JPH04276642A - 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、図４に示す
ようなウエハａの円周付近に存在する完全でない形状の
不良チップｂ１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ｃとチッ
プｂ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された容量型センサによ
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
おいてセンサ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、センサ下での
ウエハ載置台の中心座標を求める。

【０００６】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
に移動させると共に、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、セ
ンサとＴＶ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。

【０００７】そして、ウエハ載置台にウエハａを搭載し
、センサの下にウエハ載置台を移動し、ウエハ表面とウ
エハ表面外とでセンサ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ａの半径を求める。また、ウエハ載置台の中心と
ウエハ中心とのＸ軸方向及びＹ軸方向のずれ量を計算し
求める。

【０００８】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ｂの１
点、例えば左上のチップ角を合せる。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
おいてのウエハ中心とウエハａの半径及びチップ上の１
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ａの円周付近のチップｂ
の面積も求められ、完全でない形状の不良チップｂ１　
を検査前に知ることができる。

【０００９】

【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、Ｔ
Ｖカメラ下でのウエハａの中心位置とチップｂの位置と
の相互関係に誤差が生ずることがあった。

【００１０】この誤差は結果としてウエハ円周付近での
チップｂ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ａの中心がどの方向にどれ位
ずれているか判らず、修正も不可能であった。このため
、本来完全でない不良チップｂ１が正確な形状の検査対
象のチップと認識されたり、あるいは、逆に正確な形状
のチップｂが不良チップと認識されることがあった（図
４参照）。したがって、以後のウエハ検査において、プ
ローブカードｃのプローブ針が検査対象となる全てのチ
ップｂ，ｂ…の電極に正確に接触されなかったり、逆に
検査対象外の不良チップｂ１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。　　
また、ウエハａ上に形成されたチップｂ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、この発明の半導体ウエハの測定方法は、画像認識さ
れた半導体ウエハの円周と一致する曲率から半導体ウエ
ハの中心及び半径を検出すると共に、上記半導体ウエハ
に多数規則的に配列された任意の半導体チップに、この
半導体チップと等しい形状の図形を合致させて半導体チ
ップの配列位置を検出し、上記半導体ウエハの検出デー
タと半導体チップの配列位置データとを比較演算して、
上記半導体ウエハの円周付近の半導体チップの形状を認
識することを特徴とするものである。

【００１３】この発明において、測定される半導体ウエ
ハの円周は画像認識されていれば、必ずしも全周である
必要はなく、その一部であってもよい。また、半導体ウ
エハの円周の認識形態は任意でよく、例えばＣＣＤカメ
ラ等によって直接画像表示装置上に表示されてもよく、
あるいは、メモリエリア内の画像データにより想定され
る円周を画像表示装置に表示したものであってもよい。

【００１４】また、上記画像認識により求めたウエハの
円周に誤差が生じた場合における修正は測定ウエハの１
枚目にて行うだけでよく、２枚目以降この修正データを
使用することにより、正しい測定を行うことができる。 この場合、修正データを求める方法としては、ウエハ円
周を表示したＴＶ画面に画像認識処理後、求めた円周を
重ねて表示し、この円周の位置及び曲率をマウスやキー
ボード又はジョイスティック等の入力操作機構を使用す
ることができる。

【００１５】また、上記半導体チップと等しい形状の図
形は半導体ウエハの種類によって予め記憶された測定パ
ラメータに基いて選定され、この図形の半導体チップへ
の移動は上述の曲率を求める手段と同様にマウスやジョ
イスティックを用いることができる。

【００１６】加えて、上記半導体ウエハの検出データと
半導体チップの位置データとを比較演算する手段として
、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を使用することができる
。

【００１７】

【作用】上記のように構成することにより、被測定用の
半導体ウエハの円周が画像認識された状態において、こ
の半導体ウエハの円周と一致する曲率から半導体ウエハ
の中心及び半径が検出されて半導体ウエハの形状（大き
さ、面積等）が求められる。また、半導体ウエハ上の任
意の半導体チップにこの半導体チップと等しい形状の図
形を合致させることにより、半導体ウエハ上の半導体チ
ップの配列位置が検出される。そして、これら半導体ウ
エハの検出データと半導体チップの配列位置データとを
比較演算することにより、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。また、半導
体チップと等しい形状の図形に合致した画像データを記
録しておけば、２枚目以降の半導体ウエハはこのデータ
と画像データとを比較し、オペレータの介在なしにチッ
プ配列を求めることができる。

【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ための複数の触針から
なるプローブカード５と、ウエハ２及びウエハ載置台３
の中心位置を検出するための容量センサ６と、ウエハ２
の円周及びチップの中心位置等を検出するＣＣＤカメラ
７と、容量センサ６及び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、容量センサ６及び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（例えばチップサイズデータ、移動量データ等）
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ＣＰＵ
９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、画像表示装置１０に
表示されたウエハ２の円周やチップの配列位置等の画像
に基く入力操作を司るジョイスティック１１とで構成さ
れている。この場合、ＣＰＵ９は予め記憶されたパラメ
ータ及び画像情報を演算してウエハ２の円周に対応する
円形（円周曲線）の表示及びチップと等しい形状の図形
（以下に測定用チップ枠という）を画像表示装置１０上
に表示することができるようになっている。また、ジョ
イスティック１１の他に、例えばマウスやキーボード等
を使用することができる。

【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
について図２及び図３を参照して説明する。

【００２４】パターンを一度に焼付けて全面に完全な形
状の良品チップ２ａ、不完全な形状の不良品チップ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）がプローバに設置される。プローバ
ではウエハ搬送装置１によりカセット内からウエハ２が
一枚ずつ取出され、オリフラ位置を所定の方向に合せる
プリアライメント後、ウエハ載置台３に搬送されると、
ウエハ２の位置が図５に示すようにウエハ２のエッジ部
４点が容量センサ６により検知される。この容量センサ
６の検出信号に基いてウエハ２の中心点Ｏが求められ、
ウエハ載置台駆動装置４によりウエハ載置台３が駆動さ
れてウエハ２の位置合せが行われる（ステップＡ）。

【００２５】位置合せが行われたウエハ２の円周の一部
がＣＣＤカメラ７にて撮像され、その信号がＣＰＵ９に
伝達されると共に、画像表示装置１０にて表示される。

【００２６】このようにして画像表示装置１０に表示さ
れたウエハ２の円周１２の近傍位置に、円周１２により
近い曲率を持つ曲線１３がＣＰＵ９の画像データ処理に
より表示された後（ステップＢ）、ジョイスティック１
１を操作してこの曲線１３をウエハ２の円周１２に一致
させることにより、ウエハ２の円周の曲率が求められ、
この時、画像データの処理によって求められた中心及び
半径とジョイスティック１１により修正された値との差
が補正データとして記憶される。この曲率とウエハ２の
中心点Ｏ及び半径によってウエハ２の形状（大きさ、面
積等）が検出される（ステップＣ）。

【００２７】次に、ウエハ２上の任意のチップ２ａの近
傍位置にＣＰＵ９に予め記憶されたパラメータに基いて
表示されたチップ２ａに等しい形状の測定用チップ枠１
４を表示し、ジョイスティック１１を操作して測定用チ
ップ枠１４をチップ２ａに合致させると、チップ枠内外
の画像データが２枚目の半導体ウエハのチップ判定デー
タとして記憶され、なおかつ、チップの配列位置及び配
列形態すなわち全てのチップ２ａ，２ｂのウエハ２上の
配列位置が検出される（ステップＤ）。

【００２８】そして、ウエハ２の検出データとチップの
位置検出データがＣＰＵ９にて比較演算されて（ステッ
プＥ）、ウエハ２の円周付近のチップ２ａの形状を認識
例えば面積が求められる（ステップＦ）。

【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、その他の完全な形
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の画像データ及び補正データの取込み
によりウエハ２上のチップ２ａ，２ｂの検査の測定を行
うことができる。

【００３１】なお、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上のチップの検査測定につい
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
。

【００３２】

【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、画像認識された半導体ウ
エハに基いて簡単な操作によって半導体ウエハの形状及
び半導体チップの配列位置を検出することができ、この
半導体ウエハの検出データと半導体チップの配列位置デ
ータとを比較演算して、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ので、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】半導体ウエハの測定状態を示す半導体ウエハの
概略平面図である。

【図３】半導体ウエハの測定手順を示すフローチャート
である。

【図４】従来の半導体ウエハの測定状態を示す半導体ウ
エハの概略平面図である。

【図５】半導体ウエハの中心位置の検出方法を示す説明
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 ３　　ウエハ載置台 ５　　プローブカード ８　　制御部 ９　　ＣＰＵ（中央演算処理装置） １０　　画像表示装置 １１　　ジョイスティック １２　　半導体ウエハ２の円周 １３　　曲線 １４　　測定用チップ枠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　画像認識された半導体ウエハの円周と
   一致する曲率から半導体ウエハの中心及び半径を検出す
   ると共に、上記半導体ウエハに多数規則的に配列された
   任意の半導体チップに、この半導体チップと等しい形状
   の図形を合致させて半導体チップの配列位置を検出し、
   上記半導体ウエハの検出データと半導体チップの配列位
   置データとを比較演算して、上記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を特徴とする半
   導体ウエハの測定方法。