-01-11 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zur Waferprüfung
CN108132021A (zh) * 2017-12-21 2018-06-08 上海华力微电子有限公司 探针自动监控方法
GB2576863B (en) * 2018-02-13 2021-06-09 Npl Management Ltd A method and apparatus for quantifying volume of a deposited skin-print
CN108417516B (zh) * 2018-04-23 2020-08-11 上海华虹宏力半导体制造有限公司 晶圆背面异物的检测***及其检测方法
JP7175171B2 (ja) 2018-12-12 2022-11-18 東京エレクトロン株式会社 プローブカード管理システムおよびプローブカード管理方法
CN109786278B (zh) * 2019-03-01 2022-04-08 上海华力微电子有限公司 一种探针卡的针尖的智能检测及处理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005134204A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Seiko Epson Corp 特性検査装置、特性検査方法および特性検査プログラム
WO2009113486A1 (ja) * 2008-03-14 2009-09-17 富士フイルム株式会社 プローブカード
JP2014175345A (ja) * 2013-03-06 2014-09-22 Seiko Instruments Inc 半導体装置の製造方法
TW201630099A (zh) * 2014-10-20 2016-08-16 蘭姆研究公司 使用精密塗佈的整合基板缺陷偵測
TW201941328A (zh) * 2018-03-20 2019-10-16 日商東京威力科創股份有限公司 結合整合式半導體處理模組的自我察知及修正異質平台及其使用方法

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