JPH04305950A - 半導体ウエハの測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体ウエハの測定方
法に関するもので、更に詳細には、半導体ウエハの円周
付近の半導体チップの形状を認識する半導体ウエハの測
定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウエハ（以下にウエハと
いう）上に形成された半導体チップ（以下にチップとい
う）の電気的特性を検査するプローバにおいては、水平
及び垂直の三次元方向に移動可能なウエハ載置台上に載
置されたウエハの位置合せを行った後、ウエハに多数規
則的に配列されたチップの電極と対応する位置に測定用
触針であるプローブ針を植設したプローブカードをプロ
ーバのプローブヘッドに装着し、プローブ針とチップの
各電極を接触させて、各チップ毎に順次電気的検査を行
っている。

【０００３】このようなプローバによるウエハ検査工程
においてウエハの検査を効率良く行うには、ウエハの円
周付近に存在する完全でない形状の不良チップの無駄な
検査を省く必要がある。したがって、ウエハａの位置合
せ及びプローブカードとチップの位置合せ等の測定を高
精度に行うことは検査効率上極めて重要である。

【０００４】そこで、従来では、ウエハの表面に形成さ
れたチップを測定する方法として、例えば特開昭６３−
４２１３７号公報等に記載のものが開発されている。こ
れら従来の測定方法は、ウエハ載置台の中心をウエハ載
置台上面と対向する方向に設置した容量型センサーによ
り求める方法である。

【０００５】すなわち、ウエハ載置台を容量型センサー
の下で移動させ、ウエハ載置台上面と上面を外れた位置
において容量型センサーの出力に差があることに注目し
、ウエハ載置台の円周上のエッジを３点以上検出し、容
量型センサー下でのウエハ載置台の中心座標を求める。 次に、ウエハ載置台の中心に予め付されたマークを、ウ
エハパターン認識用に設けたＴＶカメラの下に移動させ
、予め付されたＴＶ画面上のマークに一致させ、ＴＶカ
メラ下でＴＶ画面にマークを表示する位置での、ウエハ
載置台の中心座標を求める。また、容量型センサーとＴ
Ｖカメラ下でのＴＶ画面上にマークを表示する位置との
距離を測定し、記録する。

【０００６】次に、ウエハ載置台にウエハを搭載し、容
量型センサーの下にウエハ載置台を移動し、ウエハ表面
とウエハ表面外とで容量型センサーの出力に差があるこ
とに注目し、ウエハ円周上のエッジを３点以上検出し、
ウエハ中心とウエハの半径を求める。また、ウエハ載置
台の中心と、ウエハの中心とのＸ軸方向及びＹ軸方向の
ズレ量を計算し求める。

【０００７】次に、ウエハ載置台をＴＶカメラの下に移
動させ、ＴＶ画面上のマークにウエハ上のチップのー点
、例えば左上のチップ角を合わせる。この時点において
、ＴＶカメラの下のＴＶ画面にマークを表示する位置に
おいての、ウエハの中心とウエハの半径及びチップ上の
ー点の相互の座標関係が判明し、予め、プローバにパラ
メータとして入力したチップのＸ方向長さ、及びＹ方向
長さを使用し、演算を行えば、ウエハの円周付近のチッ
プの面積も求められ、完全でない形状の不良チップを検
査前に知ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体ウエハの測定方法では、オペレータがＴＶ画面上
のマークにウエハ載置台の中心に付されたマークを一致
させる必要があり、また、ウエハ載置台の中心に付され
たマークが容量型センサーで測定するウエハ載置台の中
心に正しく一致しているとは限らなかった。このため、
ＴＶカメラ下でのウエハの中心位置と、チップの位置と
の相互関係に誤差が生ずることがあった。この誤差は、
結果としてウエハ円周付近でのチップの面積が実際のも
のと異なるということでオペレータに判っても、ウエハ
の中心がどの方向にどれ位ずれているか判らず修正も不
可能で有った。

【０００９】このため、本来完全な形状でない不良チッ
プが完全な形状の検査対象のチップと認識されたり、あ
るいは、逆に完全な形状のチップが完全な形状でないチ
ップと認識されることがあった。したがって、以後のウ
エハ検査において、プローブカードのプローブ針が検査
対象となる全てのチップの電極に正確に接触されなかっ
たり、逆に検査対象外の完全な形状でないチップに接触
されてしまい、検査効率の低下を招くばかりか、検査の
信頼性も低下し、更には、プローブ針の寿命の低下等の
問題もあった。

【００１０】また、ウエハ上に形成されたチップを砥石
でカットするダイシング工程においても同様に不良チッ
プの存在によりカット効率の低下が生じるという問題が
あった。

【００１１】この発明は上記事情に鑑みなされたもので
、簡単な操作によってウエハの円周付近のチップの形状
を正確に認識して、ウエハの検査効率の向上、信頼性の
向上等を図ることを目的とした半導体ウエハの測定方法
を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の半導体ウエハの測定方法は、半導
体ウエハの形状を検出すると共に、半導体ウエハ上に多
数規則的に配列された半導体チップの配列位置を検出し
て、上記半導体ウエハの半導体チップの形状を認識する
に当って、半導体ウエハを載置する前のウエハ載置台の
画像データを基準データとして記憶し、上記基準データ
と半導体ウエハを載置後のウエハ載置台の画像データと
を比較して、半導体ウエハの中心及び半径を検出するこ
とを特徴とするものである。また、この発明の第２の半
導体ウエハの測定方法は、第１の半導体ウエハの測定方
法において、半導体ウエハ上の隣接する半導体チップの
縦横方向の画像データを検出し、半導体チップの配列位
置を検出することを特徴とするものである。

【００１３】この発明において、上記画像データの比較
演算手段は半導体ウエハを載置する前のウエハ載置台の
画像データすなわち基準データと半導体ウエハを載置後
のウエハ載置台の画像データとを比較演算できるもので
あれば任意のものでよく、例えばＣＣＤカメラにて撮像
された信号を中央演算処理装置（ＣＰＵ）にて比較演算
処理することができる。

【００１４】半導体ウエハの中心及び半径を検出するに
は、上記基準データと半導体ウエハを載置後の載置台の
画像データとの比較は少なくとも半導体ウエハの円周上
の３点における基準データとの比較を行えばよく、この
３点の比較により半導体ウエハの中心及び半径が検出で
きる。この場合、基準データは、例えばウエハ載置台の
画像データそのままを使用するか、あるいは、画像デー
タの比較演算が容易なようにウエハ載置台に模様を付け
、特殊な画像データとしてもよい。また、半導体チップ
の配列位置を検出するには、載置台に載った半導体ウエ
ハの画像データを画像表示装置に映し、１つの半導体チ
ップの範囲をオペレータに指示させ、その画像データを
基準データとして記憶装置に記録し、以後ウエハ載置台
に載った半導体ウエハの画像データと基準データを比較
し、一致する画像データの位置により位置検出ができる
。

【００１５】

【作用】上記のように構成されるこの発明の半導体ウエ
ハの測定方法によれば、半導体ウエハのない画像データ
を基準データとして記憶すると共に、この基準データと
半導体ウエハの画像データとを比較することにより、半
導体ウエハの中心及び半径を検出することができ、半導
体ウエハの形状を認識することができる。

【００１６】また、半導体チップの画像データと予め記
憶された半導体チップパターンデータとを比較すること
により、半導体チップの配列位置を検出することができ
る。

【００１７】したがって、半導体ウエハの中心及び半径
の検出と半導体チップの配列位置の検出から容易に半導
体ウエハの円周付近の半導体チップの形状を認識するこ
とができる。

【００１８】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。

【００１９】図１はこの発明の半導体ウエハの測定方法
を用いるプローバの概略構成図が示されている。

【００２０】このプローバは、ウエハ搬送装置１によっ
て搬送された被測定用の半導体ウエハ２（以下にウエハ
という）を真空吸着するウエハ載置台３と、このウエハ
載置台３を水平及び垂直の三次元方向に移動するウエハ
載置台駆動装置４と、ウエハ載置台３の上方に配設され
てウエハ２上に形成された半導体チップ（以下にチップ
という）の電気的特性を検査するプローブカード５と、
ウエハ２の円周及びチップの中心位置等を検出するＣＣ
Ｄカメラ７と、ＣＣＤカメラ７からの検出信号を制御処
理する制御部８とで構成されている。

【００２１】制御部８は、ＣＣＤカメラ７からの検出信
号と予め記憶された測定に必要なパラメータ（例えばチ
ップパターンデータ、移動量データ、ウエハ中心データ
等）とを比較演算してウエハ搬送装置１及びウエハ載置
台駆動装置４に制御信号を伝達するＣＰＵ９と、このＣ
ＰＵ９を介してＣＣＤカメラ７からの検出信号を画像情
報として表示する画像表示装置１０とで構成されている
。

【００２２】なお、プローブカード５にはチップの電極
位置に対応するプローブ針５ａが植設されている。

【００２３】次に、この発明の半導体ウエハの測定方法
について説明する。

【００２４】◎ウエハの半径及び半径の検出まず、ウエ
ハ載置台３を移動して、ウエハ載置台３の円周上にＣＣ
Ｄカメラ７を位置させる。そして、ＣＣＤカメラ７によ
り撮像された信号をＣＰＵ９に取込み、ウエハ載置台３
の円周付近３ａの画像データを基準データ１１として、
ＣＰＵ９のメモリ記憶装置１８にて記憶する（図２参照
）。

【００２５】次に、パターンを一度に焼付けて全面にチ
ップ２ａ，２ｂが形成されて製造された複数枚のウエハ
２を収容するカセット（図示せず）からウエハ２が搬送
装置１によってウエハ載置台３の上に置かれた後、ＣＣ
Ｄカメラ７によりウエハ載置台３の円周付近３ａが撮像
され、その信号がＣＰＵ９により画像データ１２として
認識される（図３参照）。

【００２６】そして、基準データ１１とウエハ２搭載後
の画像データ１２とがＣＰＵ９にて比較演算されて、ウ
エハ２の円周の曲率が求められ、この曲率とウエハ２の
中心点Ｏ及び半径ｒによってウエハ２の形状（大きさ、
面積等）が検出される。この場合、図２及び図３に示す
ように、ウエハ載置台３の円周とウエハ２の円周２ｃに
おける少なくとも３点３ａ，３ｂ，３ｃの基準データ１
１と画像データ１２を比較することにより、ウエハ２の
中心Ｏ及び半径ｒが求められる。

【００２７】◎チップの配列位置の検出上記のウエハ中
心を求めた後、画像表示装置１０にウエハ２上のチップ
２ａと、予めパラメータとしてＣＰＵ９に入力されたチ
ップ２ａのＸ方向の長さ及びＹ方向の長さと、ＣＣＤカ
メラ７の倍率を考慮して、チップ２ａと同形状のフレー
ム１９が表示される（図４参照）。オペレータがＣＰＵ
９に接続されるマウス又は、ジョイステック（図示せず
）によりフレーム１９をチップ２ａに一致させ（図５参
照）、ＣＰＵ９に接続されるスイッチ（図示せず）等の
手段によりＣＰＵ９に知らせる。すると、ＣＰＵ９はフ
レーム１９内の画像データ２０を１つのチップ２ａの基
準データとしてメモリ記憶装置１８に記憶すると同時に
、既に計算して求めたウエハ２の円周とチップ２ａの配
列位置とを計算する。

【００２８】２枚目以降のウエハに関しては、基準デー
タとして記憶した画像データ２０とウエハ２の画像デー
タをメモリ記憶装置１８内で比較し、一致する場所を検
出することによりオペレータの介在なしに、ウエハ２内
のチップ２ａの配列を求めることができる。

【００２９】したがって、ウエハ２の円周付近に存在す
る不完全な形状の不良チップ２ｂと、その他の正確な形
状のチップ２ａとを正確に判別することができ、プロー
ブカード５によるウエハ検査を効率良く行うことができ
ると共に、検査の信頼性を向上でき、更には、不良チッ
プ２ｂにプローブ針５ａを接触させることがないので、
プローブ針５ａの摩耗を少なくでき、プローブ針５ａの
寿命の増大が図れる。

【００３０】２枚目以降のウエハ２の測定においては、
１枚目のウエハ２の測定データをＣＰＵ９に記憶させて
おけば、簡単にウエハ２の測定を行うことができる。

【００３１】なお、上記実施例ではＣＣＤカメラ７を用
いて基準データ１１、画像データ１２等を検出する場合
について説明したが、必ずしも、ＣＣＤカメラ７による
データ検出である必要はなく、例えばレーザー光線等の
光学手段を走査させて基準データ１１、画像データ１２
等を検出させるものであってもよい。

【００３２】また、上記実施例ではプローバによるウエ
ハ検査工程におけるウエハの測定について説明したが、
上記実施例に限定されるものではなく、ウエハ２上に形
成されたチップ２ａを砥石でカットするダイシング工程
においても同様に使用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の半導
体ウエハの測定方法によれば、半導体ウエハの中心及び
半径の検出による半導体ウエハの形状を簡単に検出でき
、また、半導体チップの配列位置を簡単に検出すること
ができるので、半導体ウエハの円周付近の半導体チップ
の形状を認識することができる。したがって、不良半導
体チップの無駄な検査を省くことができ、半導体ウエハ
の検査の効率の向上が図れると共に、検査の信頼性の向
上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の半導体ウエハの測定方法を用いたプ
ローバの概略構成図である。

【図２】この発明における基準データを示す説明図であ
る。

【図３】この発明における画像データの１点を示す説明
図である。

【図４】チップ位置を指示するため画像表示装置に表示
するフレームの説明図である。

【図５】この発明における半導体チップの検出状態を示
す半導体ウエハの拡大平面図である。

【図６】半導体ウエハの説明図である。

【符号の説明】

２　　半導体ウエハ ２ａ　　半導体チップ ２ｂ　　不良チップ ２ｃ　　半導体チップの円周 ３　　ウエハ載置台 ３ａ　　ウエハ載置台の円周 ９　　ＣＰＵ（中央演算処理装置） １０　　画像表示装置 １１　　基準データ １２　　画像データ １９　　チップと同形状のフレーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体ウエハの形状を検出すると共に
   、半導体ウエハ上に多数規則的に配列された半導体チッ
   プの配列位置を検出して、上記半導体ウエハの半導体チ
   ップの形状を認識するに当って、半導体ウエハを載置す
   る前のウエハ載置台の画像データを基準データとして記
   憶し、上記基準データと半導体ウエハを載置後のウエハ
   載置台の画像データとを比較して、半導体ウエハの中心
   及び半径を検出することを特徴とする半導体ウエハの測
   定方法。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の半導体ウエハの測定方
   法において、半導体ウエハ上の隣接する半導体チップの
   縦横方向の画像データを検出し、半導体チップの配列位
   置を検出することを特徴とする半導体ウエハの測定方法
   。