JP2005268486A - マーキング方法及びマーキング装置並びに検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板上の特定位置に対して、大きさが均一なマークをすみやかに付けることを目的とする。
【解決手段】 検査装置は、顕微鏡１と、マーキング装置２とを有し、マーキング装置２は、複数の回路Ｗ２が形成された基板Ｗ１を保持するステージ２１と、不良と判定された回路Ｗ２にマークを付けるインク塗布手段２２と、ステージ２１及びインク塗布手段２２を制御する制御装置２４とを有する。制御装置２４は、顕微鏡検査によって不良と判定された回路Ｗ２のステージ２１の位置を記憶し、この位置に応じてインク塗布手段２２とステージ２１の位置とを制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特定の検査対象に対してマーキングを行うマーキング方法及びマーキング装置、並びにそのようなマーキング装置を含む検査装置に関する。

半導体回路の製造工程などでは、その最終工程において、ウエハ上に形成した回路に対して、電気的な検査や、目視による検査が行われ、不良と判断された回路には、インクによってマークが付けられる。このようにしてマークを付けると、ウエハ表面の画像処理によって良品と不良品との選別が可能になるので、ウエハを回路ごとに切断した後に、チップマウンターで良品のみを自動で取り出すことが可能になる。

ここで、画像処理による選別を確実にするためには、マークの大きさや形状が均一であることが望ましい。また、インクの量が多いと、検査後にウエハをベーキングしたときに、インク垂れが生じて、他の回路にインクが付着してしまうことがある。また、インクの量が少ないと、画像処理によって識別できずに、不良品が良品にされてしまう可能性がある。このため、従来のマーキング装置では、回路にインクを打点するインカーに圧力センサを設け、複数の回路に対して同じ接触圧でマーキングを行うように制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、電気検査用のプローブと、インカーとを備える装置において、撮像手段を設け、検査時のプローブを撮像し、その焦点が合う撮像条件を記憶し、マーキング時には、その撮像条件でインカーの焦点が合うように、インカーを移動させるものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００‐２６９２７４号公報（段落００１１〜００１３） 特開平７‐２９７２４２号公報（段落００１６〜００２０）

しかしながら、インカーと回路との接触圧を検出するためには、圧力検出用の新たな機構が必要となるという問題を有する。さらに、接触圧とマークの大きさとの相関を予め調整する必要がある。また、ウエハは、回路形成によって反ったり、保持条件によって撓んだりすることがあるが、このような反りや、撓みが大きい場合には、接触圧を正しく測定できなくなる可能性がある。
一方、撮像手段を設ける場合には、新たな撮像手段が必要になる。また、撮像条件に基づいてステージと、プローブと、インカーとの位置を演算しなければならず、処理に時間がかかる。さらに、ウエハに反りや撓みがある場合には、回路ごとに位置の調整をすることが困難であった。
この発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板上の特定位置に対して、大きさが均一なマークを速やかに付すことである。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、複数の回路が形成された基板をステージに保持し、回路を検査した結果に基づいて、不良と判定した特定の回路にマークを付すにあたり、前記特定の回路を検査したときの前記ステージの位置情報を記憶し、前記特定の回路にマークを付す際には、前記特定の回路についての前記位置情報に基づいて、前記基板の位置を調整した後に、マークを付すことを特徴とするマーキング方法とした。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のマーキング方法において、先に検査した基板について測定した位置情報に基づいて、後に検査した基板の位置を調整することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、基板上に形成された複数の回路を検査した結果に基づいて、不良と判定された特定の回路にマークを付すマーキング装置において、前記基板を保持し、移動可能に設けられたステージと、前記ステージを用いて前記基板上の回路を検査する際に、前記特定の回路を検査したときの前記ステージの位置情報を記憶する記憶手段と、前記特定の回路にマークを付すインク塗布手段と、マークを付すにあたり、前記位置情報に基づいて前記ステージの位置を調整する制御装置とを備えることを特徴とするマーキング装置とした。

請求項４に係る発明は、基板上に形成された複数の回路を検査し、不良と判定された特定の回路にマークを付す検査装置において、前記基板を保持し、移動可能に設けられたステージと、前記ステージを利用して回路を検査する検査手段と、前記ステージを用いて前記基板上の回路を検査する際に、前記特定の回路を検査した時の前記ステージの位置情報を記憶する記憶手段と、前記特定の回路にマークを付すインク塗布手段と、マークを付すにあたり、前記位置情報に基づいて前記ステージの位置を調整する制御装置とを備えることを特徴とする検査装置とした。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の検査装置において、前記検査手段は、光学観察装置であり、前記記憶手段は、前記光学観察装置の焦点位置に相当する前記ステージの位置を記憶することを特徴とする。

このマーキング方法によれば、マーキングの必要がある回路について、その検査時のステージの位置を記憶し、この位置に基づいてマーキング位置を調整するので、基板の高さが位置によって変化する場合であっても、マークの形状や大きさを均一にすることができる。ここにおいて、同様の基板を連続して検査する際に、位置の情報、特に高さ方向の情報を共用すると、検査時間を短縮できる。
また、このマーキング装置によれば、マーキングの必要がある回路について、その検査時のステージの位置情報を記憶し、この位置情報に基づいてマーキング位置を調整するようにしたので、基板の高さが位置によって異なる場合でも、回路からインク塗布手段までの距離を一定にすることができる。したがって、インク塗布手段で回路にマークを付けたときに、そのマークの形状及び大きさが均一になる。
さらに、この検査装置によれば、検査とマーキングとを同じステージを用いて行うので、検査とマーキングとを連続して行えるようになる。特に、検査の結果、不良と判定された回路に、速やかにマークを付すことが可能になる。この際に、検査時のステージの位置情報に基づいてマーキング位置を調整するようにしたので、マークの形状及び大きさが均一になる。ここにおいて、検査手段を光学観察装置とすると、焦点合わせの位置情報に基づいて光学的にマーキング位置が調整されることになるので、既存のオートフォーカス機構を流用できる。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、検査装置は、基板Ｗ１上に形成された複数の回路Ｗ２を目視で検査するために用いる顕微鏡１と、不良と判定された回路Ｗ２にマークを付けるマーキング装置２とを含んでいる。ここで、基板Ｗ１としては、シリコンなどの半導体ウエハや、ガラス基板、ガラスエポキシ樹脂やベークライト樹脂などの樹脂基板、セラミックス基板があげられる。また、回路Ｗ２は、基板Ｗ１上に所定の半導体プロセスや、印刷技術を用いて作製される配線や、素子などを含んで構成される。そして、回路Ｗ２は、１つの基板Ｗ１上に複数形成されている。図１においては、一例として９つの回路Ｗ２１〜Ｗ２９が図示されている。なお、後の工程では、基板Ｗ１が回路Ｗ２ごとにダイシングされ、複数の回路基板、つまりチップとなる

検査手段である顕微鏡１は、本体１１を有し、本体１１には複数の対物レンズ１２が装着されたレボルバ１３が回転自在に取り付けられている。さらに、本体１１には、回路Ｗ２を観察する接眼レンズ１４が取り付けられている。なお、この顕微鏡１は、接眼レンズ１４の代わりに、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像手段（不図示）を備えても良いし、接眼レンズ１４と撮像手段とを両方備えても良い。これらの場合の顕微鏡１は、撮像手段の像を表示するモニタも備える。つまり、検査手段は、光学観察装置であれば良く、より好ましくは自動焦点合わせ機構を有することが望ましい。

マーキング装置２は、基板Ｗ１を下側から保持するステージ２１と、特定の回路Ｗ２にマークを付けるインク塗布手段２２と、入力手段２３と、制御装置２４と、記憶手段２５とを含んで構成されている。なお、この実施の形態において、ステージ２１は、顕微鏡１と共用されるようになっている。
ステージ２１は、基板Ｗ１を吸着して保持する基板保持部３１と、基板保持部３１を上下方向（図１におけるＺ方向）に移動させる昇降部３２と、昇降部３２を上下方向に直交する２方向（図１におけるＸ方向とＹ方向）に移動させる水平移動部３３とを有している。なお、Ｚ方向とは、顕微鏡１において、焦点を調整する光軸の方向である。

インク塗布手段２２は、インクを貯溜するカートリッジ３４を有し、カートリッジ３４の下端には、筒状のノズル３５が取り付けられている。このノズル３５内には、ニードル３６が挿入されている。ニードル３６は、その一部がカートリッジ３４内にも挿入されている。さらに、ニードル３６は、ソレノイドコイルなどからなる駆動部３７によって、ノズル３５の先端から進退自在になっている。
入力手段２３は、マーキングする回路Ｗ２を制御装置２４に入力するための装置で、例えば、作業者が指で操作する押しボタンなどを含む。また、検査時にステージ２１をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動させる際に用いるスイッチなども含む。

制御装置２４は、顕微鏡１と、ステージ２１の昇降部３２及び水平移動部３３と、インク塗布手段２２の駆動部３７と、記憶手段２５とに接続されている。この制御装置２４は、ＣＰＵ（中央演算装置）や、メモリなどから構成されており、基板Ｗ１の位置調整や、インク塗布のタイミングなどを制御する。
記憶手段２５は、顕微鏡１で回路Ｗ２を検査するときの基板位置の情報（位置情報）を記憶する。ここで、位置情報は、ステージ２１のＸ方向の位置（Ｘ座標）と、Ｙ方向の位置（Ｙ座標）と、Ｚ方向の位置（Ｚ座標）とからなる。各座標は、制御装置２４がステージ２１の移動を指令する際に出力する信号から得られる。また、ステージ２１の位置をフィードバック制御するときには、昇降部３２及び水平移動部３３に取り付けられた位置検出センサ（不図示）の測定データから得られる。ここで、Ｘ座標とＹ座標とは、基板Ｗ１の中心を基準にした値である。このようにすることで、Ｘ座標とＹ座標とによって、回路Ｗ２を特定することができる。なお、一般的に、マーキングは、回路（ダイシング後のチップ）Ｗ２の中心位置に対して行われるので、Ｘ座標及びＹ座標としては、その回路Ｗ２の中心位置が記憶される。

次に、この実施の形態の作用について、図１から図４を参照して説明する。
最初に、図１に示すように、複数の回路Ｗ２を形成した基板Ｗ１を、基板Ｗ１の中心と、ステージ２１の中心とが一致するように、ステージ２１に吸着保持させる。このときのステージ２１及び基板Ｗ１の中心のＸ座標及びＹ座標は、共にゼロである。

この状態で、図２に示すように、ステージ２１をＸ方向及びＹ方向に移動させながら、検査しようとする回路Ｗ２が顕微鏡１の光軸上にくるように移動させる（ステップＳ１）。例えば、図３に示すように、回路Ｗ２２を検査する際には、ステージ２１をＸ方向でマイナス側に移動させ、対物レンズ１２の光軸上に回路Ｗ２２を配置させる。
ステージ２１の移動が終わったら、検査者は、顕微鏡１の不図示の準焦部を操作し、回路Ｗ２２に顕微鏡１の焦点を合わせる（ステップＳ２）。
ここで、回路Ｗ２２に、配線が欠けているなどの欠陥が発見された場合には、検査者は、入力手段２３を操作して、回路Ｗ２２を不良回路として登録する（ステップＳ３）。これにより、ステージ２１のＸ座標と、Ｙ座標と、Ｚ座標とが、ステージ２１から制御装置２４に入力される。制御装置２４では、入力手段２３からの情報を入手したら、不良の回路Ｗ２の位置情報として、そのときのステージ２１のＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標を記憶手段２５に記憶させる。

そして、他の回路Ｗ２の検査が終了し、かつ不良回路（例えば、回路Ｗ２２）の登録が終了したら、マーキング工程に移行する。すなわち、ステージ２１を水平移動させて、図１に示すような観察位置から、マーキングが可能な位置まで移動させる（ステップＳ４）。例えば、図４に示すように、ステージ２１をＸ方向のプラス側に移動させ、インク塗布手段２２のニードル３６の下方に回路Ｗ２２を配置させる。このときのステージ２１の移動量は、制御装置２４によって演算される。すなわち、制御装置２４は、記録手段３８に記憶されている回路Ｗ２２の位置情報を読み出し、ニードル３６の先端のＸ座標及びＹ座標から、回路Ｗ２２のＸ座標及びＹ座標をそれぞれ差し引いて、その差分に相当する距離だけステージ２１を移動させる。

ニードル３６の下方に、マーキングをすべき特定の回路（回路Ｗ２２）を移動させたら、制御装置２４は、位置情報に含まれるＺ座標を読み出し、昇降部３２を上下方向に移動させて、ステージ２１の高さを調整する（ステップＳ５）。このようにして、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の位置合わせが終了したら、制御装置２４は、インク塗布手段２２に駆動信号を出力する。そして、インク塗布手段２２は、ニードル３６を予め決められた量だけ突出させる。このときに、ニードル３６の先端は、位置が調整された回路Ｗ２２に所定の接触圧で接触し、その表面にインクが塗布される。その後、ニードル３６がノズル３５内に引き戻され、回路Ｗ２２にマークが形成される（ステップＳ６）。

ここでは、マークを付すべき特定の回路として、１つの回路Ｗ２２のみとしたが、不良の回路が複数ある場合には、すべての不良回路についての位置情報が記憶手段２５に登録される。そして、マーキング時には、制御装置２４が一番目に登録された位置情報から順番に読み出して、ステージ２１の位置を不良回路ごとに調整し、すべての不良回路について順番に、マーキングを行う。そして、必要なマーキングをすべて終了したら、ここでの処理を終了する。なお、検査が終了した基板Ｗ１は、回路Ｗ２ごとにダイシングされ、良品のみが取り出される。

この実施の形態によれば、顕微鏡１で回路Ｗ２の検査を行う際に、不良と判定された回路Ｗ２の位置を、高さ方向の位置も含めて記憶手段２５に記憶させ、この位置に基づいてマーキング位置を調整するようにしたので、基板Ｗ１に反りや、撓みがある場合でも、インク塗布手段２２から回路Ｗ２までの距離を略一定に調整することができる。したがって、マークの形状及び大きさを略一定に制御することが可能になる。特に、基板Ｗ１に対してステージ２１の基板保持部３１の径が小さく、基板Ｗ１が撓みやすい場合であっても、不良回路に均一にマークを付すことが可能になる。
また、インク塗布手段２２に圧力センサなどの特別な機構を設けることなく、均一にマーキングが行える。さらに、不良の回路Ｗ２が多数ある場合でも、速やかにマーキングが行える。
そして、インク塗布手段２２と回路Ｗ２との間の距離を、回路Ｗ２ごとに調整するにあたり、調整に用いる位置情報を、顕微鏡１の焦点位置（作動距離）としたので、機械的にステージ２１の位置を測定する場合に比べて、簡単に精度の良い情報を得ることができる。
さらに、検査とマーキングとでステージを共有するので、外観検査による不良回路の判定からマーキングまでの工程を速やかに行うことができる。

次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には、同じ符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
この実施の形態は、図１に示す構成を有する検査装置において、基板に反りや撓みがないか、殆ど無視できる場合に、基板の一直線に沿って位置情報を取得し、この位置情報に基づいてマーキングの位置調整を行うことを特徴とする。

以下に、基板Ｗ１が円形状の場合について、図５のフローチャートを主に参照して説明する。
最初に、基板Ｗ１の一半径上の回路Ｗ２の位置情報を取得する（ステップＳ１１）。例えば、図１に示すように、基板Ｗ１の中心とステージ２１の中心とが一致するように保持した状態から、ステージ２１をＸ方向に移動させて、回路Ｗ２１〜Ｗ２５の焦点合わせを順番に行う。そして、各回路Ｗ２１〜Ｗ２５において、焦点合わせをしたときにステージ２１の位置を、第一の位置情報として入力手段２３から記憶手段２５に記憶させる。
基板Ｗ１の一半径に沿った第一の位置情報を取得したら、次に、ステージ２１の水平移動部３３を稼動させ、検査する回路Ｗ２を顕微鏡１の光軸上に移動させる（ステップＳ１２）。さらに、ステージ２１の昇降部３２を稼動させ、検査する回路Ｗ２に焦点を合わせる（ステップＳ１３）。そして、顕微鏡１による目視の結果、視野内の回路Ｗ２を不良と判定したら、その回路Ｗ２のＸ座標とＹ座標とを入力手段２３を用いて記憶手段２５に登録する（ステップＳ１４）。記憶手段２５は、Ｘ座標及びＹ座標を、不良回路の位置情報（第二の位置情報）として記憶する。

そして、すべての不良の回路についての位置情報の登録が終了したら、ステージ２１をマーキング位置に移動させて、不良回路に対してマーキングを行う。この際に、不良回路を特定する第二の位置情報には、Ｚ座標の情報が含まれないので、制御装置２４は、基板Ｗ１の一半径に沿って取得した第一の位置情報に基づいて、不良回路のＺ座標を設定する。例えば、図１に示す回路Ｗ２７が不良回路であった場合には、基板Ｗ１の中心から回路Ｗ２７までの距離を第二の位置情報から算出する。そして、基板Ｗ１の一半径に沿って取得した第一の位置情報のうち、この距離に近い位置情報のＺ座標を抽出し、この座標をその不良回路のＺ座標とする。

この実施の形態によれば、すべての不良回路のＺ座標を登録しなくても、特定の不良回路ごとに位置を調整することができるので、均一な大きさのマークを付すことが可能になる。また、同様の構成を有する複数の基板Ｗ１を連続して検査するに際に、先に検査をした基板Ｗ１の情報を用いて、後から検査する基板Ｗ１のマーキング位置を調整することが可能になるので、検査を速やかに行うことが可能になる。ここで、半径に沿って位置情報を取得する基板Ｗ１は、位置情報を測定するために用意された基板であっても良い。

なお、この発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、インク塗布手段２２は、ニードルを回路Ｗ２に接触させてマーキングを行う手段の代わりに、吐出ノズルからインクを吐出してマーキングを行う手段としても良い。インクを吐出する際には、吐出ノズルから回路Ｗ２までの距離が変化すると、マークの大きさも変化してしまうが、前記の実施の形態のように顕微鏡１の焦点を調整したときの位置情報を取得し、この位置情報に基づいて吐出ノズルの先端から回路Ｗ２までの距離が一定になるように制御することで、マークの大きさや形状を均一にすることができる。
また、顕微鏡１とマーキング装置２とを別体で構成しても良い。制御装置２４と記憶手段２５とを一体的に構成しても良い。
さらに、検査装置が備える検査手段は、目視検査用の顕微鏡１の代わりに、電気的な検査を行うプローブ装置でも良い。この場合は、プローブが回路Ｗ２の所定位置に当接するときのＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標を位置情報として記憶する。

また、回路Ｗ２を１つ検査するごとにマーキングを行っても良いし、近接する所定数の回路を検査するごとにマーキングを行っても良い。
さらに、マーキング位置を調整する際に、位置情報に補正をしても良い。例えば、顕微鏡を検査手段とする場合には、対物レンズ１２の倍率によって焦点距離（作動距離）が異なるので、制御装置２４は、検査に使用している対物レンズ１２の倍率の情報を取得し、対物レンズ１２の倍率に応じてＺ座標を補正する。
そして、多数の回路Ｗ２が形成された状態で検査する代わり、ダイシング後のチップの状態で検査を行っても良い。この場合には、ステージ２１は、チップを保持するために用いられる。

本発明の実施の形態における検査装置の構成を模式的に示す図である。 検査のフローチャートを示す図である。 顕微鏡による目視検査時のステージ位置の一例を示す模式図である。 マーキング時のステージの位置の一例を示す模式図である。 検査のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１ 顕微鏡（検出手段）
２ マーキング装置
２１ ステージ
２２ インク塗布手段
２４ 制御装置
２５ 記憶手段
Ｗ１ 基板
Ｗ２ 回路（特定の回路）

Claims (5)

1. 複数の回路が形成された基板をステージに保持し、回路を検査した結果に基づいて、不良と判定した特定の回路にマークを付すにあたり、
   前記特定の回路を検査したときの前記ステージの位置情報を記憶し、前記特定の回路にマークを付す際には、前記特定の回路についての前記位置情報に基づいて、前記基板の位置を調整した後に、マークを付すことを特徴とするマーキング方法。
2. 先に検査した基板について測定した位置情報に基づいて、後に検査した基板の位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のマーキング方法。
3. 基板上に形成された複数の回路を検査した結果に基づいて、不良と判定された特定の回路にマークを付すマーキング装置において、
   前記基板を保持し、移動可能に設けられたステージと、前記ステージを用いて前記基板上の回路を検査する際に、前記特定の回路を検査したときの前記ステージの位置情報を記憶する記憶手段と、前記特定の回路にマークを付すインク塗布手段と、マークを付すにあたり、前記位置情報に基づいて前記ステージの位置を調整する制御装置とを備えることを特徴とするマーキング装置。
4. 基板上に形成された複数の回路を検査し、不良と判定された特定の回路にマークを付す検査装置において、
   前記基板を保持し、移動可能に設けられたステージと、前記ステージを利用して回路を検査する検査手段と、前記ステージを用いて前記基板上の回路を検査する際に、前記特定の回路を検査したときの前記ステージの位置情報を記憶する記憶手段と、前記特定の回路にマークを付すインク塗布手段と、マークを付すにあたり、前記位置情報に基づいて前記ステージの位置を調整する制御装置とを備えることを特徴とする検査装置。
5. 前記検査手段は、光学観察装置であり、前記記憶手段は、前記光学観察装置の焦点位置に相当する前記ステージの位置を記憶することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
   
   

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