JPH0713994B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、半導体製造装置に関する。

（従来の技術） 従来半導体ウェハに規則的に形成された半導体チップの
電気的特性を測定するには、半導体製造装置の半導体ウ
ェハプローバで測定していた。この測定で半導体チップ
の良・不良を判定し、不良チップにはマークを付けてい
た。この工程終了後、半導体チップが規則的に形成され
た半導体ウェハは熱伸縮性の粘着フィルムに密着させ、
ダイシングソーにより各半導体チップごとに切断してい
た。即ちウェハスクライビング工程を実行していた。こ
の後、フィルムをあたため引き伸し、隣り合うチップ間
に隙間を与え、上記電気的特性の測定の際、良と判定さ
れた半導体チップ、即ちマークの付されていない半導体
チップにおいては、ダイシングソーにより各半導体チッ
プに切り離す際に半導体チップに起きるキズなとを認識
するために、オペレーターにより顕微鏡などで半導体チ
ップを拡大し、キズがあるかないか認識し、キズの出来
た半導体チップにおいては、マークを付けていた。

その後、上記工程でマークの付いていない半導体チップ
即ち良品チップを抜きとり、不良品チップと選別してい
た。

（発明が解決しようとする問題点） ICやLSIなどの半導体製造工程の自動化生産技術は、技
術革新に伴ない著しく発達しており、この生産技術によ
り大量に出来たICやLSIを測定する時間も対応要求され
る。

しかしながら従来のような順序で各工程を進めていく
と、ウェハをチップごとに切断するウェハスクライビン
グ工程の時にキズの付いたチップにまで、プローブ装置
による測定を行なっていたことになり、時間的なロスに
つながる欠点があった。

又電気的特性の測定の工程で不良と判定された不良品チ
ップと、半導体チップを切断した時に起こるキズを認識
するための外観検査の工程で不良と判定された不良品チ
ップとの複数の工程で、良品チップと不良品チップを選
別するためのマークを付けなければならず、この不良品
チップにマークを付けるには、１ケにつき約25ms〜50ms
の時間をかけなければならないという欠点があった。さ
らに、プローブ装置による測定の工程で不良と判定され
た不良品チップにマークとして例えばインクを付着させ
る場合、ウェハを半導体チップごとに切断する際にウェ
ハの粉末を吹き飛ばす目的で水を吹きかけながら切るた
め、この水によりチップに付けたインクが流れ落ちない
ように、インクを乾燥させるためのベーキング動作に時
間をかけなければならないという欠点もあった。

さらに外観検査は、オペレーターにより抜き取り検査を
行ない、その中で不良の外観のチップがあれば、全数検
査を行なうという後工程に不良品を流す可能性のある信
頼性の高くない時間のかかる方法であった。この発明は
上記点を改善するためになされたもので、ウェハスクラ
イビング工程後の半導体チップの外観検査を自動工程で
行ない、その後電気的特性の測定を実行することによ
り、自動化された検査が可能となり検査時間の短縮につ
ながる半導体製造装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明は、半導体ウェハスクライビング工程後の半導
体ウェハをTVカメラで撮像する手段と、この手段による
撮像信号出力および予めメモリーされている標準データ
を比較してスクライビングエラーの有無による良・不良
を判定する認識手段と、この認識手段で良と判定された
半導体チップの電極部にウェハプローバ機の触針を接続
し電気的特性を測定する手段とを具備してなることを特
徴とする半導体製造装置を得るものである。

（作用） ウェハスクライビング工程後の半導体素子の外観検査を
自動工程で行ないその情報に基ずいて電気的特性の測定
を実行することにより、外観検査およびプローブ装置に
よる測定の時間を短縮することが可能となる効果が得ら
れる。

（実施例） 次に本発明半導体製造装置の一実施例を図を参照して説
明する。

この装置は、粘着フィルム（２）に密着し半導体チップ
とに切断されたウェハ（３）25枚を夫々適当な間隔を設
けて収納可能なカセット（１）がオートローダ部（４）
のカセット収納位置に２カセット収納可能に構成されて
いる。このオートローダ部（４）にはカセット（１）に
収納されたウェハ（３）を搬出入しウェハ（３）のオリ
フラなどを基準に周知の手段で精度±１°位までウェハ
（３）の予備位置決めをする予備ステージが設定されて
おり、この予備ステージで位置決めされたウェハ（３）
を測定ステージ（５）へ真空吸着して搬送するアームも
設置されている。測定部において、測定ステージ（５）
は周知の手段でＸ方向・Ｙ方向・Ｚ方向・θ方向の駆動
が可能な構成とされ、載置されたウェハ（３）を正確に
位置決めするためのレーザ認識機構も設定されている。
測定位置において測定ステージ（５）に対向してプロー
ブ針（７）を取着したプローブカード（８）ガンの装置
筺体に取付けられており、図示しないテスターに接続配
線されている。このプローブカード（８）上方には、測
定ステージ（５）に載置されたウェハ（３）を撮像する
ITVカメラ（９）が設置されており、この装置に内臓さ
れているCPUに接続配線されている。

次に、外観検査とプローブ測定の両方で良品と判定され
たチップを選択しピックアップするピックアップアーム
（10）の構成について説明する。このピックアップアー
ム（10）は電気モータ（11）の回転により回転制御され
た回転軸（12）の先端に、アーム（13）を垂直に係合
し、このアーム（13）を水平に360°回転可能なように
構成する。このアーム（13）の先端の測定ステージ
（５）に対向した面には、チップ吸着部（14）が設けら
れている。又、このチップ吸着部（14）には、エアー調
整器（15）から回転軸（12）内を通りアーム（13）内の
吸着部（14）までエアーシリンダ（16）が設けられてい
て、エアー調整器（15）を調整することによりチップを
吸着することが可能な構成になっている。

次にこの装置による良品チップの選別方法について説明
する。

まず、ウェハカセット（１）から熱伸縮性の粘着フィル
ム（２）に密着し、チップ（20）ごとにダイシングし、
切断されたウェハ（３）を１枚取り出し、自動的にオー
トローダ部（４）から測定ステージ（５）に搬送する。
但し粘着フィルム（２）はウェハ（３）より大径のもの
を用いる。この測定ステージ（５）でレーザ光を用いた
例えばレーザアライメント方法によりウェハ（３）のオ
リフラなどを基準にウェハ（３）の第４図に示めす如き
スクライブライン（６）と測定ステージ（５）のＸ・Ｙ
軸を一致させて正確に粘着フィルム（２）に密着したウ
ェハ（３）の位置決めを行なう。

位置決めされたウェハ（３）はチップ（20）ごとに切断
するウェハスクライビング工程の時にできた第４図
（Ｂ）に示す如きキズ（７）を発見するために、外観検
査を行なう。

この外観検査は、ウェハ（３）が載置された測定ステー
ジ（５）をＸ方向・Ｙ方向に駆動例えばステップアンド
リピートで順次駆動させ、１チップ毎に、測定ステージ
（５）に対向して設置された画像処理部例えばITVカメ
ラ（９）により、ウェハ（３）に形成されたすべてのチ
ップ（20）を撮像する。この撮像情報を電気信号に変換
し（第３図（Ａ））、画像出力をメモリーに記憶する
（第３図（Ｂ））。メモリーされた被測定ウェハ（３）
の画像情報と予めメモリーされている標準データ（第３
図（Ｃ））とをパターン認識技術で比較判定する（第３
図（Ｄ））。この比較はウェハ（３）をダイシングした
後のチップ（20）を比較するものである。比較した標準
データと被測定ウェハ（３）の画像データが不一致の箇
所に相当するチップを不良品チップ（21）と判断する
（第３図（Ｅ））。又一致の箇所に相当するチップを良
品チップ（22）と判断し（第３図（Ｆ））、良品ウェハ
マップＩにメモリーする（第３図（Ｇ））。

上記自動外観検査で良品チップ（22）と判定されたチッ
プに対して電気的特性を測定するプローブ測定（第３図
（Ｈ））を実行し、良品チップ（第３図（Ｉ））と不良
品チップ（第３図（Ｊ））とに選別する。

このプローブ測定は、外観検査後のウェハ（３）を載置
した測定ステージ（５）を上記外観検査の良品ウェハマ
ップＩの情報に従ってＸ方向・Ｙ方向に駆動し、周知の
手段で外観検査で良品と判定されたチップ（22）の電極
パットとテスターに電気的に接続配線されたプローブ針
を接触させ、電気的特性を測定するものである。

上記プローブ測定で良品と判定されたチップの情報を、
外観検査のウェハマップＩにかさね合わせ、外観検査と
プローブ測定の両方で良品と判定されたチップの情報
を、良品ウェハマップII（第３図（Ｋ））としてメモリ
ーを記憶する。

プローブ測定を終えたウェハ（３）の載置された測定ス
テージをＸ方向・Ｙ方向に駆動させ、良品チップのみを
選択しピックアップする（第３図（Ｌ））ピックアップ
アーム（10）の設定位置までウェハ（３）を搬送する。
ここで上記良品ウェハマップIIからの情報で、ウェハ
（３）が載置された測定ステージ（５）をＸ方向・Ｙ方
向に駆動させ、良品チップをピックアップアーム（10）
のアーム吸着部（14）に対向した位置に設定する。この
設定位置で測定ステージ（５）を吸着部（14）まで垂直
にZupして、エアー調整器（15）を調整し吸着部（14）
で良品チップを吸着する。良品チップを吸着したアーム
（13）は、回転軸（12）を中心に180°回転し、良品ピ
ックアップトレー（17）にエアー調整器（15）を調整し
てアーム吸着部（14）に吸着されていた良品チップを搬
送する。搬送後アーム（13）を180°回転し良品チップ
吸着のための所定の位置に再び設定する。このアーム
（13）による良品チップの回転搬送中に測定ステージ
（５）のＸ方向・Ｙ方向の駆動により吸着部（14）が設
定される対向位置に良品チップを設定する。このピック
アップ動作をウェハ（３）のすべての良品チップにおい
て繰返しピックアップ動作を終了する。

又ピックアップ動作で良品チップは総て取り除かれたた
め、粘着フィルム（２）には不良品チップのみが密着し
ている。この不良品チップのみが密着した粘着フィルム
（２）は測定ステージ（５）からローダ部（４）を経て
元のカセット（１）の位置に戻される。

上記実施例では、１つの測定ステージをＸ方向・Ｙ方向
に駆動させることにより、ウェハの外観検査とプローブ
測定とピックアップ動作を行なっていたが、ウェハの外
観検査とプローブ測定との併用ステージと、良品チップ
のピックアップ動作用のステージを夫々２つ設け良品チ
ップ選択処理速度を上げることも可能である。

さらに上記実施例ではダイシング後のウェハのチップの
外観検査とプローブ測定と良品チップピックアップ動作
を１台の装置で実行していたが、ウェハスクライビング
工程後のウェハの外観検査とプローブ測定を１台の装置
とし良品ピックアップ動作のみの装置を１台設けても良
い。又このように装置を分ける場合には、ウェハスクラ
イビング工程後のウェハのチップの外観検査とプローブ
測定で不良と判定されたチップには必要に応じてマーク
例えばインクを付けることも可能である。

〔発明の効果〕

上記のように本発明半導体装置を構成したことにより外
観検査および電気的特性の測定の時間を短縮することが
可能なような効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明半導体製造装置の一実施例を説明するた
めの状態説明図、第２図は第１図の平面図、第３図は第
１図を説明するためのブロック図、第４図は第１図のス
クライビング工程後のウェハを示めす図である。 ３……ウェハ、５……測定ステージ ８……チップ、９……ITVカメラ 10……ピックアップアーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウェハスクライビング工程後の半導
   体ウェハをTVカメラで撮像する手段と、この手段による
   撮像信号出力および予めメモリーされている標準データ
   を比較してスクライビングエラーの有無による良・不良
   を判定する認識手段と、この認識手段で良と判定された
   半導体チップの電極部にウェハプローバ機の触針を接続
   し電気的特性を測定する手段とを具備してなることを特
   徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】半導体チップの良・不良を判定する認識手
   段及び半導体チップの電気的特性を測定する手段から得
   た結果により良品と不良品の半導体チップを選別する手
   段を具備してなることを特徴とした特許請求の範囲第１
   項記載の半導体製造装置。